Revalorizando la incorporación de la naturaleza de la ciencias a la enseñanza de la Física pretende ubicarnos en la comprensión de qué se trata enseñar la Física. Como hemos estudiado Física en Secundario y en nuestra formación de profesorado nos sentimos seguros de saber qué es la Física. Nos tendríamos permitir dudar de los modelos aprendidos, donde saber definiciones nos daban seguridad.
La enseñanza de la Física atendiendo cuestiones epistemológicas nos interpela sobre la conceptualización de la Física, sus conceptos y enunciados. La Física en cuanto ciencia es una estructura compleja que se construye y que se relaciona con cuestiones científico-tecnológica y sociales. Los conceptos de la Física también son constructos que adquieren significado dentro de una red de conceptos en el marco de una teoría. Los principios, leyes y teorías son enunciados que con distinto componente epistemológicos y que además mantienen una relación de status epistemológicos. Enseñar Física requiere concebir la Física con estas componentes y sosteniendo el propósito de formar al alumnado en competencias científicas, por ejemplo modelización. Esta realidad, a veces ajena a la formación que hemos tenido en Física, requiere esfuerzo para salir del molde vivido. Para ello se requiere consultar material específico y estar convencido de aceptar ser una profesor que recoge el guante de las orientaciones de la didáctica de la Física.
Como las acciones colaborativas enriquecen y fortalecen. Se propone intervenir en este espacio, aportando elementos para que se comprenda qué significa y qué implica enseñar Física. Para ello piense que es su primer día de clase en un curso de Física de formación de Profesorado, piense una estrategia para que explicar de qué trata la Física, sus conceptos, leyes y teorías, status de los enunciados y competencias científicas de modelización a desarrollar. En el proceso explicativo incluya ejemplos para contextualizar la temática. Respalde su intervención a partir de la bibliografía que se referencia y si hubiera otras fuentes, también citarlas.
Bibliografía de referencia
Acevedo-Díaz, J.A. (2018). Sobre leyes y teorías científica. Formación IB. http://www.formacionib.org/noticias/?Sobre-leyes-y-teorias-cientificas
Adúriz Bravo, A. (2017). Pensar la enseñanza de la física en términos de “competencias”. Revista de Enseñanza de la Física. Vol. 29, No. 2, Dic. 2017, 21-31. Disponible En: https://revistas.unc.edu.ar/index.php/revistaEF/article/view/18801
Camino, N. (2006). Génesis y evolución del concepto de Gravedad. Construcción de una visión de Universo. Tesis Doctoral. Facultad de Humanidades y de Ciencias de la Educación. Universidad Nacional de La Plata. http://www.memoria.fahce.unlp.edu.ar/library?a=d&c=tesis&d=Jte232
Colombo de Cudmani (2003). ¿Qué puede aportar la epistemología a los diseños curriculares en Física? Ciencia y Educación, v.9, n 1, pp. 83-91. Disponible en: http://www.scielo.br/pdf/ciedu/v9n1/07.pdf
Concari, S. (2001). Las teorías y modelos en la explicación científica: Implicancias para la enseñanza de las ciencias. Ciência & Educação, v.7, n.1, p.85-94. Disponible en: http://www.scielo.br/pdf/ciedu/v7n1/06.pdf
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, 133-152. http://reec.uvigo.es/volumenes/volumen10/ART7_Vol10_N1.pdf
Tu aporte colaborará para que las clases de la Física camine hacia una mejor enseñanza.
Silvia García de Cajén (Admin Hablarciencia.com)
Cuando googleamos o buscamos en un libro el significado de Física, aparece una definición resumida parecida a: la física es la ciencia que estudia las propiedades de la materia, la energía, el espacio y el tiempo, así como las relaciones que se establecen entre todas ellas. También se aclara que la conforman diferentes ramas como la mecánica clásica, la mecánica cuántica, la astronomía, electromagnetismo, la relatividad, la acústica, la óptica, la termodinámica…
Supongamos primer día de clase en un curso de Física de formación de Profesorado y comenzamos recitando algo similar a lo escrito en el párrafo anterior. Nada más lejos estaríamos, a mi criterio, de cautivar a la audiencia. Estaríamos adoptando una posición reduccionista e introduciendo muchos conceptos siguiendo, como manifiesta Colombo de Cudmani (2003), la tradición positivista tan arraigada en la enseñanza de la Física que limita el significado de un concepto a su definición operacional.
