Estrategia didáctica para el aprendizaje del Módulo Física IV de la carrera de Ingeniería Eléctrica en el Instituto Tecnológico de Veracruz. Una

contribución para la educación basada en competencias.

Dr. Miguel Ángel Quiroz García, Dra. María Esther Barradas, M.C. Francisco Javier Gómez González, Ing. Ana María Meléndez

Resumen— Se presentan los resultados de utilizar una estrategia didáctica como herramienta de Enseñanza Aprendizaje que amplíe el radio de cobertura del desarrollo de la investigación, permitiendo mayor accesibilidad a la información que beneficia fuertemente al alumno de manera personal, social, familiar y laboral. Se proponen recursos didácticos que abarquen estilos para cada tipo de personas con las que se trabaje para facilitar la adquisición de competencias por parte del alumno. De acuerdo con el paradigma educativo de la sociedad del conocimiento, es de gran importancia que el alumno desarrolle competencias para la vida y el trabajo, desarrollando un pensamiento racional y sistemático. Esta estrategia sirve como punta de lanza para cumplir con los objetivos del módulo para el que se ha preparado, denominado Física IV por su peculiaridad al ser parte de las asignaturas que preparan a los futuros Ingenieros Electricistas del Instituto Tecnológico de Veracruz, con fundamentación correcta.

Palabras claves— Estrategia Didáctica, Competencias, Recursos didácticos.

Introducción

Los aspectos que se han considerado dentro de la estrategia didáctica, son; exponer los retos que para nosotros implica operar en los principios del paradigma educativo de la sociedad del conocimiento, lo que requiere dedicación al considerar cada situación de los educandos respecto a su entorno; es decir en el medio socio económico en el que se desenvuelve, considerando que cada uno es diferente, así como la instancia en que se puede desarrollar en el momento que el estudiante ponga en práctica sus conocimientos. Es así que en el desarrollo de esta investigación se realiza lo siguiente:

Obtener un producto tanto en forma escrita como en forma electrónica, constituido por:- Un manual de apuntes del Módulo de Física IV de 415 páginas de 12 autores de los libros

actuales.- El desarrollo de cada unidad temática en Power Point - Un C.D. con el material del manual

Actividad en pequeños grupos colaborativos donde se discuten resultados personales y se clarifican y enriquecen con las aportaciones de los compañeros

Esta estrategia es necesaria, ya que la sociedad del conocimiento y globalización son parte indivisible de la educación para operar en los principios de la sociedad del conocimiento.

Al trabajar con el método de proyectos, la discusión grupal permitirá enriquecer y consolidar los conceptos que el estudiante se ha venido formando en las fases de preparación individual y de grupos pequeños.

Esta estrategia debe ser utilizada si pretendemos operar en los principios de la sociedad del conocimiento, ya que este método de proyecto puede ser tan reales como el profesor pueda plantearlos y en su caso diseñarlos.

Descripción del Método

El contexto y los sujetos: necesidades del subsistema e intereses de los estudiantes (Para quiénes y dónde)

- El módulo de Física IV, corresponde al núcleo de formación profesional, es de tipo específico y se imparte en el cuarto semestre de la carrera de nivel superior de Ingeniería Eléctrica. Tiene como finalidad, que el alumno aplique los conocimientos y habilidades asociados a la Física Moderna, identifique la función tanto de los conocimientos científicos como de sus dispositivos y sistemas de control, para contar

con el acervo cultural dentro del proceso productivo, dentro de los parámetros establecidos cumpliendo con las competencias genéricas y disciplinares, así como con los contenidos específicos del módulo.

El programa del Módulo de Física IV, se encuentra descrito en la figura 1, en el que se observan los temas a desarrollar a través de la estrategia didáctica.

1.- DATOS DE LA ASIGNATURA

5.- TEMARIO

Unidad Temas Subtemas

1 La naturaleza de la luz y las leyes de la óptica geométrica.

1.1 Naturaleza ondulatoria y medición de la velocidad de la luz

1.2 Aproximación de rayos1.3 Reflexión y refracción1.4 Principio de Huygens y dispersión.1.5 Reflexión total interna.1.6 Principio de Fermat.

