modelo teórico-metodológico para el perfeccionamiento del
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UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLASFACULTAD DE MATEMÁTICA-FÍSICA Y COMPUTACIÓN
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Modelo Teórico-Metodológico para el perfeccionamiento del proceso de enseñanza-
aprendizaje de la Física General, en las carreras de Ciencias Técnicas
Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Pedagógicas
Carlos Abilio Alejandro Alfonso
Santa Clara2011
UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLASFACULTAD DE MATEMÁTICA-FÍSICA Y COMPUTACIÓN
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Modelo Teórico-Metodológico para el perfeccionamiento del proceso de enseñanza-
aprendizaje de la Física General, en las carreras de Ciencias Técnicas
Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Pedagógicas
Autor: M. Sc. Carlos Abilio Alejandro AlfonsoTutor: Dr. José Manuel Perdomo Vázquez
Santa Clara2011
Agradecimientos
A:
Todos mis estudiantes de la UCLV, razón de mi trabajo.
La Revolución, sin la cual no hubiese sido posible llegar a este
momento.
Mi tutor, José Manuel Perdomo Vázquez, por sus acertadas
observaciones, exigencias, enseñanzas, paciencia y ayuda
incondicional en la realización de esta tesis.
Mis hijas, porque las adoro.
Mi esposa, por su amor, paciencia y cooperación.
A todos, mis sinceros agradecimientos.
Dedicatoria
A:
Mis hijas, Giolet y Dailys, que le dan sentido a mi vida.
Mi esposa, por acompañarme en todos estos años, en los
momentos buenos y malos, por su ayuda total e incondicional en
la trayectoria del doctorado.
Mi padre y familia Alejandro, por su educación y constante
apoyo.
Síntesis
SÍNTESIS
Se presenta un estudio acerca de la concepción de un Modelo Teórico-Metodológico para contribuir al
perfeccionamiento del proceso de enseñanza-aprendizaje de la Disciplina Física General en las carreras de
Ciencias Técnicas, con el apoyo de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC).
Este modelo se identifica como MFTIC, sustenta la concepción de las actividades en el enfoque histórico
cultural de Vigotsky, ofrece los fundamentos y modos de actuación pedagógica que favorecen la obtención de
un aprendizaje significativo de los estudiantes en dicha Disciplina.
Las necesidades y potencialidades del proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General, determinadas
a través de un diagnóstico continuo en la Carrera de Ingeniería Civil de la Universidad Central “Marta Abreu” de
Las Villas (UCLV), proporcionaron los elementos empíricos para la concepción del modelo propuesto. La
información, que completa la obtención del resultado, es obtenida a partir de la aplicación de diferentes
métodos y técnicas: análisis de documentos escritos, entrevistas (semiestructuradas y estructuradas),
observación (sistemática y participante), sesiones en profundidad y triangulación (de datos, de investigadores y
metodológica).
Para facilitar la comprensión y la utilización de las TIC en las diferentes formas de enseñanza de la Física
General, se elabora y explican las particularidades de un Sitio Web, sustentado en la interacción del estudiante
y el profesor con los materiales didácticos. Este Sitio Web se identifica como Sistema Interactivo Didáctico para
la Enseñanza de la Física (SIDEF).
El SIDEF proporciona una mejor orientación para la autopreparación y el desarrollo de las prácticas de
laboratorio de Física General (reales y virtuales), apoya el desarrollo de las conferencias, las clases prácticas,
los seminarios y las actividades de estudio independiente; propicia la comunicación profesor-estudiante-sitio
Web, contribuye a que los estudiantes puedan lograr conocimientos sólidos y adquieran la capacidad de
aplicarlos a situaciones concretas, contiene enlaces con otros sitios Web, algunos de los cuales han sido
confeccionados por miembros del Departamento de Física de la UCLV.
La evaluación exhaustiva de la aplicación del MFTIC durante cinco cursos escolares consecutivos demuestra el
cumplimiento del objetivo general de esta investigación y la adopción de un proceso de enseñanza-aprendizaje
desarrollador. Se especifica el requisito previo y las condiciones de aplicabilidad; las fases y acciones a realizar
por los profesores y los estudiantes que utilicen este modelo.
http://dvf.mfc.uclv.edu.cu/SIDEF/SIDEF.htm
Índice
ÍNDICE Pág.
I Introducción 1
Capítulo IEL PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA FÍSICA GENERAL, EN LAS CARRERAS DE CIENCIAS TÉCNICAS, MEDIADO POR LAS TIC
1.1 Caracterización del proceso de enseñanza-aprendizaje………………………………….. 12
1.2 Las Tecnologías de la Información y la Comunicación en el proceso de enseñanza-aprendizaje……………………………………………………………………………………...
19
1.3 El proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General a nivel universitario y las TIC……………………………………………………………………………………………….
26
1.3.1 La práctica de laboratorio…………………………………………………………………….. 28
1.3.2 Necesidad de un Sitio Web para el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General, en las carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV………………………………
32
1.4 Consideraciones finales………………………………………………………………………. 36
Capítulo IIDIAGNÓSTICO DE NECESIDADES Y POTENCIALIDADES, EN EL PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA FÍSICA GENERAL, EN LA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL DE LA UCLV
2.1 Fundamentación……………………………………………………………………………….. 38
2.2 Acerca de la metodología utilizada en esta investigación…………………………………
40
2.3 Métodos, técnicas e instrumentos empleados……………………………………………... 41
2.4 Análisis de los resultados obtenidos………………………………………………………… 47
2.5 Regularidades observadas mediante el diagnóstico………………………………………. 56
2.6 Conclusiones del capítulo…………………………………………………………………….. 57
Capítulo IIIPROPUESTA DE MODELO TEÓRICO-METODOLÓGICO PARA EL PERFECCIONAMIENTO DEL PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA FÍSICA GENERAL, EN LAS CARRERAS DE CIENCIAS TÉCNICAS
3.1 Precisiones del modelo……………………………………………………………………….. 59
3.2 Fundamentos del modelo que se propone………………………………………………….. 60
3.3 Etapas transitadas en la elaboración del modelo………………………………………….. 69
3.3.1 Sitio Web “Sistema Interactivo Didáctico para la Enseñanza de la Física”…………...... 70
3.3.2 Implementación del MFTIC………………………………………………………………....... 82
3.3.3 Evaluación de la implementación del MFTIC………………………………………………. 93
3.4 Conclusiones del capítulo…………………………………………………………………….. 100
Conclusiones 104
Recomendaciones 106
R. Bibliográficas
Bibliografía
Anexos
Introducción
1
INTRODUCCIÓN
El auge y la necesidad del dominio de contenidos sustentados en la relación estrecha entre ciencia y
tecnología hacen que la informática y los métodos de trabajo de la ciencia y la tecnología hayan pasado a
formar parte de la vida cotidiana, por ende la necesidad de su dominio. Esto exige que las asignaturas que
lo permitan introduzcan en sus programas contenidos de perfil informático y aproximen sus métodos de
estudio y trabajo independiente a la forma como se trabaja en las ciencias (Gil, 1997; Gil et al., 1999;
Valdés y Valdés, 1999; Aceituno et al., 2003; Alejandro y Perdomo, 2005; Vázquez y Rúa, 2007).
Las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) por sí solas no mejoran en forma automática el
modo de educar a los estudiantes, ni los prepara mejor para enfrentar los desafíos del mundo actual. Por
el contrario, sin un enfoque pedagógico en el que se garantice la dirección del proceso por parte del
profesor, con la participación activa y consciente de los estudiantes, en los que el medio de enseñanza, en
este caso la computadora y otros accesorios, se utilicen como verdaderos mediadores del proceso, estas
mismas tecnologías podrían tener un efecto negativo (Cabrera, 1995; Gil, 1997; Pérez, 2003; Heineck et
al., 2007).
La Didáctica de la Educación Superior actual exige que los profesores sean verdaderos educadores y
eleven en los estudiantes la creatividad y el pensamiento crítico y lógico; para esto pueden apoyarse en
las TIC, las cuales potenciarán la interacción con el objeto de estudio y entre los participantes en el
proceso; mejorando el grado de asequibilidad del contenido, a través de imágenes y sonidos, además de
textos escritos y clases expositivas. Los estudiantes requerirán cada vez más del apoyo de medios
tecnológicos para mejorar su aprendizaje, exigirán una atención individual y desarrollarán plenamente su
sentido de identidad, porque su educación los invitará a pensar, razonar, hacer, crear y adaptarse a lo
nuevo y diferente (Expósito, 2004).
En las universidades cubanas, a partir de la introducción masiva y acelerada de las TIC, se hace necesario
pasar, de una utilización carente de enfoque sistémico y raras veces fundamentada pedagógicamente,
hacia niveles superiores.
El enfoque histórico-cultural ofrece una base teórica de grandes potencialidades para el diseño de
estrategias y propuestas de enseñanza en el campo de las ciencias que contemplen estas ideas y da un
margen abierto a muchas más posibilidades, porque este enfoque asume al estudiante como centro de un
proceso de enseñanza-aprendizaje desarrollador (PEAD), donde pueden ser desarrolladas al máximo sus
potencialidades. La dirección de este proceso debe responder a teorías pedagógicas con el concurso de
otras ciencias, como la filosofía, la sociología y la psicología. Actualmente se demanda la formación de un
2
sujeto cada vez más activo y creador, con condiciones de contribuir al desarrollo del entorno social y a su
propia transformación, por tanto, se debe colocar en el centro de la atención del proceso, al aprendizaje de
los estudiantes (Silvestre y Zilverstein, 2002; Castellano, 2003; Rico, 2008).
En el caso específico de la Disciplina Física General, es significativo para la enseñanza dirigida al cambio
de ideas entre los integrantes de un grupo (profesores y estudiantes), que el proceso de enseñanza-
aprendizaje (PEA) priorice la realidad histórico-cultural y social de los estudiantes, que esté basado en el
diálogo, la participación colectiva, priorizando la exposición de las ideas de los estudiantes, el
razonamiento, la imaginación; contribuyendo de esta forma al aprendizaje desarrollador (Silvestre y
Zilberstein 2002).
El autor de esta investigación coincide con Escalona (2005) al considerar que la computadora personal
(PC) se acostumbra a emplear en el PEA de la Física General (FG) solo como medio de información y
comunicación (lo mismo el estudiante que el profesor buscan información a través de la PC para su auto
preparación) y como herramienta de trabajo (para la confección de materiales impresos o electrónicos, en
la realización de cálculos, tablas o en el almacenamiento, transformación y trasmisión de la información,
etc.).
Sin embargo, este medio puede y debe utilizarse también como recurso didáctico (para apoyar la labor del
profesor durante el desarrollo de la clase: para facilitarle la presentación de la información, mostrar la
simulación de un proceso o fenómeno, desarrollar un determinado tema, profundizar en un contenido a
través del repaso o la ejercitación, evaluar al estudiante, etc. Los materiales a utilizar deben haber sido
creados o al menos revisados por el profesor); y como elemento innovador (para resolver determinados
problemas sobre un contenido, asignatura o área del conocimiento, a través del trabajo investigativo del
profesor, los estudiantes o ambos) (Alejandro et al., 2008).
La Física forma parte de las llamadas Ciencias Básicas porque, en mayor o menor grado, sirve de base a
muchas otras ciencias e ingenierías. En la figura 1 se muestra la pirámide de los conocimientos, donde el
universo de aplicación de la Física es solo superado por las Matemáticas.
La pirámide representa correctamente la realidad porque, por ejemplo, para comprender lo esencial de un
enlace químico, del movimiento de precesión de la tierra en su órbita, de las barreras de potencial en las
membranas celulares o de la distribución de esfuerzos en cualquier edificación, por citar solo un ejemplo
de cada caso, resulta imprescindible poseer conocimientos de Física (Lederman, 2003).
La mayoría de las carreras de Ciencias Técnicas que se estudian en las universidades cubanas incluyen,
en su currículo base, a la Disciplina FG. En la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas (UCLV) se
3
imparte esta disciplina en catorce carreras, distribuidas en siete facultades. La Carrera de Ingeniería Civil
se inserta en la Facultad de Construcciones.
Figura 1. Pirámide de lod conocimientos.
Las prácticas de laboratorio juegan un papel fundamental en el PEA de la FG, dado que dicho proceso
debe estar vinculado con la adquisición, por parte de los estudiantes, de nuevos conocimientos, el
desarrollo de habilidades de medición, la utilización de la información científico-técnica, el procesamiento
de datos y la elaboración y defensa de informes de investigación.
En el caso del trabajo experimental en FG, las prácticas de laboratorio pueden desarrollarse de manera
que el estudiante entre en contacto directo con los medios de laboratorio mediante la manipulación de los
dispositivos e instrumental requeridos para el experimento (laboratorio real) o utilizando simulaciones
interactivas programadas con el empleo de las computadoras (laboratorio virtual). Ambas formas
requieren, por parte de los estudiantes, del estudio previo de materiales relacionados con los contenidos
del trabajo experimental, para lo cual comúnmente se emplean materiales impresos (textos o folletos) o en
formato electrónico (Alejandro, 2003). Varias investigaciones didácticas muestran que el trabajo en ambos
ambientes es complementario (Kofman, 1997; Lucero, 2000; Alejandro et al., 2004; González y Iñiguez,
2007; Rodríguez y Llovera, 2010).
Las prácticas de laboratorio constituyen un elemento importante del proceso integral de construcción del
conocimiento científico, en el que las sesiones de introducción de conceptos, los “problemas de lápiz y
papel” y las prácticas de laboratorio conforman, como en la labor científica, distintas etapas a las que se
recurre de acuerdo con la situación a la que se encuentre y debieran exigir un esfuerzo creativo y crítico
por parte de los estudiantes, y no reducirse a directivas que impongan caminos preestablecidos,
inmodificables o incuestionables (Salinas et al.,1995; Gil y Valdés, 1996; Ontoria, 2000; Gómez y Insausti,
2005).
4
Actualmente el Departamento de Física de la UCLV no dispone de libros o folletos, específicos para las
prácticas de laboratorio acorde con los equipos y accesorios existentes en sus locales. Puede afirmarse
categóricamente que los estudiantes de las carreras de Ciencias Técnicas no disponen de la información
requerida para autoprepararse teóricamente sobre los contenidos y las actividades, que sobre cada una de
las prácticas de laboratorio de las asignaturas de Física General le corresponde realizar, ni para aplicar la
Teoría de errores, procesar los resultados de las mediciones efectuadas y confeccionar los informes
técnicos.
Al llegar al Laboratorio, los estudiantes son impuestos de una técnica operatoria caracterizada por guiar
todo el trabajo experimental. Este proceder limita la imaginación, la inventiva y la formulación de hipótesis;
no permite que el estudiante reflexione y evalúe sus conocimientos, modelos, etc.
Para el diseño de un laboratorio virtual se utiliza la simulación del experimento por medio de la
computadora. La simulación es, en esencia, un programa que pretende reproducir, con fines docentes o
investigativos, un fenómeno natural mediante la visualización de los diferentes estados que el mismo
puede presentar, estando cada estado descrito por un conjunto de variables que varían mediante la
interacción en el tiempo de un algoritmo determinado. Por esta razón, una simulación por computadora
describe de manera intuitiva el comportamiento del sistema real. Generalmente permiten modificar algunos
parámetros, posiciones relativas, procesos, etc. Esta capacidad, que se denomina interactividad, facilita la
realización de experimentos sobre el modelo simulado (Dormido, 2004; Martín et al., 2008).
La simulación puede emplearse como procedimiento metodológico, tanto para la formación de conceptos,
como para la sistematización de conocimientos e instrumentaciones, para lo cual se debe transitar por
diferentes etapas (Arias, 2003).
La utilidad de la simulación en el PEA de la FG está suficientemente demostrada (Solbes et al., 1994;
Kofman, 1997; Hurtado, et. al., 2007; García y Bolívar, 2008).
Las Facultades de la UCLV, donde se insertan las carreras de Ciencias Técnicas, generalmente disponen
de una o dos aulas especializadas (con una computadora conectada a la red universitaria y a un Data
Project o a un televisor) adecuadas para un didáctico trabajo con las simulaciones de FG. Sin embargo, el
proceso pedagógico de la FG, no incluye un uso fundamentado, ordenado y sistémico de las TIC.
En el Departamento de Física solo se dispone de cinco simulaciones, elaboradas bajo las orientaciones
del profesor Tamé González mediante el lenguaje de programación orientado a objetos (Java),
desarrollado por la empresa Sun Microsystems en 1995, el cual presenta dos ventajas:
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1. Es compatible con los navegadores de Internet, por lo que cualquier persona conectada a la red
puede acceder remotamente a las simulaciones en cualquier momento.
2. Define una “Máquina Virtual”, independiente de la plataforma donde se ejecuta, que procesa
programas llamados Applets, descargados desde el servidor Web.
No están elaboradas las orientaciones metodológicas para que los profesores utilicen las simulaciones en
las formas de enseñanza típicas de la Física General (conferencias, clases prácticas, seminarios y
prácticas de laboratorio), ni los materiales didácticos que guíen la labor de los estudiantes, por tanto, la
docencia de la FG continúa centrada en la tiza y la pizarra.
Si en los laboratorios virtuales las tareas son situaciones no acotadas y de enunciado abierto, por lo
general cualitativo, donde la mayor parte de la información que se requiere para su realización no aparece
explícitamente en su enunciado, entonces se favorece el aprendizaje, mediante la creación de actitudes
positivas en los estudiantes hacia la ciencia, porque se contribuye a familiarizarlos con aspectos de la
metodología de la investigación en las ciencias. Además, se permite así el desarrollo de una percepción
más integral de la realidad circundante, por parte de los estudiantes (Gil y Valdés, 1995; Alejandro et al.,
2003; Castellano, 2003).
Los laboratorios virtuales pueden incluir contenido educativo e instructivo relacionado con su temática, en
forma de páginas Web (Jimoyiannis y Komis, 2001; Martín et al., 2008; Cardona, 2008). Para su
implementación es muy conveniente utilizar los Sitios Web. Estos sitios poseen un carácter integrador, que
permite incluir interfaces interactivas y de fácil navegación para el usuario, dan la posibilidad de combinar
elementos y archivos de otros formatos (imágenes, sonidos, textos, videos) y acceder a aplicaciones de
otros programas. Otras ventajas de los Sitios Web se relacionan con su facilidad de acceso, el relativo bajo
costo, la rápida y sistemática actualización y la permanente disponibilidad para los usuarios de una red
informática. Si son diseñados en correspondencia con las ideas más avanzadas de la Didáctica de las
Ciencias permiten dirigir el aprendizaje (Valdés y Valdés, 1999).
En el Departamento de Física de la UCLV se comienzan a utilizar en el curso 2002-2003 dos software
profesionales, uno que permite realizar varias prácticas de Mecánica, y el denominado “Cocodrilo”, para
montar y experimentar con circuitos eléctricos. Se destaca un programa tutorial elaborado por el profesor
Francisco A. Ruiz Martínez, sobre el “Cocodrilo”.
Ese mismo curso se diseñó una plataforma informática que incluía tres prácticas de laboratorio de Óptica y
dos de Física Moderna. Las simulaciones que utilizaba son originales e inéditas en la Internet, la
interacción profesor–estudiante se logró con la activación de una sección de “chat especializado” para el
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intercambio de datos y gráficos con el objetivo de que cada usuario pudiera, en cualquier momento, ver los
resultados que había obtenido, evaluados por el profesor (González et al., 2003). A pesar de estas y otras
ventajas, se consideró que carecía de fluidez interactiva, establecía un esquema en la comunicación entre
el profesor y sus estudiantes, no permitía de forma sencilla la incorporación de nuevas prácticas y adolecía
de un conjunto de herramientas que complementan el trabajo del estudiante en el Laboratorio de Física.
Finalmente dejó de utilizarse.
Como consecuencia del análisis metodológico y el estudio minucioso de las posibilidades y necesidades
de los estudiantes, que de alguna forma se vinculan con la enseñanza de la FG en la UCLV, tres
profesores del Departamento de Física, incluyendo al autor de esta investigación, diseñaron e
implementaron el Sistema de Enseñanza de la Física Asistido por Computadora (García et al., 2003).
Constituyó un resultado relevante, apreciado por estudiantes, profesores y dirigentes de la UCLV. Por
diferentes razones, sus coordinadores decidieron no continuar este proyecto.
Se puede entonces concluir que en las carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV existe un insuficiente
tratamiento metodológico de las prácticas de laboratorio de FG y de su enfoque sistémico, con rasgos
característicos del modelo pedagógico tradicional; solo se dispone de una cantidad insignificante de
simulaciones de experiencias físicas, y no está elaborada una concepción pedagógica explícita en la
utilización de las TIC en las diferentes formas de enseñanza de esta disciplina.
Desde el 2005 se encuentra en la Internet un manual, de libre acceso, creado con el objetivo de estimular
la innovación metodológica de los académicos de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso,
mediante la integración de las TIC en los procesos docentes presenciales. Sus autores ofrecen un marco
teórico asociado a la introducción de las TIC en la docencia universitaria (Bustos, 2005).
Las indagaciones realizadas en la literatura y en los materiales disponibles en Internet demuestran que
existe una enorme cantidad de Sitios Web (nacionales e internacionales) que incluyen simulaciones y
laboratorios virtuales de FG; sin embargo, ninguno cumple las cinco condiciones que, la Didáctica de la
Educación Superior y las condiciones objetivas en las que se desarrolla esta investigación, consideran
necesarias:
1) Incluya prácticas virtuales, de todos los temas objeto de estudio de la FG, y contemple tareas como
las anteriormente descritas.
2) Se ajuste a los Programas de la FG en las carreras de Ciencias Técnicas (Plan de Estudio D).
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3) Propicie la información necesaria para la autopreparación y el posterior desarrollo de las prácticas de
laboratorio posibles de realizar en los locales especializados existentes en el Departamento de Física
de la UCLV.
4) Facilite considerablemente la elaboración de los informes técnicos.
5) Contribuya significativamente con el desarrollo de las conferencias, las clases prácticas y los
seminarios.
El autor de esta investigación reconoce la necesidad de utilizar las TIC en el PEA de la FG, en las carreras
de Ciencias Técnicas, de manera organizada, teniendo en cuenta las posibilidades que estas ofrecen para:
Imprimir un enfoque sistémico al proceso.
Utilizar las simulaciones, como procedimiento metodológico, en las diferentes formas organizativas
típicas de la FG.
Fortalecer los vínculos interasignaturas que contribuyan a despertar en el estudiante la motivación por
el estudio de la FG.
Analizar alternativas que posibiliten la realización de prácticas de laboratorio con una mayor
independencia en el estudiante, desarrollando en ellos la creatividad, el interés por la tarea, la
satisfacción por el estudio realizado, a la vez que les permiten comprobar los principios y leyes
estudiados en las actividades teóricas.
Promover un aprendizaje significativo.
Aunque en la literatura científica se proponen determinadas alternativas o metodologías para resolver las
dificultades en el aprendizaje de la FG en correspondencia con las exigencias actuales (Gallego et al.,
1995; Valdés y Valdés, 1999; Campelo, 2003; Douglas, 2006; Carreras et al., 2007; García y Bolívar, 2008;
Rodríguez y Lovera, 2010), se puede afirmar que:
El modelo didáctico aplicado se ha centrado en la enseñanza y ha dejado a un lado el aprendizaje, y
dentro de este, ha sido ignorado el aspecto afectivo del proceso [la satisfacción por aprender; el interés
por la vida, los resultados científicos y puntos de vista de eminentes físicos (nacionales y extranjeros),
el deseo de continuar los estudios, la motivación por buscar algo nuevo, “no trillado”; que esclarezca la
aplicación práctica de los conocimientos adquiridos en sus estudios universitarios].
Centran su atención en las etapas generales que presuponen un acercamiento a la actividad científica
y a la utilización de los métodos de investigación, pero la aplicación ha estado limitada solo a las
prácticas de laboratorio sin tener en cuenta que estas no constituyen sistemas aislados dentro de la
disciplina.
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Por otra parte, la profesionalización del profesor universitario es el resultado de un proceso de formación
continua que exige no solo una elevada preparación teórica en las disciplinas y asignaturas que imparte,
sino también en las cuestiones de la Didáctica de la Educación Superior, que le permitan actualizar su
práctica docente y tomar decisiones acertadas sobre los cambios que debe introducir en su actuación
como dirigente del PEA de la FG. Las indicaciones y recomendaciones que se ofrezcan a los profesores
de FG, en las carreras de Ciencias Técnicas, deben estar fundamentadas teóricamente, basarse en los
principios didácticos, apoyarse en las TIC y estar suficientemente demostrados sus positivos efectos en la
práctica educativa, por tanto constituyan un Modelo Teórico-Metodológico, que provoque la reflexión crítica
del profesor sobre lo que hace en el aula, lo que enseña, cómo lo enseña y cómo los estudiantes
aprenden.
Importante referencia para la presente investigación es el trabajo realizado en la propia UCLV en el año
2007 cuando se estableció y defendió un Modelo Teórico-Metodológico para el perfeccionamiento del
proceso de enseñanza-aprendizaje de la Química General, en la Carrera de Ingeniería
Telecomunicaciones (Rodríguez, 2007). Este modelo centra su atención en la elaboración y utilización de
un Sitio Web, fundamenta la necesidad de sustituir las prácticas de laboratorio reales por las virtuales y, en
consecuencia, propone la reformulación del objetivo del Programa de Estudio de la Química General
referente a la adquisición de habilidades manipulativas en el Laboratorio y se definen nuevas orientaciones
metodológicas.
Los planteamientos teóricos aportados por las investigaciones mencionadas y las evidencias de la práctica
docente relacionada con la Fisca General en las carreras de Ciencias Técnicas indican la necesidad de
profundizar en el estudio que conlleve al mejoramiento del PEA de la mencionada disciplina, a partir de un
proceso de investigación, y por tanto, atenuar las dificultades y limitaciones anteriormente comentadas, por
lo que se considera oportuno enunciar como problema científico en la presente tesis el siguiente:
¿Cómo contribuir al perfeccionamiento del proceso de enseñanza-aprendizaje de la Disciplina Física
General, en las carreras de Ciencias Técnicas, utilizando las Tecnologías de la Información y la
Comunicación?
El Objeto de Estudio lo constituye el PEA de la FG, en la Carrera de Ingeniería Civil de la UCLV.
El Campo de Acción es la utilización de las TIC en el PEA de la FG, en la Carrera de Ingeniería Civil de la
UCLV.
Para dar solución al problema anteriormente presentado se propone el siguiente Objetivo General:
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Proponer un Modelo Teórico-Metodológico para el perfeccionamiento del proceso de enseñanza-
aprendizaje de la Física General, en las carreras de Ciencias Técnicas, utilizando las TIC.
Los Objetivos Específicos que se pretenden lograr son:
1. Sistematizar los antecedentes teóricos y metodológicos sobre la utilización de las TIC en el PEA, y
sus particularidades en la FG.
2. Determinar las necesidades y las potencialidades educativas presentes en el PEA de la FG, en la
Carrera de Ingeniería Civil de la UCLV.
3. Establecer los fundamentos teóricos que sustentan un Modelo Teórico-Metodológico para el
perfeccionamiento del PEA de la Disciplina FG, en las carreras de Ciencias Técnicas, con la
utilización de las TIC.
4. Diseñar un Modelo Teórico-Metodológico que contribuya al perfeccionamiento del PEA de la FG, en
las carreras de Ciencias Técnicas, con la utilización de las TIC.
5. Elaborar un Sitio Web, interactivo, específico para la Disciplina FG, en las carreras de Ciencias
Técnicas de la UCLV, que apoye el PEA de esta disciplina en general y de sus laboratorios docentes
en particular.
6. Evaluar, en el proceso de intervención, la contribución del Modelo Teórico-Metodológico al
perfeccionamiento del PEA de la FG, en la Carrera de Ingeniería Civil de la UCLV.
A partir de los objetivos específicos se conformaron las siguientes Interrogantes Científicas que
orientaron la búsqueda de una solución para el problema planteado:
1. ¿Qué presupuestos teóricos y metodológicos permiten sustentar la utilización de las TIC en el PEA de
la FG?
2. ¿Cuál es el estado actual del PEA de la FG, en la Carrera de Ingeniería Civil de la UCLV?
3. ¿Qué aspectos se deben considerar para fundamentar un Modelo Teórico-Metodológico que
contribuya con el perfeccionamiento del PEA de la FG, en las carreras de Ciencias Técnicas,
utilizando las TIC?
4. ¿Cómo concebir un Modelo Teórico-Metodológico que propicie el perfeccionamiento del PEA de la
FG, en la carreras de Ciencias Técnicas, utilizando las TIC?
5. ¿Qué elementos informáticos deben incluirse en un Sitio Web que pretenda contribuir con el PEA de
la FG, en las carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV en general, y de sus laboratorios docentes en
particular?
6. ¿Qué valoraciones prospectivas avalan la relevancia y viabilidad del Modelo propuesto?
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La presente investigación se realiza siguiendo el enfoque cualitativo y emplea el método investigación
acción.
En la fase preparatoria, con el propósito de conformar el modelo, se realiza un estudio en la Carrera de
Ingeniería Civil en la UCLV, que abarca desde el curso 2003-2004 hasta el curso 2004-2005, tomando en
consideración que los estudiantes de esta especialidad han mostrado, a través de los diferentes cursos,
falta de motivación por el estudio de esta disciplina y la han considerado ajena a su formación básica.
Para dar cumplimiento a los objetivos propuestos y responder las interrogantes de esta investigación se
utilizan diferentes métodos de nivel teórico: análisis histórico-lógico, generalización teórica, análisis-
síntesis, inducción-deducción, modelación y sistémico-estructural; diferentes métodos y técnicas del nivel
empírico: análisis de documentos escritos, entrevistas (semiestructuradas y estructuradas), observación
científica (sistemática y participante), sesiones en profundidad, composiciones y triangulación (de datos,
de investigadores y metodológica) y métodos del nivel matemático-estadístico: estadística descriptiva y
análisis porcentual.
Al transitar por las restantes fases de esta investigación (trabajo de campo, analítica e informativa) estos
métodos permiten la modelación del objeto de la investigación, el examen del modelo en su
fundamentación y el arribo a consideraciones teóricas planteadas en el transcurso del proceso
investigativo.
El tema de investigación propuesto se desarrolló en el marco del Proyecto del MES “Instrumentación
virtual y simulación complementaria de los laboratorios docentes de Física” (aprobado en el 2002) que se
llevó a cabo conjuntamente con cinco universidades del país. La correspondencia del tema con el proyecto
antes mencionado, está determinada por el hecho de que en esta investigación se confecciona y analiza
un Sistema Interactivo Didáctico para la Enseñanza de la Física (SIDEF), basado en la utilización de las
TIC, el cual le permitirá al estudiante autoprepararse teóricamente desde su PC, ejecutar las prácticas de
laboratorio de Física General que le indique el profesor (reales y virtuales), confeccionar los informes
técnicos y defenderlos ante sus compañeros y su profesor.
El tema de la investigación pertenece a la línea de prioridad universitaria “Perfeccionamiento de la
Educación Superior”, y se ubica en el Grupo I de la Estrategia del CITMA.
La contribución a la teoría lo constituye el Modelo Teórico-Metodológico elaborado para perfeccionar el
PEA de la FG, en las carreras de Ciencias Técnicas (MFTIC). La evaluación exhaustiva de la aplicación
del MFTIC durante cinco cursos escolares consecutivos en la Carrera de Ingeniería Civil de la UCLV
demuestra el cumplimiento del objetivo general de esta investigación, la adopción de un PEAD y la
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obtención de un aprendizaje significativo. Se especifica el requisito previo y las condiciones de
aplicabilidad; las fases y acciones a realizar por los profesores y los estudiantes que utilicen este modelo.
La novedad científica de esta investigación radica en la contribución a la Didáctica de la Física General
en carreras universitarias de perfil no físico, al concebir en el modelo la utilización de las TIC en las
diferentes formas de enseñanza, típicas de esta disciplina, con un enfoque sistémico. El sistema propuesto
está dirigido al nivel universitario y es aplicable a la educación presencial, semipresencial y a distancia.
Las implicaciones prácticas y el aporte económico se sustentan en la sustitución de miles de textos y
folletos necesarios cada año, en cada una de las universidades cubanas, destinados a la autopreparación
y el posterior desarrollo de las prácticas de laboratorio de Física General.
La utilidad metodológica radica en que con el MFTIC se definen las Indicaciones Metodológicas para su
utilización y se sientan las bases necesarias para que los profesores de Física General de la UCLV, en su
función de educadores y tutores de los estudiantes, aporten su preparación científica y pedagógica al
proceso de redescubrimiento y reconstrucción del conocimiento de sus estudiantes, creando un ambiente
de cooperación, colaboración y de actividad conjunta.
Se dispone de la información científica y los medios para desarrollar el tema de investigación propuesto.
La memoria escrita consta de síntesis, introducción, capitulario, conclusiones, recomendaciones,
referencias bibliográficas, bibliografía y anexos.
En el Capítulo I se establece un marco teórico conceptual en torno al PEA en general y de la FG, en el
nivel universitario, en lo particular. Se reflexiona sobre el impacto de las TIC en el PEA y se fundamenta la
necesidad de perfeccionar el PEA de la FG, en las carreras de Ciencias Técnicas. En el Capítulo II se
describe un diagnóstico dirigido a determinar las necesidades y potencialidades educativas que se
manifiestan en el PEA de la FG y se determinan las regularidades para el establecimiento de un Modelo
Teórico-Metodológico que contribuya al perfeccionamiento del mencionado proceso. En el Capítulo III se
expone la propuesta del Modelo Teórico-Metodológico para el perfeccionamiento del PEA de la FG, en las
Carreras de Ciencias Técnicas, con la utilización de las TIC y se presenta una evaluación acerca de la
efectividad didáctica de su aplicación.
12
Capítulo I. El proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General, en las carreras de Ciencias
Técnicas, mediado por las TIC
1.1 Caracterización del proceso de enseñanza-aprendizaje.
El PEA conforma una unidad dialéctica que tiene como propósito esencial contribuir a la formación integral
de la personalidad del estudiante. Esta tarea es una responsabilidad social en cualquier país. Constituye la
integración de lo instructivo (proceso y resultado de formar hombres capaces e inteligentes) y lo educativo
(formación de valores y sentimientos que identifican al hombre como ser social) (Valdés y Valdés, 1996;
Addine et al., 1998; Zilberstein, 2000; Roque, 2006; Rodríguez, 2007; Gallego, 2008).
Está demostrado que el PEA ha sido históricamente caracterizado de formas diferentes, que van desde
considerar al estudiante como un objeto sobre el cual recae la acción del profesor como transmisor de
conocimientos; hasta las concepciones más actuales que, tomando como base el enfoque histórico-
cultural, conciben un proceso de enseñanza-aprendizaje desarrollador, en el cual se pone de relieve el
papel protagónico del estudiante y se pondera la integración de lo cognitivo y lo afectivo (Zilberstein,
2000; Castellanos, 2003; Rodríguez, 2003; Rico, 2008a). Los niveles de desarrollo que alcanza el
estudiante estarán conciliados por la actividad y la comunicación que realiza como parte de su
aprendizaje, por lo que se constituyen en los agentes mediadores entre el estudiante y la experiencia
cultural que va a asimilar.
El análisis de numerosas investigaciones desarrolladas en Cuba permite identificar diferentes líneas de
trabajo (conformadas por grupos, proyectos, etc., pertenecientes a la Educación Primaria, Media o
Superior) que generalmente buscan dar respuesta a los procesos de aprendizaje y desarrollo, a partir de la
elaboración de estrategias, procedimientos, exigencias, tareas de aprendizaje, etc., que en el orden
didáctico enriquezcan la enseñanza que se instrumente y permita que el estudiante participe en un
proceso donde puedan ser desarrolladas al máximo sus potencialidades (Rico et al., 2008).
Se puede afirmar que un aprendizaje desarrollador está caracterizado por:
Su carácter social, individual, activo, de colaboración, significativo y consciente.
La actividad y los procesos de interacción y comunicación social, que organiza y dirige el profesor. Las
actividades de aprendizaje deben concebirse no solo desde posturas individuales, es preciso lograr las
formas de trabajo colectivo (por parejas, en equipo) que permitan el despliegue de acciones conjuntas
entre los estudiantes y entre el profesor y los estudiantes. Al profesor también le corresponde crear
espacios y momentos de reflexión que implique a los estudiantes en el análisis de tareas, de las vías de
su solución, de los niveles para su control valorativo. Se considera que como parte de estas
13
colaboraciones cada sujeto aporta al otro sus conocimientos, estrategias, afectos, propiciando las
bases para el proceso individual de asimilación, para su realización independiente.
Repercutir en el alcance de niveles superiores en cuanto a la formación de motivaciones e intereses por
el estudio.
Estar mediado, de forma sistémica, por las TIC, que permiten reforzar y enriquecer el tratamiento de los
nuevos contenidos y la sistematización de los conocidos.
La formación y el desarrollo de las motivaciones, intereses, capacidades y cualidades de pensamiento.