Al diseñar una clase muchas variables se ponen en juego, siendo necesario que tanto lo conceptual, como lo metodológico y lo afectivo estén estrechamente relacionados. Actualmente se hace referencia al término “competencia científica” dentro de la enseñanza de la Física, término al cual Adúriz Bravo (2017) redefine como “competencia científica escolar anclada en contenidos de física” ya que para él este tipo de competencias se generan casi exclusivamente para el contexto educativo y solo tienen sentido y significatividad en él. Este nuevo enfoque asociado a la necesidad de utilizar los conceptos de manera tal que estén estrechamente relacionados dentro de un contexto, vinculados a un sistema y a su vez utilizar modelos que servirán para su estudio, implica que es necesario repensar la forma de las clases de Física para que los alumnos realmente entiendan de qué se trata y que les sirva en su formación para la vida.
Por otro lado y atendiendo a la necesidad de los docentes de conocer aportes de la investigación en ciencias que enriquezcan la enseñanza, artículos como el de Acevedo Díaz (2018), nos ponen en contacto con deficiencias que generalmente se encuentran a la hora de diferenciar hipótesis de leyes y de teorías. Es tarea del profesor ocuparse y dejar bien en claro que mientras las leyes científicas describen fenómenos naturales, las teorías científicas los explican. Con pruebas que las apoyen, las hipótesis pueden convertirse en teorías o en leyes, pero la relación entre teorías y leyes científicas no es jerárquica porque sus finalidades son distintas y son diferentes tipos de conocimiento. Las leyes y las teorías son dos tipos de conocimiento científico distintos que no están jerárquicamente relacionados. Así, reflexionando sobre estos conceptos y permitiendo que los estudiantes conozcan las diferencias que hay entre ellos, estaremos contribuyendo también con la meta de alfabetizar científicamente.
A mis manos llegó un libro (https://www.motionmountain.net/MM-espanol-vol1.pdf) que me encantó cómo plantea la enseñanza de la Física, cómo introduce los diferentes conceptos y los relaciona, las preguntas y cuestiones que formula para ir guiando el aprendizaje. Creo que utilizaría la imagen que aparece en la página 17 para mi primer día frente a la clase y para presentarles la materia a mis alumnos.
Beatriz
Tu aporte expone con claridad la situación a pensar cuando uno presenta la Física a nuestros alumnos. Sin duda es una elaboración que se puede enriquecer mucho a través de la consulta del libro que aportas la referencia. Es un libro que brinda una forma amena para pensar la situación. El docente puede aprovechar y seleccionar qué secciones utilizar y adaptar en sus clases de modo que “hablando” cuestiones de Física…se la aprenda.
Silvia
Hola, ¿Que tal?
Concuerdo con lo que indica Bety de lo descrito cuando se indaga el significado de “Física” en la mayoría de libros de texto y sitios de internet. Dado que es necesario abordar la enseñanza de la física desde un enfoque que implique captar la atención de los estudiantes en este contexto actual, ese no sería el camino.
La estrategia que utilizaría seria material audiovisual, imágenes y dispositivos que permitan visualizar los fenómenos de la naturaleza y cotidianos que pueden ser explicados a través de la física. Esto permitiría establecer, en una primera instancia, tratar con las ideas previas de los alumnos y los vínculos y/o contraste con lo que indica la física respecto a estos fenómenos. Ejemplos hay miles si se quiere ser creativo. Si quisiera estudiar el concepto de luz y radiaciones electromagnéticas por ejemplo, antes de desarrollar las ecuaciones de Maxwell y modelos vinculados sería más interesante mostrar videos de auroras boreales, y establecer un debate de cómo piensa que estas se generan en la atmosfera. O tal vez para trabajar un fenómeno más cotidiano mostraría una persona tocando una guitarra eléctrica e induciría a los estudiantes a que se pregunten como es que la misma “suena” para establecer nuevamente un debate. Debate que luego permitiría introducir los conceptos como el de campo magnético y autoinducción y modelos implicados.
Sería interesante repensar la enseñanza de la física a través de los fenómenos que se nos presentan cotidianamente y en la naturaleza ya que como indique antes, no solo captaría la atención de los estudiantes sino que también servirían de base para establecer y desarrollar nociones íntimamente implicadas en la física como lo son Hipótesis, teorías, Leyes y sus diferentes estatus epistemológicos, como indica Acevedo Díaz (2018) es normal, tanto en docentes como estudiantes de profesorado, confundir a las teorías suficientemente probadas son propensas a convertirse en futuras leyes. Por lo tanto, pienso que establecer a la fisica por fuera de un enfoque reduccionista y mas integrado a dichos fenomenos posibilitaria que los docentes y los futuros docentes puedan comprender y establecer las diferencias entre dichas nociones.
