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Aportaciones epistemológicas para la formación del profesor de Física

En la formación de profesores y profesoras de Física, lo primero que nos preguntamos es si tenemos claro de qué trata el objeto de estudio de la Física y los conceptos relevantes que forman su contenido, sea leyes, principios, teorías, entre otros.

Sin duda preguntarnos de qué  trata la enseñanza de la Física, es más profundo que preguntarnos qué se enseña en Física. La respuesta buscada va más allá de un pretendido listado de contenido, por el contrario apunta a reflexionar acerca de qué es ser y hacer para un profesor de Física.

Tales cuestiones podrían acercarnos a una respuesta si tenemos claridad en aquellos conceptos y también en el entendimiento sobre qué aporte hace la epistemología en la formación del profesor de Física.

A través de búsqueda bibliográfica y reflexión sobre la información lograda, se invita a elaborar y comentar el estado de situación de su pensamiento sobre las cuestiones planteadas.

A animarse con estas elaboraciones!

Silvia García de Cajén (admin hablarciencia.com)

 

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Silvia
Doctora en por la Universidad de Santiago de Compostela.
https://www.hablarciencia.com

3 thoughts on “Aportaciones epistemológicas para la formación del profesor de Física

  1. Los conceptos, según Wainmaier, Speltini y Julia Salinas (2011), son “los ladrillos del conocimiento, la mínima entidad con significado. Desde el punto de vista semántico, los conceptos que utiliza la disciplina pueden ser formales (lógicos y matemáticos) o fácticos (relacionados con el mundo)”. En la mecánica newtoniana es usual trabajar conceptos como “cuerpo”, “posición”, “masa” y “fuerza”, entre otros.
    En cambio, las definiciones “son operaciones puramente conceptuales, por las cuales se introducen conceptos cuya significación se especifica a través de una correspondencia con los conceptos deficientes” (Bunge, 1980). Por ejemplo, la fuerza en la mecánica newtoniana es definida como la masa multiplicada por la aceleración.
    Las leyes son “relaciones constantes (entre aspectos seleccionados de los hechos) que se cumplen en el mundo” (Bunge, 1980). A su vez, las leyes pueden ser de máxima generalidad o específicas para ciertos casos particulares. La primer ley de Newton nos dice que “Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta, no muy lejos de las fuerzas impresas a cambiar su posición”.
    Los conceptos son “los nudos de una red de interrelaciones sistemáticas en las que las leyes constituyen los hilos” (Hempel, 1973).
    Los principios son los conceptos o ideas fundamentales que forman la base de un razonamiento. Representas las características básicas o esenciales de un sistema, sin las cuales no podría estudiarse el mismo. Por ejemplo, el Principio de Arquímedes indica que “todo cuerpo sumergido dentro de un fluido experimenta una fuerza ascendente llamada empuje, equivalente al peso del fluido desalojado por el cuerpo”
    Por último, respecto de las teorías científicas, estas se pueden caracterizar teniendo en cuenta que son un “conjunto de conceptos, incluyendo abstracciones de fenómenos observables y propiedades cuantificables, junto con reglas (leyes científicas) que expresan las relaciones entre las observaciones de dichos conceptos. Una teoría científica se construye para ajustarse a los datos empíricos disponibles sobre dichas observaciones, y se propone como un principio o conjunto de principios para explicar una clase de fenómenos. Ejemplos conocidos de teorías científicas son constituidos por la Teoría de la gravedad de Newton, y la Teoría de la gravedad de Einstein.
    Los científicos elaboran distintas teorías partiendo de hipótesis que hayan sido previamente corroboradas por el método científico, luego recolectan pruebas para poner a prueba dichas teorías. Como en la mayoría de las formas del conocimiento científico, las teorías son inductivas por naturaleza y su finalidad es meramente explicativa y predictiva”.
    El estudio de los aportes epistemológicos a la formación en el profesorado de física, resulta ser una herramienta al momento de realizar una planificación educativa y concretarla: es necesario cuestionar el conocimiento y tener una actitud crítica frente a este. La claridad entre los conceptos relevantes de los que hace uso la física mencionados anteriormente permite superar contrariedades e incoherencias que usualmente los alumnos de profesorado manifestamos al verbalizar una definición de estos.
    De acuerdo con Gil (1993), se debe pensar en una educación donde el proceso de aprendizaje de la Física esté conformado por el tratamiento científico, orientado por el docente, de situaciones que tengan sentido e interés para los aprendices, y en las que se incorporen explícita y funcionalmente reflexiones sobre la naturaleza y construcción del conocimiento enseñado.
    Considero que la inclusión de epistemología en el profesorado también aporta a la construcción de conocimiento conceptual, procedimental y actitudinal, tanto del alumno como del profesor, ya que la física es una ciencia que se encuentra inmersa en una comunidad científica (y a su vez, en la sociedad), donde los significados son compartidos y normalmente aceptados por la totalidad de esta. Además, se construyen nuevos conocimientos a partir de los ya obtenidos (e incluso estos pueden ser modificados, descalificados, etc. Con el paso del tiempo).
    Si uno de los fines de la educación secundaria es formar ciudadanos alfabetizados científicamente, no pueden desconocerse las cuestiones epistemológicas que rodean a los conocimientos a enseñar al momento de formar un alumno que pueda hacer uso de un razonamiento crítico, fundamentado y su vez, contextualizado en una realidad particular, ya sea de su vida cotidiana o de otra situación de interés.