2Óptica geométrica.

2.1 Imágenes formadas por espejos2.2 Imágenes formados por refracción2.3 Lentes delgados2.4 Aplicaciones

3 Interferencia de ondas luminosas, difracción y polarización.

3.1 Interferencia3.2 Experimento de la doble rendija de Young3.3 Suma fasorial de ondas3.4 Cambio de fase por reflexión3.5 Difracción de ondas luminosas3.6 Polarización de ondas luminosas

4 Teoría de la relatividad

4.1 Teoría de la relatividad4.2 Experimento de Michelsen-Morley4.3 Transformaciones galileanas4.4 Transformación de Lorenz4.5 Simultaneidad4.6 Masa y energía relativista

5 Teoría cuántica

5.1 Hipótesis de Plank5.2 Modelo atómico de Bohr5.3 Fotones y ondas electromagnéticas5.4 Propiedades ondulatorias de las partículas5.5 Principio de incertidumbre5.6 Postulados de la mecánica cuántica

6 Física atómica6.1 Números cuántico magnético del espín6.2 Principio de exclusión y tabla periódica6.3 Espectros atómicos6.4 Aplicaciones

7 Física nuclear

7.1 El modelo de quarks7.2 Radiactividad7.3 Reacciones nucleares7.4 Fisión nuclear7.5 Fusión nuclear

Fig. 1 Programa del Módulo de Física IV

Para poder hacer competentes a los estudiantes siendo esta la tarea básica del profesor, se ha trabajado con el contenido que se muestra en la figura 2, que permite elaborar la estrategia educativa y que para este artículo se presenta la síntesis. En la figura 3, se muestra la portada de la Antología elaborada como producto final.

Nombre de la asignatura: Física IVCarrera: Ingeniería Eléctrica

Clave de la asignatura: ELL-0521Horas teoría-horas práctica-créditos 3-0-6

Secuencia Didáctica

El módulo de física IV se relaciona el conocimiento del fundamento científico de algunas materias de especialidad, para darle una mejor aplicación al desarrollo de diseños en ingeniería eléctrica.

La estrategia consiste en elaborar una antología que comprenda las unidades del programa de esta asignatura.

Técnicas: Aprendizaje basado en problemas, Investigación por equipos, discusión del tema en equipos de 4 estudiantes, compilación y formato en una sola edición. El grupo de la asignatura, es de 28 alumnos, por lo que realmente se formaron 7 grupos de

4 alumnos a los que se les asignaron los subtemas a investigar para cumplir con la estrategia que implica la elaboración de una antología.

Fig. 2. Contenido de la Estrategia elaborada

Actividades a realizar:

- Elaboración de las partes que componen la antología, tales como índice, introducción, bibliografía, conclusiones

- Investigación de campo y a través de internet sobre el material requerido para compilar la información.

- Exposición ante el grupo los resultados de su investigación en cada tema. - Una vez obtenida toda la información anterior se debe llevar a cabo la competencia principal

que se pretende desarrollar en ésta materia que es la elaboración de una antología. - Exponer su producto final.

Tiempo utilizado:

El tiempo utilizado es de 30 horas por cada equipo, ya que se ha programado elaborar la antología en un mes y medio, de tal manera que a partir de ese momento, se pueda recapitular todo el material y continuar con el proceso enseñanza – aprendizaje en forma específica y sistémica con el material elaborado.

En la figura 4 se presenta el cronograma que se utiliza en la planeación de la estrategia propuesta.

Fig. 3 Portada de la Antología

INDICE

PresentaciónDiagnóstico socio - educativoFundamentación didáctico - pedagógicaObjetivos de la estrategiaSecuencia didácticaRecursos didáctico-pedagógicosPlan de EvaluaciónReflexiones generales finalesConclusiones

Fuentes de consultaAnexos

Fig.4 Cronograma para la elaboración de la antología del módulo de física IV

Recursos didáctico-pedagógicos

Textos variados, internet, apuntes, Marca textos, textos investigados, marcadores, hojas de rota folio, computadoras, Papel rotafolio, computadoras, cañón.