Alejandro, resaltas seguir la vía de la creatividad para presentar y motiva el aprendizaje de la Física. Sin duda, los docentes debemos apelar a la creatividad, en especial para tener ideas y desarrollos que nos entusiasmen a nosotros y a los alumnos. Sin este entusiasmo docente, no existe forma de entusiasmar al alumno. Propones por ejemplo imágenes de auroras boreales: son maravillosas visualmente y ni hablar como fenómeno físico. Tu ejemplo me trae el recuerdo de mi clase de Física en Normal por el año 1993, que llevé el problema de las auroras boreales. Una alumna se apasionó, investigó y aunque pasamos a otros temas, ella siguió investigando. Se apasionó con la Física. Hoy es doctora en Física, en Estados Unidos. Sin duda había un terreno fértil y la semilla cayó justo! No todos serán físicos, pero que entiendan y comprendan la Física es un acto maravilloso que podemos generar.
Silvia
Hola, buenas noches.
Estoy de acuerdo con Bety y Ale, enseñar Física implica, capacitar científicamente, a todos los estudiantes del curso, sin distinción. Debe proveer experiencias estimuladoras a nivel cognitivo y afectivo. Hay una idea extendida de que la Física no es para todos, solo para los futuros científicos y estudiantes de ramas conexas. La clase para el alumno debe ser ante todo una satisfacción. En estas clases el alumno aprende a aprender y a hacer. El contenido científico, debe ser cuidadosamente seleccionado, para captar su atención.
Arduriz Bravo en su texto “Pensar la enseñanza de la física en términos de “competencias”, resalta que, la actual educación en física implicaría tanto saber de física como saber sobre física. Los currículos de Física incluyen, junto con las competencias científicas, unas competencias metacientíficas. Entre las cuales, se encuentra el pensamiento crítico, referido, a evaluar la validez de las informaciones disponibles, al reflexionar sobre determinados hechos “cotidianos”, basados en fundamentos racionales. El conocimiento, permite un cambio de la visión de la realidad, lo que convierte a la educación en una actividad crítica y liberadora.
Es trascendental tener en cuenta a los modelos de Física en el momento de la conformación de la unidad didáctica, para desarrollar paulatinamente dicha aptitud a través de un itinerario progresivo, que permita la asimilación del estudiante. Las actividades de modelización retienen un creciente interés en la didáctica de las ciencias (Adúriz-Bravo e Izquierdo, 2009). Se está considerando una competencia de la formación científica. En este contexto, el aprendizaje a partir de modelos está sirviendo para inspirar posibles rumbos de progresión en el conocimiento, el diseño de secuencias de actividades sobre temas específicos (Gómez-Galindo, Sanmartí, Pujol, 2007).
Este panorama, se complementa a otras estrategias como la indagación e investigación en torno a problemas, las perspectivas de enseñanza en contexto, el célebre cambio conceptual, los enfoques STIM y CTSA. Se entrevé la demanda en la precisión de estos enfoques, para establecer sus características y aplicarlos con mayor avidez.
Es atractivo, al momento de enseñar ciencias aplicar estas herramientas. En cuanto a la Física, los docentes contamos con una importante ventaja, que es la experimentación. El experimento, conforma una actividad objetiva de demostrar un hecho científico, lo que justifica la presencia de las prácticas de laboratorio en la enseñanza de esta ciencia. Es momento, de comenzar a innovar, y permitir, que dichas prácticas sean tanto diseñadas, como implementados por los estudiantes. En estos momentos, en los cuales no se puede asistir al laboratorio, es necesario utilizar simuladores de Física, como los entornos provistos por “Cloudlabs” y “Educaplus.org” entre otros.
Luz, sin duda la enseñanza del Física tiene la oportunidad de ser una satisfacción para el estudiante, tal como lo afirmas. Esos caminos que rescatas son muy relevantes para lograrlo. Pensemos que cuando enseñamos la Física estamos enseñando Modelos, los cuales son una práctica genial de pensamiento que abstrae de lo concreto lo fundamental y a partir de esa abstracción se moviliza el razonamiento para encontrar explicaciones y modos de pensar. Es decir cuando enseñamos a modelizar, estamos formando una forma de razonar que sirve para la vida, ya que hasta cuando pensamos cuestiones de la vida cotidiana modelizamos. Por ejemplo, voy a ir al banco en tiempo de pandemia. Modelizo pensando, a qué voy al banco, saco el turno, preparo lo que necesito llevar, veo como movilizarme, y alguna otra cuestión básica. En este modelo, no aparecen muchísimas cuestiones que ocurren (cuestiones de la casa, de vestimenta, de atención a otros, de donde estacionar, etc.), si pusiera todas las variables creo que nunca tendría claro como hacer lo del banco. Este relato, intenta mostrar cuán relevante es enseñar modelizaciones, es una práctica que enseña a razonar. Y ni hablar de otras competencias que mencionas, como la de espíritu crítico. También es relevante tu mención a entornos virtuales que hoy están disponibles y utilizamos en contexto de enseñanza virtual.