Esta investigación comparte con las exigencias planteadas a la dirección pedagógica del PEA (Rico,
2008b) al asumir el aprendizaje como actividad:
1. El diagnóstico del estudiante.
El diagnóstico se constituye en una exigencia obligada para que el profesor pueda concebir y dirigir el
proceso con el nivel de eficiencia requerido para alcanzar los objetivos propuestos. Es necesario que el
profesor se acerque a formas de diagnóstico que contemplen además de los aspectos cognitivos, los
referidos al área afectiva motivacional.
Afirmando que el que aprende, además de pensar, siente, y muchas veces sus problemas transitorios de
aprendizaje se asocian a no conseguir el bienestar emocional en el grupo o en la familia, es importante
que el profesor pueda identificar las motivaciones, aspiraciones, necesidades, sentimientos y orientaciones
valorativas de sus estudiantes.
2. Etapas o momentos del PEA.
La organización de los distintos momentos del proceso de enseñanza-aprendizaje es considerada una
exigencia esencial para su dirección. Al concebir su planificación deben quedar suficientemente
identificadas las acciones a realizar por el profesor y por los estudiantes.
Se identifican tres etapas: motivacional y de orientación, de ejecución y de control.
3. Las tareas de aprendizaje, su concepción en un proceso desarrollador.
Se identifican como tareas de aprendizaje todas las actividades que se conciben para realizar por los
estudiantes en clases y fuera de estas, vinculadas a la búsqueda y adquisición de conocimientos y al
desarrollo de habilidades.
El profesor al planificar sus clases debe concebir tareas que respondan a los tres niveles de asimilación
(reproductivo, aplicativo y creativo), de manera tal que contribuya a un mayor desarrollo en el estudiante,
pues una vez que haya asimilado la esencia de los conceptos y procedimientos como parte de la
realización de tareas en el nivel reproductivo, les ofrezcan nuevos ejercicios mediante los cuales pueda
14
transferir esos conocimientos a nuevas situaciones (aplicación), así como tareas que les exijan niveles de
creatividad.
Sin embargo, aun predomina en el PEA de la FG, en las carreras de Ciencias Técnicas el enfoque
tradicional; con muy poco margen para el intercambio de ideas, la exposición de puntos de vista, intereses
y motivaciones.
En Introducción a la Didáctica General se plantea que la esencia del proceso de enseñanza se caracteriza
por la relación de distintos componentes o procesos, destacando a los componentes objetivo, contenido,
método, organización y condiciones, y los procesos de enseñanza, de aprendizaje y del desarrollo integral
de los estudiantes y del colectivo (Klingberg, 1980). Por otra parte Chávez (1996) plantea como categorías
esenciales: objetivo, contenido, método, medio, evaluación y formas de organización.
Otros investigadores cubanos les denominan categorías didácticas y las valoran desde una concepción
desarrolladora en la escuela primaria (colectivo de autores, 2002).
López (2003) relaciona como componentes: el problema, el objetivo, el contenido, el método, los medios,
la forma y la evaluación, enfatizando en el papel del problema como punto de partida. Esta investigación
asume las concepciones de Álvarez (1995), el cual señala como componentes al: problema, objeto,
objetivo, contenido, método, forma de enseñanza, medio de enseñanza y resultado; especificando que
constituyen categorías didácticas: el objetivo, el contenido y el método (forma y medio). En todos los casos
citados anteriormente se plantea una interrelación dialéctica entre todos los componentes, criterios que
comparte el autor de la presente investigación.
Algunos de los paradigmas que mayor influencia han tenido y tienen en la didáctica, se enmarcan dentro
de la Escuela Tradicional, la Escuela Nueva, el Conductismo, el Cognitivismo, la Tecnología Educativa, la
Didáctica Crítica, la Concepción Dialéctico Materialista o Integradora y más recientemente aparece con
mucha fuerza el Constructivismo, entre otros.
Esta investigación se adscribe a una concepción dialéctico-materialista o integradora de la Didáctica
basada en el enfoque histórico cultural de Vigotsky, que centra su atención en el estudiante y en el
aprendizaje desarrollador que estimule la autogestión del propio estudiante (López et al., 2000; Zilberstein,
2000, Castellano et al., 2003; Andreu, 2005; Rico et al., 2008) que ha sido sistematizada y aplicada en los
últimos 40 años a la teoría y la práctica docente en los antiguos países socialistas de Europa del este y en
Cuba, país este último en que se enriqueció con lo mejor de las tradiciones pedagógicas nacionales, a
partir del pensamiento de Félix Varela y Morales (1788-1853), José de la Luz y Caballero (1800-1862),
Enrique José Varona (1849-1933), José Martí Pérez (1853-1895), Carlos de la Torre (1878-1932), Alfredo
15
Aguayo (1866-1948), Medardo Vitier (1877-1954), Piedad Maza (1901-1966), entre otros destacados
educadores.
En la Didáctica de la Educación Superior se establece la necesidad de lograr un aprendizaje significativo,
que contribuya a resolver el encargo social. Sin embargo, en la práctica docente, se hace necesario
cohesionar los factores afectivos y motivacionales con el fin de facilitar la comprensión consciente de la
necesidad de resolver el problema. La labor del profesor, mediante la comunicación, debería estar más
orientada a significar y convencer al grupo estudiantil de la necesidad de resolver el problema y
proponerles el método a seguir.
Es importante analizar los cambios que en el ámbito internacional se han propuesto para transformar el
PEA de las ciencias en general, y de la FG en particular.
Las cuestiones relativas al aprendizaje de los métodos para el cumplimiento de las acciones cognoscitivas
y de las operaciones lógicas para cada asignatura, están ligadas a la correspondiente organización de la
actividad docente de los estudiantes en el proceso de aprendizaje. Por eso, el objeto del conocimiento de
los estudiantes, cuando se estudia cualquier asignatura, no debe ser solamente el aspecto de contenido,
sino también el estructural y el operacional. En el proceso de aprendizaje los estudiantes no solo asimilan
los conocimientos, hábitos y habilidades, sino también las vías mediante las cuales asimilan el contenido.
Cuando se plantea a los profesores y a los estudiantes de materias científicas qué orientación habría que
dar a dichos estudios, surge como idea central la conveniencia de realizar abundantes trabajos prácticos
para romper con una enseñanza puramente libresca. Ello constituye, sin duda, una intuición básica de la
generalidad de los profesores, que contemplan el paso a una enseñanza de las ciencias eminentemente
experimental como una especie de "revolución pendiente", dificultada en Cuba por la falta de instalaciones
y material adecuado, un excesivo número de estudiantes, el carácter enciclopédico de los currículos, etc.
En la Didáctica de la Física, tradicionalmente ha existido un divorcio entre teoría y práctica, pues, por
ejemplo, en muchas ocasiones los conocimientos teóricos y experimentales se le imparten al estudiante no
de forma frontal, sin embargo, aun cuando dichos conocimientos se integran en un mismo curso, la
práctica de laboratorio está frecuentemente concebida para que los estudiantes comprueben
experimentalmente conceptos, leyes y teorías que el profesor les ha “enseñado” con anterioridad y
adquieran determinadas habilidades manipulativas. En ese tipo de práctica de laboratorio se le da al
estudiante la prescripción detallada de todas las operaciones que tiene que realizar, transformando las
técnicas operatorias en verdaderas “recetas de cocina” (Gil y Valdés, 1995).
16
Es difícil sintetizar las principales tendencias que se dan actualmente en el proceso enseñanza-
aprendizaje de las ciencias, dada la dispersión que de ellas existe en la literatura consultada y de que no
existe consenso en las clasificaciones que ofrecen diferentes especialistas en el ámbito internacional.
Es trascendente la que proponen los especialistas Gil y Valdés (1996) que declaran como tendencias más
extendidas en las últimas décadas: las prácticas de laboratorio como base del “aprendizaje por
descubrimiento”, la transmisión recepción de conocimientos como garantía de un aprendizaje significativo,
la utilización de las computadoras en la enseñanza y las corrientes constructivistas (el aprendizaje de las
ciencias por cambio conceptual y el aprendizaje de las ciencias como investigación dirigida).
El aprendizaje por descubrimiento presupone que a partir de diseños experimentales debidamente
organizados y establecidos, el estudiante pueda inferir leyes, principios y teorías. Esta tendencia tiene una
orientación inductivista donde alcanza una pertinencia trascendental el “método”. Los contenidos no se
atienden de manera adecuada, “el experimento puede proporcionarlo todo”.
Es la utilización del método de transmisión-recepción de conocimientos ya elaborados, la tendencia que
conserva en mayor medida los rasgos de la enseñanza tradicional. El aprendizaje por transmisión-
recepción se destaca por la posición jerárquica del profesor que se debe encargar de transmitir el
conocimiento, el estudiante de forma pasiva debe recepcionarlo. Estas formas originales de la tendencia
se han ido transformando y han aparecido nuevos métodos y procedimientos que le han dado un carácter
más participativo y productivo. Ausubel la retoma, la actualiza y le proporciona una denominación más
apropiada “transmisión-recepción de conocimientos como garantía de un aprendizaje significativo”.
Ausubel resalta el papel guía del profesor para evitar las ideas dispersas que proporciona el
descubrimiento incidental, resalta la importancia de las estructuras conceptuales de los estudiantes en la
adquisición de los conocimientos y hacen su aparición los mapas conceptuales. La presencia de
concepciones alternativas donde se emplea la transmisión-recepción de conocimientos elaborados,
muestra las inconsistencias de este modelo. Se duda entonces, si la transmisión de conocimientos se
puede traducir en apropiación de conocimientos para los estudiantes.
También llama la atención, que aquí los trabajos de laboratorio se limitan a “recetas de cocina”, que se
alejan de la pretendida idea de que los estudiantes aprendan como resultado de sus propios
descubrimientos. Tanto las prácticas de laboratorio como los problemas teóricos están carentes de
polémicas, de conjeturas y de emisión de hipótesis. No obstante, algunos especialistas consideran que en
ocasiones es necesario transmitir determinados conocimientos (Margues, 2000; Majó y Margues, 2001).
17
En la utilización de las computadoras en el proceso de enseñanza-aprendizaje hay que distinguir dos
direcciones: una que persigue familiarizar a los estudiantes con conceptos y procedimientos que
caracterizan a la actividad científico-técnica contemporánea; la otra concepción, ve en la computadora un
novísimo medio didáctico, tutorial, interactivo, capaz de revolucionar el proceso de enseñanza-aprendizaje
de las ciencias.
La computadora es un medio poderoso porque permite realizar actividades propias de los métodos de
trabajo de los científicos tales como: búsqueda y procesamiento de información, simulación de
experimentos y de procesos tecnológicos.
Es necesario entonces potenciar el empleo de materiales didácticos, hipertextos, simulaciones y otros
medios informáticos que vinculen a los estudiantes con los métodos y estilos de trabajo de los científicos.
El aprendizaje de las ciencias como cambio conceptual es muy difundido entre los especialistas
(Carrascosa, J., McDermott, L., Sebastiá J., Macedo, R., Soussan, G., Varela, P., Porlán, A., García, A y
Martín, R.). Las concepciones alternativas en los estudiantes se convierten en una barrera para la
apropiación de saberes de la ciencia como asignatura. La crítica a esta tendencia se centra en el hecho de
extraer un concepto que tiene el estudiante para después mostrarle su inconsistencia. A esta forma de
trabajo se la denomina “estrategia perversa”. Esto produce frustración en el estudiante, pues rompe la
adecuada relación cognitivo-afectiva, lo cual es básico para lograr un buen aprendizaje (Gil, 2002).
El aprendizaje de las ciencias como investigación dirigida (reproducción de los métodos de trabajo de los
científicos) se centra en cuatro aspectos esenciales: exponer situaciones problémicas, proponer a los
estudiantes el estudio cualitativo de estas situaciones, orientar el tratamiento científico de los problemas
planteados y sugerir el manejo reiterado de los nuevos conocimientos en una variedad de situaciones.
El proceso de pasos anteriores implica que el estudiante construye su propio conocimiento, donde no solo
se ponderan los contenidos de la ciencia, sino también sus métodos. Aquí se hacen esfuerzos por integrar
el experimento y los problemas teóricos; en estos últimos se introducen los denominados problemas de
enunciado abierto, para evitar el operativismo matemático y hacer patente el análisis físico profundo. Esta
tendencia se critica, fundamentalmente por absolutizar su propuesta didáctica, por no considerar
elementos positivos de otras escuelas.
El experimento es incluido en el PEA, sin dejar de cumplir en lo esencial las funciones que desempeña en
la ciencia, solo que en este caso los fenómenos se presentan de manera que los estudiantes puedan
alcanzar los objetivos planteados, con el menor gasto de tiempo y recursos disponibles,
independientemente de la vía que se utilice (Mesa et al., 2003).
18
En el tratamiento específico del sistema de prácticas de laboratorio, simulaciones interactivas y
experiencias demostrativas, utilizando el enfoque investigativo, se cuenta con los resultados de diferentes
investigaciones (Valdés y Valdés, 1999; González 2005; Douglas et al., 2006; Vázquez y Rúa, 2007;
Hurtado et al., 2007; González y Iñiguez, 2007; Carreras et al., 2007; García y Bolívar, 2008).
En consonancia con la tendencia actual en la enseñanza de las ciencias, de introducir la investigación
científica como un método importante para el aprendizaje creativo (Gil et al., 1999), ha sido muy
investigado el empleo de la metodología científica en la enseñanza de la Física Experimental, en especial
de la Física General (Douglas et al., 2006).
En el IV Taller Iberoamericano sobre la enseñanza de la Física Universitaria, un representante de La Red
Latinoamericana de Física Educativa (LAPEN), organizada en el 2005 por investigadores de Brasil, Cuba,
México, Argentina, Colombia, Uruguay, Perú y España, identificó y caracterizó cinco líneas principales de
trabajo, correspondiendo una al uso de las TIC; se afirmó que en los últimos años se ha tenido un
incremento del uso de las TIC, pero parece que en la mayoría de los casos se ha realizado en una forma
empírica y desordenada. Sigue pendiente el desarrollo de Modelos Educativos para la FG. Este último
punto es el que presenta el mayor porcentaje de incursiones por los profesores de Iberoamérica.
A juicio del autor de esta investigación, las acciones que se han generado para el perfeccionamiento del
PEA de la FG no son suficientes, lo cual ha podido corroborar en su trabajo por más de 30 años en la
enseñanza de esta disciplina, porque al recibir a los estudiantes en las aulas universitarias, estos
presentan serias dificultades en la aplicación de contenidos de la Física General, necesarios para el buen
desenvolvimiento de esta disciplina, lo que demuestra insuficiencias en la solidez de estos conocimientos
abordados en los niveles precedentes.
Por ello, la dirección del Departamento de Formación del Profesional del MES ha orientado para todas las
carreras universitarias, con énfasis en las carreras de Ciencias y Ciencias Técnicas, la impartición de un
curso introductorio, con el objetivo de nivelar a los estudiantes en los contenidos necesarios de FG y
Matemática.
En el PEA de la FG predomina la utilización del enfoque tradicional de enseñanza. Se resume a
continuación los principales aspectos que, a juicio de esta investigación e incluyendo los presentados por
otros especialistas (Legañoa, 1999; Kenia, 2007; Torres, 2008), afectan dicho proceso:
Está orientado hacia la transmisión de conocimientos, de forma clara y ordenada para que los
estudiantes los comprendan.
19
En las conferencias el profesor está activo mientras que los estudiantes están prácticamente pasivos.
En las clases prácticas los estudiantes participan, generalmente en elaboración conjunta con el
profesor, en la solución de problemas, que se resuelven por simple imitación.
La enseñanza en las prácticas de laboratorios se realiza de forma convencional, donde el estudiante no
tiene toda la información necesaria para autoprepararse antes de asistir al Laboratorio y su ejecución
se limita a seguir las orientaciones que aparecen en las técnicas operatorias, limitando el trabajo
independiente y colaborativo.
Es poco frecuente que los estudiantes dispongan de un sistema de prácticas de laboratorio virtuales
sobre los diferentes temas de la Física General.
El profesor espera que el estudiante realice un aprendizaje activo en su estudio independiente sobre
contenidos teóricos, análisis de problemas resueltos y solución de problemas propuestos.
Se potencia la realización de ejercicios cuantitativos estándar.
Los medios de enseñanza son utilizados para aumentar la percepción de los estudiantes y no para
ayudar al proceso de estructuración de los conocimientos.
Es poco frecuente la utilización de simulaciones interactivas y menos aun como procedimiento
metodológico.
Generalmente no existe una orientación básica sobre el empleo de las TIC.
No permite salvar en los estudiantes los errores por concepto de preconcepciones establecidas, pues
no se realiza el diagnóstico de necesidades.
Se ignora la posibilidad de pensamiento divergente entre el estudiante y el profesor.
El control y la evaluación de los conocimientos se realizan con las tradicionales evaluaciones
frecuentes, pruebas parciales, informes de las prácticas de laboratorio y exámenes finales. Todas se
orientan hacia valoraciones cuantitativas y sumativas del aprendizaje.
Los estudiantes no cuentan con la posibilidad de elegir los procedimientos matemáticos más
adecuados.
1.2 Las Tecnologías de la Información y la Comunicación en el proceso de enseñanza-aprendizaje
Las TIC pueden definirse como el conjunto de aparatos, redes y servicios que se integran en un sistema
de información interconectado y complementario. Este sistema está formado por las telecomunicaciones,
la informática y la tecnología audiovisual (Casas 1991).
20
La Página Web es una idea que se construyó sobre la Internet. Las conexiones físicas son sobre la
Internet, pero introduce una serie de ideas nuevas, heredando las ya existentes. Empezó a principios de
1990 en Suiza, en el centro de investigación CERN (Centro de Estudios para la Investigación Nuclear) y la
idea fue de Tim Berners-Lee, que la gestó observando una libreta que él usaba para añadir y mantener
referencias de cómo funcionaban los ordenadores en el CERN. Antes de la Página Web, la manera de
obtener los datos por la Internet era caótica: había un sinfín de maneras posibles y con ello había que
conocer múltiples programas y sistemas operativos.
La Página Web introduce un concepto fundamental: la posibilidad de lectura universal, que consiste en que
una vez que la información esté disponible en la Internet, se pueda acceder a ella desde cualquier
ordenador, desde cualquier país, por cualquier persona autorizada, usando un único y simple programa.
Para crear Páginas Web se pueden utilizar distintas alternativas: utilizar un editor de Páginas Web,
programar directamente en HTML o guardar en HTML un documento creado con otra aplicación. El HTML,
acrónimo inglés de Hypertext Markup Language (lenguaje de formato de documentos de hipertexto), es un
lenguaje de marcas diseñado para estructurar textos y presentarlos en forma de hipertexto, que es el
formato estándar de las páginas Web. Gracias a Internet y a los navegadores del tipo Explorer, Mozilla,
Firefox o Netscape, el HTML se ha convertido en uno de los formatos más populares que existen para la
construcción de documentos.
En una Página Web pueden colocarse distintos tipos de elementos. Los más habituales son: textos,
imágenes, animaciones, audio y vídeo, mapas sensibles, escenas de realidad virtual, programas y
enlaces. La interactividad es un aspecto fundamental en el diseño de un buen Sitio Web (Hannafin et al.,
2000).
La amplia utilización de las TIC en el mundo, ha traído como consecuencia un importante cambio en la
economía mundial, particularmente en los países más industrializados, sumándose a los factores
tradicionales de producción para la generación de riquezas, un nuevo factor que resulta estratégico: el
conocimiento. Es por eso que ya no se habla solo de la "sociedad de la información", sino también de la
"sociedad del conocimiento". Sus efectos y alcance sobrepasan los propios marcos de la información y la
comunicación, y puede traer aparejadas modificaciones en las estructuras políticas, social, económica,
laboral y jurídica, debido a que posibilitan obtener, almacenar, procesar, manipular y distribuir con rapidez
la información. Cualquier sociedad que pretenda desarrollarse no puede estar ajena a los progresivos
cambios en el mundo de las tecnologías de la información y la comunicación.
21
La vertiginosa relación de las tecnologías y la educación ha logrado el acomodamiento para cambiar la
relación humano-medio, y más aún, las primeras se convierten en componentes de la cultura. La
potencialidad de la computadora en cuanto a su interactividad, tiempo de respuesta, flexibilidad y ritmos de
aprendizaje ha provocado el desarrollo de nuevas habilidades en los estudiantes que tienen un acceso
cada vez mayor a la información internacional, con una capacidad global que sensibiliza, humaniza y
vincula la realidad del mundo con sus expectativas de vida; cuestionando seriamente los métodos
pedagógicos tradicionales que limitan la expansión de las habilidades. Por ello los profesores en la
actualidad deben usar convenientemente y en la medida de que sea posible, con mayor frecuencia las TIC
en el trabajo escolar, porque, sin el profesor, se pierde la necesaria comunicación del estudiante con su
mundo circundante (Roque, 2006).
Las TIC son necesarias para apoyar el proceso de enseñanza-aprendizaje, pero no se trata de sustituir la
labor educativa del profesor, sino de complementarla. Al respecto se señala, “las Nuevas Tecnologías de
la Información y las Comunicaciones (NTIC) están produciendo una revolución en las formas de
producción y circulación del conocimiento, cambios en los modelos de pensamiento, en la estructura del
conocimiento, en los procesos de enseñanza-aprendizaje... ” (Mesa y Cantarell, 2002).
Las TIC, como una importante área de estudio en sí misma, están modificando los métodos de enseñanza
y de aprendizaje, determinan en gran medida el contenido, alteran las concepciones y posiciones sobre los
medios de enseñanza y obligan a una revisión en todas las áreas del currículo, lo que crea nuevas
expectativas y retos. Por ejemplo, la fácil comunicación mundial proporciona el acceso instantáneo a un
vasto conjunto de datos, de modo que despierta el sentido de la curiosidad y de la aventura en el
conocimiento, obligando al mismo tiempo a hacer un mayor esfuerzo de asimilación y discriminación. La
rapidez en las comunicaciones aumenta más el acceso a las nuevas tecnologías en la casa, en el trabajo y
en los centros escolares, lo cual significa que el aprendizaje pasa a ser una actividad real de carácter
permanente, en la que el recorrido del cambio tecnológico fuerza a una evaluación constante del mismo
proceso de aprendizaje.
Esta ruptura de las dimensiones espacio-temporales traerá sin lugar a dudas algunas ventajas como son:
la individualización y la potenciación de la enseñanza flexible y a distancia, el acceso a fuentes de
información no cercanas al estudiante; traerá consigo también dificultades, como consecuencia directa de
la falta de experiencia en organizar la actividad educativa sin la referencia de ambos parámetros para que
se produzca una comunicación sincrónica entre profesores y estudiantes. Por otra parte, el espacio en el
cual se producirá la interacción entre profesor y estudiante se ampliará notablemente, yendo desde la
22
propia aula hasta el entorno doméstico del usuario; o desde su entorno cercano hasta el desconocido,
dificultando notablemente el control del mismo. Idénticamente ocurrirá con el tiempo, que no se
circunscribirá al sincrónico establecido en las programaciones oficiales, sino que será determinado
individualmente por el usuario, pudiéndose ser tanto sincrónico como asincrónico, en lo que respecta a la
comunicación con el profesor, con otros compañeros o con el servidor mecánico-técnico (Sánchez, 2003).
La utilización de las computadoras en la enseñanza de las ciencias está, sin duda, plenamente justificada si
se tiene en cuenta que uno de los objetivos básicos de la educación es preparar a las nuevas generaciones
para vivir y trabajar en una sociedad en que parece no existir una sola esfera de actividad en que estas no
sean imprescindibles.
Las discusiones se centran en la actualidad alrededor de la cuestión de cuáles son el alcance y las
perspectivas que tiene la introducción de esta nueva tecnología. En relación con esta cuestión pueden
distinguirse dos concepciones que difieren sustancialmente entre sí. En una de ellas, con la cual coincide
esta investigación, el objetivo de introducir las computadoras en la enseñanza de las ciencias consiste,
fundamentalmente, en familiarizar a los estudiantes con conceptos y procedimientos que caracterizan a la
actividad científico-técnica contemporánea (Valdés y Valdés, 1996), son bien conocidas sus potencialidades
como medio de cálculo en la resolución de ciertos problemas; para la realización de experimentos con
modelos, o simulación; para la automatización de experimentos y procesos tecnológicos; para recabar
informaciones y contrastarlas, etc. La otra concepción ve en la computadora un novísimo recurso didáctico
(tutorial interactivo, multimedia, etc.) capaz de revolucionar el proceso de enseñanza-aprendizaje.
Es posible establecer una relación entre los diferentes tipos de software educativos y los modos de
aprendizaje. Los programes tutoriales que están en línea con el paradigma conductista; los tutores
inteligentes, que van de la mano del enfoque cognitivo y los simuladores, los micro mundos, así como los
hipertextos e hipermedias que se relacionan con el paradigma constructivista (Labañino et al., 2001).
Los tutoriales se caracterizan por la utilización de diálogos mediante los cuales el tutor, por medio de
preguntas, provoca que el estudiante reflexione y construya las respuestas correctas. Como puede
apreciarse, en este tipo de software la actividad del estudiante es controlada por la computadora, por lo
que se exige que se preste una esmerada atención a los diagnósticos de sus dificultades y a la
rectificación de sus errores para evitar la acumulación de estos. Entre las bondades de los tutoriales se
suelen destacar la posibilidad que brindan de tener en cuenta las dificultades individuales de los
estudiantes, ofreciendo mayores oportunidades a los menos preparados; la posibilidad de retroalimentarse
de manera inmediata acerca de la validez de su respuesta y la ayuda que le presta al profesor al sustituirle
23
muchas tareas de rutina. Por otra parte, tienen la limitación de resultar inatractivos para los estudiantes
más aventajados y no constituir un entorno suficientemente rico en estímulos.
En los tutores inteligentes, a diferencia de los tutoriales se intenta simular algunas de las capacidades
cognoscitivas de los estudiantes, utilizando sus resultados como base de las decisiones pedagógicas que
se tomarán. Para la creación de los tutores inteligentes, que están basados en técnicas de inteligencia
artificial, se utilizan dos modelos: el basado en reglas o producciones y el basado en esquemas; aunque
en muchos de los sistemas que se implementan se incluyen características de ambos enfoques.
La computadora permite la simulación de un determinado entorno, cuyas leyes el estudiante debe llegar a
ser capaz de descubrir y utilizar mediante la exploración y el experimento. La simulación de procesos
físicos, químicos y biológicos, de experimentos peligrosos y costosos, de fenómenos que en la vida se
producen en tiempos excesivamente largos o breves suelen ser presentados en la computadora en un
entorno simulado o micro mundo, en el cual el estudiante tiene la posibilidad de descubrir y aplicar sus
leyes inmediatas a la experimentación.
El empleo de la simulación en el proceso de formación de profesionales tiene sus particularidades, dadas
en la explotación de simulaciones que modelen actividades de aplicación, preferiblemente incluyendo la
presencia de instrumentos virtuales, funcionamiento de circuitos, dispositivos, procesos productivos, etc.,
con vistas a potenciar una actuación de los futuros profesionales acorde a los requerimientos de su futuro
contexto laboral.
La educación está muy necesitada de buenas simulaciones lo que implica que haya que ser muy
cuidadoso a la hora de prepararlas. Hay que crear entornos interactivos lo más cercano posible a la
realidad, ricos en estímulos y utilizarlos como procedimiento metodológico (Arias, 2003) que faciliten
alcanzar los objetivos pedagógicos propuestos, sobre todo, cuando la experimentación no se puede hacer
realmente, pero sin perder de vista que nada hay más rico que la experimentación directa en el mundo
real.
La utilización de hipertextos e hipermedia, permite que, para alcanzar los objetivos pedagógicos
perseguidos, la información se organice de manera no lineal. Esto facilita que el usuario pueda consultarla
en la medida de sus necesidades y teniendo en cuenta su experiencia previa en el tema, para construir así
el nuevo conocimiento.
Aunque estos cuatro tipos de software difieren en la forma en que pretenden alcanzar los objetivos
pedagógicos y en los tipos o modos de aprendizaje en que se apoyan, cuando se analizan los productos
que existen en el mercado, estos suelen en muchas ocasiones ser una mezcla de varios de ellos. En
24
realidad no debe pensarse que son excluyentes entre sí, por el contrario, para responder a una estrategia
pedagógica determinada, puede confeccionarse un software que integre armónicamente características de
varios de ellos.
Hoy en día, enseñar se vincula con más énfasis al hecho de motivar e involucrar a los estudiantes en un
proceso de construcción y reconstrucción de sus conocimientos, habilidades, afectos, actitudes, aptitudes
y valores; se trata, entre otros empeños, de hacer que sientan que la ciencia es una actividad humana y no
un conjunto de conocimientos que deben aprender de memoria. La mayoría de los estudiosos en esta
temática abogan por un cambio conceptual en la educación, que requiere cambios en el papel del profesor
en el proceso de enseñanza aprendizaje (Barberá y Sanjosé, 1990; Gargallo, 1995; Gil, 1997; Gil et al.,
1999; Lucero, 2000; Mesa. y Cantarell, 2002; Mesa et al., 2003).
El desarrollo acelerado de la Educación Superior y los nuevos retos que esta asume, así como la enorme
difusión de las TIC, ha traído consigo el incesante incremento de las necesidades de su explotación. En
este contexto es fundamental establecer una estrategia de formación y capacitación de los expertos,
tutores y consultores que participan en las actividades académicas, para el diseño y la oferta de productos,
ofreciendo diversas modalidades de formación y capacitación en el campo de la utilización pedagógica de
la educación a distancia y de las tecnologías de la información y la comunicación, que permita diseñar
principios y modelos formativos alternativos, consecuentes y compatibles con la perspectiva de la sociedad
mundial.
Entre las claves fundamentales para el éxito está lograr que el aprendizaje se convierta en un proceso
natural y permanente para estudiantes y profesores. Es necesario aprender a usar las nuevas tecnologías
y usar las nuevas tecnologías para aprender (García et al., 2003; Rodríguez, 2007; Torres, 2008).
Es sumamente importante el uso de las TIC, sin embargo, estas no pueden constituir el fundamento de
una nueva visión educativa. Lo que importa no es que todos los estudiantes tengan acceso a una
computadora, sino la manera en que la utilizan. En el PEA las TIC no constituyen un fin en sí, sino un
medio entre otros muchos. El enaltecimiento de las TIC no libera a los profesores de la obligación de
exponer sus planes y principios (Solves et al., 1994; Carrasco, 1995; Gil et al., 1999; Cornejo, 2000;
González et al., 2003; Rodríguez et al., 2004; Díaz, 2006).
Se puede decir que las TIC son un valioso medio que permite llevar a cabo un proceso educativo centrado
en el aprendizaje del estudiante y que fomenta una comunidad de aprendizaje. Sin embargo, no es
necesario que el profesor haga uso de la tecnología computacional en todas las actividades docentes, sino
que permita a sus estudiantes:
25
Tener más información disponible a través de la Intranet universitaria y en los servidores de sus
facultades, disponible para copiar con facilidad y utilizar en cualquier PC.
Tener acceso a multitud de datos e información actualizada.
Establecer comunicación regular y permanente con sus profesores, compañeros de equipo y aula.
Aprender a ritmo individual.
Y facilite a los profesores:
La utilización didáctica de las TIC en todos los tipos de clase.
El seguimiento a cada estudiante ofreciéndole asesoría individualizada.
La conducción del PEA, centrado en el aprendizaje del estudiante.
La organización del trabajo en pequeños equipos colaborativos.
La Cátedra UNESCO de E-learning se ocupa del estudio y difusión de los beneficios que las TIC aportan
en el ámbito educativo y, concretamente, en el sector universitario. Anualmente hace un seminario
internacional dirigido a líderes universitarios.
Todo lo anterior apunta a considerar que el desarrollo de la universidad moderna ha de contemplar entre
sus perspectivas la inclusión cada vez mayor del uso de las TIC en los procesos universitarios entre los
cuales la docencia ocupa un lugar relevante.
Es evidente que la educación no se puede reducir a la simple transmisión de información. Se requiere de
determinados soportes para poner a disposición de los estudiantes la información que contenga los
principales desarrollos teóricos de una o varias ramas del saber humano, sus métodos teóricos y
experimentales, las simulaciones de experiencias reales, las indicaciones para el procesamiento de una
data experimental y la presentación de un informe técnico, el Plan de Estudio de la Carrera, los Programas
de las diferentes disciplinas, los programas analíticos de las asignaturas, el sistema de evaluación, etc.
Así las redes locales en centros de educación, en concreto en las universidades, y la Internet se
constituyen en poderosos vehículos para que los estudiantes accedan a la información necesaria,
facilitando su aprendizaje.
Sin embargo, no todo material existente es adecuado a los propósitos de determinado curso y a los
intereses de grupos dados de estudiantes, los cuales son diversos en cuanto a la carrera que se estudia,
las diferencias culturales, sociales y hasta geográficas y otros aspectos a tomar en cuenta. Es por eso, que
se justifica que en cada tipo de curso y en cada lugar se desarrollen los soportes concretos que satisfagan
esas necesidades. A esto se puede añadir la existencia de distintos enfoques pedagógicos que hacen que
26
cada material docente distribuido por estas redes tenga la impronta del enfoque que sustenta, consciente o
espontáneamente, el equipo que elaboró ese material.
En la UCLV se presentó (Rodríguez, 2007), un Modelo teórico-Metodológico para el perfeccionamiento del
proceso de enseñanza-aprendizaje de la Química General en la Carrera de Ingeniería en
Telecomunicaciones con el apoyo de las TIC. En la memoria escrita de esta tesis doctoral se describe,
bajo el fundamento de la necesidad de sustituir las prácticas de laboratorio que se realizan de manera real
por la utilización de simuladores y programas interactivos que permita la realización de las prácticas de
manera virtual, una metodología general para la utilización de un Sitio Web, elaborado por la autora de la
tesis, y otra metodología para impartir esta disciplina en la citada carrera.
A juicio del autor de la presente tesis aún no queda suficientemente esclarecido el aspecto metodológico
de ese modelo, pues no se indica el requisito previo ni las condiciones de aplicabilidad. Tampoco se
establece el procedimiento lógico para la conducción del PEA de la disciplina a que va destinado, ni la
orientación metodológica para su empleo.
En el tema específico que aborda la presente investigación, con la marcada intención de contribuir a
mejorar la calidad del proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General, en las carreras de Ciencias
Técnicas, se pretende:
La orientación del uso de las PC como: recurso didáctico, medio de información y comunicación,
herramienta de trabajo y como elemento innovador.
La sustitución de partes de los objetos del Laboratorio e instrumentos de medición por sus
representaciones en esos ambientes.
La orientación de las etapas a seguir para que el proceso de simulación devenga procedimiento
metodológico para la formación de conceptos y para la sistematización de acciones.
El logro de los objetivos propuestos (educativos e instructivos) en las actividades prácticas.
La multiplicación de los “recursos” disponibles.
La objetivación y motivación de las conferencias, clases prácticas y seminarios.
1.3 El proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General a nivel universitario y las TIC.
El auge y necesidad de dominio de contenidos sustentados en la relación estrecha entre ciencia y
tecnología, hacen que la informática y los métodos de trabajo de la ciencia y la tecnología hayan pasado a
formar parte de la vida cotidiana, por ende la necesidad de su dominio. Esto exige que las asignaturas que
lo permitan introduzcan en sus programas contenidos de perfil informático y aproximen sus métodos de
27
estudio y trabajo independiente a la forma como se trabaja en las ciencias (Gil, 1997; Gil et al., 1999;
Valdés y Valdés, 1999; Aceituno et al., 2003; Alejandro y Perdomo, 2005).
Las estrategias curriculares incorporan un nuevo aspecto a la visión de las características del proceso de
formación, y como concepto expresa una cualidad igualmente necesaria al concebir el Plan de Estudio D,
en las carreras de Ciencias Técnicas (modalidad presencial – CRD) 2007, concepto que está relacionado
con aquellos objetivos generales que no es posible alcanzar, con el nivel de profundidad y dominio
requeridos, desde una sola disciplina, requiriendo entonces estrategias que coordinen el concurso
adicional de las restantes para alcanzar el fin que se persigue (colectivo de autores, 2007).
La Disciplina Computación y TIC aporta los elementos básicos y crea las habilidades esenciales para el
empleo de los sistemas profesionales afines a la profesión, mientras que las restantes disciplinas del
currículo incluyen objetivos instructivos y habilidades a lograr, que exigen la utilización de la computación
por parte de los estudiantes. Las vías y métodos a ser aplicados para alcanzar dichos objetivos, están
asociados con el papel que deben jugar los profesores que se encuentran responsabilizados con la
impartición de las disciplinas del Pan de Estudio, en especial aquellas que han sido diseñadas para ser
impartidas sobre la base de una utilización plena de las TIC y las que conforman el perfil del graduado.
En las diferentes asignaturas deberán utilizarse software de aplicación, específicos del perfil del graduado,
ya sean paquetes profesionales o elaborados por el claustro de profesores u otros especialistas del país,
los que deberán ir cambiando en el desarrollo del Plan de Estudio en función de actualizarlos acorde con
la evolución de estas tecnologías.