Técnicas didácticas.

En forma individual, cada uno de los alumnos investiga por diferentes medios en qué consisten los grupos funcionales, sus principales características y sus distintas aplicaciones. Cuidando de anotar la fuente de origen.

Una vez revisada la información por parte del docente, los alumnos, inician el subrayado de las ideas principales, comparándolas después con las de sus compañeros en equipos no mayores de cinco elementos.

Una vez comparadas las ideas principales, el equipo construye un resumen de los temas seleccionados, elaboran un mapa conceptual y lo exponen.

Recursos Didácticos.

Para esta asignatura, los recursos didácticos indispensables para llevar a cabo el programa, son las tecnologías de Información y comunicación como: Computadora, proyector, Internet, Excel, PowerPoint, Word, correo electrónico, cuenta de red social, memoria de USB.

Investigación documental, bibliográfica y electrónica; Permite al alumno la búsqueda y selección de la información mediante el uso de medios bibliográficos y electrónicos reforzando el hábito de la investigación y referencias que justifiquen el trabajo realizado.

Análisis de información; Al momento de leer la información y buscar la referencia bibliográfica, el alumno va depurando la información que contenga bases científicas reales y el apoyo de las instituciones que lo avalen.

Subrayado y localización de ideas principales; Permite al alumno discriminar la información repetida, la que carece de fundamentos y la que puede ser sobresaliente del tema.

CRONOGRAMA PARA LA ELABORACIÓN DE LA ANTOLOGÍA DEL MÓDULO DE FÍSICA IV

Trabajo de equipos; Mediante este trabajo, los alumnos aprenden a distribuir las actividades, refuerzan los lazos de solidaridad, aprenden a compartir y a apoyarse mutuamente.

Elaboración de resúmenes, elaboración de mapas conceptuales; Formar parte del trabajo en equipo

Exposición, Conferencia; Ayuda al estudiante en la expresión oral, ya que parte de esta técnica es la exposición de lo comprendido de cada tema, evitando la lectura y el sonsonete que solo adormecen a los compañeros y la nula captación de ideas.

Análisis de textos; Este proceso es básico, puesto que el alumno depura la información, elimina la repetida y selecciona lo fundamental, misma que le servirá para la exposición o conferencia a determinar.

Las evidencias que tiene que hacer el estudiante para la solución de este problema son:

Material investigado de cada subtema de la asignatura. Material escogido de la bibliografía seleccionada para el manual. Referencias bibliográficas seleccionadas, tanto de los libros de la biblioteca como las referencias

del internet y manuales técnicos de los equipos descritos. Exposición del tema indicado en PowerPoint, para que cada equipo de trabajo, comparta el

material investigado con los otros equipos. Entrega del material al equipo que realiza la compilación final, de manera tal que todos cuenten

con el material completo de cada subtema. Mostrar en la computadora la información y la gráfica para que el maestro compruebe la

elaboración de la unidad que le fue asignada y requerimientos establecidos para su elaboración. Obtención del manual revisado por el profesor para su impresión.

Comentarios Finales

En este espacio se presentan los resultados de utilizar una estrategia didáctica como herramienta de Enseñanza Aprendizaje que amplía el radio de cobertura del desarrollo de la investigación y se analiza la congruencia entre la planeación de nuestra estrategia didáctica y el paradigma educativo de la Sociedad del Conocimiento. Para compararlo, escribimos a la derecha de cada característica del paradigma de qué manera se concreta en nuestra planeación, o explicamos qué cambios deberemos hacer para concretarla.

Resumen de resultados

Congruencia entre la planeación de la estrategia didáctica y el paradigma educativo de la Sociedad del Conocimiento.

Característica del paradigma educativo de la SCCómo se concreta en mi estrategia didáctica o qué debo hacer para concretar cada aspecto

El docente actúa como guía, tutor y gestor del proceso

La guía se concreta al ir revisando el avance del trabajo de investigación; cuando un alumno argumenta la falta de avance en el trabajo solicitado, se le dan tutorías personalizadas para que no atrase a los demás equipos. Se gestiona el proceso de acuerdo con el plan de elaboración de la antología.