Silvia
Al momento de presentar la Física a los estudiantes, con la intención de motivarlos, se pueden abordar las cuatro propiedades fundamentales y sus interacciones, las distintas Físicas que existen, los fenómenos físicos en la Naturaleza, los inicios y la historia de la Física, las investigaciones actuales en el campo de la Física, los beneficios y los problemas que traen aparejadas para la sociedad. En cuanto a la motivación, los recursos cobran un papel importante: algunas alternativas pueden ser la visualización de un fragmento de una película de ciencia ficción, un video, la búsqueda guiada de material en Internet, la utilización de simulaciones, laboratorios remotos, etc. Además, es interesante la inclusión de un enfoque CTSA en la enseñanza de Física, como propone García Carmona (2021), con el fin de que los estudiantes consulten diversas fuentes de información y elaboren opiniones propias con respecto a problemáticas que involucren la Física en relación con la sociedad, el ambiente y la tecnología. Se pueden realizar reflexiones sobre el tema, donde los estudiantes expongan sus propias conclusiones y propongan una serie de medidas como posibles soluciones al problema analizado. Luz plantea la enseñanza de modelos, que supone una abstracción por parte de los estudiantes y pone en juego una serie de entramados intelectuales que dan lugar a los modelos mentales de los estudiantes. Como comentamos en una clase sincrónica con Silvia, esos modelos mentales van configurando la forma de razonamiento y los modos de pensar que los estudiantes emplearán a lo largo de su vida.
Coincido totalmente con las contribuciones de Beatriz, Alejandro y Luz. Cada uno aportando un aspecto importante de la educación en ciencias, y en especial de la Física, como lo es la contextualización de los conceptos, la diferenciación explícita en el aula del status epistemológico de teorías, leyes y principios de la Física, la creatividad como herramienta inagotable de recursos para proponer en las clases y la importancia de enseñar también sobre la naturaleza de la Física (más allá de su saber científico) para lograr una mejor comprensión de la misma y su manera de hacer, y no pensarla como un mero compendio de conceptos y teorías muchas veces difíciles de entender.
En mi caso, la lectura de los textos propuestos me acercó a otros -que recomiendo leer- como el de Blanco y Lumpión (2015) y a una edición especial de la Revista Alambique (2012) dedicada especialmente al tratamiento de las competencias científicas. Me quedo con una expresión de De Pro, en la introducción a esta revista que dice: “un conocimiento se aprende cuando el que lo aprende lo comprende, lo utiliza y le ve utilidad cuando lo utiliza”. Creo que esta tendría que ser la premisa con la que deberíamos planificar nuestras intervenciones en el aula de Física. Necesitamos buscar contextos reales de la vida cotidiana de nuestros estudiantes que sean relevantes para que estos puedan adquirir y aplicar competencias científicas de modelización y argumentación, fundamentales para el mundo del trabajo y el desarrollo de la ciudadanía (Aduriz Bravo, 2017).
Además, es importante señalar al alumnado que la Física -y las ciencias experimentales en general- no se iniciaron con científicos que iban “descubriendo” teorías azarosamente, sino que su inicio se dio a partir del planteamiento de problemas, de la curiosidad por explicar el mundo que nos rodea. Y que esto sigue siendo así hoy en día. Es preciso hacer explícito también que hubo y hay una estrecha relación entre la Física, la tecnología, los problemas sociales y ambientales.
En este sentido, considero adecuado seguir las recomendaciones de Sanmartí (2012) para “enseñar a plantear preguntas investigables” teniendo en cuenta la naturaleza de la Física, el reconocimiento de variables y la distinción entre las que varían y las que pueden controlarse a partir de la experimentación, el diseño de estas experiencias para la recogida de datos, etc. Es importante, además, mostrar al estudiantado que las preguntas para explicar un fenómeno han ido cambiando con el paso del tiempo y la evolución de la Física. A partir de las preguntas que puedan generar, la coevaluación que hagan de ellas para valorar si su formulación permite dar respuesta al problema inicial y la argumentación que elaboren a partir de la utilización de modelos para intentar explicar el fenómeno, les permitirá adquirir las competencias científicas que buscamos desarrollar.
