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Revista Eureka sobre Enseñanza y

Divulgación de las Ciencias

E-ISSN: 1697-011X

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Asociación de Profesores Amigos de la

Ciencia: EUREKA

España

Pontes-Pedrajas, Alfonso

Aplicaciones de las Tecnologías de la Informacióny de la Comunición en la educación

científica.Primera parte: funciones y recursos

Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, vol. 2, núm. 1, 2005, pp. 2-18

Asociación de Profesores Amigos de la Ciencia: EUREKA

Cádiz, España

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Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias (2005), Vol. 2, Nº 1, pp. 2-18 ISSN 1697-011X

Fundamentos y líneas de trabajo 2

APLICACIONES DE LAS TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y DE LA COMUNICIÓN EN LA EDUCACIÓN CIENTÍFICA.

PRIMERA PARTE: FUNCIONES Y RECURSOS

Alfonso Pontes Pedrajas Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Córdoba

RESUMEN Las tecnologías de la información y la comunicación (TICs) ejercen actualmente una influencia cada vez mayor en la educación científica, tanto en la enseñanza secundaria como en la universitaria, no sólo en lo que respecta a la mejora del aprendizaje de la ciencia por parte de los alumnos de tales niveles, sino que también desempeñan un papel creciente en la formación inicial y permanente del profesorado. Sobre esta temática hemos elaborado un trabajo de revisión, que por su extensión se ha desglosado en dos partes. En este primer artículo se realiza un análisis panorámico de tales aplicaciones, abordando las posibles funciones educativas y los tipos de recursos informáticos que pueden utilizar los profesores de ciencias experimentales. Palabras clave: Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs), educación científica, formación del profesorado, fines educativos, recursos informáticos en la enseñanza de las ciencias. INTRODUCCIÓN

En el campo de la investigación didáctica se admite, desde hace varias décadas, la necesidad de utilizar los programas de ordenador de todo tipo en la enseñanza de la ciencias, por las indudables ventajas pedagógicas que se han ido poniendo de manifiesto en múltiples trabajos de divulgación e investigación realizados en los países más avanzados y, sobre todo, en el mundo anglosajón (Hartley, 1988; Lelouche, 1998). En tales trabajos se ha puesto de manifiesto que los programas didácticos de ordenador poseen algunas características bastante interesantes, desde el punto de vista educativo, como son la gran capacidad de almacenamiento y de acceso a todo tipo de información, la propiedad de simular fenómenos naturales difíciles de observar en la realidad o de representar modelos de sistemas físicos inaccesibles, la interactividad con el usuario, o la posibilidad de llevar a cabo un proceso de aprendizaje y evaluación individualizada, entre otras muchas aplicaciones educativas.

En todos estos aspectos los ordenadores están mejorando actualmente sus prestaciones mediante la creciente potencia de los entornos multimedia, los avances de la inteligencia artificial y el uso cada vez más extendido de Internet. Pero a pesar del largo camino recorrido en las tres últimas décadas y de los evidentes avances de la informática educativa, todavía siguen existiendo cuestiones relevantes en el dominio de la educación científica en los que merece la pena reflexionar, como son el



análisis de las funciones educativas que pueden desempeñar los ordenadores en la enseñanza de las ciencias y en la formación del profesorado, los recursos informáticos que presentan mayor interés y que resultan más accesibles al profesorado, la búsqueda de soluciones para los problemas educativos planteados en el campo de la didáctica de las ciencias mediante el uso de las TICs y el desarrollo de métodos y estrategias de trabajo docente que permitan utilizar los recursos informáticos como instrumentos de aprendizaje significativo.

Todos estos temas constituyen una panorámica suficientemente amplia como para propiciar el debate y la reflexión entre los profesionales de la enseñanza en los comienzos del siglo XXI, que será probablemente un periodo de grandes cambios en la educación a consecuencia de la incorporación de las TICs al mundo de la enseñanza. En este trabajo no pretendemos dar respuestas exhaustivas a todas estas cuestiones pero podemos realizar una revisión de esta problemática y apuntar algunas ideas o sugerencias que permitan seguir avanzado en el desarrollo de la informática educativa aplicada a la enseñanza de las ciencias.

FUNCIONES QUE PUEDEN DESEMPEÑAR LAS TICs EN LA EDUCACIÓN CIENTÍFICA

Comenzaremos por analizar los fines que se pueden alcanzar mediante el uso de las TICs en la enseñanza de las ciencias, o las funciones educativas que pueden desarrollarse si se utilizan adecuadamente tales recursos. A lo largo del periodo que ya ha recorrido la informática educativa en países como Estados Unidos o Gran Bretaña, desde de la década de los años setenta del pasado siglo, se han diseñado numerosos recursos para todas las materias y niveles educativos, se han realizado muchas experiencias educativas y se ha publicado una gran cantidad de trabajos de investigaciones sobre la influencia de los programas de ordenador en múltiples aspectos del proceso de enseñanza y aprendizaje. En algunos trabajos de revisión y síntesis de tales investigaciones (Long, 1991; Insa y Morata, 1998; Sierra, 2003) se han expuesto las múltiples funciones que pueden desempeñar las tecnologías de la información y la comunicación (TICs) en la educación, tanto en lo que se refiere a la formación de estudiantes de todos los niveles educativos como en la formación inicial y permanente del profesorado.

El papel de las TICs en la formación de estudiantes de ciencias

Tras el análisis de estudios sobre la influencia de los programas de ordenador en la formación de estudiantes, podemos clasificar las funciones formativas de las TICs en tres categorías relacionadas con el desarrollo de objetivos conceptuales, procedimentales y actitudinales, que se sintetizan en la tabla 1 y se comentan a continuación.

Entre los objetivos de carácter conceptual, ligados a la adquisición de conocimientos teóricos, hay que destacar la función de las TICs en facilitar el acceso a la información y su influencia en el aprendizaje de conceptos científicos. Diversos trabajos sobre el tema (Stewart et al., 1989; Hennessy et al., 1995) han puesto de manifiesto que los



recursos multimedia desempeñan importantes funciones informativas y contribuyen a mejorar la adquisición de conocimientos de tipo conceptual porque, entre otras cosas, facilitan el acceso a contenidos educativos sobre cualquier materia y permiten presentar todo tipo de información (textos, imágenes, sonidos, vídeos, simulaciones, ...) relacionada con fenómenos, teorías y modelos científicos.

Con relación a los objetivos de carácter procesal o procedimental que pueden desarrollarse con ayuda de las TICs, hay que referirse al aprendizaje de procedimientos científicos y al desarrollo de destrezas intelectuales de carácter general. Algunos de los muchos trabajos realizados sobre esta amplia temática (Rieber, 1994; Kelly & Crawford, 1996; Cortel, 1999) muestran la existencia de diversos tipos de recursos informáticos que contribuyen a desarrollar conocimientos procedimentales y destrezas como la construcción e interpretación de gráficos, la elaboración y contrastación de hipótesis, la resolución de problemas asistida por ordenador, el manejo de sistemas informáticos de adquisición de datos experimentales, o el diseño de experiencias de laboratorio mediante programas de simulación de procedimientos experimentales. Por otra parte, el manejo de Internet también fomenta el desarrollo de destrezas intelectuales como la capacidad indagadora, el autoaprendizaje o la familiarización con el uso de las TICs (Lowy, 1999).

Objetivos educativos Funciones a desarrollar

Conceptuales - Facilitar el acceso a la información - Favorecer el aprendizaje de conceptos

Procedimentales - Aprender procedimientos científicos - Desarrollar destrezas intelectuales

Actitudinales - Motivación y desarrollo de actitudes favorables al aprendizaje de la ciencia

Tabla 1.- Fines y funciones de las TICs en la formación de estudiantes.

Por último hay que indicar que el uso educativo de las TICs fomenta el desarrollo de actitudes favorables al aprendizaje de la ciencia y la tecnología. Como han puesto de manifiesto diversos trabajos sobre el tema (Jegede, 1991; Yalcinalp et al., 1995; Escalada y Zollman, 1997), el uso de programas interactivos y la búsqueda de información científica en Internet ayuda a fomentar la actividad de los alumnos durante el proceso educativo, favoreciendo el intercambio de ideas, la motivación y el interés de los alumnos por el aprendizaje de las ciencias. Muchos alumnos también participan en foros de debate sobre temas científicos o llegan a elaborar sus propias páginas webs y pequeños programas de simulación.