Por otro lado, la reducción que experimenta el fondo de tiempo presencial total de este plan para
desarrollar las carreras, en comparación con el Plan de Estudio anterior, presupone un proceso didáctico
de nuevo tipo por medio del empleo cada vez mayor de las TIC, que ha de ir generalizándose
progresivamente en todas las disciplinas en la medida en que los profesores adquieran suficiente
preparación para modificar sus hábitos pedagógicos, y que los recursos materiales vayan completándose
en las universidades.
Esta nueva forma de actuación, lo mismo en profesores que en estudiantes, ha de encaminarse a la
reducción del tiempo destinado a los encuentros presenciales y en su lugar multiplicar el uso de las TIC.
En el Programa de FG, se especifica que esta estrategia estará presente en acciones diversas, como la
realización de prácticas de laboratorio (reales y virtuales) y la búsqueda de información automatizada.
Las aplicaciones informáticas en la enseñanza de la FG cobran cada día más importancia, porque
permiten la integración de la información física con la simulación de experimentos costosos, y en
28
ocasiones peligrosos. Unido a ello, la introducción de la Computación y de la Informática en el PEA,
ofrece posibilidades para desarrollar habilidades cognitivas y comunicativas, para promover y estimular un
aprendizaje desarrollador.
Esta investigación se propone contribuir creativamente con esta estrategia curricular, creando las
condiciones materiales y fundamentando teórica y metodológicamente, la utilización de las TIC en las
diferentes formas organizativas características de la FG, en las carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV;
especificando que con ello se podrá:
Ayudar, a que la comprensión de un fenómeno experimental, un proceso físico, una ley, un principio o
un teorema sea más objetiva.
Facilitar el análisis de los resultados que se obtengan al variar las hipótesis, condiciones iniciales,
parámetros característicos, etc.
Garantizar un proceso mental activo en las diferentes formas de enseñanza de la FG.
Reducir las dificultades con las operaciones, y trabajar con problemas reales, sin necesidad de usar
datos preparados.
Contribuir con el trabajo colaborativo, porque los estudiantes podrán discutir los problemas que se les
plantean y ayudarse mutuamente en la búsqueda de una solución.
Incidir positivamente en la motivación, en la satisfacción por el estudio realizado, en el interés por
continuar estudiando.
Lograr flexibilidad de tiempo y lugar, pues se podrá acceder a los contenidos estudiados en horarios no
restringidos solamente a la clase en el aula y desde cualquier computadora, sin necesidad de estar
conectada a la red universitaria.
Ofrecer cobertura para un número elevado de estudiantes simultáneamente.
Por todo lo antes expuesto, se considera que la utilización de las TIC en el PEA de la FG, en la Carrera de
Ingeniería Civil de la UCLV es un reto al profesor, pues requiere de un profundo trabajo metodológico y
una gran actualización científica.
1.3.1 La práctica de laboratorio.
En el Reglamento para el Trabajo Docente y Metodológico en la Educación Superior: “La práctica de
laboratorio es el tipo de clase que tiene como objetivos instructivos fundamentales que los estudiantes
adquieran las habilidades propias de los métodos de la investigación científica, amplíen, profundicen,
29
consoliden, generalicen y comprueben los fundamentos teóricos de la disciplina mediante la
experimentación, empleando los medios de enseñanza necesarios.
Por otra parte, Ballesteros (2003), en su tesis de doctorado “Estrategia didáctica para la selección y
ejecución de las prácticas de laboratorio sobre sistemas supervisores en la Carrera en Ingeniería en
Automática” establece como factores de la práctica de laboratorio, los siguientes: el profesor, el estudiante,
los objetivos, los contenidos y el medio didáctico y analiza las siguientes relaciones que se establecen
entre ellos:
El profesor es quien guía el PEA que tiene lugar entre todos los factores para alcanzar los objetivos
planteados para la realización de la práctica de laboratorio. Establece los métodos y realiza las
evaluaciones.
El estudiante es el sujeto sobre el cual se desea lograr los objetivos propuestos para la práctica de
laboratorio. En el desarrollo de la misma el estudiante interactúa con el profesor, actúa y recibe
información del medio didáctico, tiene acceso a los contenidos y puede contribuir a enriquecerlos.
Los objetivos reflejan los conocimientos y habilidades que debe incorporar el estudiante mediante la
realización de la práctica de laboratorio.
El medio didáctico de información es proporcionado por el profesor, en forma de objetivos, contenidos,
materiales y guías. El estudiante tiene acceso a estos y los puede enriquecer.
El medio didáctico de laboratorio es utilizado por el profesor y el estudiante para acceder y actuar sobre
el objeto de estudio. El proceso y la instrumentación pueden ser reales o virtuales.
En la tesis anteriormente citada, el profesor Ballesteros propone una definición, que se aviene a la
presente investigación y, por tanto, se asume: La práctica de laboratorio es la forma organizativa docente
espacio/temporal en que, bajo la guía del profesor y dados los objetivos y contenidos, se actúa de manera
consciente sobre un objeto de estudio real o virtual, con una instrumentación real o virtual, que posibilite al
estudiante obtener, procesar y analizar información.
De la definición anterior se destaca el establecimiento para las prácticas de laboratorio de su finalidad
dada por los objetivos, la modalidad en su ejecución condicionada por la relación espacio/temporal entre
los diferentes factores, los tipos de medios a utilizar y la información adquirida, procesada y analizada.
R. Ballesteros clasifica las prácticas de laboratorios atendiendo a diferentes aspectos:
Por el tipo de acción: intelectual y manipulativa.
En base a la finalidad que se persigue: demostrativa, conceptual, procedimental, científico
investigativa.
30
Por el tipo de relación entre los estudiantes: individual, cooperativa, colaborativa, competitiva.
Atendiendo a la relación entre profesor y estudiante en el espacio donde se desarrolla la práctica de
laboratorio: presencial, semipresencial, no presencial.
Atendiendo al sincronismo de los estudiantes en el tiempo: sincrónica, asincrónica.
De acuerdo con los medios utilizados: reales, con instrumentos virtuales, con entrenadores y
procesos virtuales, simuladas.
En la UCLV, el Departamento de Física pertenece a la Facultad de Matemática – Física y Computación;
posee 5 laboratorios docentes: 2 destinados a prácticas de la asignatura Física I (generalmente contempla
los temas de Mecánica, Oscilaciones y Ondas Mecánicas, Física Molecular y Termodinámica), otros 2
incluyen a la Física II (Electromagnetismo) y el último, a la Física III (Óptica y Física Moderna). Con
negritas se indica el nombre con el cual popularmente se conocen estos laboratorios.
En este departamento no se dispone de libros o folletos, específicos para la orientación de la preparación
previa y el posterior desarrollo de las prácticas de laboratorio de FG posibles de realizar en sus
laboratorios docentes. Puede afirmarse categóricamente que los estudiantes no pueden acceder a la
información requerida para autoprepararse teóricamente en las actividades, que sobre cada una de las
prácticas les corresponde realizar, ni para aplicar la Teoría de errores, procesar los resultados de las
mediciones efectuadas en esos laboratorios y confeccionar los informes técnicos de estas prácticas.
Además, existen limitaciones con la cantidad y la calidad de los instrumentos de medición y equipos de
laboratorio existentes; por tanto, solo se puede aspirar a lograr en los estudiantes un nivel de asimilación
de los contenidos de FG, del tipo reproductivo. Unido a lo anterior no se logra en los estudiantes, según las
opiniones de los profesores de FG en las reuniones de trabajo en su departamento y de los profesores
miembros del colectivo de la Carrera de Ingeniería Civil, la deseada motivación por el estudio de la referida
materia, pues como se ha demostrado (Gil y Valdés, 1995; Alejandro et al., 2010), el estudiante estudia,
aprende, en tanto resuelve un problema, cuando se estimula, porque como resultado de su labor, es más
inteligente y conocedor, y en el contexto social, está más cerca de los valores que se establecen como
modelo.
De acuerdo con los medios disponibles en el Departamento de Física y en los laboratorios de computación
de la Facultad de Construcciones de la UCLV, y la marcada intención de lograr un PEAD de la FG en las
careras de Ciencias Técnicas, las prácticas de laboratorio a realizar por los estudiantes se identifican
como:
31
Real - manipulativa - científico investigativa - colaborativa – presencial - sincrónica. Tanto el medio
como la instrumentación son reales, el estudiante se enfrenta al proceso real y a la instrumentación que
se utiliza en la práctica social. Existen objetivos fundamentales encaminados al accionar con las
manos: operar, medir, cambiar… Se potencia el desarrollo de actitudes científicas, tales como:
modificar valores de variables para explorar su efecto, obtener conclusiones de los resultados,
argumentar su defensa, etc. Más de un estudiante asume objetivos específicos para el logro de los
propósitos de la actividad del equipo. El profesor está presente en toda la actividad. Todos los
estudiantes realizan la actividad al mismo tiempo.
Simulada - manipulativa - científico investigativa – colaborativa – no presencial – asincrónica. Tanto el
objeto de estudio como los instrumentos de medición y actuación son virtuales, se identifica como
“Laboratorio virtual”. Existen objetivos fundamentales encaminados al accionar con las manos:
operar, medir, cambiar… Se potencia el desarrollo de actitudes científicas, tales como: modificar
valores de variables para explorar su efecto, obtener conclusiones de los resultados, argumentar su
defensa, etc. Más de un estudiante asume objetivos específicos para el logro de los propósitos de la
actividad del equipo. Los estudiantes realizan la actividad de manera autónoma, en ausencia del
profesor. Cada estudiante puede realizar la actividad de manera independiente en el tiempo.
Desde la perspectiva del aprendizaje se reconocen múltiples ventajas al utilizar las TIC en general y los
laboratorios virtuales en particular:
Despiertan el interés y la motivación por utilizar estas tecnologías: los impulsa a dedicar más tiempo al
estudio.
Promueven la interacción y la actividad intelectual: la versatilidad e interactividad de la PC y el gran
volumen de información disponible los atrae y mantiene su atención e interacción.
Contribuyen al desarrollo de la iniciativa: la interacción con las simulaciones y sus tareas de
aprendizaje propician el desarrollo de su iniciativa, pues se ven obligados a tomar continuamente
nuevas decisiones ante las respuestas de la PC a sus acciones.
Facilitan la comunicación entre profesores y estudiantes: Los canales de comunicación que proporciona
la Internet (correo electrónico, foros, chat, etc.) facilitan el contacto entre los estudiantes y con los
profesores. De esta manera es más fácil preguntar dudas en el momento en que surgen, compartir
ideas, intercambiar recursos, debatir, enviar informes de prácticas realizadas, etc.
32
Propician un aprendizaje desarrollador: los software, libros electrónicos, tareas de aprendizaje,
materiales didácticos interactivos, etc. disponibles en la PC facilitan el trabajo en pequeños grupos y el
cultivo de actitudes sociales, el intercambio de ideas, la cooperación y el desarrollo de la personalidad.
Posibilitan el desarrollo de habilidades de búsqueda y selección de información: el gran volumen de
información disponible en CD/DVD, intranet local y, sobre todo en Internet, exige la puesta en práctica
de técnicas que ayuden a la localización de la información que se necesita y a su valoración.
Como aspectos menos favorables o inconvenientes, pueden señalarse los siguientes:
Distracciones: en ocasiones los estudiantes se dedican a jugar, en vez de estudiar.
Dispersión: la navegación de los atractivos espacios de la Internet, llenos de aspectos variados e
interesantes, inclina a los estudiantes a desviarse de los objetivos de su búsqueda.
Pérdida de tiempo: el exceso de información disponible, su dispersión y la carencia de métodos de
búsqueda propician la pérdida de tiempo.
Informaciones no fiables: en la Internet hay muchas informaciones parciales, equivocadas, obsoletas.
Aprendizajes incompletos y superficiales: la libre interacción de los estudiantes con estos materiales, no
siempre de calidad y a menudo descontextualizados, puede proporcionar aprendizajes incompletos,
con visiones de la realidad simplistas y poco profundas.
Incompleta preparación teórica: generalmente las mediciones realizadas no permiten la aplicación de la
Teoría de errores, el ajuste de curvas por el método de los mínimos cuadrados, la presentación de los
resultados por intervalos de confianza, etc.
1.3.2 Necesidad de un Sitio Web para el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General, en
las carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV.
Aunque en la Internet se encuentran muchos y variados Sitios Web y repertorios dedicados a la
enseñanza de Física, los siguientes argumentos justifican la necesidad de crear y utilizar uno nuevo en el
Departamento de Física de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas (UCLV):
Una de las investigaciones realizadas por varios profesores del Grupo de Enseñanza de la Física (GEF)
se encaminó a la determinación de las necesidades educativas que presentaban los estudiantes de
ingeniería que ya habían concluido el segundo año de su carrera, garantizándose así, que hubiesen
recibido la Física General completa, incluyendo las actividades de laboratorio. Se comprobó la necesidad
http://dvf.mfc.uclv.edu.cu/2-Investigaciones/gef/index.htm
33
de una mejor orientación de los estudiantes para la preparación y el desarrollo de las actividades de
prácticas de laboratorio de Física (Aceituno et al., 2003).
Los laboratorios de Física de la UCLV datan, en su equipamiento más antiguo, de la década de los años
cincuenta, con equipos que eran de procedencia norteamericana. Situación como la nuestra se
reproduce en las universidades más antiguas del país.
Después del triunfo de la Revolución, el Estado realizó grandes esfuerzos para el reequipamiento y
modernización de los laboratorios. Esto se hizo inicialmente de forma tal que los pedidos eran enviados
en forma aislada y obedeciendo a criterios locales. En esta etapa la UCLV no fue de las que mejor
partido sacó de todas esas oportunidades. Sin embargo, se lograron obtener equipos de procedencia
soviética fundamentalmente, y también de procedencia alemana, húngara y de otros países ex-
socialistas.
Más tarde la Comisión Nacional de Planes y Programas de Física se encargó de hacer estudios, tanto de
las necesidades de cada región, Centro de Educación Superior (CES), como de mercado; estableciendo
una política común para el proceso de completamiento de los laboratorios de Física de todos los CES del
país. En esta etapa fue cuando se adquirió el llamado “módulo polaco” y otros equipos de procedencia
soviética. Esto ocurrió a finales de la década del ochenta.
En todos estos años los laboratorios de FG de la UCLV han prestado servicios a las carreras de
Ingeniería, las Licenciaturas de Química y Farmacia y a la Física, cuando existía. Esto ha traído un
desgaste, por roturas, envejecimiento y sobreuso a las dotaciones de estos laboratorios y a los textos y
folletos específicos para estos laboratorios. El proceso de depreciación de los laboratorios de FG de la
UCLV, es innegable; sin embargo, la necesidad del desarrollo de la Disciplina FG con un fuerte apoyo
experimental no disminuye.
En el año 2005 comenzó a recibirse el comúnmente llamado Módulo Chino (conjunto de PC-Interfaz-
sensores-impresora) que posibilitan la realización, de forma independiente, una a una, de varias
prácticas de laboratorio.
Con gran esfuerzo, dedicación y sin recibir el completamiento de la infraestructura necesaria, se han ido
concibiendo y montando varias aulas especializadas de Física, comenzando por la Facultad de Ciencias
Agropecuarias, Facultad de Mecánica y recientemente en la de la Facultad de Matemática Física y
Computación), con capacidad para 22, 20 y 25 estudiantes respectivamente. En la primera, dado el
número limitado de estudiantes en las carreras de Agronomía, Licenciatura en Biología e Ingeniería
Agrónoma, se realizan experiencias demostrativas y en ocasiones prácticas de laboratorio, no así en las
34
restantes. En tres de los cinco laboratorios que dispone el Departamento de Física (Mecánica, Física
Molecular y Termodinámica, Óptica) existen montadas algunas nuevas prácticas, no así sus
orientaciones metodológicas necesarias para utilizarlas en el PEA (fundamentos teóricos, técnicas
operatorias, tareas a realizar, etc.).
Los textos o folletos específicos para los laboratorios de Física General se confeccionaron hace más de
25 años, su cantidad es actualmente muy reducida, no es posible su reproducción y los existentes no se
ajustan a la realidad de los medios de laboratorio disponibles. Varios profesores de FG de la UCLV
elaboraron, de forma independiente, diferentes orientaciones metodológicas destinadas a resolver esta
situación negativa, pero evidentemente no siempre cumplían con los principios didácticos de
sistematización, asequibilidad y del papel dirigente del profesor y la actividad independiente de los
estudiantes. Las orientaciones que se elaboraron para el desarrollo de las prácticas de laboratorio tenían
diferentes formatos, que no siempre propiciaban un ordenamiento correcto de la materia en cada
asignatura, ni permitían la articulación entre las distintas asignaturas de la FG, la gran mayoría
planteaban tareas demasiado sencillas y exageradamente dirigidas, que podían desviar la atención de
los estudiantes hacia otras actividades, sin propiciar el trabajo independiente; otras por el contrario tenían
un grado de dificultad demasiado elevado.
En la UCLV y en general en todos los CES del país, la FG se imparte en los dos primeros años de las
carreras de Ciencias Técnicas y los estudiantes no tienen acceso a la Internet.
Un minucioso análisis del Programa de la Disciplina Física General, insertado en el Plan de Estudio D,
curso regular diurno 2007, en diferentes carreras de Ciencias Técnicas (anexos 1 y 2) permitió al autor
de esta investigación unificar el programa analítico y el P1, de cada una de las asignaturas que
contempla esta disciplina en dichas careras.
Varios trabajos estuvieron encaminados a la confección y utilización de videos didácticos para la
enseñanza de la Física (Mujica y Aceituno, 1999).
En el Departamento de Física se elaboraron las respectivas orientaciones metodológicas para la
utilización de tres prácticas filmadas (Aceituno y Mujica, 2001).
En la Carrera de Telecomunicaciones y Electrónica se destacan los trabajos del profesor Francisco
Arturo Ruiz Martínez. En su Tesis de doctorado “Estrategia didáctica para el desarrollo del aprendizaje
productivo en la Disciplina Física de las carreras de Ciencias Técnicas” confecciona, incluye en su libro
electrónico y aplica situaciones problémicas, tareas de seminario, tareas de prácticas de laboratorio y
entrenadores inteligentes (Ruiz, 2010).
35
Una propuesta de proyecto sobre los laboratorios virtuales de Física, elaborada por varios miembros del
GEF fue aprobada en el 2002 e integrada a un Proyecto del MES denominado “Instrumentación virtual y
simulación complementaria de los laboratorios docentes de Física” compartido con otras cuatro
universidades cubanas y dirigido por la Universidad de La Habana.
Después de realizar numerosas búsquedas, por diferentes sitios en la Internet, se puede apreciar que los
Applets que se encuentran disponibles solamente simulan el fenómeno físico y con ellos no se pueden
realizar mediciones de magnitudes físicas, que es uno de los objetivos fundamentales del Laboratorio de
Física. Por ejemplo: General Physics Java Applets http://members.nbci.com/Surendranath/Applets.html
Se consulta con los autores de las simulaciones (del Departamento de Física de la UCLV y de otros
países) que se pretenden utilizar en este diseño y se autoriza su uso.
A pesar de las evidentes ventajas de los Sitios Web públicos en la Internet consultados ninguno de ellos
reúne todos los requisitos que se necesitan para mejorar el PEA de la FG, en la Carrera de Ingeniería
Civil de la UCLV. A continuación se relacionan, a modo de ejemplos, algunos de los sitios visitados, se
mencionan sus características fundamentales y se especifican las que se consideran como limitantes:
Muy completo, incluye la fundamentación teórica de todos los temas de la Física General y una gran
cantidad de valiosas simulaciones de los experimentos físicos que se describen, sin embargo las tareas
a desarrollar por los estudiantes, como parte de su estudio independiente son guiadas, o cerradas.
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm
Los contenidos de las prácticas de laboratorio que incluyen no se corresponden con los programas de
estudio de la Física General en las distintas carreras de la UCLV.
http://www.ucm.es/info/termo/laboratorio.html, http://fisica2000.maloka.org/index.htm
Presentan la simulación, utilizando el lenguaje de programación java, de una gran cantidad de
experimentos o situaciones físicas específicas, pero no incluyen las tareas a desarrollar por los
estudiantes.
http://www.unalmed.edu.co/~daristiz/index.shtml, http://members.es.tripod.de/pefeco/index.htm
Sobre el aspecto de las prácticas virtuales de Física proporciona los vínculos a sitios de reconocido
prestigio internacional. http://www.fisicarecreativa.com/index.htm
Están dedicados a determinados temas de la Física General, abordan los contenidos con simulaciones
ingeniosas, pero el número de prácticas virtuales que incluye es muy limitado.
http://monet.physik.unibas.ch/%7Eelmer/index.htm, http://colossrv.fcu.um.es/ondas/cursoondas.htm
36
Es necesario facilitar la utilización de las simulaciones de experiencias físicas como procedimiento
metodológico, tanto para la formación de conceptos, como para la sistematización de conocimientos e
instrumentaciones.
1.4 Consideraciones finales
Las limitaciones materiales anteriormente especificadas y las enormes posibilidades que brindan las TIC
introducidas en las carreras de Ciencias Técnicas en general y en la Carrera de Ingeniería Civil de la
UCLV en particular, sugieren que se instrumenten nuevos materiales didácticos que posibiliten una
adecuada aplicación de estas tecnologías en la docencia.
Las prácticas de laboratorio de FG pueden ayudar al estudiante, además de desarrollar destrezas básicas
y herramientas de la Física Experimental y del tratamiento de datos, a manejar conceptos básicos, a
entender el papel de la observación directa en Física y distinguir entre las inferencias que se realizan a
partir de la teoría y las que se realizan a partir de la práctica, a destacar el proceso: observación del
fenómeno-obtención de una data experimental-análisis de los resultados-conclusiones, a crear actitudes
positivas en los educandos, familiarizarlos con aspectos de la metodología de la investigación en las
ciencias y contribuir al desarrollo de una percepción más integral de la realidad circundante por parte de
ellos. Se afirma que ocupan un lugar importante en la formación de los futuros profesionales y un papel
fundamental en los currículos de las asignaturas de la Disciplina Física General.
Se considera entonces que la problemática que estimula esta investigación se relaciona con la necesidad
de un Modelo Teórico-Metodológico que, bajo el enfoque histórico-cultural, la adopción de un PEAD y la
sistemática utilización de las TIC, contribuya a perfeccionar el PEA de la FG en las carreras de Ciencias
Técnicas.
Es necesario elaborar un Sitio Web didáctico e interactivo que facilite la información que requieren los
estudiantes para su preparación previa y posterior desarrollo de las prácticas de laboratorio de FG, tanto
de forma reales como virtuales. Además, este Sitio Web debe facilitarles a los profesores de FG el
desarrollo de las conferencias, las clases prácticas y los seminarios.
Es necesario que las simulaciones de los experimentos físicos sean lo más parecido posible a los de las
prácticas reales y que se utilicen como procedimiento metodológico, para la formación de conceptos y para
la sistematización de acciones.
37
Por otra parte, resulta necesario que las prácticas de laboratorio se agrupen por temas de la FG y tengan
un formato que las identifique independientemente de que las prácticas virtuales utilicen Applets
confeccionados en el Departamento de Física de la UCLV o “bajados” de Internet.
Las prácticas de laboratorio deben generar motivación, deben resultar atractivas y útiles para los
estudiantes; sus tareas de aprendizaje no deben incluir indicaciones rígidas o “recetas” que otros han
establecido, explicitadas a través de un conjunto de pasos consecutivos, donde el sujeto se limita a
seguirlos, con muy poco o ningún espacio para crear.
El nivel de profundidad con el que se presenten los contenidos debe estar en correspondencia con los
conocimientos antecedentes que tiene el estudiante, de manera tal que les facilite la asimilación y
adquisición de habilidades, un rápido, fácil y cómodo acceso (trabaje según su propio ritmo sin tener que
someterse al rendimiento promedio de un conjunto de estudiantes que trabajen simultáneamente). El
estudiante debe tener la opción de realizar las prácticas virtuales antes o después de realizar las prácticas
de laboratorio reales, comenzar cuando lo necesite, estudiar cuando le resulte práctico, consultar libros en
formato electrónico, acceder a otros sitios similares y terminar sus estudios cuando sea capaz de hacerlo.
Por tanto, el Sitio Web debe garantizar interactividad, flexibilidad y dinamismo.
Además, los informes que sobre cada una de las prácticas de laboratorio realizadas, los estudiantes deben
confeccionar, entregar y defender, deben tener un formato típico, establecido en las normas cubanas
específicas sobre la elaboración y presentación de resultados científicos. Estos informes deben contener el
adecuado tratamiento estadístico a las mediciones realizadas, los referentes históricos y las posibles
aplicaciones prácticas de los contenidos físicos estudiados.
38
CAPÍTULO II DIAGNÓSTICO DE NECESIDADES Y POTENCIALIDADES, EN EL PROCESO DE
ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA FÍSICA GENERAL, EN LA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL DE
LA UCLV
2.1 Fundamentación.
En todo proceso de enseñanza-aprendizaje se debe hacer un diagnóstico de las necesidades y
potencialidades educativas que se puedan presentar para lograr su perfeccionamiento.
El desarrollo socio económico y sostenido de Cuba requiere de la participación activa y comprometida,
entre otros, de los profesionales de la construcción, donde los ingenieros civiles desempeñan un decisivo
rol cuya formación exitosa supera ya un siglo. La Carrera de Ingeniería Civil se afana en formar un
profesional con un amplio conocimiento y posibilidades de aplicación de las ciencias básicas y de las
ciencias de la ingeniería; aptos para proponer soluciones racionales y creativas de ingeniería enfocados a
las edificaciones, las estructuras de todo tipo, las vías terrestres y con algunas incursiones en el campo de
la hidráulica. En consecuencia, la carrera asume el encargo social de preparar a un técnico con capacidad
de diseñar, proyectar, planificar, gestionar y administrar los proyectos de implementación de dichas
soluciones, y desarrollar además actividades como conservador de estructuras construidas o de productor
de construcciones a pie de obra; lo mismo en el campo de las edificaciones que de las vías terrestres de
comunicación (colectivo de autores, 2007).
Entre los objetivos a alcanzar en la formación del ingeniero civil se encuentra familiarizarse con las TIC
mediante la utilización de las microcomputadoras y de servicios como el correo electrónico, Internet,
búsqueda automatizada de información, etc. Debe ser capaz igualmente, de utilizar programas asistentes
para resolver problemas sencillos de cálculo, gráficos o problemas prácticos.
La Física como ciencia se ocupa del estudio de la materia y sus formas de movimiento mecánico y físico.
Por tanto estudia una gran parte de los fenómenos, tanto a escala macroscópica como microscópica,
presentes en el objeto y campo de acción del ingeniero civil y brinda los fundamentos teóricos
imprescindibles para la solución exitosa de los problemas profesionales con que deberá enfrentarse en
algún momento, operando además con conceptos y magnitudes físicas con las que también opera el
ingeniero desde su propio objeto.
En la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas se forman profesionales de diversas carreras de
Ciencias Técnicas (Ingeniería Civil, Ingeniería Mecánica, Ingeniería Industrial, Ingeniería Química, etc.), en
39
las que se imparte la Disciplina Física General como parte de la formación básica, en los dos primeros
años académicos; subdividida en tres asignaturas (Física I, Física II y Física III).
La Disciplina Física General debe contribuir a desarrollar la base conceptual y metodológica del futuro
profesional mediante la precisión del objeto de trabajo y el modo de actuación del ingeniero y también a la
fundamentación físico-matemática de contenidos de otras disciplinas del currículum.
El autor de esta investigación es profesor de la Disciplina Física General, que se imparte en las carreras
de Ciencias Técnicas de la UCLV. Lleva 30 años de forma ininterrumpida desempeñando dicha labor en
diferentes carreras, desde hace 8 años es el jede de la Disciplina FG en la Carrera de Ingeniería Civil y
actualmente es el jefe del Colectivo de Física General para las Ciencias Técnicas. Pertenece al Grupo de
Enseñanza de la Física y formó parte del Proyecto del MES denominado “Instrumentación virtual y
simulación complementaria de los laboratorios docentes de Física”, compartido con otras cuatro
universidades cubanas y dirigido por la Universidad de La Habana.
Este trabajo de investigación fue realizado en la Carrera de Ingeniería Civil, desde el curso escolar 2003-
2004 hasta el curso 2010-2011.
Las continuas observaciones y entrevistas realizadas a sus estudiantes, los intercambios con profesores
de FG y especialistas de la Carrera de Ingeniería Civil (de la UCLV y de otros Centros de Educación
Superior de Cuba), y la amplia revisión bibliográfica efectuada sobre las dificultades que se presentan con
respecto a la problemática ya planteada con anterioridad en este informe, le permitieron tomar en
consideración para el diagnóstico de necesidades y potencialidades educativas del proceso de enseñanza-
aprendizaje, en la Carrera de Ingeniería Civil de la UCLV:
Los planes de estudio de la carrera, desde el A hasta el D.
Las variaciones introducidas por los planes de estudio de la carrera al Programa de la Disciplina Física
General.
El comportamiento de la matrícula inicial de la carrera, desde el curso escolar 2003 -2004 hasta la
actualidad.
La formación básica en FG con que arriban los estudiantes a la universidad.
La motivación de los estudiantes por el estudio de la FG.
El dominio que tiene el colectivo de carrera del objeto de estudio de la Disciplina Física General y su
vinculación horizontal y vertical.
40
La disponibilidad de textos o folletos actualizados sobre: las prácticas de laboratorio posibles de realizar
en cada uno de los laboratorios docentes del Departamento de Física, la estructura típica de los
informes técnicos, la Teoría de errores y el ajuste de curvas por el método de los mínimos cuadrados.
El acceso de los estudiantes, de primero y segundo año de la carrera, a la Internet.
La necesidad de realizar las prácticas de laboratorio de Física General.
La disponibilidad de instrumentos de medición y equipos de laboratorio para la realización de las
prácticas en el laboratorio de las tres asignaturas que componen la Disciplina Física General.
La utilización organizada de las PC en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la disciplina.
La utilización de las simulaciones de experiencias físicas.
2.2 Acerca de la metodología utilizada en esta investigación.
El enfoque cualitativo se refiere en su más amplio sentido a la investigación que produce datos
descriptivos: las propias palabras de las personas, habladas o escritas, y la conducta observable (Taylor y
Bogdan, 2003; Rodríguez et al., 2004).
Los diseños cualitativos son adecuados para los investigadores que se interesan por el estudio de los
significados de las acciones humanas desde la perspectiva de los propios agentes sociales, en ellos se
mantiene una continua interacción entre el investigador y el fenómeno objeto de estudio. De esta
interacción surgen las preguntas que orientan la indagación.
En la figura 2 se presenta una visión, de lo que esta investigación considera el proceso de investigación;
en concordancia con otros investigadores (Rodríguez et al., 2004).
El gráfico muestra el carácter continuo del proceso, con varias fases que no tienen un principio y final
claramente delimitados, sino que se superponen y mezclan unas con otras, pero siempre en un camino
hacia adelante, en el intento de responder a las cuestiones planteadas en la investigación.
La investigación cualitativa, por tanto, se considera como un proceso activo, sistemático y riguroso de
indagación dirigida, en el cual se toman decisiones sobre lo investigado. Es posible emplear determinados
41
métodos, técnicas e instrumentos propios del enfoque cuantitativo; siempre que respondan a intereses
específicos del investigador, se relacionen con el objeto de estudio y respondan al objetivo de la
investigación (Taylor y Bogdan, 2003; Martínez, 2006; Colectivo de autores, 2006).
El autor se adscribe al enfoque cualitativo para realizar la presente investigación dada la naturaleza del
objeto, las características del problema científico, la propia vivencia del autor y la continuidad de la
observación realizada por más de siete años; dentro de esta privilegia el método de investigación acción,
lo que le permite aplicar experiencias colaborativas que contribuyen a contrarrestar distancias, propician
integración entre los participantes, establecen una relación estrecha con el objeto; con la finalidad de
poder penetrar en su esencia, en tanto resulta necesario instituir las regularidades que posibilitan la
elaboración del modelo que se propone como objetivo general del trabajo.
La investigación se desarrolla siguiendo un proceso sistemático de aprendizaje (en espiral), donde los
sujetos (investigador, profesores de FG, estudiantes de la Carrera de Ingeniería Civil, profesores de otras
disciplinas, etc.) realizan análisis crítico de las situaciones en que están inmersos, teorizan acerca de las
prácticas y someten a prueba las acciones y teorías asumidas.
2.3 Métodos, técnicas e instrumentos empleados.
Métodos del nivel teórico.
Permiten explicar y predecir los fenómenos objetivos en virtud de que se apoyan en leyes y no en la
descripción de fenómenos aislados. Por tanto, constituyen el reflejo más profundo de los nexos objetivos
estables y a la vez, son formas que permiten deducir otras leyes. No contienen datos sobre los fenómenos
sensibles ni apelan a representaciones e imágenes, sino a conceptos abstractos. Por tanto, reflejan las
relaciones sujeto-objeto en el nivel abstracto del conocimiento. Ayudan a la interpretación de los datos
empíricos encontrados y a la sistematización y generalización de las informaciones obtenidas de fuentes
anteriores. En esta investigación se utiliza:
El análisis histórico-lógico: permite analizar el objeto de estudio en su trayectoria cambiante y reflejar
su naturaleza cualitativa, establecer las regularidades y leyes del PEA de la FG en la Carrera de
Ingeniería Civil.
El análisis-síntesis: para precisar las características individuales de los componentes y actores
(estudiantes, profesores y recursos) del PEA de la FG, analizar mentalmente la unión de estas partes
y determinar sus relaciones.
42
La inducción-deducción: posibilita analizar la influencia de elementos puntuales (equipos e
instrumentos de medición, simulaciones de experiencias físicas, manuales específicos para los
laboratorios docentes, etc.) sobre el objeto, y arribar a conclusiones que permitan establecer nuevas
metodologías, estrategias, etc. para su utilización.
La modelación: facilita el descubrimiento y estudio de nuevas relaciones y cualidades del objeto. Se
esquematiza la realidad del PEA de la FG, en las carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV,
reflejando sus componentes e interacciones mutuas, de modo que pueda compararse el modelo
diseñado con otros, y extrapolarse a otras disciplinas, carreras, etc.
Métodos y técnicas del nivel empírico.
Estos métodos y técnicas permiten la obtención de la información necesaria, directamente de la realidad.
Sirven para enriquecer las valoraciones teóricas y comprobar la veracidad o viabilidad del Modelo
propuesto para perfeccionar el PEA de la FG, en las carreras de Ciencias Técnicas.
En la figura 3 se identifican los métodos y las técnicas empleados en el diagnóstico de necesidades y
potencialidades del PEA de la FG, en la Carrera de Ingeniería Civil de la UCLV.
La observación.
Constituye el principal de los métodos cualitativos. En esta investigación se aplica la:
Observación científica no participativa.
El autor de esta investigación es profesor de FG y jefe del colectivo de esta disciplina en la Carrera de
Ingeniería Civil, por tanto, los escenarios ideales para la observación (no sistemática al principio de la
investigación y sistemática posteriormente) lo constituyen las propias actividades docentes, las consultas,
43
los laboratorios de computación, la biblioteca de la Facultad de Construcciones, las reuniones de brigada y
los colectivos de año.
Observación participante.
Por la trascendencia de la temática tratada, se escogen como escenarios para la observación participante
dos reuniones del colectivo de Carrera de Ingeniería Civil (julio de 2004 y enero de 2005), donde se hacen
análisis sobre el perfeccionamiento del Plan C. El objetivo fundamental es recoger criterios de los
profesores del colectivo sobre: la estructuración del Programa de la Disciplina FG, la utilidad de realizar las
prácticas de laboratorio (tanto reales como virtuales), la utilización de las simulaciones en las diferentes
formas de enseñanza típicas de la FG; así como, conocer la situación con la bibliografía existente (básica,
de consulta y específica para las prácticas de laboratorio).
Las preguntas generadoras de la observación participante (anexo 3) tienen como objetivo:
Recibir información de directivos de la Carrera de Ingeniería Civil, pertenecientes a la Facultad de
Construcciones de la UCLV (Jefe de departamento, Jefe de carrera, y coordinadores de primero,
segundo y tercer año) y de los profesores del Claustro, sobre la importancia que le conceden al estudio
de la FG.
Conocer la valoración que tienen sobre la motivación de los estudiantes por el estudio de la Disciplina
Física General.
Valorar la información que poseen sobre la articulación vertical y horizontal de los contenidos de la
Física General.
Apreciar la importancia que le conceden a que los estudiantes adquieran habilidades (lógicas y
manipulativas para el trabajo experimental) en los laboratorios de Física General.
Analizar las opiniones que tienen sobre la organización y el desarrollo de las prácticas de laboratorio de
Física General.
Conocer la situación que presenta la Facultad de Construcciones de la UCLV con respecto al
aseguramiento bibliográfico de la Física General (básico, de consulta y específico para las prácticas de
laboratorio.
Saber la valoración que tiene el colectivo de carrera sobre la importancia de la utilización de
simulaciones interactivas en las diferentes formas de enseñanza.
Entrevista semiestructurada.
