EL DESARROLLO DE LA COMPETENCIA EN ELECTRICIDAD POR EL ALUMNO Álvaro Moscoso Ariza RESUMEN El desarrollo de la competencia en electricidad por el alumno debe basarse en una metodología didáctica renovada. La enseñanza de los conceptos teóricos en el aula debe dar paso a la práctica en el laboratorio, de tal manera que el alumno desarrolle su capacidad de relación conceptual y sea capaz de aplicar los contenidos teóricos. En este artículo se muestra una posible metodología a seguir para el desarrollo exitoso de la competencia en electricidad por el alumno. PALABRAS CLAVE COMPETENCIAS; ELECTRICIDAD; FORMACIÓN PROFESIONAL; METODOLOGÍA DIDÁCTICA; ORDEN DE PRÁCTICAS 1. EN TORNO A LAS COMPETENCIAS EN EDUCACIÓN De manera muy somera se podría definir la competencia como “La forma en que una persona utiliza todos sus recursos personales (conocimientos, habilidades y actitudes) para alcanzar el éxito en la resolución de una tarea y en la toma de decisiones en el marco de un contexto definido”. Este saber complejo y dinámico que se pretende que el alumno desarrolle se profesionaliza en la práctica docente de la Formación Profesional, donde la competencia es marcadamente profesional, es decir, se puede definir como un “Conjunto de conocimientos y capacidades que permiten el ejercicio de la actividad profesional conforme a las exigencias de la producción y el empleo”. 2. CONOCER Y COMPRENDER LA ELECTRICIDAD: CONCEPTOS, PROBLEMAS Y ACTITUDES El proceso de enseñanza de la electricidad debe fundamentarse en la enseñanzaaprendizaje de los conocimientos teóricos básicos: el átomo, la corriente eléctrica, el circuito eléctrico, y las magnitudes características de la electricidad y sus unidades de medida. La profundización en estos conceptos teóricos se debe adecuar a la materia de que se trate así como a la etapa o al ciclo en el que se imparta.

1

El alumno encuentra en el aprendizaje de la electricidad un obstáculo ya que se trata de un concepto dotado de una gran abstracción y que, por lo tanto, requiere grandes dotes de imaginación. Cuando las magnitudes relacionadas con los conceptos básicos son ampliadas por otras magnitudes accesorias, como las electromagnéticas, la materia se convierte en algo aún más complejo de aprehender. D. Psillos (1998, 1) sintetiza muy bien las dificultades de aprendizaje en el alumno: desarrollo del razonamiento sistémico, diferenciación conceptual, establecimiento de relaciones fenomenológicas y relación de diferentes modelos. Para que los profesores puedan enseñar estos conceptos teóricos se hace necesario el uso de medios físicos elaborados por ellos mismos (resúmenes, órdenes de prácticas, fichas de trabajo), medios audiovisuales (presentaciones, vídeos) y programas informáticos (de cálculo de circuitos). Pero el alumno solo llega a conocer el concepto de electricidad, sin comprenderla, de tal forma que determinados procesos se retienen en su memoria pero no se interiorizan, como, por ejemplo, la suma de resistencias en serie y paralelo o las leyes de Kirchoff. La actitud del alumno ante el aprendizaje de los conceptos eléctricos se dirige, entonces, a la memorización de conceptos abstractos, a los que da poco valor útil, con el consiguiente fracaso en su aprendizaje. Pongamos un ejemplo característico de esta situación. El alumno aprende conceptos teóricos básicos, como las magnitudes y las unidades de medida (la tensión se mide en voltios, la resistencia se mide en Ohmios y la intensidad se mide en amperios), e igualmente aprende leyes eléctricas (la ley de Ohm se define como “la intensidad de corriente que pasa por un conductor, para una diferencia de potencial constante, depende de una característica del material denominada resistencia eléctrica”). Todos estos conceptos son memorizables, pero para comprenderlos y relacionarlos entre sí, el alumno tiene que experimentar con ellos. Los experimentos con pequeños circuitos eléctricos son muy funcionales y ayudan a comprender los conceptos básicos como son los procesos de funcionamiento, que, al no ser tangibles, escapan a la imaginación. Los pequeños circuitos eléctricos deben ir acompañados de un instrumento de medida, ya sea un polímetro (dispone de voltímetro, ohmímetro y amperímetro), o un aparato de medida más básico. La misión de estos aparatos es hacer real una magnitud con sus unidades eléctricas y relacionar conceptos teóricos con experimentos de procesos llevando al alumno a conocer y comprender la electricidad. 3. METODOLOGÍA DIDÁCTICA PARA LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA ELECTRICIDAD Para poder establecer una metodología didáctica acertada para la enseñanzaaprendizaje de la electricidad, hay que partir del estudio de las actitudes del alumno. En cualquier etapa o ciclo en el que se imparta la electricidad, los alumnos, en su mayoría adolescentes, se rigen por la inmediatez de los estímulos-respuestas o, dicho de otro modo, si no encuentran las soluciones inmediatas a un problema planteado, su interés decrece y, por tanto, se incrementa su falta de atención, con las consecuencias negativas que esto conlleva en su aprendizaje. La metodología más adecuada para el proceso de aprendizaje del alumno se debe basar, por tanto, en programar conceptos y prácticas en paralelo, de tal modo que se

