CAPITULO I El PROBLEMA

1. Planteamiento del problema

Los avances científicos y tecnológicos más importantes que se han venido experimentando a finales del siglo XX y comienzos del siglo XXI, han tenido su base en la física básica. Entre los avances más importantes se tiene la nanociencia, la mecánica cuántica, el láser acústico, la capa de invisibilidad, el nuevo acelerador de partículas, la creación y retención de antimateria, la microelectrónica, entre otros. A través de La física se han desarrollado nuevos sistemas en la Biomedicina y Biotecnología que han permitido corregir defectos de las células humanas

de manera perfecta, empleando las más modernas

tecnologías. En este sentido, el desarrollo de la tecnología, se basa en leyes y principios básicos de la física, integrándose a cada una de nuestras necesidades humanas como son las telecomunicaciones, viajes espaciales, la electrónica, el transporte, entre otros. Al respecto, la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura), (UNESCO 2007), tiene como propósitos en el

5

6 surgimiento de la implementación de las tecnologías y TIC¨s a escala mundial de las capacidades y tendencias en materia de ciencia, tecnología e innovación. Además Rodríguez (2012), señala que la UNESCO debe asumir los diversos cambios que se han presentado en el campo científico, tecnológico, político y social De allí que, hoy día, en los países como México se han implementado en el desarrollo curricular, el uso de tecnologías, apegado a los programas de matemáticas y física de la educación secundaria. Rojano (2003, p.149), La misma autora señala que los equipos didácticos están diseñados de tal forma que puedan registrar, procesar y graficar si es necesario, para tener un mejor entendimiento fenomenológico. Así mismo afirma que el docente decide que software abierto podrá aplicar para cumplir con sus actividades académicas. En esta línea de pensamiento, Pontes, (2005, p.11), en España, presenta una propuesta de un laboratorio asistido por computador. En este se utilizó un sistema de control de sensores físicos y de adquisición de datos en aquellos experimentos en los que se necesitan un gran número de éstos, pudiendo ser procesados además con un programa del propio computador. Se han diseñado una variedad de equipos que pueden ser utilizados en el aula y se aplican en los procesos de recolección de datos, a partir de los cuales se pueden realizar simulaciones y construir gráficas instantáneas que presentan

el

comportamiento

de

variables

físicas

bajo

estudios

7 experimentales. De un modo práctico, se usan las calculadoras científicas, computadoras e interfaces, que conecten equipos de laboratorios tales como: voltímetros, amperímetros y termocuplas, entre otros, y cuyos resultados son muy útiles en la enseñanza experimental de la física, y permiten introducir al estudiante en el dominio de la automatización, muy usada en estos tiempos modernos. El gobierno Venezolano

ha considerado importante el uso de las

nuevas tecnologías y sus innovaciones en los centros educativos, por lo que se ha establecido en la Constitución Bolivariana de Venezuela en sus artículos 102,103 y 110 y el decreto N°825, esa disposición, donde se orienta el formato de la educación, la ciencia y la tecnología como instrumentos fundamentales para el desarrollo y la transformación económica y social del país. Este nuevo ambiente de aprendizaje demanda un docente preparado, creativo y flexible para conducir el conocimiento . La física es una ciencia de carácter dinámico, y sus teorías científicas han cambiado de manera acelerada a medida que pasa el tiempo y juega un rol importante en los programas de educación universitaria que asocien esta disciplina como unidad curricular básica y fundamental. Estos cambios se deben tener en cuenta en el proceso de enseñanza aprendizaje de esta disciplina científica. El uso de una instrumentación adecuada proporcionará avances cognitivos en los estudiantes en forma

8 rápida y eficaz; sin embargo muchos docentes y estudiantes desconocen los beneficios y oportunidades que ofrecen estas herramientas tecnológicas. Por otra parte, la física se puede enfocar desde dos vertientes: las teorías científicas y las aplicaciones experimentales. En la enseñanza actual se ha implementado el uso de las tecnologías de información y comunicación (TIC), obteniendo resultados positivos en las estrategias de enseñanza experimental a nivel universitario, tal como lo señala Flores, (2006 p.). Las TIC permiten al estudiante interactuar con herramientas como simulación de fenómenos, videos, foros y evaluaciones virtuales por la red. También se han implementado las TIC en la enseñanza, en otros niveles del sistema educativo, como lo es específicamente en la educación básica. Al respecto, Arrieta y Delgado (2006) proponen una metodología que permitió dictar una serie de talleres y asesorías a un grupo de docentes, en el uso de internet y software educativos, con la intención de que aplicarán estos recursos como herramientas de impacto en los abordajes de algunos tópicos de la física. El impacto del uso de software educativo para la enseñanza de la matemática y la física es cada vez más creciente Gómez-Chacón, (2010 p.227). Este autor señala que el uso de las TIC suministra un apoyo en el surgimiento del proceso de aprendizaje, que facilitan a los estudiantes y profesores interactuar con nuevas estrategias de aprendizaje que a su vez sea de motivación y eficacia en el logro de las competencias curriculares.