La entrevista cualitativa que se realiza a graduados de la Carrera de Ingeniería Civil (anexo 4) y a
profesores de Física General en las diferentes carreras de Ciencias Técnicas (anexo 5) es una entrevista
44
semiestructurada, flexible y dinámica, basada en una conversación informal, donde las cuestiones a tratar
se abordan de una manera natural. Se seleccionaron 25 informantes claves de la UCLV, con la
composición siguiente: 10 profesores de Ingeniería Civil de la Facultad de Construcciones y 15 profesores
del Departamento de Física, que imparten la Disciplina Física General en las diferentes carreras de
Ciencias Técnicas, incluyendo la carrera objeto de estudio.
Estas entrevistas tienen como objetivo profundizar en:
Los contenidos de la Física General que más aplicación inmediata tienen en las disciplinas de
formación especializada y en el trabajo profesional de un ingeniero civil.
La motivación de los estudiantes por el estudio de la Física General.
La utilidad de realizar las prácticas de laboratorio de FG.
La utilización de las TIC en el PEA de la FG, en especial las simulaciones de experiencias físicas.
La satisfacción sobre la cantidad y calidad de la bibliografía, que sobre la FG, está disponible en la
Facultad de Construcciones de la UCLV.
Los principales problemas existentes en el PEA de la FG en la Carrera de Ingeniería Civil.
Los materiales didácticos requeridos para la autopreparación y posterior desarrollo de las prácticas de
laboratorio de las diferentes asignaturas que conforman la FG.
Las habilidades básicas en Computación que poseen los estudiantes de los primeros años de la
Carrera de Ingeniería Civil.
La disponibilidad de infraestructura de la Facultad de Construcciones para utilizar las TIC como apoyo
del proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General.
Cuestionario.
En esta investigación se aplican cuestionarios representativos a estudiantes y profesores de Física
General de la UCLV: 20 estudiantes; seleccionados mediante un muestreo aleatorio estratificado con
asignación proporcional, de una población integrada por los estudiantes de tercero a quinto año y los
recién graduados de la Carrera de Ingeniería Civil; y a 10 profesores del Departamento de Física, con más
de diez años de experiencia en la impartición de los contenidos de Física General en las carreras de
Ciencias Técnicas.
El cuestionario permite abordar los problemas desde una óptica exploratoria, se persigue sondear
opiniones y minimizar los efectos del entrevistador, preguntando las mismas preguntas y de la misma
forma a cada persona. La forma que adopta el cuestionario debe entenderse como concreción de los
45
supuestos, creencias o modelos de partida utilizados para explicar una determinada realidad (Rodríguez et
al., 2004).
Los cuestionarios (anexos 6 y 7), aplicados en el curso 2003-2004, tienen como objetivo confirmar
supuestos adquiridos en la práctica docente; consta de seis preguntas, las cuales responden al
escalonamiento de tipo Likert (Pérez, 1994).
Se pretende reforzar la información que se tiene sobre:
El aporte de la Enseñanza Media a la formación adquirida en Física General por los estudiantes que
ingresan en las carreras de Ciencias Técnicas, de la UCLV.
La formación en Física General que adquiere un graduado de una carrera de Ciencias Técnicas, de la
UCLV.
El aporte que representa, al conocimiento de la Física General, la realización de las prácticas de
laboratorio.
La importancia que se le atribuye a la realización de las prácticas de laboratorio de esta disciplina.
Análisis de documentos escritos.
Prácticamente todos los investigadores cualitativos analizan documentos escritos durante o al final de su
investigación de campo. En especial hacia el fin de la investigación, después de que el observador ha
establecido relaciones con las personas (Taylor y Bogdan, 2003).
Se revisaron los siguientes documentos: planes de estudio de la Carrera de Ingeniería Civil (desde el A
hasta el D), que contienen el Modelo del Profesional y los programas de las disciplinas; los controles de
matrícula, los libros de textos de las disciplinas que más se relacionan con la Física General; diferentes
artículos científicos, trabajos de investigación y planes de clases. Esto se hace con el objetivo de obtener
información sobre las necesidades y potencialidades que presentan los estudiantes para lograr resultados
satisfactorios en el aprendizaje de la FG, conocer la importancia que se le da a la utilización de las TIC en
la formación del ingeniero civil, percatarse de la utilidad que representa para los egresados adquirir
habilidades (lógicas y manipulativas para el trabajo experimental) en las diferentes asignaturas de la Física
General y reforzar los nexos interasignaturas.
Sesiones en profundidad.
Para su aplicación se utiliza la matriz FODA (Ponce, 2006), la cual propicia que cada individuo participante
escriba las fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas para el sistema o en relación con el asunto
que se trata. A partir de ahí se determina el problema estratégico general; es decir, el modo en que las
46
debilidades y amenazas impiden o dificultan el proceso, se busca entonces una solución estratégica a fin
de aprovechar las fortalezas y oportunidades, con vistas a mejorar su desarrollo.
En este trabajo, la técnica es utilizada para analizar los factores que pueden afectar el proceso de
enseñanza-aprendizaje de la Disciplina Física General. El conocimiento de las fortalezas y su impacto con
las oportunidades llevan a establecer, a nivel de año o de disciplina, cuáles son las posibilidades de
realizar la intervención educativa; en este caso, de llevar a cabo la elaboración de un modelo para el
perfeccionamiento del proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General con la utilización de las
TIC. Por otro lado, las debilidades y su impacto con las amenazas permiten dirigir las acciones hacia los
aspectos débiles, hacia la búsqueda de medidas que permitan superar esas dificultades.
Para la confección de la matriz FODA se seleccionan ocho profesores: dos especialistas de la Carrera de
Ingeniería Civil (jefe de carrera y coordinador del colectivo de segundo año), y seis vinculados con la
Disciplina Física General para las carreras de Ciencias Técnicas, con más de seis años de experiencia en
la enseñanza de esta disciplina.
La triangulación.
Permite recoger y analizar datos desde distintos ángulos a fin de contrastarlos, interpretarlos y evaluar la
credibilidad y neutralidad de la investigación (Cisterna, 2005; Rodríguez, 2005).
En cualquier caso, la triangulación aplicada en las Ciencias Sociales permite describir cómo la utilización
de distintos métodos y técnicas en una investigación permite al observador centrarse en las respuestas o
información buscada.
En este trabajo se utilizan:
Triangulación de datos: para comprobar si las informaciones aportadas por una fuente son confirmadas
por otra.
Triangulación de investigadores: para contrastar las opiniones entre investigadores, observadores y
actores, detectar las coincidencias y las divergencias entre las informaciones obtenidas.
Triangulación metodológica: se aplican diferentes métodos y técnicas a una misma muestra con el fin
de valorar los datos obtenidos. Una variante es la aplicación del mismo instrumento en distintas
ocasiones.
Se realiza un estudio de los resultados obtenidos en los cuestionarios aplicados a los estudiantes y
profesores de Física General, los que se contrastan con los resultados de las entrevistas, la observación,
la observación participante y de la sesión en profundidad. En las entrevistas y en la observación
participante se solicita a los especialistas que enuncien cuáles son los problemas que se presentan en el
47
PEA de la FG; en particular, cómo contribuyen las prácticas de laboratorio de esta disciplina a la formación
del ingeniero civil y, en general, en las carreras de Ciencias Técnicas. Los criterios obtenidos en las
entrevistas también son planteados en la sesión en profundidad.
Posteriormente, para determinar las regularidades, con las necesidades y potencialidades presentadas en
otros CES de Cuba, se consulta, mediante entrevistas semiestructuradas a especialistas de estos centros
y se somete a un análisis los resultados obtenidos en el diagnóstico.
Se selecciona un grupo de 20 especialistas con más de cinco años de experiencia docente o investigativa
en la FG; Facultad de Ingeniería Civil del Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría (ISPJAE),
Facultad de Construcciones de la Universidad de Oriente y del Instituto Superior de Ciencias y Tecnología
Nuclear. Se les ofrece un listado de los enunciados más coincidentes en cada una de los métodos
empleados en el diagnóstico, para que expresen sus opiniones al respecto y de esta forma conocer la
problemática general en el PEA de la Física General en otros CES del país.
Para la aplicación de las entrevistas estructuradas (cuestionarios), las entrevistas semiestructuradas, la
observación participante y las sesiones en profundidad se escogen a los informantes de forma intencional
y bajo los principios de selección siguientes:
Correspondencia con el objetivo del trabajo a realizar.
Número de especialistas que garanticen la idea de la valoración colectiva.
Imparcialidad y motivación de cada especialista.
Experiencia, nivel de conocimientos y grado de compromiso con el problema.
Métodos estadísticos.
Se emplea la estadística descriptiva para la organización de los datos recogidos en el cuestionario, el
cálculo de índices estadísticos para la muestra y la verificación de la hipótesis nula (Ho). También se utiliza
el análisis porcentual.
2.4 Análisis de los resultados obtenidos.
Observación no participante.
Con la información recogida, a través de las notas de campo y los registros (plasmados en las fichas de
campo) se reflexiona teóricamente sobre los principales aspectos observados y se llega a las siguientes
conclusiones:
Existen grandes dificultades con la bibliografía relacionada con las prácticas de laboratorio y con el
acceso a la información actualizada.
48
El equipamiento y los instrumentos de medición, existente en los laboratorios docentes del
Departamento de Física son muy antiguos, algunos están deteriorados, pero es posible realizar un
número aceptable de prácticas.
Los estudiantes no saben confeccionar informes técnicos, no dominan la Teoría de errores, ni el ajuste
de curvas por el método de los mínimos cuadrados.
Los estudiantes frecuentan los laboratorios de computación, están familiarizados con la utilización de
las PC, aunque no tienen acceso a la Internet.
Una gran cantidad de temas de la FG presentan conceptos, leyes, etc. que resultan un tanto abstractos
y la relación cognitiva-afectiva es poco favorable en los estudiantes, al no disponer de experiencias
demostrativas, ni simulaciones de esos conocimientos físicos en exposición.
Los estudiantes no reconocen la necesidad de profundizar en sus conocimientos de FG, no conocen
las particularidades de la Física como Ciencia Básica, ni las relaciones con las disciplinas
especializadas.
Respecto a la observación participante se puede afirmar que:
Los participantes poseen amplia experiencia sobre el trabajo metodológico y de dirección; ocupan las
responsabilidades de Jefe de Departamento, Jefe de Carrera, y Coordinadores de 1ro, 2do y 3er año.
Se reconoce la trascendencia que tienen los contenidos impartidos en la Disciplina Física General para
la formación básica del ingeniero civil; se resalta el análisis de los modelos fundamentales de la
Mecánica, Oscilaciones y Ondas Mecánicas, Física Molecular, Termodinámica y Conducción de la
Corriente Eléctrica como abstracciones del objeto físico, a partir del reconocimiento de las leyes y
principios fundamentales de estas teorías como reflejo de relaciones esenciales del mundo material;
interpretar los fenómenos físicos más representativos de carácter aplicado a los procesos de la
Ingeniería Civil y aplicar los conceptos y postulados fundamentales de la Mecánica (Estática) a la
determinación del equilibrio de los cuerpos y sistemas de cuerpos isostáticos sometidos a diferentes
acciones, evaluando las fuerzas interiores (solicitaciones) que pueden surgir en los elementos
estructurales ante la aplicación de tales acciones (cargas).
Se realiza un análisis muy positivo de la integración de la Física General con las disciplinas
integradoras de cada año y queda definido en el colectivo de carrera que se requiere de la aplicación
de conocimientos y habilidades de la Física General, para lograr un desarrollo completo en estas
disciplinas. Se proyecta la realización de trabajos de cursos integrados entre ambas disciplinas, donde
se apliquen los contenidos de Física para contribuir en la solución de un problema de la especialidad
49
acorde al nivel académico del estudiante; esta actividad será controlada por el Jefe del colectivo de
carrera.
El personal directivo considera que los estudiantes no están motivados por el estudio de la Física
General y tienen una preparación muy deficiente del nivel precedente.
El colectivo de carrera valora de gran importancia que los estudiantes desarrollen habilidades en el
empleo de las TIC. Además consideran insuficiente la preparación, orientación, ejecución y control en
la utilización de las PC en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General.
Existen dificultades con la realización de las prácticas de laboratorio porque hay limitaciones de
recursos materiales (instrumentos de medición y equipamientos), especialmente para montar
experiencias relacionadas con el perfil del especialista, donde se puedan aplicar los contenidos teóricos
de la Física General a la problemática del ingeniero civil.
En los planes de estudio de otras carreras de Ciencias Técnicas se han presentado las mismas
dificultades con respecto a la realización de las prácticas de laboratorio de FG.
En el ISPJAE se manifiestan estas situaciones de forma más marcada, porque el número de
estudiantes es mucho mayor que en la UCLV y además se estudia un mayor número de carreras que
incluyen la Disciplina Física General en su formación básica.
En la Facultad de Construcciones de la Universidad de Oriente y en el Instituto Superior de Ciencias y
Tecnología Nuclear de Ciudad Habana se presentan las mismas dificultades que se han detectado en
la UCLV.
Entrevistas semiestructuradas.
De los criterios emitidos se pueden hacer las valoraciones siguientes:
Existe una comprensión general de cuáles son los contenidos contemplados en los programas de las
disciplinas, de los ciclos de formación general o básica, comprendidas en el Plan de Estudio D, donde
es factible el uso de conceptos, ecuaciones, modelos o procedimientos físicos, tanto en la actividad
docente como en la laboral e investigativa.
Se destaca la utilización de los conocimientos de las ciencias básicas: Física, Química y Matemática,
aplicadas a la Ingeniería Civil para la solución de problemas profesionales más comunes y acordes con
los diferentes niveles de conocimientos establecidos en el Modelo del Profesional.
Se resalta la falta de motivación de los estudiantes, que consideran esta disciplina compleja, abstracta
y desvinculada de su futuro trabajo profesional.
50
Se conocen las múltiples aplicaciones de la Física, a través de la literatura especializada
(fundamentalmente mediante artículos científicos y trabajos de investigación); sin embargo, en pocas
ocasiones se llevan a la práctica en la actividad docente.
Se entiende que para los egresados de Ingeniería Civil, y en general para los especialistas que se
forman en las carreras de Ciencias Técnicas, son muy necesarias las habilidades (lógicas y
manipulativas para el trabajo experimental) que se adquieren en los laboratorios de Física General.
Los ingenieros civiles necesitan orientación de especialistas en Física para su trabajo investigativo
(técnicas de ensayos no destructivos, modelos sobre oscilaciones en estructuras mecánicas, modelos
de ondas sísmicas, instalaciones eléctricas en edificaciones, protección contra las radiaciones
ionizantes, etc.)
Se considera que las TIC tienen muchas potencialidades para el proceso de enseñanza-aprendizaje de
la Disciplina Física General, en la Carrera de Ingeniería Civil de la UCLV, pero que prácticamente no se
utilizan.
Se considera oportuno y pertinente, por la mayoría de los entrevistados, la posibilidad de realizar
algunas prácticas de laboratorio de forma virtual, apoyar las clases (conferencias, clases prácticas o
seminarios) y perfeccionar la orientación del trabajo independiente con la utilización de simulaciones de
experiencias físicas. Para lo cual es imprescindible un análisis detallado de cada una, de forma que se
le incluyan las orientaciones metodológicas pertinentes.
Se dispone de la mayoría de los textos básicos de las tres asignaturas que componen la disciplina,
pero hay grandes limitaciones con los textos o folletos específicos para el trabajo relacionado con las
prácticas de laboratorio.
Es generalizada la opinión sobre la necesidad de que la labor del profesor actualice los conocimientos
de la Física General que aparecen en los textos básicos y se vincule a las aplicaciones en el campo de
la Ingeniería Civil.
Los estudiantes de los dos primeros años no tienen acceso a la Internet.
La mayoría de los estudiantes de la Carrera de Ingeniería Civil dominan los aspectos básicos que les
permiten la utilización de las TIC.
Cuestionarios.
En las tablas 1 y 2, de los anexos 8 y 9 respectivamente se presentan globalmente los criterios emitidos
por los estudiantes de los últimos años de la Carrera de Ingeniería Civil o recién graduados de esta misma
51
carrera y por profesores de Física General en diferentes carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV,
respecto a:
¿Cómo evalúa la formación física que propicia la Enseñanza Media?
¿El nivel de los conocimientos en Física General en las carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV?
¿Si considera suficiente el tiempo dedicado a los contenidos de esta disciplina?
¿En qué medida la realización de prácticas de laboratorio contribuye a la formación en Física?
¿En qué medida la realización de prácticas de laboratorio de FG contribuye al desarrollo de habilidades
(lógicas y manipulativas para el trabajo experimental?
¿Si considera adecuado el tiempo dedicado a la realización de las prácticas de laboratorio?
Las respuestas de los encuestados a cada una de las preguntas formuladas en el cuestionario se
cuantifican:
Muy bien: 5 Bien: 4 Regular: 3 Mal: 2 Muy mal: 1
Para propiciar un análisis estadístico de estos resultados se aplica la siguiente función de carácter
empírico, que ha sido utilizada por otros investigadores en el procesamiento de los resultados (Ramírez,
2004).
6
1jiji UF
Las preguntas (j = 1,...,6) son evaluadas por cada uno de los encuestados (i =1…,30). La sumatoria de
estas valoraciones (Ui j), para un valor fijo de i, representa el grado de satisfacción de cada encuestado
respecto a la problemática general investigada.
Se considera que un informante ha dado respuesta positiva cuando la cantidad de ítems a las que otorgó
puntuación de 3, 4 ó 5 excede a las que evaluó de 1 ó 2. Mientras que, se considera que un informante ha
dado respuesta negativa cuando la cantidad de ítems a las que otorgó puntuación de 1 ó 2 excede a las
que evaluó de 3, 4 ó 5. En el caso de que ambas cantidades coincidan, no se toma en cuenta a ese
encuestado.
Por otra parte, se considera que la valoración de un encuestado es positiva cuando la suma de sus
puntuaciones otorgadas sea superior a 21 puntos, lo que representa un nivel de calidad superior al 70%.
En la tabla 3 del anexo 10 se muestran los resultados del cuestionario aplicado y el análisis valorativo por
preguntas.
52
La formulación formal de una hipótesis en el método científico se realiza definiendo la hipótesis nula (Ho) y
la hipótesis alternativa (H1). Generalmente Ho establece que no hay diferencias entre las valoraciones que
realizan los dos grupos encuestados (estudiantes y profesores de Física General).
En las condiciones particulares de esta investigación, la hipótesis nula puede ser comprobada
determinando el coeficiente Zo. Si su valor está comprendido en el intervalo -1,96 ≤ Zo ≤ 1,96, para un
valor del coeficiente de significación α = 0,05, no existen elementos suficientes para rechazar la hipótesis
nula.
Se emplea la expresión estadística siguiente:
n
nRZo
5,0
5,0
R+: cantidad de encuestados con respuestas positivas = 16
n: suma de encuestados con respuestas positivas o negativas = 25
Zo = 1,4
Lo que confirma la hipótesis nula: no se satisfacen las lógicas expectativas de los profesores y estudiantes
investigados; de lo cual se infiere que existen insuficiencias en el PEA de la FG en la Carrera de Ingeniería
Civil en lo particular y las carreras de Ciencias Técnicas en general.
Para evaluar cuáles son las insuficiencias, se hace un análisis valorativo por pregunta (tabla 4, anexo 11)
buscando los indicadores más bajos. La siguiente función expresa en %, las respuestas positivas a cada
pregunta, por lo que sirve para medir el grado de satisfacción (más de 70) o insatisfacción (menos de 70)
en cada ítem. En ella jV coincide con la cantidad de respuestas negativas en esa pregunta, mientras que
tV con el total de respuestas.
100.1
t
jj V
VC
Pueden apreciarse las mayores dificultades en los aspectos relacionados con la contribución de las
prácticas de laboratorio al desarrollo de habilidades (lógicas y manipulativas para el trabajo experimental)
(pregunta 5), la preparación que tienen los estudiantes en la Disciplina de Física General al llegar a la
UCLV (pregunta 1) y la contribución de las prácticas de laboratorio al conocimiento de los contenidos de la
Física General (pregunta 4).
53
Análisis de documentos escritos.
Se pudo constatar, al revisar el Plan de Estudio de la Carrera de Ingeniería Civil y los programas de las
diferentes disciplinas que conforman el currículo de esta especialidad, la forma en que tributa la Física
General al resto de las disciplinas; también se apreció la importancia que se concede a la utilización de las
TIC en el perfil del egresado; en particular, se imparte en el primer año la Disciplina Computación y TIC,
conformada por dos asignaturas (Computación I y Computación II).
En la revisión de documentos oficiales, tales como matrícula y actas de reuniones del colectivo de carrera,
se detecta que existe una elevada matrícula en la Carrera de Ingeniería Civil, que impide el trabajo
individualizado; al mismo tiempo que existen dos aulas especializadas en la Facultad de Construcciones
con los medios técnicos imprescindibles (PC conectada a la red universitaria, televisor, etc.), que permiten
la utilización de las simulaciones en las clases (conferencias, clases prácticas o seminarios), y carencia de
instrumentos de medición y equipos de laboratorio que limitan la realización de las prácticas de laboratorio.
Del análisis realizado de los programas de la Disciplina Física General correspondientes a cada Plan de
Estudio, se observa cómo la enseñanza de las asignaturas que la conforman se va acercando
paulatinamente al perfil del especialista y cómo se realiza la vinculación de los contenidos de cada una,
con otras asignaturas del año, con los planes directores de Inglés y de Computación.
Con la aplicación de los Planes A y B, todas las carreras de Ciencias Técnicas recibían la Disciplina de
Física General con un único programa. En el Plan C la enseñanza de la Física General se realiza por
grupos de especialidades afines; es decir, no se imparten los mismos contenidos de FG a todas las
carreras de Ciencias Técnicas, sino que se comienza a trabajar en la vinculación de la FG con las
diferentes carreras. Por otra parte, el ingreso de los estudiantes a estas especialidades aumenta y se
abren nuevas carreras que incluyen en su currículo la Disciplina de Física General.
Posteriormente, este Plan C se perfecciona, denominándolo Plan C', se disminuye el número de horas de
clases teóricas, incrementándose el tiempo para el trabajo independiente y se busca una mayor
vinculación de esta Ciencia Básica con el perfil del profesional. La Física III no tiene previsto examen final.
El número de prácticas de laboratorio se especificará en los programas analíticos que les corresponde
elaborar a los profesores principales de cada Centro de Educación Superior. El Plan D reduce ligeramente
el número de horas de cada asignatura, a impartir en los dos primeros años y prevé examen final en las
tres asignaturas que conforman la Disciplina Física General. En los anexos 12 y 13 se incluyen algunos
aspectos de interés de los Planes de estudio C' y D respectivamente.
54
Analizando comparativamente las modificaciones que introducen los programas C' y D en los programas
de las asignaturas que conforman la Disciplina Física General en la Carrera de Ingeniería Civil, se
destacan cambios en los años y semestres donde estas se imparten, también en la realización o no del
examen final; sin embargo no existen variaciones en los contenidos.
Sesiones en profundidad.
Se obtuvieron los siguientes resultados:
Debilidades:
Insuficiencias en la calidad de la preparación, orientación, ejecución, y evaluación de las prácticas de
laboratorio.
Carencia de una orientación hacia cómo poder utilizar, de forma planificada y sistemática, las TIC en
el PEA de la FG.
Poca motivación de los estudiantes hacia el estudio de la Física.
Insuficiente bibliografía de textos o folletos orientada a la autopreparación y el posterior desarrollo de
las prácticas de laboratorio.
Insuficiente labor docente encaminada a propiciar el uso de las simulaciones de experiencias físicas
como procedimiento metodológico.
Amenazas:
Bajo nivel de los conocimientos de FG que poseen los estudiantes al comenzar los estudios
universitarios.
Escaza disposición de simulaciones interactivas para apoyar las actividades docentes.
Limitación con los recursos necesarios para la realización de las prácticas en el laboratorio.
Limitaciones de los estudiantes de primer y segundo año para acceder a la bibliografía más
actualizada.
Fortalezas:
El profesor principal de la Disciplina FG tiene formación pedagógica y gran experiencia en la
docencia.
La Facultad de Construcciones posee dos aulas especializadas para la docencia.
Los profesores y los estudiantes poseen los conocimientos básicos necesarios para la utilización de
las TIC.
Oportunidades:
Se dispone de un aceptable equipamiento en computación.
55
Existen dos aulas especializadas para la docencia.
Está desarrollándose un proyecto MES para la creación de programas informáticos para la enseñanza
de la Física denominado “Instrumentación virtual y simulación complementaria de los laboratorios
docentes de Física”.
El autor de esta investigación es uno de los profesores que imparte las asignaturas de Física General
en la especialidad de Ingeniería Civil, es el jefe del Laboratorio de Mecánica, jefe del colectivo de esta
disciplina en Ingeniería Civil y uno de los investigadores destacados del Grupo de Enseñanza de la
Física.
Problema estratégico general.
Limitación con los recursos financieros y la bibliografía actualizada para la autopreparación y el posterior
desarrollo de las prácticas de laboratorio, insuficiente preparación y motivación de los estudiantes para el
estudio de la Física General, carencia de materiales didácticos y de una orientación metodológica que
propicie una acertada utilización de las TIC en el PEA de la FG.
Solución estratégica general.
Contribuir al perfeccionamiento del PEA de la FG aprovechando las oportunidades que ofrecen los
laboratorios de computación y las dos aulas especializadas existentes en la Facultad de Construcciones
de la UCLV, el proyecto de investigación “Instrumentación virtual y simulación complementaria de los
laboratorios docentes de Física” y los resultados científicos alcanzados por el Grupo de Enseñanza de la
Física (GEF).
La triangulación.
La información obtenida mediante la observación y la observación participante se contrasta con los
resultados de las entrevistas, los cuestionarios aplicados y con la sesión en profundidad. Posteriormente,
se determinan las regularidades, con las necesidades y potencialidades presentadas en otros CES de
Cuba, mediante entrevistas semiestructuradas aplicadas a especialistas de estos centros. Estableciéndose
que:
Existen serias dificultades con los conocimientos básicos de FG que poseen los estudiantes al iniciar
sus estudios superiores.
No se aprecia motivación en los estudiantes por el estudio de la Física General.
No existe una bibliografía básica actualizada específica para el trabajo en los diferentes laboratorios
docentes del Departamento de Física de la UCLV.
56
La Facultad de Construcciones de la UCLV tiene dos aulas con posibilidades de mostrar simulaciones
interactivas de experiencias físicas en las conferencias, las clases prácticas y los seminarios; pero solo
se dispone de una cantidad insignificante de estas y no están elaboradas las orientaciones
metodológicas requeridas para utilizarlas como procedimiento metodológico, tanto para la formación de
conceptos, como para la sistematización de conocimientos e instrumentaciones.
Los estudiantes de los dos primeros años de las carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV no tienen
posibilidades de acceder a bibliografía en formato electrónico actualizada (no tienen acceso a la
Internet y no está disponible en la Intranet).
2.5 Regularidades observadas mediante el diagnóstico.
El diagnóstico de necesidades y potencialidades educativas aplicado al PEA de la Física General, en la
Carrera de Ingeniería Civil de la UCLV permite afirmar que:
Existen limitaciones en los conocimientos básicos de Física General adquiridos por los estudiantes en
la Enseñanza Media.
No parece haber motivación en los estudiantes por el estudio de la Disciplina Física General.
Los estudiantes de los dos primeros años, de las carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV, no tienen
acceso a la Internet.
En la Intranet local de la UCLV no están disponible los recursos y materiales didácticos necesarios para
que los estudiantes, de las carreras de Ciencias Técnicas, puedan actualizar y profundizar sus
conocimientos de la Física General.
No está disponible una bibliografía básica actualizada que contenga la información necesaria para la
autopreparación, el desarrollo de las prácticas de laboratorio de forma real y la confección del informe
técnico.
Se considera que el sistema de conocimientos contemplados en los diferentes planes de estudio de la
Física General es el adecuado para la Carrera de Ingeniería Civil, pero estos deben vincularse más con
sus aplicaciones en el campo de la Ingeniería Civil.
Debe sistematizarse en la labor educativa con los estudiantes las potencialidades de la disciplina para
la formación de valores tales como la honestidad, la responsabilidad y la laboriosidad.
Se considera que el tiempo dedicado a la enseñanza de esta disciplina es el adecuado.
Se reconoce la necesidad de utilizar conceptos, leyes, modelos y procedimientos físicos en otras
disciplinas contempladas en el Plan de Estudio D, de las carreras de Ciencias Técnicas,
57
Las prácticas de laboratorio de FG son realizadas por equipos de trabajo de tres o cuatro estudiantes,
lo que dificulta el trabajo individual y conspira contra el trabajo colaborativo organizado.
Se entiende que para los egresados de Ingeniería Civil, y en general para los especialistas que se
forman en las carreras de Ciencias Técnicas, son muy necesarias las habilidades (lógicas y
manipulativas para el trabajo experimental) que se obtienen en los laboratorios de Física General.
Se considera que las TIC deben ser más utilizadas en el PEA de la Disciplina FG.
Se considera oportuno, por la mayoría de los entrevistados, la posibilidad de realizar algunas prácticas
de laboratorio de Física General de forma virtual, y la utilización de simulaciones interactivas en el
desarrollo de las conferencias, las clases prácticas y los seminarios.
2.5 Conclusiones del capítulo.
El diagnóstico de necesidades y potencialidades realizado es el punto de partida para establecer las bases
teóricas y metodológicas que permitan imprimir un enfoque sistémico al PEA de la FG, utilizando las TIC
en todas las formas de enseñanza; coordinar las relaciones interasignaturas que contribuyan a despertar
en el estudiante la motivación por el estudio de esta disciplina, analizar alternativas que posibiliten la
realización de prácticas de laboratorio de FG con una mayor independencia en el estudiante, que resulten
atractivas y útiles, que aporten a su formación integral como futuro profesional.
El autor de esta investigación pretende contribuir con el perfeccionamiento del proceso de enseñanza-
aprendizaje de la Física General, en las carreras de Ciencias Técnicas, para lo cual concibe un Modelo
Teórico-Metodológico, que tiene presente:
El Plan de Estudio D, Ingeniería Civil, modalidad presencial (2007).
Los Programas de la Disciplina Física General, incluidos en los Planes de Estudio D, de las carreras de
Ciencias Técnicas que se estudian en la UCLV.
Las serias dificultades con el aseguramiento bibliográfico de la FG (básico, de consulta y
fundamentalmente el específico para las prácticas de laboratorio).
El nivel de conocimientos de Física General que les proporciona la Enseñanza Media a los estudiantes
de las carreras de Ciencias Técnicas.
Las limitaciones con el acceso a la Internet que presentan los estudiantes de los primeros años de las
carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV.
La contribución que le aporta a la formación de cada estudiante de las carreras de Ciencias Técnicas,
el desarrollo de las prácticas de laboratorio de FG, combinando la modalidad real con la virtual.
58
El dominio que tienen los estudiantes en la utilización de las TIC, y la necesidad de que su trabajo con
las simulaciones interactivas devenga en procedimiento metodológico para la formación de conceptos y
para la sistematización de acciones.
La disyuntiva que se presenta entre, la carencia de simulaciones interactivas de experiencias físicas
disponibles en la Intranet de la UCLV y la posibilidad material de utilizarlas en las diferentes formas
organizativas, típicas de la FG, en las facultades de la UCLV donde se insertan las carreras de
Ciencias Técnicas.
La necesidad de orientar metodológicamente la función del profesor de FG, en las carreras de Ciencias
Técnicas, como director del PEA de la asignatura que imparte.
59
CAPÍTULO III: PROPUESTA DE MODELO TEÓRICO-METODOLÓGICO PARA EL
PERFECCIONAMIENTO DEL PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA FÍSICA GENERAL,
EN LAS CARRERAS DE CIENCIAS TÉCNICAS
3.1 Precisiones del Modelo.
En este capítulo se retoma el problema científico teniendo en cuenta los referentes teóricos analizados. Se
describe el modelo que se propone, se especifican las etapas transitadas en su elaboración y se indican
las transformaciones que de forma explícita o implícita ocurren en los componentes del proceso.
Finalmente, se muestra una representación gráfica de las orientaciones metodológicas para el empleo del
Modelo propuesto en el perfeccionamiento del PEA de la FG, en las carreras de Ciencias Técnicas; se
establece el requisito previo y las condiciones de aplicabilidad.
La palabra "Modelo" aparece como muestra o estereotipo de posible alternativa a la enseñanza-
aprendizaje, en la línea de cómo se usan los modelos en la ciencia; esto es, de la misma forma que se usa
el Modelo de Rutherford, o de Bohr para el átomo, o la Mecánica de Newton para la Física de nuestras
dimensiones o el de Mosaicos Fluidos para la membrana celular, o el del Big-Bang para el origen del
Universo, o el de la Teoría Heliocéntrica para el sistema planetario.
En el campo de la educación los modelos tienen amplias aplicaciones, entre las que se destacan: la
evaluación y reconstrucción de los modelos educativos, en la investigación educativa y en el propio
proceso de enseñanza-aprendizaje. Un Modelo permite construir, ilustrar y optimizar la actividad teórico-
práctica y valorativa del hombre. Es un recurso eficaz para predecir acontecimientos, para anticipar hechos
aún no observados.
Puede afirmarse que el modelo es una construcción teórico formal que fundamentada científicamente e
ideológicamente interpreta, diseña y ajusta la realidad pedagógica que responde a una necesidad histórica
concreta (Sierra, 2002).
El modelo que se propone es teórico, porque su núcleo articulador lo constituye el concepto de proceso de
enseñanza-aprendizaje desarrollador, de él se deriva la concepción e interacción mutua entre cada uno de
los componentes del PEA, y su enfoque sistémico mediado por las TIC.
El aspecto metodológico del modelo está implícito en las consideraciones y orientaciones de carácter
metodológico que, fundamentadas didácticamente, ofrece a los profesores para guiarlos en su papel de
dirigentes del PEA. Explícitamente se indica el requisito previo, las condiciones de aplicabilidad, el
60
procedimiento lógico para conducción del PEA y una orientación metodológica sobre la utilización del
modelo.
3.2 Fundamentos del Modelo que se propone.
El modelo teórico revela las funciones inherentes a todo modelo. En este sentido, la interpretación de la
realidad pedagógica, sus fundamentos teórico-metodológicos facilitan la explicación y representación de
los aspectos más significativos del objeto de forma simplificada, aquí se aprecian las funciones ilustrativa y
sustitutiva–heurística. Se impone hablar de:
Una concepción dialéctico-materialista de la didáctica. Los actos de interacción entre los estudiantes no
dependen solo de lo que ocurre en el "interior" de cada uno de ellos, sino de lo que se produce en la
propia interrelación entre sujetos. El PEA no puede realizarse solo teniendo en cuenta lo heredado por
el estudiante, sino también se debe considerar la interacción socio-cultural, lo que existe en la
sociedad, la socialización, la comunicación. La influencia del grupo, de los otros, es uno de los factores
determinantes en el desarrollo individual.
Un proceso de formación de la personalidad del individuo, que comprende los componentes cognitivo,
afectivo y volitivo, se desarrolla simultáneamente con su desempeño en la colectividad. La propuesta
se sustenta en el enfoque histórico cultural. La zona de desarrollo próximo tiene un valor más directo
para la dinámica de la evolución intelectual y para el éxito de la instrucción que el nivel actual de su
desarrollo. Un estudiante es capaz de realizar en colaboración mucho más que por sí mismo. Pero no
infinitamente más, sino dentro de unos límites, estrictamente determinados por el estado de su
desarrollo y de sus posibilidades intelectuales. La instrucción y el desarrollo en la escuela guardan la
misma relación que la zona de desarrollo próximo y el nivel de desarrollo actual. El aspecto formal de
cada una de las asignaturas de la escuela radica en la esfera en que se realiza y se cumple la
influencia de la instrucción en el desarrollo.
El supuesto sociológico de que la escuela como institución debe reproducir los valores de la sociedad.
El aprendizaje de conceptos, definiciones y procedimientos físicos tiene lugar a través de la actividad.
El modelo que se propone indica las etapas por las que debe transitar para que el trabajo con una
simulación devenga procedimiento metodológico, para la formación de conceptos o para la
sistematización de acciones. Al hacer uso de un Sitio Web para autopreparse teóricamente, apropiarse
de nuevos conocimientos, utilizar software sociales, desarrollar prácticas virtuales, etc. se presenta un
vínculo más directo con la actividad práctica, se logra una mejor vinculación entre lo afectivo y lo
61
cognitivo, lo que se traduce en una motivación más efectiva hacia el estudio de la disciplina. De esta
manera se contribuye a la unidad de la esfera afectivo-motivacional con la esfera cognitivo-instrumental
para formar la personalidad integral de los estudiantes. El modelo que se propone establece un
procedimiento lógico que guía la dirección del PEA de la FG, en las carreras de Ciencias Técnicas.
También incluye un esquema ilustrativo de su utilización.
El papel del profesor como director del proceso de enseñanza-aprendizaje. Se asume al estudiante
como centro de un proceso de enseñanza-aprendizaje desarrollador, donde pueden ser desarrolladas
al máximo sus potencialidades. La dirección de este proceso debe responder a teorías pedagógicas
con el concurso de otras ciencias, como la filosofía, la sociología y la psicología. Actualmente se
demanda la formación de un sujeto cada vez más activo y creador, con condiciones de contribuir al
desarrollo del entorno social y a su propia transformación, por tanto, se debe colocar en el centro de la
atención del proceso, al aprendizaje de los estudiantes.