El papel de las TICs en la formación del profesorado

El segundo tipo de funciones educativas que hemos apuntado anteriormente está relacionado con la formación docente del profesorado en el uso educativo de las TICs. Este es un tema que se ha estudiado también en diversos trabajos de investigación, de los que se han deducido algunas conclusiones interesantes. Por ejemplo el uso de las TICs en actividades de formación favorece la familiarización del profesorado con estas herramientas y mejora sus recursos didácticos (Kimmel et al., 1988), permite



desarrollar habilidades científicas tales como el trabajo en grupo o la emisión y contrastación de hipótesis utilizando programas de simulación (Baird & Koballa, 1988) y también ayuda a mejorar la formación científica o a adquirir una imagen más adecuada de la ciencia (Greenberg et al. 1988). En tales investigaciones, y en otros trabajos de carácter más general (Insa y Morata, 1998), se ha puesto de manifiesto que la formación del profesorado en el uso educativo de las TICs, cuando se hace de forma adecuada, permite desarrollar diversas funciones tales como la mejora de la formación en los tres aspectos que se describen a continuación:

• Formación tecnológica. Este aspecto de la formación docente está relacionado con el manejo de programas de ordenador de propósito general (procesadores de texto, presentaciones, bases de datos, hojas de cálculo,...), con la búsqueda de información educativa en Internet y con el manejo de software específico para la enseñanza de cada disciplina.

• Formación científica. Se puede ampliar o actualizar la formación científica, mediante la búsqueda de información actualizada sobre cualquier tema de su disciplina y el manejo de programas de simulación o de resolución de problemas que pueden resultar útiles para su actividad docente.

• Formación pedagógica. Se puede mejorar la formación pedagógica, mediante el diseño y experimentación de estrategias que utilicen las TICs en la práctica docente como instrumentos que puedan favorecer el aprendizaje activo y reflexivo de los alumnos.

En un informe del programa EURYDICE de la Comisión Europea para el desarrollo de la Educación y la Cultura (Pépin, 2001), sobre los indicadores básicos que describen la incorporación de las TICs en los sistemas educativos de los diversos países europeos, se resaltan estas funciones de las TICs en la formación del profesorado, aunque se advierte que en muchos casos los profesores han ido adquiriendo formación docente sobre el uso de las TICs de forma autónoma, por interés personal o por la necesidad de ponerse al día en estos temas, ya que no existe una planificación general en todos los países sobre la forma adecuada en que debe llevarse a cabo la formación inicial y permanente del profesorado en relación al uso docente de las TICs.

RECURSOS INFORMÁTICOS PARA LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS

Una vez que se han analizado las funciones y posibles objetivos educativos de las TICs, tanto en la docencia como en la formación del profesorado, vamos a plantearnos algunas cuestiones relacionadas con la utilización de estas herramientas en la práctica docente. Parece interesante plantearse todavía si son muchos o pocos los profesores que utilizan los ordenadores como medios de enseñanza, qué tipo de problemas encuentran para utilizar tales medios y qué tipos de recursos informáticos presentan mayor interés para el profesorado que utiliza los ordenadores en su práctica docente.

Implantación de las TICs como recursos educativos

Con relación a la cuestión del grado de aplicación de las TICs en la enseñanza hay que indicar que existen actualmente muchos programas de ordenador y páginas Web de



carácter educativo, para todas las materias y niveles de enseñanza, pero son todavía muchos los profesores que no los utilizan (Pépin, 2001), de modo que la mayoría de tales programas se van quedando obsoletos o anticuados sin llegar a aplicarse en contextos educativos reales y sin evaluar su posible utilidad didáctica. Esto puede deberse al hecho de que tales programas están diseñados en lenguajes de programación de alto nivel y se proporcionan como instrumentos cerrados, que el usuario puede ejecutar siguiendo una serie de instrucciones o pasos determinados. En principio el profesor puede utilizar tales programas sin poseer conocimientos específicos del lenguaje de programación, pero entonces no puede modificar su estructura ni sus contenidos. Tampoco puede diseñar actividades de aprendizaje, incluidas en el propio programa, aunque en algunos casos se dispone de libertad para seleccionar algunas de las tareas que están disponibles en el programa.

Si el profesor quiere disponer de un programa informático que se adapte por completo a sus necesidades o a sus intenciones educativas, parece que la única solución consiste en conocer bien un lenguaje de programación para elaborar sus propios programas o para introducir modificaciones en los programas existentes. Pero esta tarea no es fácil de llevar a cabo por parte de un sólo profesor y hay que hacerla en equipo, con el inconveniente añadido de que la producción de programas es un proceso lento y que los programas informáticos tienden a quedar anticuados en poco tiempo.

En los últimos tiempos esta situación está cambiando. Por una parte se están desarrollando sistemas y lenguajes de autor, que facilitan el diseño de unidades didácticas por parte de los profesores interesados en esta temática. Mediante un sistema de autor se pueden elaborar lecciones, incluyendo diagramas, gráficos, imágenes, textos, cuestiones y permitiendo la evaluación de las respuestas, mediante la realimentación adecuada. Estas herramientas permiten al profesor mayor libertad en la estructura de los temas pero también requieren bastante dedicación. Por otra parte, los lenguajes y sistemas de autor están evolucionando rápidamente en conexión con los avances sobre tutores inteligentes y sistemas adaptativos multimedia (Macias y Castell, 2000), que están mejorando notablemente las posibilidades de interacción del alumno con los programas, el acceso a la información, la presentación de contenidos y el diseño de actividades de aprendizaje. Esta panorámica abre unas importantes expectativas para la evolución futura de la enseñanza asistida por ordenador, ya que permite diseñar sistemas tutoriales flexibles y adaptados al nivel de conocimientos de cada alumno.

Con relación a los problemas que encuentra el profesorado de ciencias, sobre todo de la enseñanza no universitaria, para incorporar en mayor medida el uso de los ordenadores en su práctica docente, además de los hechos señalados anteriormente, hay que referirse a dos aspectos importantes señalados en el informe de la Comisión Europea antes citado (Pépin, 2001): la falta de inversión económica para dotar adecuadamente todos los centros educativos de un número suficiente de ordenadores conectados a Internet y la falta de mecanismos que aseguren un grado adecuado de formación inicial y permanente del profesorado en el uso educativo de las TICs. Estos problemas no presentan el mismo grado de incidencia en todos los países de la Unión



Europea, puesto que existen países como Finlandia, Luxemburgo, Dinamarca, Suecia o Reino Unido, que presentan datos sobre la implantación de las TICs en los centros educativos mucho más favorables que otros países como Grecia, Italia, Portugal o España. En lo que respecta a nuestro país, aunque en los últimos años se está haciendo un esfuerzo importante por incrementar los recursos destinados a mejorar la implantación de las TICs en los centros educativos, sobre todo en algunas comunidades autónomas, es necesario recorrer todavía un largo camino en el terreno de la inversión en recursos y en formación del profesorado para alcanzar los niveles de uso de la informática educativa que presentan los países más avanzados.

Tipos de recursos informáticos que puede utilizar el profesorado

Con relación a la cuestión de los tipos de recursos informáticos que puede utilizar el profesorado y las posibles aplicaciones educativas de los diferentes recursos, hay que hacer una distinción entre los recursos informáticos de propósito general y los programas específicos de enseñanza asistida por ordenador. En la tabla 2 se citan los ejemplos más conocidos de estos tipos de recursos y en los apartados siguientes se describen tales aplicaciones.

Aplicaciones de propósito general Aplicaciones de carácter específico Procesadores de texto Bases de datos, Hojas de cálculo, Diseño de presentaciones, Entornos de diseño gráfico Navegadores de internet Gestores de correo electrónico Diseño de páginas Web

Programas de ejercitación y autoevaluación Tutoriales interactivos Enciclopedias multimedia Simulaciones y laboratorios virtuales Laboratorio asistido por ordenador Tutores inteligentes Sistemas adaptativos multimedia Sistemas de autor

Tabla 2.- Recursos informáticos que puede utilizar el profesorado de ciencias.