  2. ¿Qué es la Física? La Física es una de las ciencias naturales que se ocupa del estudio de cuatro conceptos fundamentales: ENERGÍA, MATERIA, TIEMPO y ESPACIO, así como también sus INTERACCIONES. De acuerdo a (Wainmaier, Speltini y Salinas, 2011) los objetivos de la enseñanza de la Física (a nivel universitario) están centrados fundamentalmente en el aprendizaje comprensivo de CONCEPTOS, LEYES, TEORÍAS y MODELOS de la disciplina. Por lo cual se considera que es importante definir y entender en primera instancia cada uno de estos conceptos.
    Los conceptos son los ladrillos del conocimiento, la mínima entidad con significado. Estos pueden ser formales (lógicos y matemáticos) o fácticos (relacionados con el mundo). Por su parte, las definiciones son operaciones puramente conceptuales, por las cuales se introducen conceptos cuya significación se especifica a través de una correspondencia con los conceptos definientes (Bunge, 1980). Son proposiciones necesarias, que asignan significado a los conceptos. Son convenciones, equivalencias entre dos grupos de términos; ninguna operación puede confirmarlas o disconfirmarlas y sólo admiten el análisis lógico o matemático (Salinas, 2002). En tanto, las leyes son relaciones constantes (entre aspectos seleccionados de los hechos) que se cumplen en el mundo (Bunge, 1980). Se pueden distinguir entre leyes de nivel alto que son leyes de máxima generalidad (ej. La segunda ley de Newton) y leyes de bajo nivel que son específicas para casos particulares (ej. la expresión para el desplazamiento en un movimiento de caída libre). Las leyes son proposiciones contingentes, hipótesis confirmadas fácticamente. Las mismas expresan pautas generales o regularidades, relaciones invariantes y de dependencia entre aspectos seleccionados de modelos ideales de hechos del mundo. Su validez es contingente, no valen siempre, de modo que son enunciados que pueden (o no) verificarse en sistemas físicos acordes a los supuestos del modelo (Salinas, 2002). Seguidamente se puede mencionar que los principios son tomados como el punto de partida o el primer momento de la existencia de una cosa. Estos son más generales que las leyes y no siempre necesitan de demostración. Entender cada uno de estos conceptos así como la noción de Física como ciencia es fundamental debido a que permite al docente elegir un modelo de enseñanza – aprendizaje y además establecer un orden a los contenidos a enseñar.
    En cuento a la importancia de las aportaciones epistemológicas en la formación del profesor de física se puede destacar que son numerosas las investigaciones que muestran la estrecha vinculación que existe entre el modelo de aprendizaje que orienta un diseño curricular con las concepciones epistemológicas de los educadores. Sean o no explícitas, las ideas que se tiene sobre la ciencia pautan la acción docente en todos los niveles de concreción del currículum (Colombo de Cudmani, 2003). Es decir, que si se está frente al caso de un docente con una concepción de ciencia acabada y cerrada posiblemente el modelo adoptado por el mismo sea el de transmitir el conocimiento al otro tal y como él lo percibe. En cambio, si se entendiese a la ciencia y al conocimiento científico como una construcción que surge de la interacción entre el objeto de conocimiento y la estructura cognoscitiva del sujeto, en relación dialéctica, la cual va modificando a ambas en la búsqueda de descubrir, explicar, interpretar y predecir comportamientos, es una orientación epistemológica que suele fundamentar modelos de aprendizaje constructivistas.
    Bunge (1980) destaca que el estudio de los problemas filosóficos y de las raíces históricas de las cuestiones científicas facilita una correcta comprensión, ahondamiento, ordenación y evaluación de los conocimientos específicos acerca del mundo y proporciona estímulos para que estudiantes de ciencias y científicos encaren su tarea con mayor profundidad, responsabilidad, eficacia y gratificación intelectual.
    Por último y como una reflexión personal considero que las aportaciones epistemológicas en la formación del profesor ya sea en física o química permite a los mismos poder formar una noción de ciencia más acorde a la realidad como una construcción social, y no individual, inmersa en un determinado contexto, además de comprender de manera más significativa el conocimiento científico y no pensar a éste como un conocimiento acabado. Lo cual influye en gran medida en el modelo de aprendizaje adoptado por el docente. Creo que éste tipo de aporte (epistemológico) lleva a que el docente sea reflexivo de su actividad y realice una formación continua.
    Bibliografía:
    – Colombo de Cudmani, L (2003). ¿Qué puede aportar la epistemología a los diseños curriculares en Física? Ciencia & Educación, Vol. 9, Nº 1, pág. 83-91.
    – Colombo de Cudmani, L y Salinas de Sandoval, J. (2004) ¿Es importante la epistemología de las ciencias en la formación de investigadores y de profesores en Física? Enseñanza de las Ciencias, 22(3), 455–462.
    – Wainmaier, C. Speltini, C y Salinas, J. (2011). Conceptos y relaciones entre conceptos de la mecánica newtoniana en estudiantes que ingresan a la universidad. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias. Vol 10, Nº 1, pág. 133-152.