La necesidad de comunicación debe ser concebida convenientemente en la actividad docente,
actuando con flexibilidad y evitando el formalismo en las clases, buscando el comprometimiento del
estudiante y su colaboración en las actividades, a partir de que sienta la motivación por hacerlo. Las
actividades compartidas, como por ejemplo los seminarios, clases prácticas, prácticas de laboratorio,
presentación y defensa de informes técnicos; en las que se brinden iguales oportunidades para que
todos expongan sus puntos de vista y sean escuchados con respeto, a partir de la cooperación entre
todos por alcanzar metas comunes, favorece el desarrollo de los niveles de conciencia, que los
conocimientos y habilidades adquieran un sentido personal.
El modelo asume el papel mediador de las TIC en el PEAD, por tanto, se evidencia su función traslativa
y transformadora. La utilización de las simulaciones interactivas en todas las formas organizativas, la
complementación entre los laboratorios reales y virtuales; el trabajo en equipos para la elaboración y
defensa de los informes técnicos de cada una de las prácticas realizadas y para el trabajo de
búsqueda, procesamiento y presentación de información actualizada en los seminarios conlleva un
PEAD que potencia el aprendizaje significativo, el desarrollo de la responsabilidad, la iniciativa, la
laboriosidad y la creatividad de los estudiantes. En la presente investigación se pretende:
Orientar el uso de las PC como: recurso didáctico, medio de información y comunicación,
herramienta de trabajo, y elemento innovador.
Establecer las diferentes etapas a transitar, para que el trabajo con una simulación devenga
procedimiento metodológico, para la formación de conceptos o para la sistematización de acciones.
62
Facilitar el trabajo de formación integral del estudiante, a partir de la necesidad de resolver tareas de
aprendizaje que exigen su autopreparación teórica, imaginación, perseverancia, socialización,
actualización y aplicación de los conocimientos.
Favorecer la creación de espacios y momentos de reflexión.
Facilitar la disponibilidad total, tanto de tiempo como de lugar, para desarrollar el proceso de
aprendizaje, pues los usuarios pueden acceder a la información y a materiales didácticos necesarios
para estudiar la disciplina (incluyendo las prácticas de laboratorio virtuales) fuera de los horarios de
clase y sin necesidad de la Intranet local.
Motivar el estudio de la Física General: publicar los mejores trabajos que reflejen el vínculo de
contenidos de esta disciplina con otras de ciclo de formación especializada, estimular la
participación de estudiantes en trabajos investigativos interdisciplinar y su presentación en los fórum
estudiantiles.
Esta investigación reconoce el significado que tienen los conocidos principios de la enseñanza, que
funcionan a manera de fundamentos teóricos, guías, postulados generales, normas para la enseñanza,
regularidades esenciales. Permiten orientar la actividad del profesor y los estudiantes en el PEA.
Uno de los rasgos que caracterizan a estos principios es su carácter sociohistórico concreto.
Consideraciones acerca de la necesaria elaboración de fundamentos teóricos que sustenten una dirección
del PEAD para la escuela cubana actual, enriquecen con su función orientadora la preparación teórico-
práctica de los profesores y crean condiciones como presupuestos de partida sobre los que deberá
transformarse el PEA (silvestre y Zilberstein, 2002; Rico y Santos, 2008).
Por ello, el modelo que se propone tiene un carácter histórico – social. Se ajusta a la realidad objetiva, al
erigirse sobre la base de la necesidad social actual de formar hombres capaces de asumir las nuevas
exigencias que impone el nivel de desarrollo alcanzado por las fuerzas productivas. Evidenciándose
también su carácter anticipador y pronosticador. El modelo que se propone, al surgir de la necesidad
objetiva de una época y de una sociedad, deviene alternativa de solución, del problema de la formación del
hombre y, por lo tanto, constituye la anticipación pronosticadora de una realidad futura, ideal.
En la elaboración del modelo se consideró:
Estructurar el PEA hacia la búsqueda activa del conocimiento por el estudiante, teniendo en cuenta las
acciones a realizar en los momentos de orientación, ejecución y control de la actividad y los medios de
enseñanza que favorezcan la actividad independiente y la búsqueda de información.
63
Concebir un sistema de actividades para la búsqueda y exploración del conocimiento por el estudiante,
desde posiciones reflexivas, que estimulen y propicien el desarrollo del pensamiento y la independencia
en el estudiante.
Orientar la motivación hacia el objeto de la actividad de estudio y mantener su constancia. Desarrollar
la necesidad de aprender y de entrenarse en cómo hacerlo.
Estimular la formación de conceptos, el desarrollo de los procesos lógicos del pensamiento y el alcance
del nivel teórico, en la medida en que se produce la apropiación de los conocimientos y se eleva la
capacidad de resolver problemas.
Desarrollar formas de actividad y de comunicación colectiva, que favorezcan el desarrollo intelectual,
logrando la adecuada interacción de lo individual con lo colectivo en el proceso de aprendizaje.
Atender las diferencias individuales en el desarrollo de los estudiantes, en el tránsito del nivel logrado
hacia el que se aspira.
Vincular el contenido de aprendizaje con la práctica social y estimular la valoración por el estudiante en
el plano educativo y los procesos de su formación integral.
El diseño del modelo permite tener un esbozo de una realidad pedagógica, que proyecta y delimita los
rasgos más importantes, se evidencia de esta forma las funciones aproximativa, y extrapolativa-
pronosticadora; y finalmente ajusta la realidad pedagógica lo que significa adaptarla, acomodarla,
conformarla para optimizar en la actividad práctica y de esta forma revelar la función transformadora y en
caso necesario, constructiva de los modelos.
Las categorías didácticas: objetivo, contenido, método y medio son personalizadas en una determinada
forma de organización del proceso. En la forma se estructuran y organizan las relaciones que se
establecen entre ellas; se desarrolla el método mediante el cual los estudiantes se apropian del contenido
y alcanzan el objetivo haciendo uso de la computadora como medio audiovisual en general y de un Sitio
Web en particular.
A continuación se describen, desde la perspectiva asumida por el autor de esta investigación, las
particularidades de los componentes del PEA. Estos componentes interactúan en sistema, en una
dinámica propia que se hace necesario comprender para poder orientar una dirección acertada del
proceso.
La Carrera de Ingeniería Civil asume el encargo social de preparar a un técnico con capacidad de
diseñar, proyectar, planificar, gestionar y administrar los proyectos de implementación de dichas
soluciones, y desarrollar, además, actividades como conservador de estructuras construidas o de
64
productor de construcciones a pie de obra; lo mismo en el campo de las edificaciones que de las vías
terrestres de comunicación, por tanto, la carrera se afana en formar un profesional con un amplio
conocimiento y posibilidades de aplicación de las Ciencias Básicas y de las Ciencias de la Ingeniería;
aptos para proponer soluciones racionales y creativas de ingeniería enfocados a las edificaciones, las
estructuras de todo tipo, las vías terrestres y con algunas incursiones en el campo de la hidráulica
(colectivo de autores, 2007).
El objetivo (¿para qué enseñar y para qué aprender?) expresa en esencia el ideal del hombre que la
sociedad en su momento histórico concreto solicita se forme en la universidad. Los objetivos se
encuentran plasmados en el Plan de Estudio (elaborado por la Comisión Nacional de Carrera. Esta
Comisión está integrada por un numeroso grupo de profesores de todos los Centros de Educación
Superior de Cuba en los que se estudia esta carrera. La UCLV está representada por el Dr. CT. Ing.
Pedro A. Orta Amaro), en los Programas de las diferentes disciplinas (de formación general, básica y
especializada), en sus asignaturas y sus unidades o temas. Los objetivos se deben enunciar en función
del estudiante, de lo que este debe ser capaz de lograr en términos de aprendizaje De ahí que el
profesor los tenga presente en la elaboración de sus planes de clase.
Un aspecto esencial de esta categoría dentro del PEA o de la clase, lo es el lugar que ella ocupa como
parte de la orientación de los estudiantes hacia los propios objetivos que han de alcanzar, de manera
que los hagan suyos. Influye en esto la manera en que se orienten dichos objetivos, su relación con la
motivación y la propia manera en que estos se hayan formulado, de modo que quede claro en los
estudiantes qué habrán de aprender en la clase, cómo habrán de aprender, para qué y por qué
aprender tales contenidos, y bajo qué condiciones. Puede relacionarse este momento de orientación
hacia los objetivos con situaciones problémicas vinculadas al contenido a aprender, concepción que
promueve influencias desarrolladoras en los estudiantes al movilizar sus fuerzas intelectuales hacia
niveles superiores, a la vez que influyen en la formación de cualidades positivas de la personalidad
como la perseverancia, la tenacidad, la responsabilidad, la colaboración o ayuda a los compañeros
entre otras.
Es por tanto imprescindible que el profesor comprenda el valor motivacional, cognoscitivo y regulador
que tiene la orientación hacia los objetivos y que de la calidad de este momento orientador de la clase
dependen decisivamente los resultados del aprendizaje.
El objetivo asumido conscientemente por el estudiante propicia su posición activa en el proceso, hace
que deje de ser objeto y se convierta en sujeto de su propio aprendizaje, orienta su accionar con
65
conocimiento de causa para interactuar con el medio y determinar hasta dónde ha llegado, qué le falta
y qué acciones debe emprender para alcanzar los resultados que espera él y su profesor.
Los objetivos se desdoblan en los contenidos de la enseñanza, los determinan.
El contenido (¿qué enseñar y aprender?) expresa lo que se debe apropiar el estudiante
(conocimientos, habilidades, desarrollo de la actividad creadora, normas de relación con el mundo y
valores que responden a un medio socio-histórico concreto. El contenido cumple funciones instructivas,
educativas y desarrolladoras; aunque también está delimitado en el Plan de Estudio es muy importante
que el profesor de FG profundice en los vínculos interasignaturas: de formación general, básica,
especializada y todas con la asignatura principal integradora (API) del semestre o año. Esta concepción
favorece los procesos de comprensión, de solidez de lo que se aprende, de generalización, evita la
atomización de los conocimientos y garantiza que se puedan integrar varias tareas en una. En síntesis,
mediante este enfoque es más factible trabajar por la formación integral de la personalidad de los
estudiantes y hay más condiciones para buscar efectos desarrolladores en el PEA de la FG.
También puede servir de eje integrador, en la búsqueda de estas interrelaciones, la elaboración de un
sistema de tareas de aprendizaje para los laboratorios (reales y virtuales) y los seminarios de cada una
de las asignaturas, donde los estudiantes indaguen, precisen, elaboren y expongan informes técnicos
(especificando las posibles aplicaciones, en el campo de estudio del ingeniero civil, del contenido físico
abordado). Los mejores trabajos deben presentarse en el Fórum Científico Estudiantil, y como estímulo,
publicarse en la Facultad de Construcciones.
Un enfoque desarrollador del contenido de enseñanza está íntimamente relacionado con la formación
de acciones valorativas dirigidas a enjuiciar el valor de lo que se estudia, el conocimiento pleno del
problema social que en su momento contribuirá a resolver, la utilidad que tiene el sentido para sí, el
para qué, así como lo que se hace en la actividad docente de cada asignatura, como momento esencial
en la formación del pensamiento crítico. Hay que enseñarles a pensar qué piensan y por qué acerca de
lo que estudian, para que logren formarse juicios valorativos, lo que ofrece mayores posibilidades al
estudiante de que interactúe con el objeto del conocimiento, al poder expresar no solo sus
pensamientos sino también sus sentimientos.
Para propiciar el necesario vínculo entre los procesos instructivo y educativo es necesario que el
contenido que se les presente a los estudiantes a través de las asignaturas sea sumamente
significativo para ellos. Esto puede lograrse formando una buena disposición de los estudiantes ante la
materia que han de enfrentar, despertar necesidad, intereses, motivos por aprender lo nuevo. La
66
apropiación de conocimientos hay que verla en interrelación muy estrecha con el desarrollo del
pensamiento, lo cual obliga a organizar la actividad de aprendizaje del contenido de manera que tenga
lugar un proceso mental activo. Esto fundamenta la realización de actividades de aprendizaje en la FG,
con un soporte gráfico y visual adecuado (simulaciones de experiencias físicas), que promuevan el
análisis cualitativo de los fenómenos objeto de estudio, que motiven y promuevan el aprendizaje
significativo.
El estudiante comienza a sentir placer por este tipo de actividad cuando reconoce que es capaz de
aprender lo nuevo que se le presenta porque el profesor ha tenido en cuenta sus conocimientos
previos, cuando se le ofrecen niveles de ayuda para superar las dificultades presentadas, cuando
soluciona las tareas formuladas y es capaz de proponer diferentes vías para su solución, y es elogiado
por el profesor y el grupo. Entonces muestra interés en descubrir aparentes enigmas, sintiendo orgullo
y satisfacción por sus propios rendimientos intelectuales.
La relación objetivo-contenido cumple una acción orientadora en la dirección de las actividades del
proceso de enseñanza-aprendizaje, precisan el carácter de las transformaciones que se han de operar
en la personalidad del estudiante.
La interacción del objetivo y el contenido precisa de los métodos del proceso pedagógico, sin los cuales
resulta imposible lograr las acciones de los sujetos para alcanzarlos.
El método (¿cómo enseñar y cómo aprender?) constituye el sistema de acciones que regula la
actividad del profesor y los estudiantes, en función del logro de los objetivos; es la manera de abordar
la realidad, de estudiar los fenómenos de la naturaleza y la sociedad y debe reflejar las leyes objetivas
de esa realidad.
Los métodos son herramientas indispensables en manos de los propios estudiantes, en vínculo
necesario y directo con la naturaleza que estudian, observando, analizando directamente objetos,
fenómenos o sus representaciones, realizando experimentos en los laboratorios docentes del
Departamento de Física, investigando, analizando los resultados obtenidos, confeccionando tablas y
gráficos representativos, elaborando conclusiones e informes técnicos; que luego defenderán ante su
profesor y el grupo de estudiantes.
Es necesario descubrir y utilizar la trama de intereses, gustos y sentimientos que el colectivo de
estudiantes posee, en fin, las regularidades esenciales de carácter social inherentes al grupo, que
posibiliten alcanzar los objetivos, desarrollar el método de enseñanza y asimilar el contenido. Dichas
regularidades sociales están presentes fundamentalmente en la esfera emocional. El método del
67
profesor radica en lograr que el estudiante, de manera consciente, se incorpore al PEA; el cual debe
reflejar la problemática social que traslada el profesor al grupo a manera de motivación, de necesidad.
Desde la perspectiva que se asume, se especifica que los métodos que estimulan la actividad
productiva (investigativo y problémico), ejecutados en pequeños equipos de trabajo, propician que los
estudiantes intervengan directamente en la elaboración del conocimiento y reflejen la naturaleza interna
del pensamiento, mediante las tareas cognitivas que ellos deben realizar en los seminarios y los
laboratorios (reales y virtuales); influyen poderosamente en que se alcancen niveles superiores de
desarrollo de la actividad intelectual, favorecen la implicación del estudiante en lo que analiza y
aprende, enriquecen la comunicación entre ellos, la participación activa, el estímulo hacia el
enjuiciamiento de lo aprendido, la independencia, el desarrollo de la autoestima, la seguridad en sus
ideas y actuación, la solidaridad, la importancia de la colaboración en la solución de las tareas, entre
otros aspectos valiosos en la formación de la personalidad.
El método, al determinar el modo de actuación del profesor y del estudiante, condicionado por el
objetivo, define el papel que juega cada uno ante los medios que se disponen, los que propiciarán de
forma más efectiva el movimiento del contenido hasta el objetivo.
El medio de enseñanza (¿con qué enseñar y aprender?) está constituido por objetos naturales o
conservados o sus representaciones, instrumento o equipo que apoya la actividad de profesor y el
estudiante en función del cumplimiento del objetivo. Está universalmente reconocido el aumento de la
retención de los conocimientos con el uso del medio de enseñanza, si se utiliza como parte de la
actividad de aprendizaje. Sin embargo, no puede pensarse que el solo hecho de seleccionar y utilizar
medios de enseñanza sofisticados, descuidando el resto de las categorías y los principios didácticos,
puede conducir a que se obtengan buenos resultados.
La introducción de la computadora como medio audiovisual, específicamente el apreciable número de
simulaciones interactivas, laboratorios virtuales y materiales didácticos incorporados en sitios Web,
genera cambios en la actividad y la comunicación, porque esta es mediada por la computadora, de
manera que el profesor viabiliza el proceso para que el estudiante, situado en el centro del PEA asuma
un rol más activo en su aprendizaje: estructurado, planificado y sistémicamente supervisado por el
profesor, que estimula la experimentación, la investigación, la socialización, la elaboración y defensa de
informes técnicos.
68
Los medios a emplear deben estar en correspondencia con el objetivo, pero que reflejen también los
contenidos de que el estudiante debe apropiarse. Ello incide en la selección de las simulaciones que se
utilizarán en las conferencias, las clases prácticas y los seminarios.
El método que se seleccione debe responder a las potencialidades que le brinda el medio informático
en general, adaptándose a las nuevas condiciones que le impone el mismo. Las prácticas reales se
desarrollan en los laboratorios docentes del Departamento de Física, pero los estudiantes deben
analizar prácticas virtuales y simulaciones de experiencias física que coincidan con el tema abordado
en la práctica.
En caso de carecer de los medios e instrumentos de medición necesarios para efectuar determinada
práctica real, esta puede ser sustituida por su versión virtual.
Para confeccionar el informe de cada práctica realizada, tabular la data experimental, calcular los
errores cometidos, trazar y ajustar curvas, etc. los estudiantes seleccionarán dentro de un Sitio Web los
materiales didácticos o software apropiados.
La forma (¿cómo organizar el enseñar y el aprender?) constituye el soporte en el cual se desarrolla el
proceso de enseñanza-aprendizaje, es la estructura externa del proceso, a partir de la ubicación de
este en el espacio y en el tiempo, en dependencia de los recursos de que se disponga.
La clase es la forma de organización fundamental. En las carreras de Ciencias Técnicas, el PEA de la
FG, se desarrolla en las dimensiones académica y grupal; específicamente en conferencias, clases
prácticas, prácticas de laboratorio (reales y virtuales) y seminarios.
Es imprescindible planificar tareas de aprendizaje: suficientes (que aseguren la ejercitación necesaria
para la formación del concepto, la ley, el principio, etc.; para la adquisición de la habilidad o para su
aplicación), variadas (donde se incluyan niveles de complejidad creciente que estimulen el esfuerzo
intelectual del estudiante, una mejor asimilación y la utilización del conocimiento donde se les ofrezca la
posibilidad de crear, de producir nuevas ideas) y diferenciadas (que permitan la atención de las
diferencias individuales de los estudiantes, desde sus potencialidades, dificultades, motivos e
intereses).
Aunque todas las clases requieren de la planificación de un sistema de tareas de aprendizaje, es en la
conferencia, donde el profesor aborda la presentación de nuevos contenidos, se requiere de una
exposición clara, precisa; apoyada en los medios de enseñanza disponibles, de los conceptos,
modelos, leyes, ecuaciones, procedimientos, etc. Durante o al final de la conferencia el profesor orienta
69
el trabajo independiente para las clases prácticas, los seminarios y las prácticas de laboratorio que se
correspondan con el tema desarrollado.
En la estructura de las demás formas de enseñanza (clases prácticas, seminarios y laboratorios) es
necesario que predomine la actividad independiente y la interacción de los estudiantes entre sí,
debiéndose agrupar (para los seminarios y los laboratorios) en equipos pequeños, en que las tareas
habrán de exigir niveles superiores en el desarrollo de la actividad cognoscitiva con vistas a aplicar el
sistema de conocimientos y habilidades, al desarrollo de la creatividad.
Dadas las limitaciones materiales existentes en los laboratorios de Física General respecto a
transparencias, diapositivas, videos, etc. y las dificultades para su proyección en las distintas facultades
de la UCLV, el modelo que se presenta en esta investigación prioriza el empleo de simulaciones de
experiencias físicas en las conferencias, las clases prácticas y los seminarios. Las ventajas de su
sistemática utilización están científicamente demostradas y fueron comentadas en el marco teórico de
esta investigación.
El resultado (¿en qué medida se cumplen los objetivos?) da la medida de que lo aprendido por el
estudiante se acerca al objetivo propuesto. En el transcurso del PEA se hace necesario ir
determinando, mediante el control, cómo se va ejecutando para optimizarlo. Para verificar el resultado
alcanzado se emplea la evaluación, que se realiza en la etapa final de un tema, asignatura, etc.
La evaluación permite valorar tanto al profesor como al estudiante, en qué medida el resultado
alcanzado se corresponde con los objetivos, métodos y medios empleados; cómo ha funcionado la
dinámica sistémica entre los diferentes componentes del proceso.
Un análisis comparativo entre los modelos pedagógicos revisados permite afirmar que los rasgos
generales: ilustración, objetividad, anticipación, pronóstico, transformación y carácter sistémico,
concretable, corroborable y extrapolable se convierten en particulares en el modelo que se propone en
esta investigación.
3.3 Etapas transitadas en la elaboración del modelo.
Para la elaboración del modelo que se propone en el presente trabajo, de acuerdo con las particularidades
de la investigación cualitativa, se transitó por diferentes etapas:
Determinación de las necesidades y potencialidades educativas del PEA de la FG, en la Carrera de
Ingeniería Civil de la UCLV.
Elaboración de una propuesta sustituta del objeto.
70
Establecimiento de los fundamentos teórico-metodológicos que sustentan el modelo.
Elaboración de un Sitio Web, interactivo y específico para la Disciplina FG a nivel universitario.
Implementación y evaluación de los resultados obtenidos con la aplicación del modelo.
Diseño de la nueva representación del objeto.
3.3.1 Sitio Web “Sistema Interactivo Didáctico para la Enseñanza de la Física”
El empleo del término sistema interactivo didáctico compromete con la necesidad de hacer un breve
acercamiento teórico al enfoque de sistema.
Ante todo, es importante analizar las definiciones de sistema (Microsoft Encarta 2007).
. Conjunto de reglas o principios sobre una materia racionalmente enlazados entre sí.
. Conjunto de cosas que relacionadas entre sí ordenadamente contribuyen a determinado objeto.
. Un todo integrado, aunque compuesto de estructuras diversas, interactuantes y especializadas.
Cualquier sistema tiene un número de objetivos, y los pesos asignados a cada uno de ellos pueden variar
ampliamente de un sistema a otro. Un sistema ejecuta una función imposible de realizar por una
cualquiera de las partes individuales. La complejidad de la combinación está implícita.
Considerando que se avenga a los intereses teórico-prácticos de esta investigación; entre estas y otras
definiciones, existe un rasgo esencial y común, “conjunto de elementos interactuantes” con lo que se está
de acuerdo, pero se agrega otro, y es el hecho de que refleje la necesidad de que el sistema realice una
“función predeterminada”.
Al abundar en este rasgo, Álvarez (1998) apunta que sistema es “…el conjunto de elementos cuyas
relaciones son de un orden tal que posibilitan manifestar determinadas cualidades, propiedades
totalizadoras que no se ofrecen mediante la mera suma de esos elementos. El sistema se garantiza como
consecuencia de los nexos y relaciones que se presentan entre sus elementos constituyentes, en el que
cada uno desempeña un papel (función) en correspondencia al "lugar" que ocupa en el todo.”
El autor de esta investigación pretende llamar la atención sobre la función que debe desempeñar el Sitio
Web como sistema.
Se reconoce a la tarea docente como la célula del proceso de enseñanza-aprendizaje, su integración
conforma las clases y los temas, estos las asignaturas y estas las disciplinas. Las tareas docentes tienen
tres funciones: instructiva, educativa y desarrolladora, se infiere entonces que, las prácticas de laboratorio
(reales y virtuales) también las tienen; pero la función derivada de la totalidad que ocupa la atención del
Sitio Web utilizado, está relacionada con el hecho de contribuir con el proceso de enseñanza-aprendizaje
71
de la Física General en la Carrera de Ingeniería Civil, con la formación integral de las nuevas generaciones
y esa es la función esencial que debe emanar de las invariantes a considerar, para la utilización del
sistema interactivo didáctico.
Marqués (1995) considera que un medio didáctico está constituido por una dimensión semántica (su
contenido), una dimensión estructural-sintáctica (su forma de organización y su sistema de símbolos) y
una dimensión pragmática que podría dar cabida a todo lo que se relaciona con su uso, función, propósitos
del medio, etc. Desde esta perspectiva un medio didáctico será adaptable al estudiante si le permite alterar
las tres dimensiones antes aludidas; de esta manera, se afirma que ese material es interactivo.
Estebanell (2000) define a la interactividad, como una característica intrínseca que presentan los
materiales multimedia (accesibles o no desde Internet) que incrementa, cualitativa y cuantitativamente, la
capacidad de los usuarios de intervenir en el desarrollo de las posibilidades que ofrecen los programas, de
manera que se pudiese mejorar sus posibilidades de trabajo y aprendizaje. Así, los niveles de
interactividad que puede presentar un medio están definidos por las posibilidades y grados de libertad del
usuario dentro del sistema, así como la capacidad de este sistema en relación al usuario. Si el estudiante
puede modificar el valor de las variables que intervienen en un determinado fenómeno físico, y puede ver
cómo el programa se ajusta a los nuevos valores asignados, visualizando el resultado mediante la
ejecución del proceso (simulación), el grado de interactividad será elevado.
Cuando un estudiante emplea un material interactivo, se establece una comunicación entre él y la PC.
Esta comunicación se favorecerá si el código simbólico, implícito en el material interactivo confeccionado
es comprendido con facilidad. Por otra parte, para que esta actuación (observable externamente) sea fruto
de una elaboración cognitiva consciente e intencional (interna) por parte del estudiante, el intercambio de
elementos perceptivos debe ser integrado de manera significativa a sus aprendizajes anteriores. Esto
condiciona la necesidad de que el material, además de interactivo, sea también didáctico.
La palabra didáctico se identifica como: perteneciente o relativo a la enseñanza; propio, adecuado para
enseñar o instruir; perteneciente o relativo a la Didáctica.
El material didáctico se refiere a aquellos medios y recursos que facilitan la enseñanza y el aprendizaje,
dentro de un contexto educativo, estimulando la función de los sentidos para acceder de manera fácil a la
adquisición de conceptos habilidades, actitudes o destrezas.
En el desarrollo de este capítulo el autor de esta investigación identifica y caracteriza los componentes del
SIDEF, demuestra su interacción mutua, su carácter didáctico y las relaciones que se propician entre
profesor-estudiante, estudiante-estudiante y estudiante-profesor-SIDEF.
72
En la figura 4 se nombran las principales Páginas Web que conforman el SIDEF.
Figura 4. Principales Páginas Web que conforman el SIDEF
La herramienta fundamental utilizada para la elaboración de este Sitio Web es el Microsoft Office
FrontPage 2003.
En el SIDEF se articulan sus tres Páginas Web principales (las dos dedicadas a las prácticas de
laboratorio y la correspondiente a las simulaciones de experiencias físicas) con el Sitio Web “Física en
Ingeniería Civil”, varios materiales didácticos (Modelo del informe, Teoría de errores, ajuste de curvas por
el método de los mínimos cuadrados y Conferencia introductoria de laboratorio) con otras Páginas Web
complementarias (breves orientaciones, libros de texto y enlaces recomendados).
Inicialmente se consultaron los textos y las orientaciones metodológicas, elaboradas por distintos
profesores del Departamento de Física de la UCLV, sobre la preparación previa y el posterior desarrollo de
las prácticas de laboratorio reales de FG. Se procedió después a diseñar una Página Web sobre las
prácticas de laboratorio factibles de realizar en cada uno de los laboratorios docentes.
A continuación se describen sus características principales:
Las prácticas de laboratorio se agrupan en 3 temas: Mecánica, Electromagnetismo y Óptica.
Contiene un hipervínculo a:
Breves orientaciones. Especifica la intención pedagógica de esta página, sus componentes y
características principales.
Relación de prácticas. Una rápida localización y acceso a las informaciones sobre cada una de las
prácticas de laboratorio reales posibles de realizar.
SIDEF (Sistema Interactivo Didáctico para la Enseñanza de la Física). Constituye la propuesta de la
investigación.
73
Realizando doble clic sobre uno de los temas, se nombran cada una de las prácticas que contempla
este Sitio; también contiene un rápido acceso a un libro de Mecánica (confeccionado por un miembro
del Departamento de Física) y al SIDEF. Sobre cada una de las prácticas incluidas en esta Página
Web se informa:
Objetivos. Los que se pretende que los estudiantes cumplan al concluir el desarrollo de esta
actividad docente. En particular, en las situaciones educativas que ocurren dentro de las
instituciones escolares, los objetivos o intenciones deben planificarse, concretizarse y aclararse
con un máximo de rigor, dado que suponen el punto de partida y el de llegada de toda la
experiencia educativa y además, desempeñan un importante papel orientador y estructurante de
todo el proceso. Partiendo del reconocimiento de que en los programas escolares los objetivos
deben tener un cierto nivel de concretización apropiado (grado de especificidad en su formulación)
y con la aceptación también de la función relevante que desempeñan en las actividades de
planificación, organización y evaluación en la actividad docente, la investigación concuerda con la
necesidad de formularlos de modo tal que estén orientados hacia los estudiantes (Cano y Justicia,
1993; Ontoria, 2000). Los objetivos no tendrían sentido si no fueran comprensibles para los
estudiantes o si estos no se sintieran aludidos de algún modo en su enunciación. Por tanto, es
pertinente puntualizar que deben ser elaborados en forma directa, clara y entendible (utilizando
una adecuada redacción y vocabulario apropiados para el estudiante), de igual manera es
necesario dejar en claro en su enunciación las actividades, contenidos o resultados esperados que
se desean promover en la situación pedagógica.
Fundamentos teóricos. Descripción y fundamentación física (leyes, ecuaciones, esquemas, etc.)
de la práctica de laboratorio. Se incluyen accesos a simulaciones del experimento o situaciones
físicas relacionadas con el fenómeno a estudiar en el laboratorio. El estudiante también puede
profundizar en la temática abordada accediendo a varios libros electrónicos recomendados como
enlaces y elaborados por diferentes autores.
Preguntas. Relacionadas con la situación física descrita en los fundamentos teóricos, con la
intención de estimular su estudio, mantener su atención, practicar y autoevaluar su preparación
previa al desarrollo del laboratorio.
Materiales. Los que encontrará cada estudiante en su puesto de trabajo y con los cuales
desarrollará la práctica. Incluye dispositivos, componentes y equipos de medición.
74
Técnica operatoria. Orientación sobre las tareas que debe desarrollar cada estudiante, en su
puesto de trabajo en el laboratorio, para cumplimentar los objetivos trazados, con independencia y
creatividad; siempre en interacción con el profesor, su compañero de equipo y la atención del
técnico del laboratorio. Incluye además las indicaciones para la confección del informe.
Siempre que el SIDEF cuente con la versión virtual de la práctica real, se recomienda realizarla
antes de asistir al laboratorio. También es válido y ventajoso acudir a ella luego de realizadas las
mediciones y antes de confeccionar el informe.
Bibliografía. Indicaciones de textos impresos, existentes en las bibliotecas de la UCLV, para
profundizar en temas afines al abordado en la práctica realizada.
En el anexo 14 se presentan tres capturas de imagen sobre la presentación: del Sitio Web “prácticas de
laboratorio reales”, de la Página Web “prácticas de laboratorio de Mecánica” y de la Página Web “Choque
entre esferas de masas diferentes”.
Está previsto dentro de las orientaciones metodológicas de la Física, que al finalizar las mediciones de
cada práctica de laboratorio los estudiantes confeccionen un informe. Cada equipo enviará vía e-mail y
defenderá este informe ante los demás compañeros de aula y su profesor de laboratorio, en una sesión
prefijada en el calendario docente de cada Facultad, auxiliándose de una presentación en PowerPoint.
Dentro de la investigación se consideró apropiado crear un material didáctico que ejemplifique las
características y estructura, basada en normas cubanas, de este informe, denominarle Modelo del informe
(anexo 15); incluirlo en el Sitio Web y sugerirlo mediante un hipervínculo, en la técnica operatoria de cada
práctica de laboratorio.
El informe también debe contemplar la aplicación de la Teoría de errores a las mediciones realizadas,
expresando los resultados por intervalos de confianza y ajustando las curvas por el método de los mínimos
cuadrados; tal como lo establecen las orientaciones metodológicas contempladas en el Programa de esta
disciplina.
El autor de esta investigación confeccionó e incluyó en el Sitio Web un material didáctico denominado
Teoría de errores (anexo 16). En las orientaciones para el informe de cada práctica de laboratorio se
facilita su acceso mediante un hipervínculo.
Se muestran, en el anexo 17, las capturas de imagen de las Páginas Web principales de los materiales
anteriormente comentados (Modelo del informe y Teoría de errores).
Posteriormente se decidió confeccionar una Página Web, incluyendo en ella la gran mayoría de los Applets
contemplados en la plataforma mencionada en el epígrafe 1.3.2 de este informe y una gran cantidad de
75
Applets bajados de la Internet. Se describen a continuación las características de esta Página Web que
permite realizar una gran cantidad de prácticas de laboratorio de forma virtual, sin necesidad de Internet y
con tareas que favorecen el aprendizaje y la formación integral de los estudiantes.
Las prácticas de laboratorio virtuales se agrupan por temas físicos más específicos que el utilizado para
clasificar las prácticas reales. En cada uno de los temas se identifican las prácticas virtuales que
contempla esta Página Web. En el anexo 18 se muestran 4 capturas de imagen sobre la presentación de:
el Sitio Web “Prácticas Virtuales”, la Página Web “Prácticas virtuales de Ondas Mecánicas”, la Página Web
sobre una práctica virtual “Proyectiles” y un Applet que ayuda a visualizar las características del
movimiento de proyectiles.
Sobre cada una de las prácticas virtuales que contempla esta Página Web se indica:
Fundamentos teóricos. Ya especificado en el epígrafe anterior.
Orientaciones. Se dividen en tres aspectos: descripción (particularidades del Applet que va a utilizar),
montaje experimental (el Applet), y tareas (actividades que de forma activa, consciente y cooperada
deben realizar los estudiantes).
Para facilitar la interactividad, al finalizar la orientación de estas tareas se incluye un hipervínculo al
Modelo del informe y otro a la Teoría de errores).
Posteriormente se concibió y diseño el sistema integrador, al cual se le denominó Sistema Interactivo
Didáctico para la Enseñanza de la Física (SIDEF), que agrupa a las Páginas Web y materiales didácticos
anteriormente descritos, a otras Páginas Web relacionadas con el problema científico abordado en esta
investigación; recomienda enlaces a otros sitios de interés para la enseñanza y el aprendizaje de la
Disciplina Física General e introduce una ayuda pedagógica a la hora de escoger las prácticas virtuales
que cada profesor orientará a sus estudiantes, pues se relacionan clasificadas según los objetivos que se
puedan lograr con ellas:
* Realizar mediciones y confeccionar el informe.
** Realizar mediciones. Construir, interpretar y ajustar gráficos. Confeccionar el informe.
*** Realizar mediciones. Construir, interpretar y ajustar gráficos. Aplicar la Teoría de errores en el
procesamiento de las mediciones. Confeccionar el informe.
La Página Web principal del SIDEF contiene en su marcador o frame izquierdo un hipervínculo a:
orientaciones, prácticas virtuales de, simulaciones, Teoría de errores, Modelo del informe, prácticas
reales, conferencia introductoria de laboratorio, ajuste lineal, libros de Física y enlaces
76
recomendados. Se describen las características de los señalados en negritas, pues los restantes ya
fueron abordaron anteriormente.
La figura 5 muestra una captura de imagen de la Página Web principal del SIDEF.
Orientaciones. Página Web que especifica las intenciones pedagógicas del SIDEF. Menciona y
mediante un hipervínculo brinda un rápido acceso a los componentes de este Sitio Web.
Prácticas virtuales de: Es una Página Web, específica para las prácticas virtuales En ella se
presentan los temas de la Física General (Mecánica, Oscilaciones, Ondas, Gases, Electromagnetismo.
Óptica y Física Moderna). Dentro de cada tema se especifican los nombres de las prácticas virtuales,
que sobre ese tema, contempla el SIDEF. Sobre cada práctica virtual se indica:
Autor. El que concibió cada una de las tareas a desarrollar por los estudiantes.
Resumen. Características fundamentales de la práctica.
Fundamentos teóricos. Descripción y fundamentación física (leyes, ecuaciones, esquemas, etc.) de
la práctica a realizar.
Orientaciones. Indicaciones que se les brindan a los estudiantes para que puedan, de forma
independiente y cooperada desarrollar la práctica de laboratorio y confeccionar el informe. Se
subdivides en tres: Descripción (indica las particularidades del Applet que se utilizará), montaje
experimental (el Applelt) y tareas (las que deben desarrollar los estudiantes).