Recursos informáticos de propósito general

Se denominan programas de propósito general a las aplicaciones informáticas que pueden ser útiles para todo tipo de usuarios de ordenador (Pontes, 1999), entre las que actualmente destacan las llamadas herramientas de ofimática tales como procesadores de texto (Word, Word Perfect,...), bases de datos (DBase, Acces,...), hojas de cálculo (Excel, ...), presentaciones (Harvard Graphics, Power Point, ...), entornos de diseño gráfico (Paint, Corel Draw, Autocad,...) y otro tipo de herramientas como los navegadores de internet (Explorer, Nestcape, ...), gestores de correo electrónico (Outlook Express, ...) y recursos para la edición y diseño de páginas Web (FrontPage,...).

Con relación a estas aplicaciones de propósito general hay que señalar que, aunque no tienen necesariamente un carácter educativo, es sumamente conveniente que el profesorado de todos los niveles tenga un conocimiento adecuado de algunas de estas aplicaciones, con el fin de poder utilizarlas en diversas actividades relacionadas con la enseñanza. No es necesario a estas alturas reflejar la importancia educativa de manejar un procesador de textos para que el profesor pueda elaborar apuntes, actividades de clase, exámenes, etc. También es bastante recomendable para el profesorado aprender a elaborar y utilizar en clase presentaciones didácticas por ordenador, o bien colecciones



de diapositivas y transparencias, usando una herramienta bastante generalizada y sencilla de usar como Power Point. Por último, no podemos olvidar la gran importancia desde el punto de vista cultural y educativo de saber manejar un navegador para buscar información de todo tipo en Internet o el manejo del correo electrónico para comunicarse entre profesores y alumnos. Por tanto, los citados recursos deberían formar parte de la formación mínima que todo profesor debería adquirir en relación al uso de las TICs en la enseñanza. Los otros tipos de programas de propósito general (bases de datos, hojas de cálculo, diseño de gráficos y de páginas web...), aunque pueden tener un uso más restringido y específico que los anteriores, también pueden ser útiles en la docencia y, por tanto, debería favorecerse su conocimiento entre el profesorado.

Programas específicos de enseñanza de las ciencias asistida por ordenador

En general, la enseñanza asistida por ordenador (EAO) consiste en la utilización de programas específicos diseñados para instruir y orientar al alumno sobre aspectos concretos de las diversas materias y contenidos de la enseñanza. En este sentido hay que tener en cuenta la gran capacidad de los ordenadores como instrumentos para almacenar, organizar y acceder a todo tipo de información. En particular la EAO tiene gran interés en la educación científica y técnica por las posibilidades que ofrece el ordenador desde el punto de vista de la comunicación interactiva, el tratamiento de imágenes, la simulación de fenómenos y experimentos, la construcción de modelos, la resolución de problemas, el acceso a la información y el manejo de todo tipo de datos. Este área de trabajo se lleva desarrollando desde hace bastantes años y está sujeta a los múltiples avances que se producen con gran rapidez en el dominio de la informática, de manera que resulta difícil hacer una síntesis global de esta temática y tampoco es ese el fin principal de este trabajo.

La aplicación didáctica del ordenador en la enseñanza de las ciencias que tiene mayor interés, consiste en la utilización de programas específicos para el desarrollo de diversos aspectos de una disciplina científica, cuyo uso no requiera conocimientos informáticos. Tales instrumentos reciben el nombre genérico de programas instruccionales, aunque en realidad se pueden distinguir diferentes tipos de programas en función de las características de los mismos, los objetivos didácticos que persiguen y las teorías educativas en las que se fundamentan. Dentro de los programas instruccionales existe una amplia gama, que van desde los más simples a los más complejos. Entre los tipos de programas instruccionales que han alcanzado mayor popularidad se encuentran los programas de ejercitación, las enciclopedias multimedia, los programas tutoriales, los programas de simulación y las herramientas de laboratorio asistido por ordenador.

Programas de ejercitación y autoevaluación

Estos programas de ejercitación, también conocidos como programas de ejecución y práctica, son programas de preguntas y respuestas al más puro estilo de la enseñanza programada tradicional, que se fundamenta en la psicología conductista (Pozo, 1989). Tales programas presentan ejercicios o cuestiones que requieren una respuesta inmediata por parte del alumno y proporcionan un diagnóstico sobre la veracidad o falsedad de la respuesta. Cuando las preguntas son de carácter conceptual o teórico



se suelen plantear como cuestiones de opción múltiple, con una respuesta correcta y varios distractores. También pueden plantear problemas sencillos o ejercicios que requieren la utilización de leyes científicas y procedimientos de cálculo antes de introducir la respuesta. En realidad este tipo de programas corresponden a la primera etapa de la informática educativa y se han utilizado generalmente como instrumentos de repaso y autoevaluación de una lección determinada, de modo que pueden ser útiles todavía para la recuperación de deficiencias de aprendizaje (Fidalgo, 1992.). Un ejemplo de este tipo de programas para la enseñanza de la Física de nivel preuniversitario es la primera versión del programa Microlab, para el sistema operativo MS-dos, que se comercializó en los primeros años de la década de los noventa en nuestro país, estando integrado por un conjunto de temas del currículo que disponían de una serie de cuestiones y problemas que el alumno debía resolver, recibiendo información sobre el grado de aprendizaje desarrollado en cada momento. Este tipo de programas ya no se elaboran de forma aislada, sino que constituyen módulos de ejercitación de otros programas educativos más amplios y completos.

Tutoriales interactivos

Los programas tutoriales están diseñados con un enfoque educativo más general ya que se plantean ayudar al alumno a desarrollar un proceso individualizado de aprendizaje de los contenidos de un tema específico o de una materia, incluyendo conceptos y destrezas (Vaquero 1992). Tales programas proporcionan información estructurada sobre el tema y también plantean actividades de aprendizaje, que pueden ser preguntas de tipo conceptual o ejercicios y problemas, de manera que el sistema puede controlar o registrar información sobre el ritmo de trabajo, las dificultades encontradas o los fallos cometidos en las actividades y otras características del proceso de aprendizaje. En realidad los programas tutoriales se diferencian de los programas de ejecución y práctica por disponer de un módulo de contenidos educativos, parecido al que pueda ofrecer un libro de texto, de modo que el alumno puede acceder a esa información teórica o conceptual a la hora de realizar las actividades de aprendizaje que se incluyen en el tutorial. En muchos casos los programas tutoriales disponen de un módulo de evaluación al final de cada unidad, que proporciona información sobre el rendimiento global del trabajo realizado por el alumno con el programa.

Durante mucho tiempo los programas tutoriales se han desarrollado en el marco educativo del modelo conductista de enseñanza, ya que se han utilizado como instrumentos de transmisión y recepción de conocimientos elaborados sin tener en cuenta la complejidad de los procesos cognitivos y la influencia de las concepciones personales de los alumnos en los procesos de aprendizaje (Pozo, 1989). Sin embargo hay que reconocer que algunos de estos programas constituyen buenas herramientas de ayuda al aprendizaje, sobre todo como instrumentos complementarios de la acción del profesor y del trabajo realizado en clase, ya que permiten llevar a cabo un proceso de estudio individual tutorizado, recibir información inmediata sobre el tipo de aprendizaje realizado al detectar los errores cometidos en las diversas actividades y acceder a diferentes tipos de ayudas que permiten ir superando las dificultades encontradas. Un ejemplo asequible de este tipo de programas es el software comercial



Física de COU, de la colección El Profesor Multimedia (Mediasat, 2000), que incluye un libro electrónico sobre los temas de la asignatura, con gráficos estáticos y animaciones dinámicas (aunque no llegan a ser simulaciones propiamente dichas), cuestionarios de evaluación y otras herramientas complementarias (calculadora, bloc de notas…).