  3. Si nos preguntamos, ¿Qué es la Física?, podemos decir que la Física es una de las ciencias de la naturaleza que se ocupa del estudio de cuatro conceptos fundamentales: energía, materia, tiempo y espacio, así como también sus interacciones. Los objetivos de la enseñanza de la Física están centrados en el aprendizaje comprensivo de conceptos, leyes, teorías y modelos. Por lo que es necesario conceptualizar y entender cada uno de ellos.
    Según Bunge (1980) los conceptos son los ladrillos del conocimiento, estos pueden ser formales (lógicos y matemáticos) o facticos (relacionados con el mundo). Las definiciones, son operaciones puramente conceptuales, por las cuales se introducen conceptos cuya significación se especifica a través de una correspondencia de los conceptos definientes. Y, en cuanto a las leyes, son relaciones constantes, que se cumplen en el mundo. Las leyes de alto nivel son de máxima generalidad, y las de bajo nivel son específicas para casos particulares. Los conceptos son los nudos de una red de interrelaciones sistemáticas en las que las leyes constituyen los hilos (Hempel, 1973).
    Las leyes son proposiciones contingentes, hipótesis confirmadas fácticamente. Las mismas expresan pautas generales, relaciones invariantes y de dependencia entre aspectos seleccionados de modelos ideales de hechos del mundo. Su validez es contingente, no valen siempre, de modo que son enunciados que pueden (o no) verificarse en sistemas físicos acordes a los supuestos del modelo (Salinas, 2002). Cabe destacar que las simplificaciones que se realizan hacen que las leyes sean aproximadas, tienen límites de validez y son provisorias (Bunge. 1980). El “universo” al que refiere la ley no es el universo real sino el universo de los sistemas que cumplen los supuestos del modelo.
    Los principios, son más generales que las leyes y no siempre necesitan de demostración. Entender cada uno de estos conceptos, así como la noción de Física, es fundamental, ya que nos permite como estudiantes de la carrera del profesorado, elegir un modelo de enseñanza – aprendizaje y establecer los contenidos a enseñar.
    La conexión entre epistemología y enseñanza científica ha sido objeto de atención en la investigación (Rodriguez Pineda, López y Mota, 2005). Por lo que en los últimos años se ha revalorizado la importancia de la enseñanza de la historia de las ideas científicas y la epistemología, a la enseñanza de las Ciencias Naturales. Esto hace que favorezca los procesos de enseñanza y de aprendizaje de ciencias. Demostrando la importancia de incorporar aspectos de índole epistemológico, tanto en la formación de investigadores, profesores y en la formación continua de los mismos. Esto lo podemos fundamentar, ya que, en los diseños curriculares, en la formación docente en ciencias, están incluidos estos temas (Colombo de C. y Salinas, 2000).
    Considero que, las aportaciones epistemológicas en el profesorado en ciencias, hace no solo a la construcción del conocimiento conceptual, sino también a lo actitudinal y procedimental. Proporcionándonos elementos para un trabajo docente crítico, reflexivo y aportando criterios que nos guíen en la planificación, instrumentación y evaluación de nuestra actividad.

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