9 En lo referente a la situación actual del uso tecnológico en el laboratorio de enseñanza de la física, según Chourio, (2008 p.19),

ha sido

prácticamente nula, lo que ha generado preocupación y ha llevado a la búsqueda de otras estrategias de enseñanza como el uso de tecnologías de instrumentación para medir ciertas propiedades de la física. En otras palabras el manejo de estos instrumentos, permiten al estudiante indagar, motivar y facilitar su proceso cognoscitivo, además de crear e innovar experimentos, adoptar decisiones creativas y explorar nuevas alternativas para mejorar la calidad en la educación a través de este tipo de estrategias de enseñanza. Flores (2006,p.12), enfoca

su

tesis

en hacer énfasis

en

la

implementación de un laboratorio virtual de física, donde los lineamiento radican en el empleo de computadoras, simulación de fenómenos físicos, el uso de técnicas moderna como lo es el internet, interfaces conectados a sensores para realizar medidas experimentales de la física universitaria, cuyas actividades son programadas como pequeñas investigaciones orientando a laboratorios de enseñanzas a nuevas perspectivas e innovaciones didácticas. Es importante señalar a la enseña nza de la física como ciencia básica, puesto que esta disciplina le brinda un valioso aporte al estudiante en su formación educativa, desarrollando habilidades y destrezas en resolver problemas y manejar equipos de laboratorios. Es decir, lo que se busca es

10 que sepan comprender cosas nuevas y que a su vez se asuman con confianza y buen criterio Al respeto, Villarreal y otros (2007, p. 1) señalan, que el profesor de física debe estar consciente hacia donde se dirige la investigación en la física, para poder poner en contacto a sus alumnos, al menos al nivel de la conciencia común, es decir, como un divulgador de la ciencia, con las perspectivas del desarrollo de la misma, tratando de incorporar a la docencia los resultados más recientes que se anuncien, aun cuando estos sean discutibles, pues no se deben perder de vista que a la vez que debemos preparar a nuestros estudiantes con un grado de actualización que les permita vivir acorde con su época, para eso es necesario fomentar en ellos el espíritu crítico y valorativo de la realidad que se les presenta. Por tanto resulta imprescindible para un profesor de física conocer los problemas a los que se enfrenta la enseñanza de la física y los resultados que en esta esfera se van logrando, con miras a hacer más eficiente su actividad docente. Dentro de ese mismo orden de ideas, González, (2000, p. 85) señala que: “Todos los informes en enseñanza de la ciencia coinciden en que la enseñanza de la física de manera convencional no logra cambiar las ideas cotidianas que los estudiantes tienen de los fenómenos naturales, sus ideas previas del mundo”. Por esto se hace necesario el uso de estrategias didácticas, con tecnologías educativas modernas que permitan acercar al estudiante, de manera más directa, al conocimiento científico.

11 Al respecto Chourio (2008), considera, que en la actualidad, la física tiene un método de enseñanza deficitario. En consecuencia no quiere decirse con esto que las técnicas utilizadas sean las incorrectas, simplemente se busca una metodología experimental más sofisticada usando tecnología de vanguardia, con el fin de demostrar los fenómenos de la física con mejor eficiencia y aplicabilidad. González (2000, p 76), enfoca a la enseñanza como un contenido de la pedagogía y la enseñabilidad relacionada a un asunto epistemológico. A su vez Flórez (2001), señala que la enseñabilidad, tiene su atributo epistemológico en la ciencia, por lo que busca es formar interlocutores competentes que estén preparados para interrelacionar e intercambiar ideas y dispuestos a escuchar criticas de otros científicos, por lo que requiere que cada investigación debe ser revisada, criticada, discutida y publicada en cualquier evento científico de importancia. Según González (2000, p. 86), la enseñanza procura explicitar, los postulados que permiten el acceso de los sujetos a los contenidos elaborados en la investigación. Entonces es relevante destacar que los contenidos de una investigación creados por científicos acceden al sujeto a tener propiedad de los mismos, de manera que con esto se crean condiciones en el aula, el laboratorio o en las salidas de campo, mediantes guías

de

estudios,

talleres,

proyectos,

epistémicamente por los grupos de investigadores.