Enciclopedias multimedia

Las enciclopedias interactivas de carácter multimedia son recursos formativos que puede utilizar el profesor y el estudiante para hacer consultas de todo tipo. Estas herramientas, que se ofrecen normalmente en soporte CD-rom y también en Internet, están integradas por un sistema hipertexto que permite navegar fácilmente por los contenidos de la aplicación y acceder con rapidez a la información sobre cualquier concepto.

En la actualidad estas herramientas multimedia, además de textos, incluyen numerosas imágenes, animaciones y vídeos. Existen enciclopedias de carácter general, como Encarta o Micronet, que pueden servir a todo tipo de estudiantes. También existen aplicaciones concretas para la educación científica como la Enciclopedia Interactiva de Consulta (que incluye varios volúmenes en CD-rom sobre Física, Química, Biología, Matemáticas,...) y otros materiales en Cd-rom o en Internet más específicos (El universo, Grandes acontecimientos de la ciencia, Colección Los Orígenes, El cuerpo Humano...).

Simulación de fenómenos y laboratorios virtuales

Los programas de simulación están adquiriendo en los últimos tiempos un importante grado de desarrollo y aplicación en la educación científica, debido al avance progresivo de la informática y al perfeccionamiento cada vez mayor de las capacidades de cálculo y expresión gráfica de los ordenadores. Las simulaciones proporcionan una representación dinámica del funcionamiento de un sistema determinado, por lo que tienen cada vez más importancia en la enseñanza de la física, la tecnología, la biología, la astronomía, la medicina, la química, la geología y todas las ciencias en general, ya que permiten visualizar el desarrollo de procesos simples o complejos, mostrando la evolución del sistema representado y la interacción entre los diversos elementos que lo integran o al menos algunas consecuencias de tales interacciones (Martínez et al., 1994). Las simulaciones utilizan modelos de sistemas donde se modifican algunos parámetros o variables y se obtienen resultados observables que permiten realizar inferencias sobre la influencia de tales variables en el comportamiento del sistema representado, por tanto proporcionan al alumno la oportunidad de interactuar, reflexionar y aprender, participando de forma activa en el proceso educativo (Andaloro et al., 1991).

Este tipo de programas tienen importantes aplicaciones en la enseñanza de la ciencia cuando se utilizan en la presentación de situaciones no asequibles en la práctica o que pueden ser peligrosas, la idealización de las condiciones de un experimento, la representación de situaciones que requieren un equipo muy complejo, la utilización de modelos parciales del mundo real o de modelos completamente teóricos, la manipulación y el control de variables entre otras aplicaciones (Zamarro et al., 1997).



En particular, la simulación ha permitido desarrollar muchas aplicaciones educativas interesantes para la enseñanza de la Física, como la que se muestra en la figura 1 (Esquembre et al., 2004), sobre todo en lo que se refiere al estudio de los procesos dinámicos, sistemas en movimiento, dibujo de trayectorias, descripción vectorial de los fenómenos físicos, descripción de campos de fuerza, formación de imágenes en óptica geométrica, fenómenos ondulatorios, procesos atómicos y nucleares, etc. (Gorsky & Finegold, 1992; Ehrlich et al. 1993; Bedford & Fowler, 1996; Windschitl & Andre, 1998; Franco, 2000). Además de la Física, el desarrollo y aplicación de las simulaciones también desempeña, desde hace tiempo, una función educativa importante en otras materias como Biología (Jegede, 1991), Química (Yalcinalp et al., 1995) o Tecnología (Li, 1998).

Figura 1.- Simulación del movimiento de dos masas en la Máquina de Atwood (Esquembre et al., 2004).

Dentro de los programas de simulación, además de las simulaciones científicas de carácter general, también existen algunos tipos de aplicaciones educativas muy específicas como son la modelización animada de fenómenos o procesos y las experiencias de laboratorio simuladas por ordenador. Una animación o modelización animada consiste en la simulación de un proceso (físico, químico, biológico, tecnológico, ...), sin incluir parámetros cuantitativos que puedan ser introducidos o modificados por el usuario, de modo que el objetivo de este tipo de simulación consiste en mostrar desde un punto de vista gráfico o visual la evolución de un sistema como puede ser el caso del crecimiento de una célula, el movimiento de los planetas, los cambios atómico-moleculares de una reacción química o el funcionamiento de una aplicación tecnológica (Pontes et al., 2003).

Las experiencias simuladas por ordenador, también denominadas laboratorios interactivos de simulación y laboratorios virtuales, muestran de forma realista o de forma simbólica un sistema experimental, formado por instrumentos de medida y



otros componentes materiales de un laboratorio científico o técnico, en el que se permite a los alumnos diseñar experiencias simuladas arrastrando componentes desde una caja de herramientas virtual hasta una ventana de simulación del experimento, o se presenta en pantalla el montaje de una experiencia virtual para que el alumno modifique las variables de entrada del sistema y observe los resultados que ofrecen los instrumentos de medida virtuales que forman parte del sistema (Pontes et al., 2003). Con los avances tecnológicos que se están produciendo actualmente en el campo de la realidad virtual y sus aplicaciones en la educación científica (Bell y Fogler, 1996), es probable que en los próximos años podamos disponer de laboratorios virtuales muy parecidos a los montajes experimentales reales.

Laboratorio asistido por ordenador

Además de las experiencias simuladas que se han descrito antes, el ordenador puede utilizarse también en el laboratorio científico como 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 programas del propio ordenador (Collins & Greensalde, 1989). En la actualidad, los fabricantes de material de laboratorio de ciencias experimentales van incluyendo cada vez mayor número de equipos experimentales que llevan ordenadores acoplados, los cuales recogen y tratan los datos experimentales, a partir de los cuales se pueden realizar simulaciones, construir gráficas que muestran la relación entre variables o realizar cálculos y ajustes de diferente tipo que ayudan al estudiante en el desarrollo de la experiencia. Esta aplicación de los ordenadores puede ser muy útil en la enseñanza experimental de la Física, de la Química o de la Tecnología, a nivel básico y avanzado, ya que puede servir de introducción al interesante dominio de la automatización que tiene tanta importancia en la vida moderna.

En los últimos años ha tenido lugar un desarrollo importante de los sistemas informatizados para la adquisición y tratamiento de datos experimentales, así como para el control de aparatos e instrumentos, porque se han desarrollado equipos potentes y asequibles que han permitido la incorporación inmediata de estos sistemas al ámbito industrial y científico. Paralelamente, en los países de nuestro entorno, también han aparecido equipos experimentales dirigidos a la enseñanza de carácter científico o técnico que han pasado a formar parte del catálogo de instrumentos de laboratorio. En estos países, los principales fabricantes de material experimental han desarrollado sistemas de adquisición de datos que ya forman parte de los equipamientos habituales de algunos centros educativos.

En España se han desarrollado varios equipos de adquisición y tratamiento de datos, algunos de ellos bajo el patrocinio de las distintas administraciones educativas, tales como el equipo SADEX o los diversos equipos EXAO (Cortel, 1999). Los otros equipos en el mercado son de fabricantes extranjeros, comercializados a través de los representantes correspondientes en nuestro país (Pasco, 2000; Phywe, 2002). Al mismo tiempo que avanza el desarrollo de sensores e instrumentos de medida y de programas de ordenador que permiten controlar el proceso experimental, se están desarrollando nuevos materiales didácticos relacionados con el diseño de experiencias asistidas o controladas por el ordenador (Gil y Rodríguez, 2001), de tal forma que las



herramientas de laboratorio asistido por ordenador (LAO) constituyen un área de trabajo cada vez más importante, dentro de las aplicaciones de la informática educativa en la enseñanza de la ciencias experimentales.