Figura 5. Página Web principal del SIDEF
77
Simulaciones. Página Web dedicada a los pequeños programas que simulan situaciones físicas
reales. Estas simulaciones generalmente no permiten realizar mediciones, sin embargo, constituyen
para los profesores medios auxiliares para el tratamiento de la materia y para el logro de los objetivos
educativos e instructivos. Para los estudiantes son medios de observación y trabajo para la adquisición
de conocimientos y capacidades, los conducen a la captación de ideas, los ayudan a observar con
precisión, a formular preguntas y los estimulan a experimentar y a investigar. Por tanto, las
simulaciones son muy útiles para las conferencias, clases prácticas y seminarios; pero siempre
teniendo presente el principio de la asequibilidad, para no exigir a los estudiantes por encima o por
debajo de sus capacidades de rendimiento.
Actualmente en el SIDEF se cuenta con 200 simulaciones, organizadas por temas de la FG (Mecánica,
Oscilaciones Mecánicas, Ondas Mecánicas, Termodinámica, Electromagnetismo, Óptica y Física
Moderna).
En consonancia con Arias (2003), para que el proceso de simulación devenga procedimiento
metodológico para la formación de conceptos, esta investigación orienta que el mismo se desarrolle
a través de las siguientes etapas:
Presentación de la simulación. Se selecciona dentro de las 200 simulaciones incluidas en el
SIDEF, la que se corresponda con la temática o tarea orientada, con lo cual el estudiante se ubica
en la parte de la realidad que se estudiará.
Emisión de hipótesis por parte de los estudiantes. En esta etapa se promueve la emisión de
hipótesis por parte de los estudiantes acerca del comportamiento de la realidad simulada, ante las
condiciones determinadas y los parámetros prefijados, a través del diseño de tareas con estos fines;
de modo que el poder predictivo de los mismos se toma como indicador de sus conocimientos e
instrumentaciones.
Determinación de las acciones óptimas. En esta etapa se determinan las acciones que se
consideran optimizan la interacción de los estudiantes con la realidad que se modela. Para ello, se
recomienda tomar como referentes los invariantes estructurales de actuación de los físicos en los
laboratorios de investigación.
Constatación de la efectividad del proceso de simulación. Ello puede realizarse por medio de
tareas que permitan aplicar, a nuevas situaciones, los conocimientos e instrumentaciones
construidos durante el proceso de simulación. Ello incluye el trabajo con simulaciones similares,
pero de mayor complejidad, o la elaboración de otra, utilizando algún lenguaje de programación.
78
Para ser usado como procedimiento metodológico para la sistematización de acciones, o sea,
básicamente como entrenador, se recomienda que el proceso con la simulación cuente con las
siguientes etapas:
Presentación de la simulación. Se selecciona dentro de las 200 simulaciones incluidas en el
SIDEF, la que se corresponda con la temática o tarea orientada, con lo cual el estudiante se ubica
en la parte de la realidad que está ejercitando. A diferencia de su empleo para la formación de
conceptos, en este caso los estudiantes ya han comenzado a conocer esta realidad, poseen los
conocimientos básicos para interactuar con ella, y de lo que se trata, es de llevar las acciones
propias de la solución de problemas de Física General, hasta el nivel de habilidad.
Emisión de hipótesis por parte de los estudiantes. Con el sistema de conocimientos que poseen
los estudiantes sobre esta parte de la realidad, estos pueden pronosticar el comportamiento del
circuito, dispositivo, proceso o fenómeno simulado; y en particular, la influencia de los parámetros
fundamentales en el comportamiento del mismo.
Determinación de las acciones a sistematizar. Una vez precisados los parámetros fundamentales
que determinan el comportamiento del circuito, dispositivo, proceso o fenómeno que se modela, es
posible determinar el sistema de acciones a desarrollar para interactuar con el mismo. La simulación
dará la posibilidad, como ningún otro procedimiento, de sistematizar este sistema de acciones,
hasta que estas alcancen el nivel de habilidad.
Desarrollo de la práctica real. En esta etapa se procederá a realizar la práctica real que se
corresponda con la situación simulada, donde se constate experimentalmente, el comportamiento
del circuito, dispositivo, proceso o fenómeno que se modeló; ahora en la práctica. Aunque la
planificación de la interacción con la realidad supone la inclusión de nuevas acciones, serán de
mucha utilidad las sistematizadas durante la simulación. Este será el mejor modo de transferir a la
realidad, en el contexto pedagógico, lo aprendido durante la simulación.
Conferencia introductoria de laboratorio. Es un material didáctico con el cual se pretende orientar
metodológicamente a los profesores a la hora de planificar e impartir la primera actividad docente
dirigida a las prácticas de laboratorio, de cada una de las asignaturas que conforman la Disciplina
Física General.
Ajuste lineal. Material didáctico, donde se fundamenta teóricamente el método de los mínimos
cuadrados, y se brinda un Applet para ajustar y evaluar dependencias lineales entre dos magnitudes
(rectas).
79
Textos de Física. Contiene una colección de 9 libros electrónicos de Física, dos en idioma Inglés.
Enlaces recomendados. Con el objetivo de ampliar las posibilidades de utilización del SIDEF, dentro
del proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General, se analizaron una gran cantidad de Sitios
Web, específicos para la Disciplina Física. Entre ellos se seleccionaron 4 Sitios Web nacionales y 7
Sitios Web internacionales de reconocido prestigio.
A continuación se identifican e indican sus direcciones de acceso.
Sitios nacionales.
Departamento de Física. Correspondiente a la UCLV. Contiene la información de cada uno de los
colectivos interdisciplinarios que desarrollan las actividades de pregrado en esta universidad, los
distintos grupos de investigación de este Departamento, los postgrados y diplomados que se ofrecen,
el SIDEF, el currículo de cada uno de los profesores y varios enlaces relacionados con la FG.
http://dvf.mfc.uclv.edu.cu/default.htm
SEFISAC. Sistema de Enseñanza de la Física Asistido por Computadora. El autor de esta
investigación en uno de sus coordinadores. Incluye una gran cantidad de información (11 libros
electrónicos, varios software con sus tutoriales, consulta de los estudiantes con sus profesores
enlaces a sitios de reconocido prestigio internacional, etc.).
http://dvf.mfc.uclv.edu.cu/SEFISAC/SEFISAC.htm
Ispjae. Contiene las prácticas virtuales diseñadas por un colectivo de profesores del Instituto Superior
Politécnico José Antonio Echeverría de Ciudad de La Habana, que pertenecen al Proyecto del MES
“Instrumentación virtual y simulación complementaria de los laboratorios docentes de Física”.
http://dvf.mfc.uclv.edu.cu/Laboratorio%20Virtual/Ispjae/index.html
Física en Ing. Civil. Diseñado por el autor de esta investigación, específico para la FG en la Carrera
de Ingeniería Civil, Facultad de Construcciones, de la UCLV. Contiene la información específica de la
Carrera, la Disciplina FG y de cada una de sus 3 asignaturas (Plan de Estudio D Carrera de
Ingeniería Civil, Programa de la FG, programas analíticos y planificación docente de las asignaturas);
incluye enlaces con el SIDEF como un todo y con cada una de sus Páginas Web, presentaciones en
PowerPoint sobre distintos temas y trabajos que evidencian la vinculación de la Física General con
otras asignaturas, fundamentalmente del ciclo de formación especializada en el campo de la
Ingeniería Civil.
http://dvf.mfc.uclv.edu.cu/1- pregrado/Colectivos%20InterDisciplinarios/Ing.%20Civil/index.htm
80
Sitios internacionales
Recursos de Física. Sus autores afirman que en este Sitio Web se encuentran los recursos en línea
de mayor importancia para la Disciplina Física: datos de físicos famosos, un convertidor de unidades,
tablas de constantes físicas, laboratorios virtuales, simulaciones de experimentos, etc.
http://rsta.pucmm.edu.do/ciencias/fisica/Recursos/body_recursos.html
Física con Ordenador. Proporciona un curso interactivo de Física en Internet. Desarrolla cada uno
de los contenidos de la Física General con rigor, proporciona una gran cantidad de simulaciones y
prácticas virtuales. Constituye la fuente fundamental de los Applets que se utilizan en el SIDEF y en el
Sitio Web del Ispjae; en ambos casos con la autorización de su autor.
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm
Ciencianet. Se recomienda entrar a estas páginas si quieres sorprenderte, divertirte, y encontrar
información sobre aspectos curiosos y extraños de la Ciencia en general y de la Física en lo
particular. http://ciencianet.com/index.html
Física (UH). Biblioteca virtual de la Facultad de Física de la Universidad de la Habana. Contiene gran
cantidad de simulaciones, prácticas virtuales, presentaciones en PowerPoint de temas específicos de
la Física, etc. http://www.fisica.uh.cu/bibvirtual/index.htm
Física 2000. Se apoya intensamente en el uso de Applets interactivos. Su objetivo principal es hacer
la Física más accesible a estudiantes y personas de todas las edades y contrarrestar cualquier
imagen negativa que pueda existir al respecto. http://www.maloka.org/f2000/
Walter Fend. Sugiere una gran cantidad de recursos para el aprendizaje de la Física, tales como:
simulaciones, prácticas virtuales, desarrollos teóricos, problemas, etc. De este Sitio Web también se
utilizan en el SIDEF varias simulaciones de experimentos Físicos (con la debida autorización).
http://edu.aytolacoruna.es/aula/fisica/applets/Fendt/physesp/physesp.htm
Física Recreativa. En este Sitio Web se presenta un conjunto de proyectos experimentales que
pretenden estimular la curiosidad y la creatividad de los estudiantes y profesores de Física.
http://www.fisicarecreativa.com/index.htm
La investigación ha descrito las características de un Sitio Web, al que ha denominado Sistema Interactivo
Didáctico para la Enseñanza de la Física (SIDEF). Su objeto de estudio ha sido el proceso de enseñanza-
aprendizaje de la Física General, en la Carrera de Ingeniería Civil de la Facultad de Construcciones de la
UCLV y enmarcado en las leyes de la Didáctica propone la utilización de este medio audiovisual que:
81
Considera la dirección científica por parte del profesor de la actividad cognoscitiva, práctica y valorativa
de los estudiantes, teniendo en cuenta el nivel de desarrollo alcanzado por estos, su actividad, su
esfuerzo en la búsqueda del conocimiento próximo y sus potencialidades para lograrlo.
Promueve el protagonismo del estudiante en los distintos momentos de la actividad de aprendizaje.
Asume que mediante procesos de socialización y comunicación se propicia la independencia
cognoscitiva y la apropiación del contenido de enseñanza (conocimientos, habilidades, valores, etc.).
Contribuye a formar un pensamiento reflexivo y creativo, que permita al estudiante llegar a “la esencia”,
establecer nexos y relaciones y aplicar el contenido a la práctica social.
Propicia la valoración personal de lo que se estudia de modo que el contenido adquiera sentido para el
estudiante y este interiorice su significado.
Estimula el desarrollo de estrategias que permitan regular modos de pensar y actuar, que contribuyan a
la formación de acciones de orientación, planificación, valoración y control.
En la figura 6 se representa esquemáticamente al SIDEF.
Figura 6. Representación del SIDEF
Prácticas virtuales
Prácticas reales
Simulaciones
Modelo del Informe
Teoría de errores
Ajuste lineal
Conferencia introductoria de laboratorio
Libros de Físicageneral
82
A modo de resumen, se afirma que en el ámbito educacional se ha ganado conciencia de que el empleo
del SIDEF contribuye a imponer marcadas transformaciones en la configuración del proceso pedagógico,
con cambios en los roles que han venido desempeñando estudiantes y profesores de FG de la UCLV.
Nuevas tareas y responsabilidades asumen estos, entre otras, los primeros deben estar más preparados
para la toma de decisiones y la regulación de su aprendizaje, sobre todo en el desarrollo de las prácticas
de laboratorio de las distintas asignaturas que conforman la Disciplina Física General y los segundos para
diseñar nuevos materiales didácticos y servir de director de los estudiantes al pasarse de un modelo
unidireccional de formación donde él es el portador fundamental de los conocimientos, a otro más abierto y
flexible en donde la información se encuentra en grandes bases de datos compartidos por todos.
3.3.2 Implementación del MFTIC.
El modelo propuesto para perfeccionar el PEA de la FG, en las carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV
(MFTIC) se comienza a aplicar en la Carrera de Ingeniería Civil durante el curso escolar 2004 – 2005. Las
constantes observaciones y entrevistas realizadas han sugerido ajustes, aclaraciones, incorporaciones de
nuevos materiales didácticos, simulaciones interactivas, adaptaciones al SIDEF, etc.
Como resultado de este proceso, en el curso 2008 - 2009 se estableció el procedimiento lógico para la
conducción del PEA de la FG, en la Carrera de Ingeniería Civil de la UCLV:
1. Diseño de un Sitio Web específico para la Disciplina FG, en la citada carrera.
En esta investigación se elaboró e incluyó dentro del SIDEF, un Sitio Web denominado “Física en
Ingeniería Civil”. En la figura 7 se muestran dos capturas de imagen de: la Página Web correspondiente
a la asignatura Física III (cada estudiante obtiene hasta la distribución de las prácticas de laboratorio
que a él le corresponde realizar), y la Página Web vinculada a una base de datos con trabajos y
presentaciones realizadas por estudiantes de cursos anteriores, referidas a la importancia del estudio y
el conocimiento de los fundamentos básicos de esta asignatura, avalados por las relaciones con otras
disciplinas del ciclo de formación especializada (Análisis y Diseño de Estructuras, Tecnologías de
Construcción y Conservación de Edificaciones, Topografía, etc.).
83
Figura 7. Capturas de imagen de dos páginas del Sitio Web “Física en Ingeniería Civil”
Para contribuir con el aprendizaje desarrollador de la Física General, la investigación considera que con
una adecuada utilización del SIDEF en general y del Sitio Web “Física en Ingeniería Civil” en particular,
se pueden alcanzar los siguientes objetivos:
Crear una conciencia en el estudiante sobre las operaciones y decisiones mentales que realiza
cuando aprende un contenido o resuelve una determinada tarea, contribuyendo así con su
formación general.
Favorecer el conocimiento y el análisis de las condiciones en que se produce la resolución de un
determinado tipo de tareas o el aprendizaje de un tipo específico de contenidos (fundamentalmente
el objetivo de la actividad, los recursos, la dinámica o clima de la clase y las relaciones que en ella
se generan, especialmente la relación con el profesor, los otros estudiantes, los factores
ambientales y el tiempo disponible).
Imprimir un enfoque sistémico al PEA, permitiendo fortalecer los vínculos interasignaturas y el
encargo social del ingeniero civil, contribuyendo a despertar en el estudiante la motivación por el
estudio de la FG.
Propiciar la realización de actividades de aprendizaje en la FG, en todas sus formas de enseñanza,
con un soporte gráfico y visual adecuado (simulaciones), que promuevan el análisis cualitativo de
los fenómenos objeto de estudio, que motiven y promuevan el intercambio de opiniones, el análisis,
la reflexión.
Incentivar la orientación y realización de prácticas de laboratorio, reales y virtuales, con incidencia
en los referentes históricos de los contenidos abordados en cada una, en las posibles aplicaciones
84
en el campo del ingeniero civil; desarrollando en ellos la creatividad, el interés por la tarea, la
satisfacción por el estudio realizado, a la vez que les permiten comprobar los principios y leyes
estudiados en las actividades teóricas.
2. Las pautas metodológicas que deben guiar la actuación pedagógica de los profesores de FG, utilizando
el MFTIC, son las siguientes:
Evitar la enseñanza de técnicas de estudio simples con relación a objetivos concretos. Asegurarse
de que el estudiante domine diferentes procedimientos de aprendizaje, que pueden serle útil en una
situación determinada, que sea capaz de escoger los más adecuados y coordinar su utilización.
Plantear tareas de aprendizaje suficientes, variadas y diferenciadas.
Dirigir estas tareas a todas las formas de enseñanza de la FG.
Crear un clima en el aula en el que se propicie la reflexión, la duda, la exploración y la discusión
sobre las distintas maneras como puede aprenderse y pensarse sobre un tema.
3. El sistema de regulación a utilizar, es decir el que controla continuamente el desarrollo de los
acontecimientos y decide, qué conocimientos declarativos o procedimentales hay que recuperar y cómo
se deben coordinar para resolver cada nueva coyuntura, se debe caracterizar por los siguientes
aspectos:
Basarse en la reflexión consciente que realiza el estudiante, al explicarse el significado de los
problemas que van apareciendo y a tomar decisiones sobre su posible solución, en una especie de
diálogo consigo mismo.
Suponer un chequeo permanente del proceso de aprendizaje, de tal manera que este chequeo o
control se produzca en los distintos momentos de este proceso. Comienza con una primera fase de
planificación en la que se formula qué se va a hacer en una determinada situación de aprendizaje y
cómo se llevará a cabo dicha actuación durante un período temporal posterior. El tiempo y esfuerzo
dedicado a la planificación deberá corresponderse con la complejidad de la tarea y con el grado de
familiaridad que tenga el estudiante con la actividad y el contexto en que se desarrollará esta.
Posteriormente a esta preparación preliminar, los estudiantes deben iniciar la realización de la tarea,
controlando continuamente el curso de la acción y efectuando cambios deliberados (por ejemplo,
actualizando las ecuaciones básicas a utilizar, cambiando una metodología elaborada previamente
por otra, etc.) cuando lo considere imprescindible para garantizar la consecución de los objetivos
perseguidos.
Por último, una vez que los estudiantes consideran que los resultados obtenidos satisfacen la
85
demanda de la actividad o tarea, o concuerdan con sus propios objetivos, debe realizarse una última
fase de evaluación de su propia conducta, en la que el estudiante analiza su actuación, con la
finalidad de identificar las decisiones cognitivas que pueden haber sido tomadas de manera
inapropiada o ineficaz, y en disposición de corregirlas en posteriores ocasiones.
4. Ejemplificación sobre las actividades a desarrollar en las aulas de la Facultad de Construcciones.
En la conferencia número 1, de cualquiera de las asignaturas que conforman la FG, se comentan los
objetivos que se persiguen con esta actividad docente, las características de esta asignatura, su
sistema de evaluación, la bibliografía, etc. Se accede por la Intranet local al SIDEF, indicando
claramente su dirección de acceso: http://dvf.mfc.uclv.edu.cu/Laboratorio%20Virtual/SIDEF.htm, Se
especifican sus componentes, características, etc. de este Sitio Web. Desde el SIDEF se accede al
Sitio Web “Física en Ingeniería Civil” y se comenta la información, específica para el PEA de la FG en
esta carrera, que contiene: Programa de la disciplina y de cada una de sus asignaturas, programas
analíticos, distribución de actividades por semanas, textos, bases de datos que incluyen presentaciones
de los seminarios (todos relacionados con la vinculación de la FG con la Ingeniería Civil en general y
con asignaturas tales como Modelación Mecánica de las Estructuras (I y II), Análisis de Estructuras,
Resistencia de Materiales, Topografía (I y II), Materiales de Construcción, etc.), enlaces a otros sitios,
etc.
Posteriormente, al desarrollar el tema referido a esa asignatura, se utilizan como procedimiento
metodológico para la formación de conceptos, algunas de las simulaciones incluidas en el SIDEF, se
muestran presentaciones en PowerPoint sobre aplicaciones del tema abordado, videos, etc.
Al orientar el trabajo independiente, que los conlleve a revisar, además del contenido tratado en la
conferencia, varios problemas tipos resueltos y la obligación de intentar resolver algunos previamente
seleccionados por el profesor, también se les recomienda consultar textos electrónicos incluidos en el
SIDEF y el trabajo con determinadas simulaciones (seleccionadas con anterioridad), como
procedimiento metodológico para la sistematización de acciones.
En las clases prácticas correspondientes a esta temática se utilizan simulaciones de experimentos
físicos relacionadas con la temática que se esté abordando, vinculando el enunciado del problema a
resolver con lo que visualiza el Applet seleccionado.
También se utilizan simulaciones, videos y presentaciones en PowerPoint en los seminarios.
Un proceder similar guía la acción del profesor en los demás temas de la asignatura que esté
impartiendo.
86
5. Ejemplificación sobre las actividades a desarrollar en los laboratorios docentes del Departamento de
Física.
En las primeras semanas del semestre, según la planificación de la Facultad de Construcciones, al
desarrollar la primera actividad dirigida a la parte experimental, es decir la conferencia introductoria del
laboratorio, se comienza esta actividad en el Aula Especializada de Física “Dr. José Enrique Villar
Lorenzo” situada en la Facultad de Matemática - Física y Computación, abordando entre otros
aspectos, la importancia de la experimentación, dentro de las ciencias en general y de la Física en lo
particular, se explica a través del SIDEF los fundamentos de la Teoría de errores, las características de
los informes técnicos, que cada uno de los equipos de estudiantes deberá confeccionar, enviar y
posteriormente presentar y defender (auxiliándose de una presentación en PowerPoint) ante el
colectivo, se especifica la distribución de las prácticas, reales y virtuales (las que el profesor selecciona
para realizar por cada equipo), etc. Se concluye esta actividad en el Laboratorio docente de Mecánica,
donde los estudiantes deben relacionarse con la ubicación del local, los materiales disponibles para
cada práctica, las normas de trabajo, etc.
Las primeras prácticas de laboratorio de FG a realizar (independientemente de la asignatura de que se
trate) siempre deben ser reales, pero los estudiantes tienen la opción de acceder a simulaciones de
experimentos físicos, desde su PC, y a través del SIDEF, muy similares a las que encontrarán en el
laboratorio.
Por ejemplo, en la práctica de laboratorio denominada “Fricción”, correspondiente a la Física I, en sus
fundamentos teóricos, se les sugiere visualizar (mediante un hipervínculo) un cuerpo moviéndose por
un plano inclinado. Este Applet, luego de seleccionar la ventana inicio, brinda la posibilidad de variar el
ángulo de inclinación del plano, el peso del cuerpo y el coeficiente de fricción dinámico entre las
superficies del cuerpo y el plano, y luego de hacer clic en la ventana comenzar, informa los valores de
las componentes paralela y normal del peso del bloque, de la fuerza de fricción y la fuerza que es
necesario aplicar sobre el cuerpo para efectuar dicho movimiento. También puede escogerse entre
visualizar el dinamómetro o el diagrama de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo.
Además, los estudiantes también tienen la posibilidad de realizar esa práctica de laboratorio de forma
virtual, antes o después de asistir al Laboratorio docente. La elección de cuales prácticas de laboratorio
virtuales deben realizar los estudiantes, el momento en que realizarán estas prácticas (antes o después
de asistir al Laboratorio docente) queda en manos del profesor de la asignatura y debe analizarse
cuidadosamente en el colectivo de disciplina. Se considera prudente puntualizar que la investigación
87
concuerda con el criterio de muchos especialistas en el campo de Pedagogía al afirmar que las
prácticas de laboratorio (reales y virtuales) requieren de los estudiantes un estudio previo de materiales
relacionados con los contenidos del trabajo experimental, y que el trabajo en ambos ambientes es
complementario (Kofman, 1997; Lucero, 2000; Alejandro et al., 2004; González y Iñiguez, 2007;
Rodríguez y Llovera, 2010).
Por tanto, la utilidad e importancia del SIDEF no solo está relacionada con resolver el problema de la
escasez de textos específicos para los laboratorios docentes de Física, ni por sustituir prácticas reales
de elevado costo en el mercado internacional, pues aun en el supuesto caso en que Cuba dispusiera
de la divisa necesaria para adquirir todos los equipos necesarios para desarrollar las prácticas de
laboratorio de forma real y editar todos los libros específicos para estos fines, está demostrada
científicamente la utilidad de los denominados medios audiovisuales, y en el campo de las ciencias en
general y de la Física en lo particular, se refleja en la intensificación e individualización de la enseñanza
y estimula en alto grado la actividad independiente de los estudiantes.
En la figura 8 se muestran dos capturas de imagen de: el Applet que simula el movimiento de un cuerpo
sobre un plano inclinado y de la técnica operatoria, correspondiente a la práctica de laboratorio
denominada “Fricción”, donde se le sugiere al estudiante desarrollar previamente esta misma práctica,
pero en su modalidad virtual.
Figura 8. Capturas de imagen de un Applet y de la técnica operatoria de una práctica real
Las orientaciones correspondientes a las prácticas virtuales, como se describe en el epígrafe 2.2, se
subdividen en tres aspectos: la descripción, el montaje experimental y las tareas. En la figura 9 se
88
pueden observar tres capturas de imagen de estos aspectos, para la práctica de laboratorio
denominada “proyectiles”.
Figura 9. Capturas de imagen de las orientaciones de una práctica de laboratorio virtual: “proyectiles”.
Cuando el estudiante llega al Laboratorio ya debe traer elaborada, conjuntamente con su compañero
de equipo, la metodología que seguirá para resolver la situación problemática o tareas específicas de la
práctica que le corresponde realizar, y tener un primer intercambio con el profesor, donde exponen
estas ideas preliminares, en un ambiente cordial y de intercambio mutuo. Luego pasan al proceso de
obtención de la data experimental y al procesamiento preliminar de estos valores.
En todo momento el profesor, en su función de director y quía, debe aportar su preparación científica y
pedagógica al proceso de redescubrimiento y reconstrucción del conocimiento de sus estudiantes,
creando un ambiente de cooperación, colaboración y de actividad conjunta.
En un período de varios días los estudiantes, de forma cooperada, elaboran el informe técnico de la
práctica realizada, analizando los referentes históricos sobre dicha práctica y las aplicaciones prácticas
de esos contenidos en el campo de la Ingeniería Civil; profundizando en el análisis de los resultados
obtenidos y en las conclusiones que arribaron con dicha práctica de laboratorio. Este informe deben
defenderlo técnicamente ante su profesor y la brigada estudiantil, dejando una copia escrita como
constancia del mismo.
Se aclara que las demás carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV, que incluyen en sus planes de
estudio la FG, también tienen confeccionados sus Sitios Web de esta disciplina, con la información
específica, de acuerdo al plan de estudio vigente (plan D). A estos Sitios Web se puede acceder a través
del SIDEF (dentro de los enlaces recomendados se hace clic sobre Departamento de Física y se
selecciona en pregrado el colectivo interdisciplinario correspondiente.
89
En la figura 10 se representa esquemáticamente el Modelo Teórico-Metodológico para el
perfeccionamiento del proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General, en las carreras de
Ciencias Técnicas de la UCLV. Se especifican las principales acciones que, deben ejecutar a través del
SIDEF: el profesor, como director del PEA, y los estudiantes.
Mediante una concepción de proceso de enseñanza-aprendizaje desarrollador, se especifican en el
modelo las acciones a efectuar sobre las categorías del PEA declarados en el Plan de Estudio: objetivos y
contenidos.
El MFTIC proporciona los medios audiovisuales necesarios y orienta metodológicamente su utilización,
mediante los métodos investigativo y problémico, en cada una de las formas de organización típicas de la
Disciplina Física General. Se debe verificar el efecto del MFTIC sobre el PEA, es decir el resultado.
90
Modelo Teórico Metodológico para el perfeccionamiento del PEA de la FG en las Carreras de Ciencias Técnicas
Figura 10. Representación del MFTIC
En resumen, se recomienda que los estudiantes utilicen el SIDEF para acceder a los sitios Web de sus respectivas Carreras y revisar toda la
documentación de la asignatura de FG que está cursando (Programas analíticos y distribución de las actividades a realizar), consultar diferentes
textos en formato electrónico y sitios relacionados con la enseñanza de la Física en general y de sus laboratorios virtuales en particular,
autoprepararse sobre la práctica a desarrollar posteriormente en el laboratorio docente, analizar simulaciones de experimentos físicos y prácticas
virtuales similares a los que encontrará de forma real, documentarse sobre las características de los informes que deben confeccionar, luego de
realizar cada práctica de laboratorio, y puntualizar la información sobre el cálculo de los errores, la presentación de sus resultados obtenidos por
intervalos de confianza y el ajuste de curvas por el método de los mínimos cuadrados. El SIDEF también contribuye a mostrar objetivamente a los
estudiantes el desarrollo de la sociedad, la naturaleza y la técnica, les aclara las causas, los efectos e interrelaciones, estimula su pensamiento
dialéctico, la formación de una concepción materialista y por tanto científica, del mundo.
Los profesores de FG deben utilizar el SIDEF como medio de objetivización y de trabajo, de apoyo al proceso de enseñanza-aprendizaje de sus
estudiantes en aras de lograr el cumplimiento de sus objetivos, pero teniendo siempre presente los momentos de la dirección de la actividad
cognoscitiva: la motivación, la orientación, la ejecución y el control; específicamente en las prácticas de laboratorio (reales y virtuales). El SIDEF
también le resulta muy útil para desarrollar las conferencias, clases prácticas y seminarios, aprovechando la facilidad de selección y acceso a las
Figura 10. Representación del MFTIC
Proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General, en las carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV
TIC Comunicación indirecta (medios tradicionales)ExigenciasSitio Web “SIDEF”Posibilidades
PROFESORRol: dirigir, orientar, motivar, controlar, evaluar.
ESTUDIANTERol: indagar, reflexionar, socializar, elaborar, exponer, aplicar.
MÉTODOSInvestigativo Problémico+Tradicionales
FORMASConferenciasClases prácticasPrácticas realesPrácticas virtuales Seminarios
CONTENIDOSFísica General, en las carreras de Ciencias Técnicas
RESULTADO
OBJETIVOS
Comunicación directa (oral o por los medios tradicionales)
Principios: PEAD + Soportado en TIC + Adaptado al contexto + Respondiendo a las exigencias de la FG para Ingeniería
Plan de Estudio D (modalidad presencial – CRD) 2007
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En resumen, se recomienda que los estudiantes utilicen el SIDEF para acceder a los Sitios Web de sus
respectivas carreras y revisar toda la documentación de la asignatura de FG que está cursando
(programas analíticos y distribución de las actividades a realizar), consultar diferentes textos en formato
electrónico y Sitios Web relacionados con la enseñanza de la Física en general y de sus laboratorios
virtuales en particular, autoprepararse sobre la práctica a desarrollar posteriormente en el laboratorio
docente del Departamento de Física, analizar simulaciones de experimentos físicos y prácticas virtuales
similares a los que encontrará de forma real, documentarse sobre las características de los informes que
deben confeccionar, luego de realizar cada práctica de laboratorio, y puntualizar la información sobre el
cálculo de los errores, la presentación de sus resultados obtenidos por intervalos de confianza y el ajuste
de curvas por el método de los mínimos cuadrados. El SIDEF también contribuye a mostrar objetivamente
a los estudiantes el desarrollo de la sociedad, la naturaleza y la técnica, les aclara las causas, los efectos e
interrelaciones, estimula su pensamiento dialéctico, la formación de una concepción materialista y por
tanto científica, del mundo.
Los profesores de FG deben utilizar el SIDEF como medio de objetivización y de trabajo, de apoyo al
proceso de enseñanza-aprendizaje de sus estudiantes en aras de lograr el cumplimiento de sus objetivos,
pero teniendo siempre presente los momentos de la dirección de la actividad cognoscitiva: la motivación, la
orientación, la ejecución y el control; específicamente en las prácticas de laboratorio (reales y virtuales). El
SIDEF también les resulta muy útil para desarrollar las conferencias, clases prácticas y seminarios,
aprovechando la facilidad de selección y acceso a las simulaciones de experimentos físicos que este Sitio
Web ofrece, especialmente provechoso para desarrollar la conferencia introductoria al laboratorio, sobre la
base de toda la información que el SIDEF contempla al respecto.
Los profesores deben revisar cuidadosamente cada uno de los Sitios Web recomendados por el SIDE,
para seleccionar las actividades que considere más positivas y desarrollar consecuentemente su papel de
director y guía de proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General.
En la figura 11 se representa esquemáticamente las diferentes acciones que recomienda el MFTIC,
respecto al uso de las TIC por el profesor y los estudiantes, en el caso específico de una asignatura de la
Disciplina Física General.
92
Figura 11. Acciones sobre el uso de las TIC, recomendadas a profesores y estudiantes.
Física I
Conferencias
Recurso didáctico yprocedimiento metodológico
Actividades prácticasClases prácticas y
seminarios.
Medio de enseñanza, herramienta de trabajo,
recurso didáctico y procedimiento metodológico
Estudio independiente
Medio de información y comunicación,
herramienta de trabajo y recurso didáctico.
Laboratorios de computación
Realizar prácticas virtuales.
Medio de información y comunicación, herramienta
de trabajo, recurso didáctico y elemento
innovador
Actividades prácticasLaboratorios docentes.
Obtención de la data experimental, procesamiento preliminar y análisis de los resultados obtenidos.
Orientaciones
Metodológicas
TrabajoIndependiente
Confección y defensa de informes.
Medio de información y comunicación,
herramienta de trabajo
93
3.3.3 Evaluación de la implementación del MFTIC
En este trabajo se asume la evaluación como un proceso dinámico, técnico, sistemático, de búsqueda y
recopilación de información, viable y fiable, riguroso, transparente, abierto y participativo, apoyado en
datos, informaciones, fuentes y agentes diversos; se realiza de manera continua en diferentes momentos
del proceso.
Para realizar la evaluación se debe tener en cuenta: qué evaluar, planificar la forma de hacerlo, efectuar la
evaluación, analizar y utilizar esos resultados.
De gran valor resulta la realización de la evaluación vinculada a la actividad del estudiante, porque es en
esta donde se movilizan conocimientos, afectos y exteriorizaciones de comportamientos; pero no basta
recoger sistemáticamente la información, si no se valora, explicando su bondad para así poder tomar las
decisiones que incidan positivamente en el proceso. Es decir, la función fundamental del evaluador está en
la toma de decisiones, orientada a la mejora, porque este proceso evaluativo además de ser un medio es
un fin; pero un fin en sí mismo.
Para poder juzgar sobre lo realizado y analizar si se logra un perfeccionamiento en el proceso de
enseñanza-aprendizaje se utilizan tres formas de evaluación: diagnóstica inicial, evaluación del proceso o
formativa y de resultado o sumativa; todas se complementan entre si (Ruiz, 2000).
La evaluación diagnóstica se realizó en la fase inicial con la finalidad de identificar las necesidades y
potencialidades del PEA de la FG en la Carrera de Ingeniería Civil.
Con la evaluación formativa se valora el desarrollo del PEA. Según Jiménez (1999), la evaluación
formativa tiene que ver con la evaluación del proceso en un contexto determinado y sus propósitos están
directamente relacionados con la mejora y optimización de este en el transcurso de la acción formativa;
permite el reajuste racional de dicha acción según las vicisitudes y afecta básicamente a las estrategias de
desarrollo.
Esta evaluación formativa se realiza durante el transcurso del PEA de la FG, para poder valorar en qué
medida el modelo incide positivamente en el perfeccionamiento de este proceso. Para realizar esta
evaluación se tuvo en cuenta:
El desarrollo en los estudiantes de las habilidades propias de la disciplina, específicamente en el
desarrollo de las prácticas de laboratorio (reales y virtuales); la elaboración, exposición y defensa de
informes técnicos, seminarios y trabajos de curso.
El desarrollo adquirido por los estudiantes en la utilización de las TIC: utilización de las simulaciones
de experiencias físicas como procedimiento metodológico, tabulación de los resultados de las
94
mediciones realizadas en las prácticas de laboratorio, confección de gráficos, ajuste de curvas por el
método de los mínimos cuadrados, aplicación de la Teoría de errores, consulta de textos y otros
materiales en formato electrónico, etc.
La motivación y el interés de los estudiantes por la FG, lo que se puede valorar observando de manera
continua el comportamiento de los estudiantes, cómo es la atención en las diferentes actividades
docentes, la dedicación al estudio, la participación en las diferentes tareas, las inquietudes planteadas,
etc.
La contribución al desarrollo de la personalidad integral de los estudiantes en general y de sus valores
en lo particular (la honestidad, la responsabilidad, la laboriosidad, la modestia, el humanismo, el
colectivismo, etc.).
Estos resultados fueron registrados por el autor de este trabajo y se fueron realizando los reajustes al
modelo. El método principal empleado en esta etapa fue la observación científica no sistemática y
sistemática, sobre el comportamiento del estudiante en las diferentes formas de enseñanza, en los
laboratorios de computación, la biblioteca de la Facultad de Construcciones, las opiniones que expresan
en las reuniones de brigada, colectivos de año, etc.
La evaluación final, de término o sumativa, también es un elemento a tener en cuenta para valorar la
contribución del Modelo al perfeccionamiento del PEA de la FG. Esta evaluación se emplea de manera
sistemática y final pues su objetivo es comprobar los resultados del aprendizaje mediante pruebas
parciales, finales y actividades prácticas. Se quiere verificar si realmente su aprendizaje ha sido
significativo. Por tanto, se pretende recoger información que permita emitir juicios sobre la situación en que
se encuentra cada estudiante en relación a los objetivos propuestos, y por ende, dar criterios de la
efectividad del Modelo, permitiendo reorientar y perfeccionar el PEA.
Los resultados de la promoción y de su calidad se analizan en diferentes momentos del proceso, así como
también se recogen criterios a través de entrevistas semiestructuradas, cuestionarios, observaciones
participantes, etc. Con estos resultados se realiza un mejoramiento continuo del Modelo Teórico-
Metodológico que incida positivamente en el perfeccionamiento del PEA de la FG en la Carrera de
Ingeniería Civil.