Se basa en una situación del mundo o problema real Se cumple desde el momento que se selecciona un módulo oficial del ITV.

Utiliza la investigación como estrategia para la construcción de aprendizaje.

En base al programa del módulo, se asignan los temas a los 7 equipos del grupo de 28 alumnos, iniciando el proceso con la investigación sobre las referencias bibliográficas, para decidir la idónea que se usa para la elaboración del material didáctico.

Opera en esquemas de trabajo colaborativoDefinitivamente al existir 7 grupos de trabajo (de igual número de unidades temáticas) y posteriormente al unir toda la investigación en un solo manual, se opera en forma colaborativa.

Favorece esquemas de aprendizaje distribuido: distintos estudiantes investigan distintos aspectos de la situación o problema a conocer/ resolver. No todos aprenden todo al mismo tiempo y de la misma manera.

Cada equipo investiga un tema diferente del mismo módulo en no menos de 6 referencias bibliográficas, por lo que al reunir el material seleccionado y archivado en un mismo medio; USB, CD, Impreso, Ipod, etc., se integra el módulo, de tal manera que todos

aprenden el todo pero por partes.

Finalmente, todos aprenden todo. Integran (visión global) los conocimientos de los distintos aspectos del problema.

Una vez armado el manual de antología, cada equipo expone su trabajo investigado, presentado en alguno de los aspectos de multimedia.

Ejercita el desarrollo de pensamiento relacional y sistémico. Más que datos e información descontextualizada, establecen relaciones.

Al tratar de cumplir con cada tópico establecido en el programa, se ejercita el desarrollo del pensamiento, relacionando las diversas referencias bibliográficas y tomando decisiones del material a utilizar dentro de la gran amplitud de información que se encuentra en las TIC. Es sistémico desde el momento que se requiere elaborarlo en la forma establecida cumpliendo los cánones de la serie de pasos.

Ejercita valores para la convivenciaCada uno de los seis grupos, realizan diferentes estilos de trabajo; es decir alguno del equipo2 tiene internet en su casa y ahí se reúnen, y así conviven, el equipo 5 se reúne en una biblioteca, el equipo

Promueve la creatividadDefinitivamente al elaborar la antología se promueve la creatividad, ya que se deja al equipo la organización del trabajo “Ad libitum”.

Ejercita la autonomíaCuando dentro del equipo se distribuyen las actividades de acuerdo con sus posibilidades, temas a tratar, lugar de residencia y otros atributos, cada uno resuelve la forma de interactuar pero obteniendo los recursos por su propio peculio.

Hace de la evaluación del proceso el recurso principal para retroalimentar el desempeño.

Al iniciar el programa de elaboración del manual se estructura un cronograma de avance con porcentaje de avance y al hacer las revisiones periódicas del mismo, se observa el desempeño y la retroalimentación, tanto del individuo que participa en la compilación

Conclusiones

Se ha visto a través de esta investigación, que el desarrollo de una competencia, va más allá de la simple memorización o aplicación de conocimientos de forma instrumental en situaciones dadas. La competencia implica la comprensión y transferencia de conocimientos a situaciones de la vida real, así como; relacionar, interpretar, inferir, interpolar, inventar, aplicar, transferir los saberes a la resolución de problemas, intervenir en la realidad o actuar previendo la acción y sus contingencias.

La Educación basada en competencias en el nivel superior busca que el alumno adquiera las habilidades necesarias para enfrentarse al mundo, de manera más fácil y en común con todos los egresados de otros contextos

Trabajar por problemas y por proyectos obliga a cooperar y en consecuencia, a desarrollar las correspondientes competencias: saber escuchar, formular propuestas, negociar compromisos, tomar decisiones y cumplirlas. También obliga a ofrecer o pedir ayuda, a compartir sus preocupaciones o sus saberes; es decir, distribuir las tareas y a coordinarlas, evaluar la organización y el avance del trabajo, manejar tensiones, problemas de equidad o de reconocimiento, fracasos. A esto se agrega un trabajo sobre las competencias de comunicación escrita (planes, memos, correspondencia, pasos a seguir) y oral (argumentación, animación, compartir saberes, etc.), como herramientas funcionales de la cooperación. Más allá de las competencias, los alumnos toman conciencia de la importancia de una inteligencia colectiva o distribuida, de la capacidad de un grupo; si funciona bien, les permite fijarse metas que ningún individuo puede esperar alcanzar por sí solo.