La utilización de equipos informáticos de adquisición de datos en los laboratorios de ciencias experimentales de enseñanza secundaria, aunque es una actividad muy interesante, no deja de ser problemática debido a varios hechos entre los que hay que destacar el coste de los citados equipos y las dificultades cognitivas para utilizar estos sofisticados sistemas, que incluyen el manejo de sensores como instrumentos de medida y diversos programas de ordenador que controlan la adquisición y el análisis de datos. Para tratar de superar el segundo de los problemas citados hemos desarrollado recientemente un programa multimedia denominado Sensores 1.0, destinado a enseñar a nuestros alumnos de los primeros cursos de universidad a manejar uno de estos sistemas de adquisición de datos en el laboratorio de Física (Pontes et al., 2003). Dicho programa tiene varios módulos tales como tutorial, animaciones, laboratorio virtual y prácticas guiadas. En la figura 2 se muestra un ejemplo de práctica guiada sobre la Jaula de Faraday, en el que se simulan los pasos que debe realizar el alumno para montar por sí mismo dicha práctica utilizando el sistema de adquisición de datos disponible en nuestro laboratorio.

Figura 2.- Modelo simulado de práctica guiada con el programa Sensores1.0.

Sistemas inteligentes de enseñanza y sistemas adaptativos multimedia

Al describir los recursos informáticos para la enseñanza de las ciencias experimentales que se han expuesto en los apartados anteriores se puede observar que no todos los programas pueden ser incluidos de un modo claro en alguno de los tipos señalados anteriormente. En realidad hay programas basados en la técnica de preguntas y



respuestas, como es el caso del programa “Microlab de resolución de problemas de física”, que incluye importantes ayudas de tipo conceptual y procedimental para el desarrollo de las actividades programadas, de modo que se aproxima bastante a la noción de programa tutorial. Esta herramienta se concibe como un instrumento de estudio complementario del libro de texto y de la acción del profesor, pero incluye un módulo de control de la evaluación que registra la actividad desarrollada por cada alumno de la clase en una sesión de trabajo y proporciona datos interesantes al profesor sobre el proceso de aprendizaje. Por otra parte hay programas concebidos como tutoriales de ayuda en la resolución de problemas o de modelización de experimentos que, además de las actividades de aprendizaje programadas, incluyen simulaciones de los procesos físicos que se pretenden estudiar (Bedford y Fowler, 1996). También hay programas de simulación que incluyen módulos de contenidos teóricos sobre los fenómenos que se representan en las simulaciones y permiten realizar actividades de aprendizaje como la resolución de problemas relacionados con tales fenómenos (Pontes et al., 2001).

Por último, desde hace tiempo también se ha tratado de aplicar lenguajes y técnicas de programación propias de la inteligencia artificial para el diseño de sistemas expertos en educación o sistemas tutoriales inteligentes (Mandl & Lesgold, 1988; Kopec y Thompson, 1992) y se han llegado a desarrollar muchos de estos sistemas en conexión con los avances en la tecnología hipermedia y multimedia. En los últimos tiempos los avances en el desarrollo de la telemática, la inteligencia artificial y la informática educativa están convergiendo hacia el diseño de sistemas hipermedia adaptativos (Pérez y Gutiérrez, 1996, Macias y Castell, 2000) y tutores-asistentes para entornos virtuales de enseñanza (Romero et al., 2002). Estos nuevos programas, que pueden incluirse dentro de la denominación genérica de sistemas adaptativos multimedia, combinan las características clásicas de los tutores inteligentes (módulo de conocimiento experto, modelo de alumno, aprendizaje orientado y autorizado, ...) con las grandes posibilidades de comunicación e interacción que proporcionan los modernos entornos virtuales de carácter multimedia (incorporación de texto, imágenes, sonido, animaciones, simulaciones, navegación por internet,...).

Así pues, parece que se va superando la clasificación tradicional de los programas de Enseñanza Asistida por Ordenador y en la actualidad se tiende al desarrollo de sistemas tutoriales integrados que incluyen el tratamiento interactivo e inteligente de los diversos temas de una disciplina, incorporando simulaciones, contenidos de enseñanza, actividades tutorizadas de aprendizaje y tareas de evaluación. Esta panorámica abre unas importantes expectativas para la evolución futura de la enseñanza asistida por ordenador, ya que permite diseñar sistemas tutoriales individualizados, flexibles y adaptados al nivel de conocimientos de cada alumno.

Sistemas de autor

Durante los primeros tiempos de la informática educativa el profesorado interesado en utilizar los ordenadores como recurso educativo, no tenía más remedio que utilizar software educativo elaborado por otras personas o aprender a desarrollar sus propios programas utilizando un lenguaje de programación de alto nivel, que requiere unos conocimientos avanzados de informática. Pero desde hace tiempo esta situación ha



cambiado porque se han desarrollado sistemas y lenguajes de autor, que facilitan el diseño de unidades didácticas por parte de los profesores interesados en esta temática. Mediante un sistema de autor se pueden elaborar lecciones que incluyen diagramas, gráficos, imágenes, textos, cuestiones y permiten realizar la evaluación de las respuestas, mediante la realimentación adecuada. Estas herramientas permiten al profesor mayor libertad en la estructura de los temas pero también requieren bastante dedicación. Por otra parte, los lenguajes y sistemas de autor están evolucionando rápidamente en conexión con el desarrollo de nuevos entornos multimedia que están mejorando notablemente las posibilidades de interacción del alumno con los programas, el acceso a la información y la presentación de contenidos y actividades. Al mismo tiempo los avances en la investigación sobre sistemas tutoriales inteligentes y sistemas adaptativos multimedia han dado lugar al desarrollo de sistemas de autor inteligentes, que permiten al profesorado diseñar cursos adaptativos e interactivos para todas las materias y que pueden ubicarse en Internet (Macias y Castell, 2001).

SÍNTESIS Y CONSIDERACIONES FINALES

Para desarrollar este trabajo hemos partido del hecho de que Internet y las restantes tecnologías de la información y la comunicación ejercen actualmente una gran influencia en la educación científica y también pueden desempeñar a corto plazo un papel importante en la formación inicial y permanente del profesorado. Para abordar esta temática hemos realizado un análisis panorámico de las aplicaciones de las TICs en la enseñanza de las ciencias experimentales que se desarrolla en dos artículos consecutivos.

En este primer trabajo nos hemos centrado en analizar las funciones que pueden desempeñar las TICs en la educación científica, distinguiendo entre el papel que juegan en la formación de estudiantes de ciencias y en la formación del profesorado. También se han analizado los diferentes tipos de recursos informáticos que pueden utilizar los profesores en la enseñanza de las ciencias y sus posibles aplicaciones educativas. Se han expuesto las diferencias entre los recursos informáticos de propósito general (procesadores de texto, presentaciones multimedia, navegadores de Internet, entornos de diseño de páginas Web, ...) y los programas específicos de enseñanza de las ciencias asistida por ordenador (tutoriales interactivos, simulaciones y laboratorios virtuales, sistemas adaptativos multimedia, laboratorio asistido por ordenador, ...).

Como síntesis o conclusión general de este primer trabajo sobre aplicaciones de las TICs en la educación científica, podemos destacar que estos nuevos recursos didácticos ofrecen grandes posibilidades desde el punto de vista de la comunicación interactiva, el tratamiento de imágenes, la simulación de fenómenos o experimentos, la construcción de modelos y analogías, la resolución de problemas, el acceso a la información, el manejo de todo tipo de datos y el diseño de materiales didácticos o de cursos completos adaptados a las necesidades y características de diferentes tipos de alumnos. Entre las aplicaciones informáticas que presentan mayor interés para la enseñanza de las ciencias, en nuestra opinión, se encuentran los programas de simulación y los sistemas tutoriales integrados, que incluyen contenidos teóricos,



animaciones o simulación de fenómenos y ejercicios o pruebas de evaluación del aprendizaje. Posteriormente, en la segunda parte de este trabajo de revisión se va a formular una propuesta metodológica orientada a mejorar el uso didáctico de las TICs en la educación científica, utilizando este tipo de sistemas tutoriales integrados (Pontes, en prensa).

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Experiencias, recursos y otros trabajos

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STAR TREK: UN VIAJE A LAS LEYES DE LA DINÁMICA

Francisco José García Borrás Profesor de Educación Secundaria Obligatoria

IES Castillo de Fatetar. Espera (Cádiz) E- mail: [email protected]

RESUMEN

Este artículo viene a ser una propuesta didáctica para afianzar conceptos, tales como las leyes de la Dinámica, utilizando un atrayente recurso didáctico: el cine. El empleo de este recurso como elemento motivador, participativo, divulgador en el aula es una de las estrategias que permitirá dar respuesta a las dificultades que entrañan los conceptos que se imparten en nuestras clases de Física. Por otro lado, se aprovecharía el interés que despierta en nuestros alumnos los diversos medios de comunicación y las propiedades de los mismos.