Se utilizan diferentes fuentes, métodos, técnicas e informantes. Los métodos y técnicas empleados en la
evaluación del MFTIC son los mismos que se aplican en el diagnóstico inicial, solo se incorpora uno
nuevo: la elaboración de composiciones.
95
Según González (2003), el método de la composición facilita analizar no solo el contenido expresado, sino
también los índices de manipulación activa del sujeto sobre esos contenidos. En ella, el sujeto expresa
pensamientos y sentimientos que estructura y le da un sentido personal. El mencionado autor propone tres
aspectos para analizar las composiciones: contenido, vínculo emocional manifestado hacia ese contenido
y grado de elaboración personal.
Durante esta investigación se utilizó la técnica de composición en dos momentos diferentes, en cada uno
de los cursos evaluados, poder comparar los resultados obtenidos: al principio y al final del semestre
donde se imparte la asignatura Física I.
Con la composición se pretende conocer la opinión de los estudiantes sobre la FG, qué esperan de esta
disciplina, la motivación por su estudio, etc. Se sugiere comenzar la redacción con la frase “La Física
General para mí es....”.
Al final del semestre se vuelve a pedir la redacción de esta composición; pero esta vez, se les indica
comenzar con la frase: “La Física General para mí fue....”.
Esta técnica se aplica desde el curso 2004-2005, siempre al segundo año de la Carrera de Ingeniería Civil.
Del análisis de los contenidos de estas composiciones se obtienen informaciones muy interesantes. Al
aplicarla al inicio del curso 2005-2006 las opiniones más coincidentes fueron:
1. “Una asignatura extremadamente difícil”.
2. “Importante, pero tengo muy mala base”.
3. “Un escollo muy duro, tendré que esforzarme mucho para aprobar”.
4. “Una ciencia relacionada con la naturaleza y el movimiento de los cuerpos”.
5. “Una asignatura que, con grandes dificultades me están impartiendo desde la secundaria”.
6. “Abstracta, complicada y difícil de entender”.
Los principales planteamientos de los estudiantes en la composición que se elaboraron al finalizar el
segundo semestre del curso 2005-2006 fueron:
1. “Aprendí a cómo elaborar un informe técnico, esto me servirá para toda la carrera”.
2. “Me vinculé mucho con los referentes históricos de los contenidos tratados en las prácticas, eso me
motivó a estudiar más”.
3. “Nunca pensé que de una simulación se podía aprender tanto de la Física”.
4. “Cambié mi opinión: la Física me comenzó a gustar, los laboratorios reales y las simulaciones me
motivaron para el estudio; me ilustró los fenómenos que eran tan abstractos para mí”.
5. “Muy motivante para mí, el empleo del Sitio Web de Física para Ingeniería Civil nos ayudó mucho”.
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6. “Considero que las clases de Física I con el empleo de los Applets son fundamentales”.
7. “Aunque las tareas de las prácticas eran exigentes, en equipo pudimos resolverlas y en el laboratorio
disfrutamos con los experimentos”.
8. “Es muy fácil ajustar e interpretar curvas utilizando los software que brinda el Sitio Web de Física”.
9. “La Física I resultó muy agradable, el empleo del SIDEF es una maravillosa alternativa; nos ayuda a
comprender mejor la asignatura; facilita mucho el estudio individual y nos permite profundizar en los
contenidos necesarios”.
10. “Es la primera vez que utilizo normas para citar la bibliografía consultada, la Física nos está
preparando para la carrera”.
11. “El Sitio Web contiene varios libros interesantes y puedo consultarlos fácilmente”.
12. “Tanto las prácticas reales como las virtuales son difíciles de realizar, pero motivantes”.
13. “Es motivante trabajar en equipos, nos ayudamos mutuamente”.
Para evaluar cualquier situación de aprendizaje se precisa el control de su implementación desde
diferentes puntos de vista; por tanto, el cuestionario es utilizado para recoger criterios de los estudiantes y
de los profesores de Física sobre cómo ellos perciben la utilización del Sitio Web, denominado SIDEF, en
el PEA de la FG.
El cuestionario (anexo 19) se aplica a los estudiantes del segundo año de la Carrera de Ingeniería Civil en
los cursos 2004-2005, 2005-2006 y 2007-2008. En el curso 2008-2009 también fue aplicado este
cuestionario a los profesores de Física, con más de cinco años de experiencia en la docencia de la Física
General en las carreras de Ciencias Técnicas. Al aplicar este cuestionario se pretende recoger criterios
sobre la medida en que el SIDEF:
Ayuda al aprendizaje de la Física General.
Ha tenido en cuenta los conocimientos previos de los estudiantes.
Es accesible desde los Laboratorios de Computación de la Facultad de Construcciones.
Incorpora simulaciones de experiencias físicas, interesantes y de fácil manipulación.
Está disponible a los estudiantes de la Carrera de Ingeniería Civil de la UCLV.
Ayuda a la preparación teórica y al desarrollo de las prácticas de laboratorio de FG.
Contribuye con la confección de los informes técnicos, la aplicación de la Teoría de errores y el ajuste
de curvas.
Contribuye con la adquisición de habilidades (lógicas y manipulativas para el trabajo experimental) y
en general a la formación integral de los estudiantes.
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Despierta interés y motiva hacia el estudio de la Física General.
Como se observa en el anexo 20, el SIDEF en general y por tanto, el MFTIC en lo particular, tienen buena
aceptación desde que se comenzó a aplicar en el curso 2004 - 2005; porque en ese curso, los 20 aspectos
investigados, tiene un por ciento de satisfacción por encima del 60 %; se considera que no es superior por
las inconformidades con la facilidad de acceso al Sitio Web y las dificultades confrontadas para visualizar
los Applets de las prácticas virtuales, además del insuficiente tiempo disponible en el Laboratorio de
Computación de estudiantes y la poca motivación por trabajar en los laboratorios de Física.
Las deficiencias detectadas en la aplicación del Modelo en ese curso se toman en cuenta y se trabaja en
su perfeccionamiento, interactuando con el administrador del laboratorio de computación, instalando la
Máquina Virtual de Java en todas las PC, de forma tal que los Applets abran sin dificultad; se añaden
nuevas simulaciones, se perfecciona el trabajo con estas en las conferencias y los seminarios, así como
en la orientación del trabajo independiente, se incorpora un material didáctico para el ajuste de curvas
acompañado de un software, obteniéndose en el curso 2005-2006 (anexo 21) mayor grado de aceptación
por parte de los estudiantes. No obstante, se continúa perfeccionando el acceso al sitio, porque este
aspecto resulta el de menor grado de satisfacción. Se logra una versión del SIDEF que no precisa de la
red universitaria, por tanto se puede utilizar en cualquier PC, con la única condición de tener instalada la
máquina virtual de Java (programa que se incluye en esta versión). Se logra versatilidad, adaptación a
diversos contextos, entornos y usuarios, además de sencillez, facilidad de uso e instalación. Se le
denominó SIDEF2, o “SIDEF de bolsillo”, pues puede copiarse en una memoria externa de 512 MB. El
SIDEF2 está disponible en el servidor de la Facultad de Construcciones: \\10.12.44.2\Docencia\SIDEF2.
En el curso 2007-2008 se alcanzan los mejores resultados (anexo 22). El grado de satisfacción individual
es superior al 80 %, y en todos los aspectos evaluados se supera la calificación de bien (4). Destaca la
motivación por el trabajo en los laboratorios.
Como se aprecia en los resultados del cuestionario aplicado a los profesores (anexo 23), el grado de
satisfacción de estos supera el 82 %.
Para ilustrar la contribución del MFTIC, al perfeccionamiento del proceso de enseñanza-aprendizaje de la
Física General en la Carrera de Ingeniería Civil, se compara el grado de satisfacción de los estudiantes
consultados durante tres cursos consecutivos, en cuatro aspectos importantes (anexo 24): el número 4,
que refleja la comprensión de la información que se ofrece en el SIDEF, el 15, que indica en qué medida
contribuye a su formación general; el 19, que informa de la motivación por el trabajo en los laboratorios de
98
esta disciplina y el 20, que indaga sobre la tenencia de los elementos necesarios para lograr una
adecuada formación en Física General.
Las entrevistas realizadas a los especialistas (anexo 25) están concebidas con el propósito de profundizar
en cada uno de los aspectos mostrados a través de la interfaz: la disponibilidad de bibliografía actualizada,
la realización de las prácticas de laboratorio de manera real y virtual, el empleo de las simulaciones en las
actividades docentes (conferencias, clases prácticas y seminarios); así como, profundizar en la necesidad
de materiales didácticos que orienten la autopreparación y el desarrollo de las prácticas de laboratorio.
Las entrevistas se realizan a profesores de FG e ingenieros civiles, en los cursos 2004-2005, 2005-2006 y
2007-2008. En la primera etapa se recogen los siguientes planteamientos:
El SIDEF ayuda al proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General.
La bibliografía está actualizada, pero debe aumentarse.
Es significativo el positivo efecto que provoca el uso sistemático de las simulaciones en las distintas
formas de enseñanza de la FG.
Los estudiantes están más motivados por el estudio de la Física.
El acceso al Sitio Web se dificulta por problemas de la red universitaria.
Los estudiantes disponen de poco tiempo de máquina.
Las simulaciones no corren bien en todas las computadoras.
Debe mejorarse la orientación que se ofrece para el desarrollo de las prácticas de laboratorio (reales y
virtuales), y para el procesamiento de la data experimental.
Analizando estos planteamientos, en conjunto con las encuestas realizadas a los estudiantes y a los
profesores, se toman las medidas necesarias para su solución y en el curso siguiente se repite la
entrevista, destacándose los siguientes planteamientos:
Es necesario que los estudiantes puedan utilizar el SIDEF sin necesidad de la Intranet universitaria.
Se debe profundizar en el proceso de simulación, en las diferentes formas de enseñanza, para que
este devenga en procedimiento metodológico, para la formación de conceptos o para la sistematización
de acciones.
Debe brindarse orientación a los profesores sobre el uso óptimo de los distintos elementos que
conforman el sistema y sobre la utilización de las PC en el proceso docente.
Ya en el curso 2007-2008 los planteamientos son muy positivos, sugieren que el SIDEF no requiere de la
inclusión de nuevos elementos, solo se precisa de una constante actualización.
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Se emplea la observación directa: sistemática y participativa. La sistemática permite, en la presente
investigación, apreciar de manera reiterada cómo es la relación del estudiante con el SIDEF: cuántas
veces lo consulta, si demuestra dominio en la navegación, si se muestra motivado por la realización de las
prácticas de laboratorio y la solución de las tareas de aprendizaje propuestas. La participativa, que, de
hecho, ha de ser sistemática, se produce en cambio, en el marco de la comunicación interactiva: profesor-
estudiante, estudiante-estudiante y profesor-estudiante-SIDEF, cuando se realizan actividades prácticas,
seminarios, se trabaja con las simulaciones de experiencias físicas, se generaliza y se estimula el estudio
de nuevos temas.
A lo largo de esta investigación, el autor ha observado una evolución positiva de sus estudiantes, se
aprecia una mayor motivación por el estudio de la Física General, una participación más activa en las
diferentes formas de enseñanza, en la vinculación de los contenidos de esta disciplina con su
especialidad, en trabajos de curso y en la participación en los fórum estudiantes. Los mejores trabajos se
publican en el Sitio Web “Física en Ingeniería Civil”.
La observación participante también es utilizada en esta etapa de la investigación para valorar la utilización
del SIDEF, en general y del Sitio Web “Física en Ingeniería Civil” en lo particular, en esta especialidad. Se
asiste a las reuniones del colectivo de carrera y a los colectivos pedagógicos en cada uno de los
semestres. En esas reuniones participan el Jefe de Carrera, el Jefe de Departamento de Ingeniería Civil,
Coordinadores de año, profesores guías y profesores del año. Es significativo el interés general por apoyar
esta investigación, la opinión generalizada se centra en la contribución hacia la formación general e
integral de los estudiantes, en la motivación por el estudio de la FG, la vinculación con aspectos propios de
la carrera, el desarrollo de habilidades, hábitos, valores, etc.
En el curso 2008-2009 al SIDEF2 se le incorporan nuevas simulaciones y prácticas virtuales de Óptica
Geométrica y de Física Moderna, y se copió este Sitio Web en el servidor de la Facultad de Eléctrica:
\\10.12.24.4\asignaturas\Telecom y Electrónica\física\SIDEF2
Adicionalmente, se analizan los resultados docentes de las diferentes asignaturas que conforman la FG en
esta especialidad y se comparan con los obtenidos en los cursos en que no se aplicó el MFTIC.
En la tabla del anexo 26 se muestran, a manera de ejemplo, los resultados de la promoción y el por ciento
de estudiantes que obtienen resultados de bien (4) y excelente (5) en la evaluación final de la Física II, en
la Carrera de Ingeniería Civil, antes y después de la aplicación del MFTIC. Se puede apreciar que se
incrementan los por cientos de aprobados y de evaluaciones entre 4 y 5. En las otras dos asignaturas, los
resultados son similares a los de la Física II. Se concluye de este análisis que los objetivos propuestos por
100
el autor de esta investigación, al aplicar el MFTIC, se corresponden con los resultados académicos, a partir
del curso 2004-05.
En la figura 12 se representa esquemáticamente, basado en la teoría de la actividad (Escalona, 2007), la
orientación metodológica que brinda el MFTIC a los profesores de Física General, para dirigir el proceso
de enseñanza-aprendizaje de esta disciplina en las carreras de Ciencias Técnicas.
3.4 Conclusiones del Capítulo.
Aunque se reflexiona sobre el tratamiento requerido con los objetivos y los contenidos de cada asignatura,
las principales acciones del MFTIC van encaminadas a las categorías didácticas: métodos, formas y
medios. Es particularmente importante la contribución que aporta el uso sistémico de las TIC en las
distintas formas organizativas de la Física General en las carreras de Ciencias Técnicas.
Como requisito previo a la consideración de aplicar el MFTIC en otras carreras, disciplinas, etc. se señala
la disponibilidad de:
Un aula especializada, con las condiciones mínimas para utilizar las TIC en las diferentes formas
organizativas típicas de la asignatura a impartir.
Un Laboratorio de Computación para estudiantes.
Laboratorios docentes, con los equipos e instrumentos de medición necesarios, para realizar las
prácticas de laboratorio sobre diferentes temas de la asignatura que se imparte.
Un Sitio Web o Plataforma Interactiva de fácil acceso, con la documentación necesaria para orientar,
ejecutar y controlar las tareas docentes propias del trabajo independiente en las prácticas de
laboratorio. Con un sistema de simulaciones apropiadas para que el proceso con ellas en las
conferencias, clases prácticas y seminarios devenga procedimiento metodológico para la formación
de conceptos o para la sistematización de acciones. El Sitio Web debe incluir un sistema de prácticas
de laboratorio virtuales, de temas afines a las prácticas reales. Es preferiblemente que este Sitio Web
no requiera de la red universitaria y pueda ser copiado, facilitando su uso, inclusive en los municipios
y hogares de residencia de los estudiantes.
101
Figura 12. Esquema ilustrativo de la utilización del MFTIC.
Orientación metodológica para el empleo del MFTIC en el perfeccionamiento del proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física
General, en las carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV
FASES ACCIONES
FUNDAMENTOS
Preparación del profesor
Diagnóstico de necesidades y potencialidades
Planificación
Primera etapa:. Análisis del programa analítico y el P1 de la asignatura.. Análisis de los materiales didácticos incluidos en el SIDEF.. Análisis de las simulaciones disponibles.. Análisis de las prácticas de laboratorio posibles (reales y virtuales).Segunda etapa: . Planificar cada una de las actividades a realizar durante el semestre.
Preparación de los estudiantes
. Orientar el sistema de prácticas de laboratorios (reales y virtuales) a desarrollar por cada equipo.. Orientar el trabajo con las PC como: recurso didáctico, medio de información y comunicación, herramienta de trabajo y elemento innovador.. Orientar el trabajo con las simulaciones como procedimiento metodológico.
Ejecución y control
.Desarrollar las conferencias en el aula especializada, utilizar las simulaciones seleccionadas y presentes en el SIDEF como procedimiento metodológico. Se orienta el trabajo independiente asociado al SIDEF..Los estudiantes ejecutan las actividades..Se desarrolla la Conferencia Introductoria de Laboratorio, indicando las prácticas de laboratorio correspondientes a cada equipo.. Los estudiantes efectúan sus prácticas, envían los informes técnicos y defienden los resultados obtenidos..Los profesores desarrollan las clases prácticas y los seminarios apoyados por el SIDEF, controlan todo lo previsto, incluyendo el aprendizaje de sus estudiantes..Se evalúa la efectividad del MFTIC.
Se favorece el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General, en las carreras de Ciencias Técnicas de la UCLV
102
Las condiciones de aplicabilidad del MFTIC pueden resumirse en:
Disponer de un sistema de tareas de aprendizaje, para las prácticas de laboratorio (reales y virtuales),
que propicien la reflexión, el análisis, la búsqueda de alternativas, que motiven el estudio. Su
enunciado debe ser abierto, generalmente cualitativo, donde la mayor parte de la información que se
requiera no aparezca de forma explícita.
Distribuir a los estudiantes en pequeños equipos de trabajo (dos o tres); para desarrollar las prácticas
de laboratorios (reales y virtuales) y los seminarios.
Diseñar espacios que propicien el intercambio de puntos de vista, la exposición y defensa de informes
mediante presentaciones en PowerPoint, la colaboración, la socialización de los conocimientos.
Vincular los contenidos de la asignatura que se imparte con otras de los ciclos de formación general,
básica y fundamentalmente especializada.
Desarrollar la conferencia inicial de la asignatura, la conferencia introductoria de laboratorio y los
seminarios en el aula especializada.
Efectuar la defensa de los informes técnicos, confeccionados a partir de las mediciones efectuadas en
las prácticas de laboratorio (reales y virtuales), en el Laboratorio de Computación.
Se considera oportuno mencionar que el autor de esta investigación, dentro de sus actividades en la
docencia, desarrolló en el curso académico 2003-2004 dos postgrados sobre las prácticas virtuales de
Física General, a profesores adjuntos de las Sedes Universitarias Municipales (SUM) de los municipios de
Villa Clara. A solicitud de estos profesores y del vicedecano de Universalización de la Facultad de
Matemática-Física y Computación de la UCLV, se quemó y distribuyó un CD con las Páginas Web y
documentos en formato electrónico que en estos momentos constituyen el SIDEF.
En el 2003 el Ministerio de Educación Superior decidió quemar un CD con el fruto del trabajo conjunto de
los integrantes del Proyecto del MES denominado “Instrumentación virtual y simulación complementaria de
los laboratorios docentes de Física” el cual también incluye los elementos básicos y fundamentales que
constituyen el SIDEF. Este CD se distribuyó por todos los centros de Educación Superior de nuestro país.
Al confeccionar el SIDEF se cuidó celosamente por el cumplimiento de los principios didácticos de la
enseñanza, por tanto, se deben aprovechar las potencialidades educativas de la materia de enseñanza
abordada por este, utilizarlas como premisas para estimular el aprendizaje teniendo en cuenta el
diagnóstico del "desarrollo actual" alcanzado por cada estudiante en cada etapa, en función de promover
el "desarrollo próximo", cuyo nivel se medirá por las acciones que llegue a realizar por sí sólo el
103
estudiante, el que previamente se ayudará del profesor, de otros componentes del grupo, de la familia o de
la comunidad.
Lo anterior significa no desarrollar las clases de Física a modo de "recetas de cocina", sino de forma tal
que promuevan la investigación permanente, la reflexión, la indagación y no prevalezca la "memorización
mecánica", es decir que se propicie lo que "podrá" realizar de forma independiente el estudiante y no "solo
lo que ya es capaz de hacer".
Que se desarrolle un sistema de practicas de laboratorio virtuales, para la enseñanza de la Física General,
incluidas en el SIDEF, no solo salva el déficit de equipamiento real para realizar estas actividades, sino
que también permite que un mayor número de estudiantes puedan acceder y realizarlas simultáneamente,
en el momento que mejor les convengan y sin tener que asistir al local del Laboratorio de Computación.
Además, este sistema se emplea, en una variante adaptada denominada SIDEF1, en las Sedes
Universitarias Municipales de Villa Clara.
Es considerable también las habilidades de navegación, de interactividad y manejo de la información
virtual, que adquieren mientras desarrollan estas actividades en los primeros años de sus carreras, lo que
favorece su formación integral y los ubican en un lugar privilegiado dentro del proceso de informatización
que abarca ya, todas las esferas de la vida contemporánea.
104
CONCLUSIONES
El desarrollo de la investigación conduce a las siguientes conclusiones:
1. Un proceso de enseñanza-aprendizaje desarrollador, bajo la concepción histórico-cultural, tiende a lograr
una posición activa en el aprendizaje, lo que demanda un esfuerzo intelectual de los estudiantes que le
permita orientarse en las tareas; reflexionar, valorar, suponer, llegar a conclusiones, argumentar, utilizar el
conocimiento, generar nuevas estrategias, entre otras acciones; y al profesor, como director de este
proceso ha de garantizar que la actividad, la interrelación y la comunicación estén presente en todo
momento. En las condiciones actuales de las universidades cubanas el tratamiento de nuevos contenidos
permite ser reforzado y enriquecido con la utilización de las TIC, favoreciendo los procesos motivacionales
y garantizando una mayor amplitud y profundidad de análisis de los contenidos objeto de estudio.
2. El proceso de enseñanza-aprendizaje de la Disciplina Física General, en la Carrera de Ingeniería Civil de
la UCLV, está correctamente estructurado, pero predomina la utilización del enfoque tradicional de
enseñanza. Los estudiantes parecen no estar motivados por el estudio, tienen limitaciones en sus
conocimientos previos y en el acceso a la Internet, hay serias dificultades con el equipamiento de los
laboratorios, los instrumentos de medición, las simulaciones de experiencias físicas y la información
necesaria para desarrollar las practicas de laboratorio (reales y virtuales) de esta disciplina. La Facultad
de Construcciones tiene los recursos imprescindibles que posibilitan la adopción de un proceso de
enseñanza-aprendizaje desarrollador de la Física General. Todo lo anterior determina que existen las
condiciones para desarrollar un Modelo Teórico-Metodológico que contribuya con el perfeccionamiento del
citado proceso.
3. Para fundamentar el Modelo Teórico-Metodológico que contribuye al perfeccionamiento del PEA de la
FG, en las carreras de Ciencias Técnicas, mediante la utilización de las TIC, ha sido necesario
considerar los siguientes aspectos: el enfoque histórico cultural de Vigotsky, la adopción de un PEAD y
la sistemática utilización de las TIC en todas las formas de docencia típicas de la Física General.
4. La concepción del MFTIC parte de un diagnóstico de las necesidades y potenciales educativas
presentes en el PEA de la disciplina Física General, en la Carrera de Ingeniería Civil de la UCLV, la
elaboración de una propuesta sustituta del objeto, el establecimiento de los fundamentos teórico-
metodológicos que sustentan este modelo, la elaboración un Sitio Web, interactivo y específico para la
FG a nivel universitario, la implementación de este modelo y de la evaluación continua de los
resultados obtenidos con su aplicación.
105
5. Un Sitio Web que pretenda contribuir con el perfeccionamiento del PEA de la FG debe ser interactivo,
didáctico, accesible y estar constituido, en forma de sistema, por las siguientes herramientas
informáticas: simulaciones de experiencias físicas, laboratorios virtuales, software profesionales, textos
en formato electrónico, materiales didácticos de apoyo al trabajo experimental (sobre la preparación y
el desarrollo de las prácticas de laboratorio reales, la confección de los informes, la aplicación de la
Teoría de errores, el ajuste de curvas, etc.) y enlaces a otros Sitios Web de interés.
6. La evaluación de la implementación del MFTIC permite afirmar que se logra una mayor vinculación con
las disciplinas especializadas, un incremento de la motivación por el estudio de la FG, un aprendizaje
significativo y una formación más integral de los estudiantes. El establecimiento del requisito previo, las
condiciones de aplicabilidad, la orientación metodológica para su uso y el procedimiento lógico para la
conducción del PEA propician su viabilidad.
106
RECOMENDACIONES
1. Continuar aplicando y perfeccionando el MFTC en la Carrera de Ingeniería Civil de la UCLV.
2. Aplicar dicho modelo en otras carreras de Ciencias Técnicas que incluyen la Física General en sus
Planes de Estudio.
3. Organizar talleres u otras actividades metodológicas en los colectivos Interdisciplinarios del
Departamento de Física de la UCLV, con el propósito de trasmitir y perfeccionar las experiencias
obtenidas, debatir acerca del mejoramiento de las pautas metodológicas que deben guiar la acción del
profesor como director del PEAD y las posibles vías para, a partir de esta experiencia, mejorar aun más
el proceso de enseñanza-aprendizaje de la FG, en la UCLV.
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Zilberstein, J., Portela, R. y M. Mcpherson, (1999). Didáctica integradora de las ciencias vs didáctica
tradicional. Una experiencia cubana. En formato electrónico.
Anexos
Anexo 1
No Carrera Asignatura. No Horas Año Semestre Examen Final
1 Ingeniería CivilFísica I 80 1ro 2do XFísica II 64 2do 1ro XFísica III 56 2do 2do X
2 Ingeniería MecánicaFísica I 80 1ro 2do XFísica II 80 2do 1ro XFísica III 64 2do 2do X
3 Ingeniería QuímicaFísica I 80 1ro 2do XFísica II 80 2do 1ro XFísica III 64 2do 2do X
4 Ingeniería IndustrialFísica I 80 1ro 2do XFísica II 80 2do 1ro XFísica III 64 2do 2do X
5 Ingeniería AutomáticaFísica I 80 1ro 2do XFísica II 80 2do 1ro XFísica III 54 2do 2do X
6IngenieríaTelecomunicaciones y Electrónica
Física I 80 1ro 2do XFísica II 80 2do 1ro XFísica III 64 2do 2do X
7 Ingeniería EléctricaFísica I 80 1ro 2do XFísica II 80 2do 1ro XFísica III 64 2do 2do X
8 Ingeniería BiomédicaFísica I 80 1ro 2do XFísica II 80 2do 1ro XFísica III 64 2do 2do X
Anexo 2
Física I (Cuadro mecánico clásico) carrerasTemas 1 2 3 4 5 6 7 8
Cinemática X X X X X X X XDinámica X X X X X X X XTrabajo y Energía X X X X X X X XOscilaciones X X X X X X X XOndas X X X X X X X XTermodinámica X X X X X X X XCorriente y Resistencia X X X X X X X XFísica II (Cuadro electromagnético) carreras
Temas 1 2 3 4 5 6 7 8
Electrostática X X X X X X X X
Circuitos de corriente continua X X X X X -- X X
Semiconductores -- -- -- -- -- X -- --Magnetismo X X X X X X X XSustancias magnéticas X X X X X X X xInducción X X X X X X X XOscilaciones Electromagnéticas X X X X X X X xÓptica geométrica X X X X X X X XÓptica ondulatoria X X X X X X X XFísica III (Cuadro mecánico cuántico) carreras
Temas 1 2 3 4 5 6 7 8Óptica cuántica X X X X X X X XPropiedades ondulatorias de las partículas X X X X X X X XNociones de Mecánica Cuántica X X X X X X X XSistemas hidrogenoides (Bohr) X X X X X X X XSistemas hidrogenoides (M. C) X X X X X X X XÁtomos de dos o más electrones X X X X X X X XElementos de Mecánica. Cuántica en sólidos X X X X X X X XNúcleo atómico X X X X X X X XRadiaciones Nucleares X X X X X X X XReacciones Nucleares. X X X X X X X XPartículas elementales. X X X X X X X X
Anexo 3
GUÍA PARA LA OBSERVACIÓN PARTICIPANTE.
1. Caracterización de los profesores que participan en el colectivo de año.
2. Valoración que tienen los miembros del colectivo sobre la importancia del estudio de la Física
General.
3. Valoración del colectivo sobre la motivación de los estudiantes por el estudio de la Disciplina
Física General.
4. Prioridad que se le da a la articulación entre las disciplinas y asignaturas.
5. Necesidad de que los estudiantes adquieran habilidades (lógicas y manuales para el trabajo
experimental). Aporte de los laboratorios de FG (reales y virtuales).
6. Criterios sobre el desarrollo de las prácticas de laboratorio de Física General (reales y virtuales).
7. Aseguramiento bibliográfico (básico, de consulta y específico para las prácticas de laboratorio),
para la impartición de la Física General en la Facultad de Construcciones.
8. Disponibilidad de infraestructura de la Facultad de Construcciones para utilizar las TIC como
apoyo del proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General.
9. Utilidad de la utilización de las TIC en las diferentes formas de enseñanza de la FG.
10. Importancia para la formación del ingeniero civil del desarrollo de habilidades en la utilización de
las TIC.
11. Opiniones sobre el PEA de la Física General en la Carrera de Ingeniería Civil.
Anexo 4
GUÍA PARA LA ENTREVISTA INICIAL A GRADUADOS DE LA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
1. ¿Es profesor o investigador? ¿En qué perfil se ha especializado más?
2. ¿Qué criterios tiene sobre las posibilidades de aplicación de la Física General en su profesión?
3. ¿Cuáles son los contenidos de Física que están más relacionados con los de su área de trabajo?
Argumente.
4. ¿Ha aplicado en las asignaturas del currículo de su carrera o en sus investigaciones realizadas estos
contenidos?
5. ¿Ha tenido necesidad de consultar a algún especialista físico para poder llevar a la práctica estas
investigaciones? Argumente.
6. ¿Considera necesario el desarrollo de habilidades manipulativas experimentales en Física para su
formación? Argumente.
7. ¿Quedaron satisfechas sus expectativas con la realización de las prácticas de laboratorio de las Físicas
I, II y III? Argumente.
8. ¿Qué opina sobre las simulaciones interactivas como complemento para la realización de las prácticas
de laboratorio de Física General?
9. ¿Cree que en la Disciplina Física General se emplearon las TIC suficientemente, o existen mayores
posibilidades de explotación? Argumente.
10. ¿Considera importante para un graduado de su especialidad tener dominio en el manejo de las TIC?
Argumente.
11. ¿La bibliografía básica de la Disciplina Física General, en la Facultad de Construcciones, está
actualizada y satisface las necesidades académicas? Argumente.
12. ¿Cuáles considera Ud. que son los principales problemas que se presentan en la enseñanza de la
Física General en la Carrera de Ingeniería Civil? Argumente.
Anexo 5GUÍA PARA LA ENTREVISTA A PROFESORES DE FÍSICA GENERAL
1. ¿En qué carreras de Ciencias Técnicas imparte, o ha impartido, las asignaturas de la Física
General?
2. ¿Qué criterios tiene sobre las posibilidades de aplicación de los contenidos de la Física General en
las carreras de Ciencias Técnicas?
3. ¿Cuáles son los contenidos físicos que están más relacionados con los del perfil de la carrera
donde usted trabaja?
4. ¿Considera necesario el desarrollo de habilidades (lógicas y manuales para el trabajo
experimental) para la formación de sus estudiantes? Argumente.
5. ¿Qué opina Ud. sobre las simulaciones como alternativa para complementar la realización de las
prácticas de laboratorio de Física General?
6. ¿Cree que en la Disciplina Física General se emplearon las TIC suficientemente, o existen más
posibilidades de explotación? Argumente.
7. ¿La bibliografía que dispone, para trabajar como texto básico y la específica para las prácticas de
laboratorio de cada una de las asignaturas de esta disciplina, está actualizada? Argumente.
8. ¿Tienen los estudiantes acceso a información actualizada sobre la Física General? Argumente.
9. ¿Cuáles considera Ud. que son los principales problemas que se presentan en la enseñanza de la
Física General en las carreras de Ciencias Técnicas? Argumente.
Anexo 6CUESTIONARIO A ESTUDIANTES DE LA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL EN LA UCLV
El objetivo de este cuestionario es indagar sobre la formación en Física General (FG) que usted ha recibido; específicamente relacionado con la realización de las prácticas de laboratorio de esta disciplina. Actualmente se encuentra: estudiando_______ trabajando________ 1. El nivel de conocimientos de FG que adquirí en la enseñanza media fue:
Muy bueno _____ Bueno _____ Regular _____ Bajo _____ Muy bajo _____
2. Los contenidos de FG que recibí en mi Carrera de Ingeniería Civil fueron: Más de lo necesario _____ Los necesarios _____ Los más necesarios _____ Menos de lo necesario _____ Los menos necesarios _____
3. El tiempo que se dedicó al estudio de la FG fue: Excesivo _____ Adecuado _____ Casi adecuado _____ Poco _____ Muy poco _____
4. La contribución de las prácticas de laboratorio de FG a mi formación en Física, fue: Excesiva _____ Adecuada _____ Casi adecuada _____ Pobre _____ Muy pobre _____
5. Mis habilidades (lógicas y manuales para el trabajo experimental) se fortalecieron con el desarrollo de las prácticas de laboratorio de FG de forma:
Excesiva _____ Adecuada _____ Casi adecuada _____ Pobre _____ Muy pobre _____
6. El tiempo dedicado a la realización de las prácticas de laboratorio de FG fue: Excesivo _____ Adecuado _____ Casi adecuado _____ Pobre _____ Muy pobre _____
Anexo 7. CUESTIONARIO A PROFESORES DE FÍSICA EN CARRERAS DE CIENCIAS TÉCNICAS.
El objetivo de este cuestionario es conocer su opinión sobre la formación en la Disciplina Física General (FG) que poseen los estudiantes al concluir una carrera de Ciencias Técnicas; específicamente relacionado con la realización de las prácticas de laboratorio de esta disciplina.
¿Cuántos años lleva impartiendo esta Disciplina? _________1. Sus estudiantes llegan a la UCLV con un conocimiento de los contenidos de la FG:
Muy bueno _____ Bueno _____ Regular _____ Bajo _____ Muy bajo _____
2. Los contenidos de FG impartidos en la carrera fueron: Más de lo necesario _____ Los necesarios _____ Los más necesarios _____ Menos de lo necesario _____ Los menos necesarios _____
3. El tiempo que se dedicó a estos contenidos fue: Excesivo _____ Adecuado _____ Casi adecuado _____ Poco _____ Muy poco _____
4. La contribución de las prácticas de laboratorio de FG a la formación en Física, de mis estudiantes fue: Excesiva _____ Adecuada _____ Casi adecuada _____ Pobre _____ Muy pobre _____
5. Las habilidades (lógicas y manuales para el trabajo experimental) de mis estudiantes se fortalecieron con el desarrollo de las prácticas de laboratorio de FG de forma:
Excesiva _____ Adecuada _____ Casi adecuada _____ Pobre _____ Muy pobre _____
6. El tiempo dedicado a la realización de las prácticas de laboratorio de FG fue: Excesivo _____ Adecuado _____ Casi adecuado _____ Pobre _____ Muy pobre _____
Anexo 8Pregunta Contenido 5 4 3 2 1
1 Formación física en la Enseñanza Media. 0 3 4 6 7
2 Contenidos recibidos en Física General. 5 10 5 0 0
3 Tiempo dedicado a la enseñanza de laDisciplina Física General. 10 8 1 1 0
4 Contribución de las prácticas de laboratorioal conocimiento de los contenidos deFísica General.
1 0 8 10 1
5 Contribución de las prácticas de laboratorioal desarrollo de habilidades (lógicas y manipulativas para el trabajo experimental).
0 1 5 8 6
6 Tiempo dedicado a la realización de lasprácticas de laboratorio. 2 7 4 6 1
Tabla 1. Respuestas de los estudiantes al cuestionario aplicado.
Anexo 9Pregunta Contenido 5 4 3 2 1
1 Formación física en la Enseñanza Media. 0 0 2 4 4
2 Contenidos recibidos en Física General. 3 3 2 2 0
3 Tiempo dedicado a la enseñanza de laDisciplina Física General. 3 4 3 0 0
4 Contribución de las prácticas de laboratorioal conocimiento de los contenidos deFísica General.
0 1 3 3 3
5 Contribución de las prácticas de laboratorioal desarrollo de habilidades (lógicas y manipulativas para el trabajo experimental).
0 0 1 5 4
6 Tiempo dedicado a la realización de lasprácticas de laboratorio. 1 3 3 3 0
Tabla 2. Respuestas de los profesores al cuestionario aplicado.
Anexo 10
Tabla 3: Resultados de la encuesta realizada a estudiantes y profesores.