2

lleven a la práctica los conocimientos teóricos y los alumnos puedan ver así sus aplicaciones y motivarse en el proceso de aprendizaje. El primer paso en la metodología didáctica propuesta es, por consiguiente, la explicación de los conceptos teóricos fundamentales y adecuados a la etapa y el ciclo en el que se imparte la materia. El profesor puede ayudarse en sus explicaciones con recursos tales como la pizarra, las presentaciones informáticas o los vídeos explicativos, que facilitarán la retención por parte del alumno. En un segundo lugar, una vez explicados y conocidos los conceptos básicos de electricidad, se hace necesario comenzar a aplicarlos a la práctica para poder comprenderlos. Aprender a manejar los aparatos de medida es el paso previo para posteriormente trabajar los procesos eléctricos. En este trabajo práctico, desarrollado necesariamente en un laboratorio, los alumnos relacionan los contenidos teóricos (las leyes fundamentales, los teoremas y las particularidades de la materia) con una experiencia tangible. Pero, ¿qué problemas puede encontrarse el profesor? Estos suelen ser los más comunes: 1. 2. 3. 4.

¿Existen aulas TIC para trabajar con circuitos virtuales? ¿Qué materiales eléctricos se pueden utilizar? ¿Cómo trabajar con un gran ratio de alumnos en clase? ¿Qué sistema es más idóneo para relacionar los conocimientos teóricos con la práctica? 5. ¿Cómo se evalúan los procesos realizados en la práctica? Las posibles soluciones a estos interrogantes podrían ser las siguientes: 1. Utilizar programas básicos de circuitos eléctricos en versiones Linux y Windows, compatibles con los sistemas operativos de las aulas TIC de los centros. 2. Para practicar en el laboratorio, adquirir materiales económicos, como, por ejemplo, componentes electrónicos. 3. Programar una metodología sistemática de trabajo con órdenes de prácticas y trabajos en grupos de dos a tres alumnos. 4. Realizar las prácticas secuenciadas de menos a más o de circuitos muy básicos a circuitos más complejos. 5. Hacer el seguimiento de la conclusión de la práctica de cada grupo con una firma en la orden de práctica o una tabla en el cuaderno del profesor y exigir la evaluación final con una memoria (ficha de trabajo) donde el alumno relacione los conceptos con la práctica realizada, analizando los problemas encontrados y las soluciones adoptadas. El proceso de enseñanza puede informatizarse utilizando programas basados en Windows Crocodile o Linux, en lo que se pueden montar los circuitos eléctricos y probarlos de forma virtual antes de realizar la misma actividad en vivo. El alumno ve así los posibles problemas y los valores teóricos antes de iniciar la práctica y de una forma más inmediata. Los materiales eléctricos se pueden adquirir de tiendas de electrónica y no tienen por qué ser de un coste elevado. Pueden ser componentes electrónicos o eléctricos para pequeños electrodomésticos.

3

Las prácticas pueden hacerse uniendo elementos electrónicos o eléctricos a una placa taladrada (placa electrónica de pruebas protoboard) y cables rígidos de menos de 1 mm de diámetro. También se pueden utilizar los elementos uniéndolos por soldaduras blanda de estaño-plomo o mediante terminales de unión. El sistema más económico es el primero ya que carece de uso de herramientas y material fungible que es necesario, en cambio, para la unión de elementos eléctricos mediante soldaduras o terminales de unión. Como dato económico real, el precio de los componentes para realizar prácticas de 30 alumnos agrupados por 10 no supera los 30 euros. Es necesario disponer de aparatos de medida y fuentes de alimentación (pilas secas de 9 voltios) que suponen una inversión previa de aproximadamente 100 euros. Si se reducen a tres para compartir se puede bajar a 30 euros. De la forma más económica posible se pueden realizar las prácticas con una inversión de 2 euros por alumno. Si los alumnos tienen que adquirir competencias de electrónica o electricidad del automóvil se pueden utilizar, por ejemplo, placas protoboard, placas de baquelita y soldadura blanda, terminales, etc. Esto puede aumentar el gasto a 1 ó 2 euros por alumno como máximo.