Palabras claves: cine, enseñanza de la Física, ciencia, recurso didáctico, leyes, dinámica.

El cine es un instrumento del pensamiento. (Jean-Luc Godard)

INTRODUCCIÓN

En nuestro contexto educativo, donde la metodología de los profesores de Ciencias busca desesperadamente solucionar los problemas de motivación y escasez de alumnos, este escrito ofrece una experiencia aplicable a nuestros alumnos de Educación Secundaria.

Los medios de comunicación son una constante en nuestra realidad social. Concretamente, nos podemos fijar en la publicidad, la televisión y el cine. Estos tienen un gran poder de convicción y son capaces de mover a las masas, como antiguamente hacia la prensa -el cuarto poder-.

La propuesta pretende exponer de forma clara y precisa la relación íntima que puede aparecer entre la ciencia y el cine, aprovechando una de las funciones de los medios de comunicación: la formación. Aunque, quizás esta última no sea la más usual en el cine. El alumno, como consumidor de imágenes, muestra ante el cine un comportamiento acrítico. Nosotros debemos reconducir esta conducta por las vías de la comprensión y comunicación para sacar provecho de la misma. Así mismo, se pretende que el séptimo arte no quede arrinconado sólo para los entendidos; que se muestre al alcance de todos para fomentar una actitud crítica, el libre pensamiento y la capacidad de abstracción.



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Las ideas abstractas que plantean las ciencias son de mejor compresión para los alumnos cuando son refrendadas en algo tangible y perceptible. Las películas ayudan de manera inestimable en la adquisición de estos conceptos. Esto supone que el cine posee un gran potencial como medio de aprendizaje, ya que podemos acercar la realidad a través del él.

Cuando una película nos desnuda realidades distantes cuya existencia era para nosotros desconocida o cuando nos revela puntos de vistas sobre temas más próximos que jamás los hubiéramos visto de esa forma, significa que nos introducimos dentro de la filmación, haciéndonos partícipe de la misma e involucrándonos en el proceso de aprendizaje. La alteridad, propiedad inherente al cine, permite una mayor participación del espectador y, por consiguiente, mejora notablemente el logro de conocimientos.

EL CINE Y SU UTILIDAD DIDÁCTICA

Los docentes usamos como recurso principal la pizarra y no solemos emplear otros. Esto es debido, principalmente, a la escasez de medios que padecemos, al desconocimiento de las utilidades que pueden reportarnos otros recursos y a cierta tendencia a contentarnos con las lecciones magistrales. En consecuencia, nuestras clases se hacen, a veces, tediosas y rutinarias y nuestros alumnos nos encuentran insoportables. Por ello, se hace preciso que nos despojemos del rigor científico que suele dominar nuestras clases y reivindiquemos el hecho incontrovertible de que nuestra tarea es divulgar la ciencia y educar en ciencia.

Billy Wilder decía: "Tengo diez mandamientos. Los primeros nueve dicen: ¡No debes aburrir!...". Con estas palabras quiero decir que debemos acabar con hábitos enquistados y perseguir la motivación de nuestros alumnos. Alentar su interés e impedir que abandonen, en sus currículos, los itinerarios de ciencias. Para ello, propongo el uso del cine como recurso didáctico.

Partiendo de la base de que el principal consumidor de cine comercial y publicidad es el adolescente, podemos y debemos sacar ventaja de este hecho al impartir nuestras enseñanzas. No obstante, hay que tener en cuenta que, dentro de las funciones de los medios de comunicación, el cine enfatiza la diversión y la educación (formación), mientras que la pura información se ve relegada a un segundo plano, con la salvedad de las películas documentalistas. Podemos, por tanto, convertir un objeto de esparcimiento en una herramienta que además de amenizar, forme.

Las proyecciones cinematográficas, dentro del contexto educativo, son verdaderos agentes de aprendizaje. Su uso consigue una mayor comprensión en una menor cantidad de tiempo, así como una mejor asimilación de lo aprendido, debido a que el movimiento de las imágenes, el sonido que las acompaña y los diálogos incitan al educando a estar alerta, a participar... El proceso de enseñanza-aprendizaje se ve favorecido con una disminución drástica de tiempo y una mayor consecución de los objetivos previstos. (Gañan Rojo, Sánchez Trujillo, 2000)



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Además, el empleo del cine posibilita aprovechar situaciones que, por regla general, no se disfrutan: conocer realidades “imposibles”, confrontar distintos puntos de vista, acceder a enfoques o a imágenes simuladas, parar la proyección cuando lo desees, alterar el tiempo, integrar otras disciplinas... Y, consecuentemente, también permite reforzar y aclarar conceptos, fomentar el pensamiento crítico y abstracto del alumno.

El séptimo arte puede y debe considerarse un recurso didáctico. Basta con recordar que el cine ha sido siempre selectivo y temático, llevando su interés a todos los aspectos del saber y el conocimiento. Es una mirada al pasado y, a la vez, un medio para elucubrar, innovador y novedoso. Un arte que ha hurgado en todos los temas y que, una vez libre de las cortapisas de la censura, ha filmado casi todo.

Con la aparición de nuevas tecnologías y técnicas cinematográficas, se ha posibilitado el acceso a lugares inalcanzables y a recreaciones que, de otro modo, hubiesen resultado inimaginables. Aunque los asuntos científicos escasean como eje central de las diferentes tramas cinematográficas, las bases científicas en las que a veces necesitan fundamentarse sí se han tratado con mayor o menor exactitud. Nosotros, los profesores de Ciencias, podemos seleccionar esas recreaciones y extraer el mayor rendimiento de las mismas.

La efectividad de este recurso depende de muchos factores y, quizás, el más importante de ellos sea el del docente que lo utiliza (Gañan Rojo; Sánchez Trujillo; 2000). En ocasiones podemos observar a compañeros –todos lo hacemos- que ponemos una película -o un documental-, con la finalidad de descansar del agotamiento mental, sin prestar más atención, sin preocupaciones sobre la adquisición de conocimientos; esto conduce al alumno a suponer que es una jornada de asueto y diversión, puesto que lo que se muestra no es importante y no va entrar en el examen. Las sesiones en las que se aplica el cine no deben servir solamente para pasar el rato, para amenizar simplemente, ni como excusa o premio. Debe considerarse como principio complementario que aglutine y comprometa a todos los participantes (Martínez-Salanova, 2002). La utilización del cine como elemento lúdico para el disfrute del mero espectador, desaprovecha la participación crítica y creadora en los alumnos. El profesor debe ser un orientador de este recurso para obtener los beneficios que se deseen en el campo educativo.

Un aspecto de gran relevancia a la hora de hacer eficaz este medio, es la presentación de los contenidos que se van a analizar y, por supuesto, la relación que exista entre las actividades que acompañan al recurso y el tema que se está tratando. Además, muchas veces, es más conveniente el empleo de una escena determinada que la propia película (por un aspecto científico determinado).

También inciden otros condicionantes en el empleo del celuloide además de los expuestos con anterioridad. Entre otros, cabe destacar la duración del mismo, la realización de actividades previas y posteriores, la necesidad de explicaciones complementarias, materiales impresos de acompañamiento (ficha técnica y artística), aspectos técnicos básicos del lenguaje del cine...Todos las restricciones anteriores se ven relegados a un segundo plano cuando el profesor emplea el cine como un recurso motivador, analítico y crítico.



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PLANEANDO EL RECURSO

A la hora de emplear un medio audiovisual –cine- como apoyo en el desarrollo de un tema o un contenido concreto; en primer lugar, el educador debe interrogarse sobre los siguientes aspectos:

1. El momento adecuado para su uso, los objetivos que se buscan, el interés de los estudiantes, la posibilidad de relacionarse con otras disciplinas.