que

son

consolidados

12 Al respecto González (2000), maneja la hipótesis de que la enseñanza de la física dada de manera tradicional y convencional, no logra cambiar las ideas cotidianas que los estudiantes tienen de los fenómenos naturales, lo cual trae como consecuencia una desmotivación al estudiante, debido a que el profesor o instructor de la cátedra, saca de los texto con el convencimiento de que va a lograr una transformación en los estudiantes, con el agravante de que el instructor no toma en cuenta la discusión de teorías y principios de la física, que pudrieran ser debatidos en el aula. En estos tiempos de ritmo acelerado, donde pareciera que la importancia del hecho educativo está en dar mayor información de forma más rápida, sencilla y concisa, el docente se siente abrumado al tratar de cumplir con estas exigencias. Para ello, tal como lo señala Basanta (2010, p.178), las herramientas didácticas juegan un papel primordial, en particular la introducción de computadoras, software de simulación, sistema de adquisición de datos, videos, internet, están facilitando la enseñanzaaprendizaje de la física. En el caso particular de la física, existen estadísticas donde se señala un alto porcentaje de abandono e inasistencia en dicha asignatura, así como también se observan calificaciones deficientes en todos los niveles educativos (Nava 2006 y Chourio 2008). Las consecuencias que relaciona a esta problemática se lo atribuyen a la falta de bases matemáticas, a la enseñanza del profesor de la cátedra y también a la necesidad de

13 herramientas de laboratorio acorde con el currículo actual. En otras ocasiones el déficit no solo se presenta en la dotación de equipos experimentales de laboratorio, sino en el manejo de los mismos. Se puede decir con propiedad, ya que se ha evidenciado a través de visitas realizadas, que hay algunas escuelas e instituciones públicas educativas, que poseen equipos sofisticados de laboratorios, pero su personal no está capacitado para usarlo. En este mismo sentido, la desmotivación que existe en abordar el estudio experimental de la física, trae como consecuencia pérdida de tiempo, bajo rendimiento en los estudiantes, atribuidos a la tendencia de resolver problemas de manera mecánica y en la forma tradicional de cómo se emplean la ejecución de las prácticas de laboratorio. Otra de las dificultades que está afectando a la docencia y en especial a la enseñanza de la física, es la masificación de estudiantes en los cursos experimentales, ya que no existe la cantidad de equipos de laboratorios especializados para tal fin. Aunado a esto, existen escases de profesores y aulas para dictar las clases, que trae como consecuencia la desmotivación y falta de interés en los estudiantes. Con referencia a lo antes expuesto, incentivó a la creación de un modelo de enseñabilidad de la física que abarque una perspectiva amplia y general, en lugar de una simple estrategia didáctica que no aporte un beneficio claro y completo. De esta manera, el modelo de enseñabilidad que

14 se diseño, se apoya en el uso de herramientas tecnológicas en el laboratorio y consiste en un esquema teórico con la finalidad de evaluar los efectos que se

generan

en

los

estudiantes

de

cómo

debe

aprender

y

dar

recomendaciones a los comportamientos de enseñanza, estructura del salón de clases y recursos didácticos para el aprendizaje.. Por tal motivo, el modelo de enseñabilidad, se apoya en la incorporación

de

recursos

tecnológicos

dentro

de

los

laboratorios

tradicionales para el aprendizaje de la física. Tales recursos se proponen como herramientas didácticas, que se aplican e integran al currículo para los estudiantes y docente, donde este último sigue siendo imprescindible, para el proceso de enseñanza-aprendizaje de los estudiantes, haciendo énfasis en el análisis y reflexión sobre los aspectos metodológicos de la aplicación de estos recursos en el modelo.

2. Formulación del problema

Esta investigación busca darle respuesta a la siguiente interrogante: ¿Se producirá un aprendizaje significativo de la física con la implementación de un modelo de enseñabilidad, en estudiantes universitarios?