Siguiendo a Concari (2001), los modelos a elegir para la enseñanza en el aula de Física deberían ser aquellos que tengan “mayor capacidad de generalización, mayor capacidad para resolver problemas de interés, mayor parsimonia y al mismo tiempo que ofrezcan la mayor significatividad potencial para el estudiante” para permitir una mejor comprensión de las teorías por parte del alumnado.
Así, en mi primer día de clases en un curso de Física de formación de Profesorado, les contaría que podemos hablar de la Física como una ciencia viva, que crece día a día, que sigue haciéndose preguntas desde el primer día en torno a cuatro propiedades fundamentales: la energía, la materia, el espacio y el tiempo. Que estas propiedades son incluso conceptos, que dan sentido a toda la Física cuando logramos contextualizarlos en ella, que además son construcciones humanas mentales, que evolucionan con el tiempo y el conocimiento construido en torno a ellos, que su relación con otros conceptos es lo que los enriquece más entre sí (Colombo de Cudmani, 2003; Camino, 2006; Wainmainer, 2011). Entonces, comenzaría consultando qué significado le dan a cada uno (no pediría definiciones, y haría hincapié en que más relevante que saber una definición de memoria es conocer su contexto de aplicación, la teoría, ley o principio al que pertenecen y dan sentido esos conceptos). Registraría los distintos significados en la pizarra.
Luego les preguntaría si saben la diferencia entre principios, leyes y teorías. Registraría sus respuestas y les preguntaría si creen que tienen la misma jerarquía entre ellos o si no existe un status que los diferencie. Registraría sus respuestas. Y a partir de ellas, y dando el ejemplo del Principio de Conservación de la Carga Eléctrica, la Ley de Coulomb y la Teoría electromagnética de Maxwell, guiaría las preguntas para que puedan comprender si existe un status epistemológico entre ellos. Indicaría también que el modelo de campo electromagnético es el que permite explicar los fenómenos electromagnéticos que nos rodean, y es en el que se basan el Principio de Conservación de la Carga Eléctrica, la Ley de Coulomb y la Teoría electromagnética de Maxwell.
Sobre todo, con mis preguntas y un posterior cierre donde lo explicite, buscaría que los y las estudiantes comprendan que:
• Los principios son axiomas que no pueden someterse a verificación experimental (Colombo de Cudmani, 2003). Son fundamentales, porque son la base de leyes y teorías.
• Las leyes científicas pueden someterse a verificación experimental y no se aplican sobre los hechos fácticos sino sobre modelos que sobre ellos se construyen (Colombo de Cudmani, 2003).
• Mientras las leyes científicas son generalizaciones que describen relaciones entre fenómenos observables y sus variables, pero sin intentar explicar dichas relaciones; las teorías científicas son explicaciones de estos fenómenos, de por qué las leyes funcionan así, y por lo tanto, permiten predecir fenómenos pero no pueden probarse directamente (Acevedo Díaz, 2018; Concari, 2001).
• Así, la relación entre leyes y teorías científicas no es jerárquica porque refieren a distinto tipo de conocimiento y sus fines son distintos (Acevedo Díaz, 2018).
• Las leyes científicas no son verdades absolutas (Acevedo Díaz, 2018).
• Los modelos son construcciones humanas, que intentan representar el mundo que nos rodea de forma más simple, pero incompleta, inexacta y aproximada. Nos permite responder a algunas preguntas bajo determinados contextos, pero no todas las preguntas y no en todos los contextos (Concari, 2001). Así, existen distintos modelos para explicar un mismo fenómeno.
• De este modo, en caso de coexistencia de teorías rivales, debemos establecer criterios de comparación y selección a la hora de elegir con cual teoría -y por extensión, con cuál modelo- nos quedaremos para dar explicación al fenómeno observado (Concari, 2001).
Les dejo las referencias bibliográficas que mencioné en esta intervención:
Blanco López, A., & Lumpión, T. (Eds.). (2015). La competencia científica en las aulas: Nueve propuestas didácticas. Adavira Editora. Disponible en: https://www.researchgate.net/profile/Angel-Lopez-3/publication/303881796_La_competencia_cientifica_en_las_aulas_Nueve_propuestas_didacticas/links/604258a0299bf1e0785730ec/La-competencia-cientifica-en-las-aulas-Nueve-propuestas-didacticas.pdf
Revista Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales (2012). Hacia la competencia científica. Número 70, Año XVIII. Disponible en: https://issuu.com/editorialgrao/docs/al070_z_tot