2. La forma de ajustar la proyección a la clase.

3. El desarrollo los materiales que van a facilitar la compresión del tema basándose en la película o si la misma va a proporcionar un complemento en la compresión de lo explicado.

4. La necesidad de aclarar, brevemente, los conceptos principales del lenguaje del cine, tales como: escena, secuencia, planos y tipos, travelling... “El cine es, también, y sobre todo, un medio de expresión, con sus normas, leyes y lenguaje propio” (Moreno Lupiáñez, 2003). Por regla general, los estudiantes de secundaria son neófitos en el mundo del cine, a pesar de que han visto gran cantidad de películas. El libro “El cine en 7 películas” de Pablo de Santiago y Jesús Orte (2002) puede ser de gran utilidad para este aspecto. Es una guía básica del lenguaje cinematográfico y, al final del libro, tiene un glosario de términos.

Seguidamente, una vez localizada la película o secuencia de la misma, se pasa a la elaboración de una guía didáctica sobre la misma. Esta debe contener lo siguiente:

a. Justificación de la película o secuencia.

b. Lugar que ocupa en el desarrollo de la unidad didáctica.

c. Establecimiento de conceptos, procedimientos y actitudes adecuados. (Guerra Retamosa, 2004)

d. Metodología a seguir. Actividades previas y posteriores.

e. Interdisciplinaridad.

f. Posible material adicional. Libros de textos, páginas web, otras películas...

g. Evaluación.

h. Temporalización.

Un esquema de trabajo, fácil de emplear y de mucha utilidad, se muestra en el cuadro 1 (Fernández Sebastián, 1998).

PROPUESTA DIDÁCTICA, UN CASO PRÁCTICO SOBRE “LAS LEYES DE LA DINÁMICA”

Mi planteamiento de trabajo en el aula se enmarca dentro de los contenidos que el alumno de 4º de E.S.O. debe tener sobre dinámica; en ella, propongo una secuencia



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de una película para trabajar y posibles películas alternativas que pueden ser usadas para el mismo contenido.

a. Selección del material fílmico: Defiende la idea de utilizar las películas comerciales como medio para acercar a los alumnos al cine.

b. Elaboración de material didáctico: - Ficha técnica y artística del film. - Breve sinopsis del argumento. (Especialmente si se va a

trabajar con fragmentos de películas, para evitar que el alumno quede fuera de contexto).

c. Circunstancias de realización, con expresión del país productor y de su situación cultural, social, económica y política. (Muy interesante en el caso de que se quiera ver como un mismo tema ha sido tratado en distintos momentos o por distintos países).

d. Comentario crítico sobre los elementos éticos, estéticos y dialécticos de la obra, entendida en su momento de realización.

e. Recopilación de material complementario (textos, documentos, gráficos...).

f. Plan de actividades. g. Explicación introductoria para una mejor comprensión de la

película. h. Visionado de la película: Es importante registrar las reacciones

colectivas de los alumnos. i. Análisis colectivo.

Cuadro 1.- Esquema de trabajo para el uso del séptimo arte como recurso (Fernández Sebastián, 1998)

Los objetivos que pretendo alcanzar con esta la propuesta son:

- Elaborar una guía didáctica que combine las explicaciones clásicas con el uso del cine.

- Aumentar la compresión de las ideas abstractas de las leyes de la dinámica, fundamentándolas en algo tangible, perceptible.

- Mejorar la actitud de los alumnos hacia física y provocar su motivación.

- Estimular una mayor participación por parte de los alumnos.

En definitiva, la hipótesis que orienta este trabajo podría ser formulada como sigue: “Los alumnos que ven apoyada su enseñanza con medios audiovisuales como el cine, asimilan mejor los conocimientos, se encuentran más motivados por la enseñanza y participan de forma más activa en el proceso de enseñanza-aprendizaje.” Esta hipótesis sirve de referencia a la propuesta, siendo la base de un estudio posterior. No obstante, en este artículo no se pretende valorar el grado de cumplimiento de la misma, aspecto que dejaré para futuros trabajos.

Seleccionar el material filmográfico no es difícil, si miramos detenidamente podemos ver que una gran cantidad de películas tienen escenas que ponen de manifiesto las



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leyes de la Dinámica. Entre otras podemos citar: “Los diez mandamientos”, “Tierra de faraones”, “El Navegante”, “Apolo XIII”, “Armagedon”...

“Es evidente que la especulación de la ciencia-ficción se realiza con una voluntad básicamente artística y en absoluto científica” (Barceló, 1998). Por este motivo, la escena seleccionada corresponde a la película: “Star Trek: la película” (Anexo 1), de manera que intento hacer llegar al alumnado la posibilidad de encontrar ciencia en cualquier parte. Un resumen de la misma sería:

Mr. Spock sale del Enterprise al exterior con propulsor para tener un contacto con el intruso que se acerca peligrosamente a la Tierra. En la escena se ve como aplica una aceleración y luego por la inercia se desplaza por el espacio. (figura 1)

Figura 1

Los fundamentos físicos que se pretenden obtener con la escena son pertenecientes al bloque de la Dinámica. El momento más adecuado del desarrollo de la actividad sugerida dentro de la unidad didáctica sería después de que el alumno hubiera alcanzado unos conocimientos mínimos en la materia. Es necesario que comprenda la noción de fuerza como causa capaz de modificar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo. También, sería beneficioso que el alumnado distinga todas las fuerzas presentes en algunas situaciones estáticas simples, dibujándolas y nombrándolas apropiadamente. Así mismo, es conveniente que sepa indicar el nombre de cada fuerza, detallando los dos cuerpos que interaccionan.

Se pretende que la exposición de la actividad sea abierta y flexible, cuya concreción y desarrollo corresponde al profesor (cuadro 2), donde la adquisición de conocimientos vaya creciendo en conceptos, procedimientos y actitudes, con vista a alcanzar unos niveles óptimos en el proceso enseñanza-aprendizaje. Mi propuesta abarca los diversos aspectos recogidos en el cuadro 2.

Una vez establecido los cimientos de trabajo, la metodología a seguir es simple. Se pasa a los alumnos un cuestionario sobre ideas previas (anexo 2) para que respondan



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en unos diez minutos. Seguidamente, se presenta la película, indicándoles la ficha técnica y artística de la misma (anexo 1). Se les da una breve sinopsis y se presencia la escena elegida sin cortes. A continuación, se vuelve a visionar parando la escena y explicando en la imagen las distintas fuerzas que se manifiestan y las leyes sobre la que nos basamos. Finalmente, para observar el grado de adquisición de conocimientos y disipar las dudas, se les da en los diez minutos finales otra serie de cuestiones (anexo 3). Las respuestas dadas por los alumnos nos servirán además para evaluar la actividad, observando, además, el grado de avance que han alcanzado. La aplicación didáctica puede ser extendida a otras partes de la Física (anexo 4).

Evidentemente, la proyección puede entroncarse con otras asignaturas. El inglés, si la exhibición se realiza en el idioma original con subtítulo en castellano. También, podemos establecer una relación con la Tecnología, sugiriendo preguntas acerca del funcionamiento de los motores de propulsión o cómo se mueven los astronautas en el espacio. Además, los contenidos transversales que se podrían abordar son:

- Receptividad y colaboración durante las explicaciones y realización de actividades. (Educación moral y cívica)

- Desarrollo de una actitud crítica y valorativa sobre los aspectos científicos y tecnológicos y comprender que son los promotores de desarrollo y progreso de la humanidad. (Educación moral y cívica)

- Respeto a las opiniones, las discrepancias, las dudas y creencias de los demás. (Educación para la paz)

- Reconocimiento del diálogo como forma de solucionar ver las discrepancias en las opiniones así como los diversos tipos de conflictos científicos, sociales y religiosos. (Educación para la paz)

Una sola clase es suficiente para el desarrollo de los diversos objetivos. No obstante, considero necesario tener un material de apoyo para que el alumno pueda consultar algunas dudas. Conjuntamente al libro de texto que siguen, podemos emplear distintos applets de Física o visitar páginas web como por ejemplo:

• www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/dinamica.htm (página dedicada a diversos aspectos de la Dinámica).