15 3. Objetivos de la investigación

3.1 Objetivo general

Determinar el efecto de un Modelo de Enseñabilidad para el logro de un aprendizaje significativo de la física en estudiantes universitarios

3.2 Objetivos específicos

Diagnosticar los conocimientos previos que presentan los estudiantes universitarios para el desarrollo de las prácticas de laboratorio. Determinar las estrategias utilizadas por los docentes de

FHE-LUZ

para lograr un aprendizaje significativo de la física en los estudiantes universitarios. Diseñar un modelo de enseñabilidad para el logro de un aprendizaje significativo de la física en estudiantes universitarios. Determinar si a través de la aplicabilidad del modelo de Enseñabilidad se logra un aprendizaje significativo de la física en estudiantes universitarios

16 4. Justificación de la investigación La justificación de esta investigación se fundamenta en la conveniencia y beneficios que se obtendrán de la misma. Su importancia radica en tratar de generar estrategias didácticas a través de un modelo de enseñabilidad de la física sustentada en tecnología instrumental que aporte herramientas para el desarrollo de las actividades experimentales, usando tecnología de vanguardia, para la construcción de conocimientos significativos y con pertinencia social, que solventen en cierta medida la falta de motivación, interés y preparación que presentan los estudiantes en los laboratorios de las ciencias naturales, y en particular de la física, tratando así de romper con la enseñanza habitual de las prácticas de laboratorio, tipo receta manipulativa. Su aporte teórico, se basa en aplicar las teorías de la enseñabilidad propuesta por Flórez y aprendizaje significativo crítico de Marco Antonio Moreira, para tratar de explicar los conocimientos previos que traen los alumnos al inicio de un nuevo curso y al ofrecer alternativas de enseñanzaaprendizaje que promuevan la construcción de conocimientos científicos y la adquisición de competencias para resolver situaciones de la vida cotidiana. El aporte metodológico, de esta investigación se basa en el diseño del modelo de enseñabilidad

apoyado en tecnología instrumental para el

aprendizaje significativo de la física y ofrece una alternativa de enseñanza aprendizaje para el trabajo de laboratorio, diferente al convencional, al incorporar tecnología instrumental moderna, tales como calculadoras

17 gráficas, interfaces, sensores y computadoras, facilitando el procesamiento de la data experimental y la interpretación de la misma, permitiendo el desarrollo de competencias, de análisis, síntesis, de manera reflexiva y crítica.

Cabe destacar que el avance de la física y la tecnología, han

alcanzado altos rangos en el ámbito científico, cambiando todos los aspectos de la enseñanza de las ciencias. Es por esto que se hace necesario el uso y la aplicación de las tecnologías para el beneficio y desarrollo de la educación, en todas las áreas. El aporte práctico, se fundamenta en la posibilidad de lograr cambios de actitud de los estudiantes hacia el aprendizaje de las ciencias, haciéndola más amena e interesante, lo que redundaría en un aumento en la comprensión de los conceptos físicos, en la trasferencia de conocimientos a nuevos contextos y situaciones, en la valoración positiva del trabajo cooperativo y del uso de las tecnologías didácticas modernas, lo que favorecería posiblemente, en el aumento del rendimiento académico. Finalmente el propósito principal de esta investigación es impulsar la aplicación de tecnologías instrumentales de vanguardia, que muchas veces se disponen en los laboratorios pero que no se usan por falta de preparación de los docentes, lo que contribuiría al mejoramiento de la enseñanzaaprendizaje de conocimientos avanzados de la Física, constituyéndose este el aporte social, ya que los estudiantes se sentirán motivados, mejoraría su

18 rendimiento estudiantil y les permitiría en un futuro ser docentes de aula con competencias que redundaría en beneficio de sus estudiantes. De igual manera, se pretende generar material de apoyo didáctico relacionado con la enseñanza de las ciencias, y de la física en particular, mediante proyectos de investigación e innovación, que propicien el trabajo creativo, reflexivo y crítico. La construcción de una visión más completa de la ciencia, debe incluir el trabajo experimental para el desarrollo de las competencias lógico analíticas, desprendiéndose de esa mirada tradicional que sesga el aprendizaje a espacios únicamente de memorización y mecanización, totalmente descontextualizados; esto nos acercaría más a un sentido holístico y humanizado de la enseñanza y el aprendizaje de la física.

5. Delimitación de la investigación Esta investigación se realizó en la Universidad del Zulia y se aplicó a estudiantes del Departamento de Matemáticas y Física de la Facultad de Humanidades y Educación, en un Periodo de realización de la tesis Marzo de 2011 hasta Enero de 2013. Se

encuentra

enmarcada

en la

línea

de investigación de

Investigación e Innovación Educativa , adscrita al Doctorado Ciencias de la Educación del Programa Doctoral de la URBE.