El enfoque por competencias se plantea como una alternativa para el diseño curricular, mismo que involucra aspectos como una metodología en la cual se pondera el saber hacer, visto no desde un enfoque conductista que se limita al desarrollo de acciones o tareas, que tengan una evidencia medible, cuantificable y observable, sino que tiene su fundamento en los principios constructivistas y del aprendizaje significativo; no es el hacer por hacer, o conocer simplemente como acumulación de saberes. Es un saber hacer en la práctica, pero motivado en un aprendizaje significativo que se transfiere a situaciones de la vida real y que implica la resolución de problemas en la práctica.

Se debe partir del análisis de situaciones y de la acción a ejecutar, implica la comprensión y transferencia de conocimientos a situaciones de la vida real, Perrenoud menciona que es necesario trabajar por problemas y por proyectos, proponer tareas complejas retos que inciten a los participantes a movilizar sus acervos de conocimientos y habilidades. He adoptado el uso de las tecnologías de la información y comunicación (TIC) que me da oportunidad de acercar a profesores-estudiantes de contextos socioculturales diversos del país, así como de valorar las visiones organizacionales derivadas de la rica diversidad que expresa la educación media superior en México. En este sentido la especialidad me ha permitido analizar mi práctica educativa en relación al diseño, aplicación y evaluación de las competencias en los programas educativos en que laboro.

Es necesario que los docentes adquieran el perfil del docente y ser, más que nunca maestros en “enseñar a aprender”, siendo estos los principales impulsores de la reforma y así seguir relacionando las competencias tanto del alumno como del profesor lo cual nos deja claro que para lograr lo que pretende esta Reforma el profesor debe estar bien preparado para poder ser guía, mediador y planificador de las estrategias correctas para lograr que el alumno pueda desarrollar dichas competencias.

Recomendaciones

Esta estrategia didáctica se puede utilizar en los diversos módulos en los que las unidades o subtemas son variados como es el caso de módulos que se ofrecen a una carrera como cultura general. Por ejemplo el módulo llamado Electricidad Industrial (Unidades; 1.- Mediciones eléctricas, 2.- Generación, transformación, transmisión y distribución de energía eléctrica. 3.- Motores Eléctricos, 4.- Instalaciones Eléctricas, 5.- Normatividad) lo imparte la Academia de Ingeniería Eléctrica par la carrerea de Ing. Mecánica y como se puede inferir cada unidad equivaldría a un módulo para la carrera de Ing. Eléctrica. Al utilizar esta estrategia en este ejemplo arriba citado, se contará con material didáctico en forma expedita, tal como: un manual de apuntes, trabajo en diapositivas para presentación,

Referencias

1.- Ríos Cabrera Pablo, “Evaluación en tiempos de cambio”, Universidad Pedagógica Experimental Libertador, Instituto Pedagógico de Caracas, Venezuela, Año de edición 2008

2.- La evaluación por competencias (consultado el 24 24/09/2010 en http://upn3.sems.gob.mx/moodle/mod/resource/view.php?id=936)

3.- Taxonomía Habilidades del pensamiento, Bloom, (Consultada el 24/ 09/2010 en http://upn3.sems.gob.mx/moodle/mod/resource/view.php?id=1010)

4.- Currículo y evaluación (Tipos de evaluación), Fancy Castro Rubilar, María Elena Correa Zamora, Hugo Lira Ramos

5.- Universidad Pedagógica Nacional. Evaluación de los aprendizajes y las competencias en la Licenciatura en Intervención Educativa (documento de trabajo), México, Diciembre, 2003

6. - Traducción realizada por EDUTEKA de la sección “The six A’s of project-based learning”, publicado en el libro “Real Work: School-to-Work as High School Reform” escrito por Adrian Steinberg.