• www.udec.cl/~dfiguero/curso/newton9h31/newton9h31.html (página que ofrece aspectos teóricos de las leyes de Newton y las fuerzas).

• http://newton.cnice.mecd.es/4eso/estatica/estatic1.htm (página muestra el carácter vectorial de la fuerza y su efectos desde un punto de vista estático).

CONCLUSIÓN

El escaso número de alumnos que optan por la Física y Química de 4º de E.S.O. debería hacer pensar al profesorado del área de ciencias sobre la necesidad del empleo de nuevos recursos didácticos que hagan aflorar el interés del alumnado por estas enseñanzas. En estas líneas se ha mostrado una experiencia didáctica en la que el cine es el rey.



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Pienso que las distintas propiedades del cine -alteridad, formación y diversión- proporcionarán unos importantes resultados en el aprendizaje que hará que merezca la pena llevarse bastante tiempo en la confección del entramado que conlleva la actividad. Quedaría además por determinar cuáles son los factores que condicionan la efectividad de la herramienta. Quizás esté relacionada con una selección adecuada del fragmento de la película, que deberá aclarar los conceptos al alumno a la vez que despierta su curiosidad innata. Así mismo, pienso que si la película les resulta familiar o la trama les es afín, existirá una mayor implicación en el estudio.

Por otro lado, el placer de ver cine se pierde sin una reflexión adecuada del mismo. Por ello, propongo la necesidad de adquirir unos conocimientos básicos del lenguaje fílmico que mejoraría la capacidad crítica del alumno, la cual se extenderá a todas las ramas del saber.

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OBJETIVOS CRITERIOS DE EVALUACIÓN

� Analizar las principales fuerzas presentes en un sistema mecánico simple.

� Saber enunciar las leyes de la Dinámica de Newton y reconocer su enorme aportación a la creación de nuevos paradigmas en la Ciencia.

� Interpretar sucesos cotidianos basándose en las leyes de la Dinámica.

� Establecer una relación entre el carácter vectorial que tiene la velocidad y su relación con una fuerza como manifestadora del movimiento, pudiendo cambiar el módulo de la velocidad o su dirección.

� Esclarecer el punto de aplicación de las fuerzas de acción y reacción entre dos cuerpos que interactúan.

� Analizar y comprender el movimiento de un cuerpo cuando las fuerzas resultantes sobre él son nulas o inexistentes.

� Establecer una relación causa-efecto entre fuerzas y el movimiento o deformación.

� Identifica y describe las fuerzas más generales manifestadas alrededor de nosotros.

� Conoce y enuncia los enunciados leyes de Newton.

� Analiza diversos ejemplos que se proponen para ilustrar su conocimiento sobre las tres leyes de Newton.

� Rechaza la opinión asumida sobre el mantenimiento de una velocidad constante en un móvil se le debe ejercer también una fuerza constante.

� Reconoce que las leyes de Newton es un punto y seguido.

CONTENIDOS CONCEPTOS PROCEDIMIENTOS ACTITUDES

� Fuerzas de interés presentes en nuestro entorno. Tipos: de contacto y a distancia.

� Unidades de fuerza. � Leyes de la dinámica.

� Observación directa en la escena de los efectos de las fuerzas.

� Uso del método científico a la hora de observar, para poder llegar a conclusiones razonables.

� Representar gráficamente las distintas fuerzas que actúan en un cuerpo.

� Razonar los diversos efectos que sufren distintos cuerpos al aplicarles una misma fuerza.

� Valorar la importancia de las fuerzas como elementos transformadores de nuestra realidad.

� Reconocer la importante aportación de Isaac Newton a los conocimientos de la Física, construyendo un nuevo paradigma.

� Mostrar una curiosidad por explicar las manifestaciones físicas frecuentes, basándose en la nueva visión de la Dinámica.

Cuadro 2



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ANEXO 1 STAR TREK: LA PELÍCULA

FICHA TÉCNICA Título Original: Star Trek The Motion Picture Producida por: Century Associates / Paramount Pictures [us] Dirigida por: Robert Wise Año de producción: 1979 Estreno en U.S.A.: 6 de Diciembre de 1979 Duración: 124 minutos Música original: Jerry Goldsmith, Alexander Courage, Gerald Fried Producida por Gene Roddenberry, Jon Povil

FICHA ARTÍSTICA

Actor Personaje William Shatner Almirante James T. Kirk Leonard Nimoy Mr. Spock DeForest Kelley Dr. Leonard McCoy James Doohan Montgomery Scott Walter Koenig Pavel Chekov George Takei Hikaru Sulu Nichelle Nichols Nyota Uhura Majel Barrett Christine Chapel Stephen Collins (I)

Willard Decker

SINOPSIS

Cuando un alienígena sin identificar destruye tres poderosas naves espaciales klingon; el Almirante Kirk vuelve a tomar el mando de la completamente reformada nave Enterprise. En esta heroica misión se les unirá su fiel amigo el Sr. Spock y todos los integrantes de las extraordinarias aventuras de Star Trek. Persis Khambatta Teniente Ilia



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ANEXO 2

Cuestionario previo

• ¿Qué es la fuerza? • Cuando hay un choque entre coches, ¿hay fuerzas implicadas? ¿Por qué? • Si un objeto se mueve con velocidad constante, ¿sobre él actúa alguna fuerza?

¿Por qué? • Si tienes unos patines puestos y empujas la pared de un edificio ¿hacia dónde

te mueves? ¿Se mueve la pared? ¿Por qué?

ANEXO 3

Cuestionario posterior

• La misma fuerza aplicada sobre distintos objetos, ¿produce el mismo efecto? ¿Por qué?

• ¿Cuáles son las unidades de las fuerzas? • Mr Spock utiliza un propulsor para desplazarse por el espacio, ¿por qué se

mueve hacia delante cuando el chorro de gas sale por detrás de él? ¿En qué ley te basas? Pon un ejemplo cotidiano donde se observe un hecho similar.

• En la escena has visto como Mr. Spock se movía por el espacio, sin ayuda de nada. ¿Qué fuerzas actúan sobre él? ¿En qué leyes te basarías para explicar el movimiento que tiene? ¿Conoces alguna situación análoga a la observada en la secuencia?

• ¿Crees que las leyes de Newton están todavía vigentes? ¿Por qué? En caso negativo, ¿por qué se estudian? En caso afirmativo, ¿por qué son tan importantes?



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ANEXO 4 PELÍCULAS QUE CONTIENEN ESCENAS QUE PERMITEN EXPLICAR ALGÚN

ASPECTO DE LA FÍSICA DE 4º E.S.O.

PELÍCULA ASPECTO DE LA FÍSICA

Me siento rejuvenecer Seguridad en el laboratorio

El planeta de los simios (1968) Método científico En el filo de la duda Método científico

Creadores de sombras Método científico

Basil, el ratón superdetective Método científico El extraño caso del Dr. Jekyll Método científico

El aceite de la vida Método científico

El nombre de la rosa Método científico

Pearl Harbor Relatividad del movimiento La flota silenciosa Relatividad del movimiento

Torpedo Relatividad del movimiento

La batalla de Inglaterra Relatividad del movimiento Tron Movimiento uniformemente acelerado

Carros de fuego Movimiento uniformemente acelerado

Star wars: el ataque de los clones Caída libre Velocidad terminal Caída libre

En la línea de fuego Caída libre

Indiana Jones y el Templo Maldito Caída libre

Matrix Caída libre Star Trek: la película Leyes de la dinámica

Tierra de faraones Leyes de la dinámica

Armagedon Leyes de la dinámica Apolo XIII Leyes de la dinámica

El navegante Leyes de la dinámica

Star wars: el ataque de los clones Ley de la Gravitación Universal Apolo XIII Ley de la Gravitación Universal

Independence day Ley de la Gravitación Universal

Alien, el octavo pasajero Ley de la Gravitación Universal

Matrix Energía Superman Energía

Twister Energía

Alien, el octavo pasajero Presión Atmósfera cero Presión

El enigma de otro mundo Presión

Abajo el periscopio Presión El submarino Presión

Tantas y tantas otras que se pueden utilizar, si buscas siempre encuentras.

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