Placa Protoboard

4. PROPUESTA DE ÓRDENES DE PRÁCTICAS EN ELECTRICIDAD Las prácticas en el laboratorio (o en el aula, si no existe un laboratorio específico) deben organizarse para conseguir una mayor eficacia. Las órdenes de prácticas son un recurso apropiado a tal fin, ya que permiten al alumno auto-guiarse en el proceso de prácticas. Las órdenes de prácticas tienen un carácter marcadamente explicativo. En ellas debe quedar constancia muy detallada y clara de lo que se quiere realizar en la práctica y de cómo se va a llevar a cabo. Pueden constar de los siguientes puntos: 1. Objetivos: explica los objetivos que se persiguen en la práctica en relación con el fenómeno eléctrico que se quiere conseguir (cortocircuito, circuito OR, serie…). 2. Contenidos: enumera los elementos eléctricos que debe utilizar el alumno. 3. Tiempo asignado: enuncia un tiempo estimado en la realización de la práctica. 4. Trabajo a realizar: explica el proceso de trabajo que tiene que seguir el alumno para realizar la práctica, así como aclara mediciones y observaciones varias. 5. Datos a completar en la ficha de trabajo: explica el contenido de la memoria que el alumno tiene que entregar para su posterior evaluación. 6. Normas de seguridad e higiene: todo proceso de trabajo tiene un riesgo físico o mental que hay que prever para evitar posibles lesiones, por lo que la enunciación de las normas de seguridad facilita conocer y aplicar los procesos que reducen los riesgos de accidentes. Sirva, a modo de ejemplo, la siguiente orden de prácticas utilizada en el primer curso del Ciclo Formativo de Grado Medio en Técnico de Electromecánica de Vehículos, en

4

el Módulo Circuitos Eléctricos Básicos. En ella se trabaja la Unidad Didáctica “Circuitos Eléctricos. Magnitudes fundamentales”.

5

MÓDULO 5: CIRCUITOS ELÉCTRICOS BÁSICOS; ARRANQUE Y CARGA U.D. 01. – CIRCUITOS ELÉCTRICOS. MAGNITUDES FUNDAMENTALES O.T.1 : UTILIZACIÓN DE HERRAMIENTAS BÁSICAS Y MONTAJE DE TERMINALES Y ENCINTADO Nombre y apellidos:

Nº:

Firma de orden completada:

Nota Práctica:

OBJETIVOS: Realizar un montaje de terminales faston de 6,3 mm y masa. Realizar uniones de cables. Realizar terminaciones de uniones soldando cables y terminales con estaño. CONTENIDOS: 1. Montaje de un circuito eléctrico elemental. 2. Utilización de herramientas básicas. TIEMPO ASIGNADO: 2 h. TRABAJO A REALIZAR: a. Realiza 4 conexiones mediante terminales faston a presión mediante mecanizado y 1 de masa.

b. Realiza la terminación de montaje de terminales mediante soldadura. c. Empalmes de cables mediante soldadura y encintado. Se busca una continuidad eléctrica, mecánica y aislante. El proceso consiste en desnudar el conductor, limpiarlo, guiarlo, empalmarlo, cubrirlo con soldadura y aislarlo (cinta aislante o termo-retráctil). Tipos de empalme a realizar: Empalme a tracción: tiene como finalidad unir un conductor cortado o prolongar su longitud. La unión con cierta resistencia mecánica debe soportar tensión a tracción. Proceso de unión:

6

Empalme en cola: conexión de dos hilos o más sin tensión mecánica.

Empalme de derivación: conexión para obtener corriente en uno o varios conductores derivados, a partir de un conductor principal.

DATOS A COMPLETAR EN LA FICHA DE TRABAJO: Realiza una memoria sobre la práctica realizada con el siguiente contenido: - Explica el trabajo realizado en cada uno de las conexiones de terminales. - Explica los problemas encontrados en la unión de cables mediante empalmes. - ¿Qué diferencia has encontrado en el montaje de terminales faston con alicates universales y alicates de montaje mecanizado de terminales? Entrega las uniones y terminales realizados junto a la memoria. Realiza una inspección de la calidad de cada una de las uniones antes de entregarlas. NORMAS DE SEGURIDAD E HIGIENE: Cita los posibles riesgos que existen y toma las precauciones necesarias para reducir el riesgo de accidente.

5. CONCLUSIONES “Aquello que tenemos que aprender a hacer, lo aprendemos haciéndolo”. Esta máxima aristotélica es el paradigma de la formación basada en competencias, ya que ésta implica una enseñanza activa, en la que se pase del aula al laboratorio y se motive al alumno para que piense críticamente. Supone un esfuerzo metodológico importante para el profesor, que debe pasar del rol tradicional de enseñante al nuevo rol de guía, pero permite el aprendizaje autónomo del alumno, aquel que verdaderamente va a permitir que conozca y comprenda, para poder así aplicar sus nuevas competencias en el ejercicio de su profesión. 6. BIBLIOGRAFÍA De Miguel Díaz, M. (2006). Metodologías de enseñanza y aprendizaje para el desarrollo de las competencias. Madrid: Alianza Editorial. Psillos, D. (1998). Teaching introductory electricity. En A. Tiberghien, E. Leonard Jossem y J. Barojas (Ed.), Connecting Research in Physics Education with Teacher Education (pp. 1-19). ICPE (International Commission on Physics Education).

7