EncuestadoAlternativas
Fi
FactoresDiferencia
1 2 3 4 5 6 Positivos Negativos
1 2 4 5 2 1 2 16 2 4 -22 1 5 2 2 2 2 14 1 5 -43 2 4 4 3 3 1 17 4 2 24 4 3 5 5 3 3 23 6 0 65 1 5 5 2 2 2 17 2 4 -26 2 2 4 2 1 5 18 4 2 27 2 4 4 3 2 4 19 4 2 28 1 5 5 2 4 5 22 4 2 29 3 4 4 2 2 4 19 4 2 210 1 3 5 1 1 4 15 3 3 011 4 4 5 2 3 3 21 5 1 412 2 5 5 3 2 2 19 2 4 -213 1 4 4 2 1 4 16 3 3 014 3 5 5 3 2 2 20 4 2 215 2 3 4 2 1 3 15 3 3 016 2 4 3 3 3 3 18 18 5 117 1 4 4 2 2 2 15 2 4 -218 3 4 5 3 1 4 20 5 1 419 4 3 4 3 3 4 21 6 0 620 1 4 5 3 2 4 19 4 2 221 2 4 4 1 2 4 17 3 3 022 2 3 5 2 2 2 16 2 4 -223 1 4 3 1 2 2 13 2 4 -224 3 5 5 1 4 2 16 4 2 225 2 2 4 2 3 3 16 3 3 026 1 5 3 1 4 3 17 4 2 227 2 4 4 3 5 4 22 5 1 428 1 5 5 1 2 1 15 2 4 -229 3 3 3 2 3 3 17 5 1 430 1 2 4 1 3 2 13 2 4 -2
Anexo 11
Pregunta Media Moda Positivas Negativas C (%)
1 2,03 2 9 21 30
2 3,93 4 28 2 93
3 4,23 5 29 1 97
4 2,4 2 13 17 43
5 1,93 2 7 23 23
6 3,16 4 20 10 67 Tabla 4: Análisis valorativo por preguntas, a estudiantes y profesores.
Anexo 12
Segundo año Ingeniería Civil Plan C Modificado
I SEMESTRE (19 Semanas.) II SEMESTRE (17 Semanas.)
No. ASIGNATURA EF HT HS No. ASIGNATURA EF HT HS
1 API III SÍ 180 9,5 1 API IV SÍ 208 7,5
2 Física I SÍ 80 4,2 2 Física II 64 3,8
3Algebra lineal y Ecuaciones deferenciales ordinarias
SÍ 72 3,8 3 Cálculo diferencial e integral II
SÍ 56 3,3
4 Computación III 54 2,8 4 Hidráulica Aplicada 56 3,3
5 Inglés III 64 3,4 5 Resistencia de Materiales
SÍ 96 5,6
6Economía Política I 64 3,4 6 Economía Política II SÍ 64 3,8
7Educación Física III 48 2,5 7 Educación Física IV 48 2,8
EF. Examen final HT. Total de horas HS. Horas por semana
Asignaturas Horas Año Semestre Examen final
Física I 80 2 1 SÍ
Física II 64 2 2 SÍ
Física III 54 3 1 No
Anexo 13Segundo año Ingeniería Civil PLAN D
I SEMESTRE (16 Semanas) II SEMESTRE (16 Semanas)
No. ASIGNATURA EF HT HS No. ASIGNATURA EF HT HS
1 Modelación Mecánica de las Estructuras I
SÍ 80 5 1Modelación Mecánica de las Estructuras II
SÍ 64 4
2 Topografía I 64 4 2 Topografía II SÍ 48 3
3Matemática III SÍ 80 5 3 Probabilidades y
estadística. 56 3.5
4 Física II SÍ 64 4 4 Física III SÍ 56 3.5
5 Economía Política 32 2 5 Teoría Socio Política
32 2
6 Geometría Descriptiva
64 4 6 Dibujo Aplicado a la Ingeniería
56 3,5
7 Educación Física III 48 3 7 Educación Física IV 48 3
EF. Examen final HT. Total de horas HS. Horas por semana
Asignatura Horas Año Semestre Examen final
Física I 80 1 2doSÍ
Física II 64 2 1roSÍ
Física III 56 2 2doSÍ
Anexo 14
Presentación del Sitio Web “prácticas de laboratorio reales”.
Presentación de la Página Web “prácticas de laboratorio de Mecánica”.
Presentación de la Página Web “choque entre esferas de masas diferentes”.
Anexo 15
MODELO DEL INFORME.
Por: Víctor M. Mujica Marcelo, Carlos A. Alejandro Alfonso, Gerardo García González y José A. Aceituno Mederos.
INTRODUCCIÓN.
El informe de la práctica de laboratorio de Física General (real o virtual) tiene la función, dentro del proceso
de enseñanza-aprendizaje, de introducir al estudiante dentro de las normas técnicas establecidas, tanto
nacionales como internacionales, para la rendición de información sobre la actividad científica
desarrollada.
ESTRUCTURA DEL INFORME.
Portada.
Esta es la primera hoja del informe y se llenará en la forma y orden que se establece a continuación:
Se reflejará el nombre de la facultad, carrera, año y grupo al que pertenece el autor.
El título de la práctica.
Autor.
Resumen.
Reflejará el contenido principal del trabajo realizado.
El texto del resumen contendrá:
Una breve descripción de los resultados obtenidos con la práctica de laboratorio realizada.
Introducción.
En la introducción se reflejará de forma concisa los antecedentes teóricos e históricos y el montaje
experimental (real, simulado o filmado) correspondiente a la práctica que va a realizar.
La obtención analítica de las ecuaciones de trabajo.
Desarrollo.
Esta es la parte principal del informe y en ella se reflejarán:
Datos experimentales obtenidos, organizados en tablas.
Cálculos representativos, que incluyan la aplicación de la Teoría de errores y la presentación de los
resultados por intervalos de confianza.
Gráficos que muestren la dependencia funcional entre determinadas magnitudes físicas medidas
experimentalmente. Incluye el ajuste de las curvas por el método de los mínimos cuadrados.
Análisis de los resultados:
Comparación de los valores obtenidos experimentalmente con:
Los reportados en la literatura.
Lo que se debe esperar, según las ecuaciones teóricas.
Lo que ilustran los gráficos.
Análisis del o de los métodos de trabajo empleados.
Aplicaciones prácticas, de los contenidos físicos abordados en la práctica realizada, en la carrera
que estudia.
Conclusiones.
Están encaminadas a declarar la posición del autor respecto al análisis de los resultados y entonces
establecer las generalidades y dependencias existentes entre las diferentes magnitudes que se
estudiaron.
Bibliografía.
Para el citado de la bibliografía consultada se utilizará una de las normas existentes para estos fines, por
ejemplo la estilo Harvard.
Reglas generales para la presentación del informe.
El informe se presentará escrito en formato electrónico con tipos como mínimo de hasta 10 puntos en
letras Times New Roman y espaciado a 1,5.
Los apellidos, nombres de instituciones, organizaciones, firmas, títulos de los artículos y los demás
nombres propios en el texto del informe se relacionará en el idioma original .Se admiten la
transliteración de los nombres propios y la relación de los nombres de los organismos traducidos al
idioma del informe, añadiéndoles (cuando se citan por primera vez) el nombre original.
Las magnitudes físicas se presentarán en el Sistema Internacional de Unidades (SI).
Las palabras que identifican la parte del informe de acuerdo con su estructura se escribirán en letras
mayúsculas y en renglón aparte.
Las páginas del informe serán numeradas con cifras arábigas, las cuales se colocarán en la parte
inferior derecha de éstas. La portada no se numera.
Las ilustraciones se denominarán con el término “Figura”, se numerarán consecutivamente dentro del
Informe, se colocarán debajo de la ilustración, especificando brevemente de lo que se trata.
Igual tratamiento se realizará con las tablas.
Las fórmulas y ecuaciones se destacarán en el texto en renglones aparte. Por encima y por debajo de
cada fórmula se dejará no menos de un renglón libre. Si la fórmula no cabe en un renglón la misma se
trasladará después de los signos de igualdad (=), ó suma (+), ó multiplicación (*), ó división (/) u otros
signos matemáticos.
La remisión a las tablas se reflejará en el texto escribiendo la cita con el nombre completo si ésta es
una sola, si son más, se reflejará con la abreviatura, más la correspondiente cifra, por ejemplo: “véase
tabla 3”.
Para el citado de la bibliografía consultada durante la confección del informe debe guiarse por las
indicaciones de la norma estilo Harvard.
Bibliografía consultada.
CDU002.5:006.354 (729.1)
DN-172/88 39-23. 1986.
Sistema Nacional de Información Científico Técnica. Reglas Generales para su elaboración y presentación
(aún con validez en marzo del 2003)
NC39-02; 81 NC 00-10:78 “SNNMCC y NC 00-10.
Anexo 16
TEORÍA DE ERRORES.
Por: M. Sc. Carlos Abilio Alejandro Alfonso
1.-Introducción.
A pesar de la belleza matemática de algunas de sus más complejas y abstractas teorías, la física es sobre
todo una ciencia experimental.
Las leyes naturales se establecen mediante la generalización de los datos experimentales y su veracidad
se comprueba en la correspondencia de sus predicciones con la práctica.
El método experimental originado y aplicado inicialmente por la física, ha alcanzado una difusión tan
grande que no se concibe una rama de la actividad científica o tecnológica en la que no desempeñe un
papel fundamental.
La Teoría de errores fundamenta la crítica de la medición, así como el proyecto de los sistemas destinados
a ejecutarla de ahí su importancia técnica y científica.
En este material se esbozan brevemente los aspectos fundamentales para la evaluación de la
incertidumbre o error en las mediciones. Aunque las fuentes fundamentales de que nos hemos nutrido
aparecen en la bibliografía, es de señalar que se incluyen aquí criterios de quien a nuestro juicio debe ser
la entidad rectora en el establecimiento de una “cultura” estándar sobre el tema: la Organización Mundial
de la Estandarización (ISO), de la cual Cuba es miembro correspondiente.
2.- Conceptos fundamentales sobre mediciones.
2.1-Medición. Se denomina así al proceso de comparar una determinada magnitud física con otra que se
selecciona como patrón. Este proceso consta de un conjunto de acciones que comienza con la obtención
de una data debido a la repetición de las comparaciones y que incluye el procesamiento estadístico de
dicha data y su validación hasta brindar finalmente la información sobre el error cometido en la medición.
2.2-Tipos de errores. Todos los errores que pueden influir sobre la medición pueden agruparse en dos
grandes tipos: los errores sistemáticos y los errores aleatorios.
2.2.1- Errores sistemáticos. Se caracterizan por que afectan siempre en el mismo sentido y su magnitud
es fija. Son imposibles de eliminar totalmente, lo más que se puede hacer es minimizarlos. Pueden ser a
su vez de dos tipos también: Instrumentales y personales.
2.2.1.1-Errores sistemáticos instrumentales. Son aquellos inherentes al instrumento de medición.
Siempre está presente el error de escala.
2.2.1.2-Errores sistemáticos personales. Son los provocados por el observador que realiza la medición,
el cual tiende a viciar el proceso por la influencia de factores dependientes de él. Por ejemplo, los errores
debido a la dilatación térmica de los instrumentos a causa de la temperatura del cuerpo humano.
2.2.2-Errores aleatorios. Se deben a múltiples causas y se cometen reiteradamente al hacer las
mediciones. Tienen la ventaja de que actúan en ambos sentidos y, por ello, pueden ser minimizados
repitiendo las mediciones y elaborando los datos con ayuda de la estadística.
2.3- Tipos de mediciones. Se clasifican en dos grupos: directas e indirectas.
2.3.1- Mediciones directas. Son aquellas en que la magnitud que se quiere medir se obtiene como
resultado de la aplicación directa del instrumento de medición. Ejemplos: longitud, masa, tiempo, etc.
2.3.2- Mediciones indirectas. Reciben ese nombre, aquellas que se caracterizan porque la magnitud a
determinar se obtiene a través de una relación funcional o ecuación conocida, entre otras magnitudes.
Ejemplo: densidad, energía cinética, etc.
3.- Cantidades aproximadas y sus errores.
3.1- Error absoluto. Se denomina así a la diferencia existente entre el valor estimado y el verdadero valor.
Si Xo es el verdadero valor y X el valor estimado, el error absoluto será:
oXXX
. Si ∆X > 0, el error que se ha cometido se denomina “por exceso “, en caso contrario, ∆X < 0, el error es
“por defecto“.
3.2- Error relativo. Con el error absoluto no es suficiente para expresar el tamaño del error, pues su valor
depende de la unidad de medida empleada, se define el error relativo como:
Xo
X
El error relativo es una cantidad adimensional, y generalmente se expresa en por ciento.
Si se conociera el error absoluto (∆X) de la aproximación X a Xo, podría hallarse el valor exacto por
Xo = X - X . Al hacer esto se habría corregido el error que existe en X.
En la actividad práctica, sin embargo, generalmente se sabe solo que el valor modular del error absoluto
no es superior a cierta cantidad (U) que se conoce como incertidumbre o cota de error (por abreviar,
Error).
Precisamente uno de los problemas centrales que enfrenta la teoría de errores, consiste en establecer los
métodos de calculo del error de las mediciones, con el criterio de que sean lo mas pequeños posible,
y que al mismo tiempo acoten el error con una confiabilidad alta y conocida.
Cuando UXX 0 , se puede encontrar al valor verdadero en el intervalo (intervalo de confianza)
definido por: UXXUX 0
Lo cual se expresa abreviadamente:
)1(0
___
0 XUX X
Por las mismas razones explicadas, al definir el error relativo, se introduce la cota de error relativo por:
4.- Procedimiento a seguir para el calculo del error (U).
4.1- En mediciones directas.
El error con que se mide una magnitud física se calcula en general mediante la suma cuadrática de todos
los errores no corregibles:
)2(1
2
n
iiUU
Por lo general en nuestros laboratorios encontramos 3 tipos de error no corregibles:
. El error aleatorio aU
. El error de escala eU
. El error de calibración cU
Entonces podemos escribir la ecuación (1) así:
)3(222cea UUUU
4.1.1- Evaluación del error aleatorio.
A partir de un conjunto X1, X2, X3, . . . Xn (muestra), de observaciones experimentales repetidas ( realizadas con un mismo sistema de medición) se calcula el valor promedio, la desviación típica de la muestra (S) y el error aleatorio (Ua):
n
XX
n
ii
1
1
)(1
2
n
XXS
n
ii
n
SEU a
Siendo E un parámetro que depende del nivel de confianza o confiabilidad (Pk) elegido: usualmente, se
escoge entre 0.90; 0.95; 0.99 ó 0.999, tal como se muestra en la siguiente tabla:
Número de
Mediciones
Niveles de confianza (Pk)
0.90 0 ,95 0.99 0.999
2 6.314 12.71 63.66 636.6
3 2.920 4.303 9.925 31.60
4 2.353 3.182 5.841 12.94
5 2.132 2.776 4.604 8.610
6 2.015 2.571 4.032 6.859
7 1.943 2.447 3.707 5.405
8 1.895 2.365 3.499 5.041
9 1.860 2.306 3.355 4.781
10 1.833 2.262 3.250 4.587
11 1.812 2.228 3.169 4.437
12 1.796 2.201 3.106 4.318
13 1.782 2.179 3.055 4.221
14 1.771 2.160 3.012 4.140
15 1.761 2.145 2.977 4.073
16 1.753 2.131 2.947 4.015
17 1.746 2.120 2.921 3.965
18 1.740 2.110 2.898 3.922
19 1.734 2.101 2.878 3.883
20 1.729 2.093 2.861 3.850
21 1.725 2.086 2.845 3.819
22 1.721 2.080 2.831 3.792
23 1.717 2.074 2.819 3.767
24 1.714 2.069 2.807 3.745
25 1.711 2.064 2.797 3.659
30 1.699 2.045 2.756 3.291
1.645 1.960 2.576
Tabla 1: Distribución t de Student. Valores de E
4.1.2- Evaluación del error de escala.
Usamos la ecuación:
AmU e
Donde A es la apreciación de la escala.
Sobre el valor de m existen diversos criterios en la literatura. Se utiliza el siguiente:
m=1, debido a que si se considera2
1m se está sobrevalorando la capacidad de apreciar realmente
dónde está la mitad entre las dos divisiones cercanas de la escala, e ignorando pequeñas fluctuaciones de
las condiciones ambientales que pueden influir sobre la exactitud de ésta.
4.1.3- Evaluación del error de calibración.
En muchos instrumentos el fabricante o un organismo metrológico competente suministran información
que permiten evaluar el error de calibración, el cual se ha llamado así por simplicidad. Si el instrumento
funciona dentro del rango de condiciones especificados, entonces se podrá despreciar el error aleatorio en
(3), porque el de calibración lo contendrá.
Dentro de éstos están los instrumentos que traen las clases de precisión K1 y K2. Estos son los voltímetros
digitales B7-40 y las cajas de resistores P33 y P33T, todos de procedencia soviética.
Entonces se aplica:
kc XKXKKU 22101.0 (7)
Donde:
X y Xk son el valor medido y el valor de plena escala, respectivamente.
Ejemplo:
Para las cajas de resistores K1 = 0,2, K2 = 2. 10-6 y Kx ≈ 105 ohmios. Si se mide X=1000 ohmios, Uc ≈ 2 Ω.
Véase que en este caso es erróneo tomar sólo el error de escala
Ue = 0.1 para evaluar la incertidumbre, puesto que Uc es 20 veces mayor que Ue. Al contrario, en este
caso se puede despreciar Ue .(a medida que X decrece, de la fórmula 6 vemos que Uc también lo hace y ya
para X = 47 se cumple Uc = Ue, por lo que no se justifica despreciar Ue sin tener en cuenta el valor de X).
Se reitera que el error de calibración dado por la fórmula (6) depende de X. Para X = 2000ohmios se
tendría Uc = 40 Ω.
En el caso de los instrumentos analógicos de aguja, habitualmente viene una sola clase K, y se aplica:
100k
c
KXU
(8)
La tabla 2 muestra las clases de los voltímetros digitales universales B7-40 (sólo para los campos de
medida y rango de frecuencias usados en el Laboratorio en este momento):
Magnitud a medir Tipo Campo de medida K1 K2
Tensión Directa Hasta 2V 0.05 0.02
Tensión Directa (2-2000)V 0.1 0.02
Tensión Alterna Hasta 2000V 0.6 0.1
Intensidad Directa Todo 0.2 0.02
Intensidad Alterna Todo 1.0 0.1
Resistencia Hasta 2MΩ 0.15 0.05
Resistencia (2-20)MΩ 0.5 0.1
Tabla 2. Valores de la Clase.
4.1.4- Ejemplo 1: Determinar el error, con nivel de confianza 0.99 para un sistema de medición de tiempo,
con un cronómetro cuya apreciación (A) es 0.1 s, que produjo las siguientes mediciones (en segundos):
3.6; 3.6; 3.7; 3.6; 3.8; 3.7
Estos datos y los cálculos a realizar deben organizarse en una tabla; una forma posible se muestra en la
tabla 3:
i iX ( s ) XX i 2)( XX i
1 3.6 -0.0667 0.0044
2 3.6 -0.0667 0.0044
3 3.6 -0.0667 0.0044
4 3.7 +0.0333 0.0011
5 3.7 +0.0333 0.0011
6 3.8 +0.1333 0.0178
22.0 Debe anularse 0.0332
Tabla 3: Valores correspondientes al ejemplo 1.
De aquí:
sn
XX
n
ii
......6666.3226
11
sn
XXS
n
ii
081.05
0332.0
1
)(1
2
En la tabla 1 se tiene que para Pk= 0.99 y n=6 E= 4.032, por tanto:
sn
SEU a 13.01341153.0
6
081.0.032.4
Como no se está en presencia de instrumentos eléctricos, la expresión (3) toma la forma:
22ea UUU
y evaluando obtenemos:
xU =22 )1.0()13.0( 0.16 s entonces se debe expresar, según (1)
X= 3.67 0.16 s
Con un nivel de confianza de 0,99; o en otras palabras, con un 99 % de confiabilidad.
4.2 – En mediciones indirectas.
Si la magnitud a medir y depende de m magnitudes xi medidas directamente:
Y = f (xi), entonces <Y> = f (<xi >), donde <Y> es el promedio de la Y y <xi > es el de las xi .
La incertidumbre de Y será (despreciando las posibles correlaciones entre las magnitudes medidas):
)9()(1
m
xi
iU
x
fU
4.2.1-Ejemplo 2: Cálculo del volumen (V) de una esfera.
Con un palmer o tornillo micrométrico se determina n veces el diámetro ( D ) de una esfera. Como el
volumen se determina por:
3
3
4rV
Entonces:
333
683
4
23
4D
DDV
Utilizando (9) se tendrá:
DDDv UDUDUD
VU 22
263
Donde UD se determina según (3) y el valor del diámetro que se utiliza es el promedio, calculado por (4).
5.- Ajuste de curvas utilizando el método de los mínimos cuadrados.
5.1- Fundamentación del método
Se supone que se hacen N determinaciones de las magnitudes X e Y, y existen fundamentos para
suponer que Y depende de X según una relación polinómica determinada de grado n.
nn XaXaXaaY ...2
210
Se plantea el problema de cómo determinar los coeficientes ao, a1, . . . an para que el polinomio obtenido
sea el que mejor se ajuste a los puntos experimentales.
Para ello se requiere formar una función denominada “de error“ y, posteriormente minimizarla para hallar
los coeficientes de la función ajustada. Es decir:
niniiii XaXaXaaYE ......2
210
22210
11
2 )......( ninii
n
ii
n
ii XaXaXaaYE
Y posteriormente:
0.,...,0,010
na
f
a
f
a
f
Estas últimas derivadas parciales igualadas a cero, darán lugar a las denominadas ecuaciones normales.
5.2- Ajuste a una relación lineal del tipo Y= a X + b
En este caso la función error será:
n
iiiiiii
n
iii XbaYbXYabXaYbXaYf
1
22222
1
)222()(
Además se tendrá que:
n
ii
n
ii
n
iii XbYXXa
a
f
11 1
2 0222
n
i
n
iii XaYbN
b
f
1 1
0222
Que conducen a formar el sistema:
n
i
n
iiiii XbXaYX
1 1
2
NbXaY
n
i
n
iii
1 1
Resolviendo el sistema, se obtiene la expresión para los coeficientes de ajuste:
rectaladePendiente
XX
YXYXa )10(
)( 22
yejeelconInterceptoXaYb )11(
5.3-Ejemplo 3.
Para el siguiente conjunto de valores obtenidos en el Laboratorio (X, Y), cuya dependencia es lineal,
aplique mínimos cuadrados para, luego de plotear Y vx X trazar la recta que mejor se ajuste a los datos
experimentales.
X( s2 ) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
Y(cm) 5 19 24 30 37 50 56 72 75 83 88 95 108 120 123
Tabla 4: Valores experimentales de dos magnitudes, cuya dependencia es lineal.
Primero se plotean los pares X, Y. Utilizando el Microsoft Excel se obtiene:
0
50
100
150
0 50 100 150 200
X (s2 )
Y (
cm
)
Serie1
Ordenando, añadiendo filas y columnas a la tabla 4 se facilitan los cálculos a realizar (tabla 5):
Tabla 5: Ordenamiento de las magnitudes medidas
Efectuando los cálculos se obtiene:
8015
12001
N
XX
N
ii
682015
1023001
N
YXYX
N
iii
66.6515
9851
N
YY
N
ii
66.826615
1240001
2
2
N
XX
N
ii
Sustituyendo en las expresiones (10) y en (11) se obtiene el valor, de la pendiente de la recta que mejor se
ajusta a la data experimental y del intercepto de esta recta con el eje de las ordenadas:
m = 0,839 b = - 1,476
Por tanto la ecuación de esta recta anteriormente descrita es:
No )( cmYi 2iX ii YX
1 10 5 100 50
2 20 19 400 380
3 30 24 900 720
4 40 30 1600 1200
5 50 37 2500 1850
6 60 50 3600 3000
7 70 56 4900 3920
8 80 72 6400 5760
9 90 75 8100 6750
10 100 83 10000 8300
11 110 88 12100 9680
12 120 95 14400 11400
13 130 108 16900 14040
14 140 120 19600 16800
15 150 123 22500 18450
1200 985 124000 102300
)( 2sX i
y = 0,839 – 1,476
Para trazar esta recta se tiene un punto (o, -1.476). El otro se encuentra evaluando la ecuación anterior
para un valor de X próximo al mayor de los experimentales; por ejemplo X = 145, entonces el otro punto
por donde pasa la recta es (145 ,120.18). Usted podrá comprobar que todos los puntos experimentales
quedan equidistantes de esta recta. Note que es totalmente ilógico pensar que la recta debía pasar por
todos los puntos; se estaría negando la existencia de errores en el proceso de obtención de la data
experimental.
Utilizando el Microsoft Excel, se obtiene la curva que mejor se ajusta a los datos experimentales y
proporciona los valores de la pendiente (0.8393) y del intercepto (-1.4762):
y = 0.8393x - 1.4762
0
50
100
150
0 100 200
X ( s2 )
Y (
cm )
Serie1
Lineal (Serie1)
6.- Bibliografía.
1- Introducción al Laboratorio de Física. Fundamentos de la Teoría de errores. Oscar Cartaya Saíz.
2- Practicas de laboratorio de Física I. Colectivo de autores.
3- Incertidumbre. Documento en soporte magnético. Rolando Cárdenas Ortiz.
Anexo 17
Página Web principal del material didáctico “Modelo del informe”.
Página Web principal del material didáctico “Teoría de errores”.
Anexo 18
Presentación del Sitio Web “Prácticas Virtuales”.
Presentación de la Página Web “Prácticas Virtuales de Ondas Mecánicas”.
Presentación de la Página Web de una práctica virtual “Proyectiles”.
Applet sobre el movimiento de proyectiles.
Anexo 19
Cuestionario
Necesitamos conocer sus criterios sobre el Sitio Web denominado SIDEF, con el objetivo de contribuir a su
perfeccionamiento. Su respuesta es anónima, a cada pregunta le dará una calificación escribiendo una
cruz en la casilla correspondiente, según la siguiente escala:
1 (muy mal) 2 (mal) 3 (regular) 4 (bien) 5 (excelente)
¿En que medida consideras que… 1 2 3 4 5
1.¿Se han tenido en cuenta los conocimientos físicos adquiridos en la Enseñanza Media?
2. ¿Resulta fácil relacionar lo nuevo con los conocimientos precedentes?
3. ¿Resulta fácil acceder al SIDEF?
4. ¿La información que se ofrece para realizar las actividades que se orientan, es comprensible?5. ¿La bibliografía incorporada complementa al libro de texto?
6. ¿Las simulaciones incorporadas en el Sitio Web son de calidad?
7. ¿Ayuda a prepararse para los laboratorios reales?
8. ¿Resulta fácil acceder a los laboratorios virtuales?
9. ¿Las prácticas virtuales se ejecutan correctamente?
10. ¿Los laboratorios virtuales se asemejan a la realidad?
11. ¿Los laboratorios virtuales incorporados, pueden sustituir a los laboratorios reales?
12. ¿Le ayuda en la confección de los informes de las prácticas de laboratorio?
13. ¿Le ayuda con la aplicación de la teoría de errores?
14. ¿Puedes ajustar curvas, correspondientes a datos experimentales, con facilidad?
15. ¿Contribuye con tu formación general?
16. ¿Es suficiente el tiempo de máquina que obtiene en su facultad?
17. ¿Los Applets abren correctamente en todas las PC?
18. ¿El lenguaje empleado le resulta común?
19. ¿Te sientes motivado a trabajar en los laboratorios de Física?
20. ¿El Sitio Web contiene los elementos necesarios para lograr una adecuada formación en Física General?
Escriba por detrás de esta hoja algunas sugerencias que nos puedan ayudar en el trabajo. Gracias
Resultados del cuestionario aplicado a los estudiantes en el curso 2004-2005 Anexo 20
Estudiante AlternativasFij Factores
Diferencia
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Positivos Negativos1 4 3 2 5 4 5 4 2 3 4 4 5 4 5 3 2 3 4 3 4 73 17 3 142 3 4 1 4 4 4 4 3 2 4 5 4 4 5 4 3 2 3 4 5 72 17 3 143 5 4 2 4 5 4 2 2 3 3 4 4 5 3 3 2 2 5 2 4 66 14 6 84 4 5 2 4 5 5 5 1 3 4 3 5 5 5 4 2 2 4 3 3 74 16 4 125 2 3 3 3 5 5 3 2 2 5 4 4 5 5 4 3 3 4 2 2 69 15 5 106 5 4 3 5 4 4 4 3 4 5 4 5 4 4 3 1 2 5 4 4 77 18 2 167 3 5 4 4 4 5 2 2 3 4 5 4 3 4 3 2 2 5 4 5 73 16 4 128 4 5 2 4 4 5 3 2 2 4 5 5 4 4 3 2 3 4 2 4 71 15 5 109 4 4 3 4 3 4 2 1 3 3 5 3 4 3 3 3 2 3 3 4 60 17 3 1410 5 5 1 3 5 4 3 3 1 4 4 5 5 4 4 3 2 4 2 3 70 16 4 1211 3 4 2 4 3 5 4 2 3 4 3 5 4 4 2 3 2 5 4 4 70 16 4 1212 5 4 3 4 5 3 4 2 4 5 4 4 3 5 3 1 3 5 3 5 75 17 3 1413 3 4 4 3 5 4 3 1 2 5 4 4 4 5 4 3 1 4 2 4 69 17 3 1414 4 5 1 4 4 4 2 2 2 4 5 5 4 3 2 2 2 4 4 3 66 13 7 615 4 4 2 4 4 5 4 3 1 3 5 4 5 5 2 2 4 4 2 4 71 15 5 1016 4 3 2 5 3 4 4 1 3 4 4 5 5 5 4 3 2 5 3 4 73 17 3 1417 5 4 3 4 4 4 3 2 1 5 4 5 4 4 3 2 3 2 2 5 69 15 5 1018 4 5 2 4 4 5 4 2 3 4 3 4 4 5 2 3 2 4 4 3 71 16 4 1219 3 3 2 3 5 4 4 3 4 3 4 4 3 4 5 2 3 5 2 2 66 16 4 1220 5 4 2 4 4 5 2 2 4 5 4 3 4 5 3 2 2 4 3 5 72 15 5 10
Total 78 81 48 79 78 89 62 41 55 82 83 87 83 87 64 46 45 83 56 75
AlternativaCantidad de respuestas Geometría Descriptiva Respuestas C (%)
5 4 3 2 1 Media Moda Frecuencia Positivas Negativas1 5 8 6 1 0 3,9 4 8 19 1 952 6 10 4 0 0 4,05 4 10 20 0 1003 0 2 6 10 2 2,4 2 10 8 12 404 3 13 4 0 0 3,95 4 13 20 0 1005 7 10 3 0 0 3,9 4 10 20 0 1006 9 10 1 0 0 4,45 4 10 20 0 1007 1 9 5 5 0 3,1 4 9 15 5 758 0 0 5 11 4 2,05 2 11 5 15 259 0 4 8 5 3 2,75 3 8 12 8 6010 6 10 4 0 0 4,1 4 10 20 0 10011 6 11 3 0 0 4,15 4 11 20 0 10012 9 9 2 0 0 4,35 4 y 5 9 20 0 10013 6 11 3 0 0 4,15 4 11 20 0 10014 10 7 3 0 0 4,35 5 10 20 0 10015 1 6 9 4 0 3,2 3 9 16 4 8016 0 0 8 10 2 2,3 3 8 8 12 4017 0 1 6 12 1 3,25 2 12 7 13 3518 7 10 2 1 0 4,15 4 10 19 1 9519 0 6 6 8 0 2,8 2 8 12 8 6020 5 9 4 2 0 3,75 4 9 18 2 90
Resultados del cuestionario aplicado a los estudiantes en el curso 2005-2006 Anexo 21
EstudianteAlternativas Fij Factores
Diferencia1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Positivos Negativos
1 4 3 2 4 4 5 3 2 3 4 4 4 3 4 4 1 3 4 4 3 69 17 3 142 3 4 3 4 4 4 4 3 3 4 3 4 4 5 3 2 4 5 3 4 73 19 1 183 4 4 4 5 3 3 5 2 4 5 4 4 5 5 4 3 4 4 4 5 81 19 1 184 3 5 4 4 4 4 5 3 3 4 5 5 4 4 4 1 3 4 4 5 78 19 1 185 4 5 3 5 5 4 4 4 3 3 4 4 5 5 3 1 4 5 3 4 78 19 1 186 5 4 4 3 5 5 4 2 3 4 3 4 4 4 4 2 5 5 4 4 80 18 2 167 4 4 3 4 4 5 5 3 4 5 4 3 4 3 3 3 4 4 4 3 76 20 0 208 3 5 4 4 4 4 3 3 3 4 5 4 5 5 4 2 4 5 3 3 75 19 1 189 4 3 3 5 3 4 4 4 4 4 4 5 4 4 4 2 5 4 4 4 75 19 1 1810 4 4 2 4 4 3 5 4 3 5 3 4 4 5 3 1 4 5 5 4 78 18 2 1611 5 4 4 4 4 4 5 3 3 3 4 4 3 5 4 1 4 4 4 5 77 19 1 1812 5 5 3 5 5 4 4 4 4 4 5 4 5 4 5 2 5 5 5 5 88 19 1 1813 4 4 4 4 5 5 3 3 3 4 3 5 5 3 3 2 5 4 4 4 77 19 1 1814 5 3 4 5 5 5 4 2 3 5 4 4 4 5 4 3 4 4 3 5 79 19 1 1815 4 4 3 5 3 4 4 4 2 4 4 4 5 4 4 1 4 5 4 3 77 18 2 1616 3 5 3 4 4 5 3 4 4 4 5 5 4 4 5 2 3 4 4 4 81 19 1 1817 4 4 2 5 4 4 5 2 4 5 4 3 5 5 3 2 4 5 3 4 77 17 3 1418 5 5 4 4 5 5 5 3 3 4 4 5 4 4 4 4 5 4 4 5 86 20 0 2019 5 5 3 5 4 5 4 4 3 3 5 5 4 5 4 3 5 5 4 4 85 20 0 2020 4 4 4 3 5 4 5 2 4 4 4 4 5 4 4 2 4 4 5 3 79 18 2 16
Total 82 84 66 86 82 86 84 61 68 82 81 84 86 87 73 40 83 90 76 85
AlternativaCantidad de respuestas Geometría Descriptiva Respuestas C (%)
5 4 3 2 1 Media Moda Frecuencia Positivas Negativas1 6 10 4 0 0 4,1 4 10 20 0 1002 7 10 3 0 0 4,2 4 10 20 0 1003 0 9 8 3 0 3,3 4 9 17 3 854 8 10 2 0 0 4,3 4 10 20 0 1005 7 10 3 0 0 4,1 4 10 20 0 1006 8 10 2 0 0 4,3 4 10 20 0 1007 8 8 4 0 0 4,2 4 y 5 8 20 0 1008 0 7 7 6 0 3,05 3 y 4 7 14 6 709 1 7 11 0 0 3,4 3 12 20 0 10010 5 12 3 0 0 4,1 4 12 20 0 10011 5 11 4 0 0 4,05 4 11 20 0 10012 6 12 2 0 0 4,2 4 12 20 0 10013 8 10 2 0 0 4,3 4 10 20 0 10014 9 9 2 0 0 4,35 4 y 5 9 20 0 10015 2 12 6 0 0 3,65 4 12 20 0 10016 0 1 4 9 6 2 2 9 5 15 2517 6 11 3 0 0 4,15 4 11 20 0 10018 9 11 0 0 0 4,5 4 11 20 0 10019 3 12 5 0 0 3,8 4 12 20 0 10020 6 9 5 0 0 4,25 4 9 20 0 100
Resultados del cuestionario aplicado a los estudiantes en el curso 2007-2008 Anexo 22
EstudianteAlternativas Fij Factores
Diferencia1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Positivos Negativos
1 4 4 4 4 4 5 3 4 4 4 4 4 5 5 4 4 4 4 4 5 83 20 0 202 4 5 5 4 4 4 5 4 4 4 5 4 5 4 5 5 4 4 4 5 88 20 0 203 5 3 5 5 5 5 5 5 5 3 4 5 4 5 5 4 5 5 5 4 92 20 0 204 4 5 4 4 5 4 4 4 5 4 5 5 4 4 3 5 4 4 5 4 86 20 0 205 3 5 4 4 4 4 4 5 4 4 4 5 3 4 4 4 4 4 3 4 80 20 0 206 4 4 5 3 4 4 5 4 4 5 5 4 4 5 4 5 5 5 3 5 87 20 0 207 5 4 3 4 5 4 4 4 5 5 4 5 4 4 5 4 5 5 4 3 86 20 0 208 4 3 4 5 4 5 4 5 5 3 3 5 5 4 5 4 4 4 5 4 81 20 0 209 4 4 4 5 4 5 5 4 5 4 5 4 3 5 5 5 4 4 5 4 86 20 0 2010 5 4 5 4 5 4 4 4 5 4 3 4 4 5 4 5 5 5 4 5 88 20 0 2011 4 3 5 5 5 5 5 3 4 5 4 3 4 4 5 4 5 4 4 4 85 20 0 2012 4 5 4 5 4 5 5 4 5 4 5 5 5 5 5 4 4 4 5 5 90 20 0 2013 5 5 5 4 3 4 4 4 5 3 3 5 5 4 4 5 4 5 5 4 86 20 0 2014 5 4 4 3 4 4 4 5 4 4 4 4 4 5 4 4 4 3 4 4 80 20 0 2015 4 4 5 4 4 5 5 4 4 5 4 5 4 5 4 4 4 4 3 5 86 20 0 2016 5 5 5 4 5 4 3 4 5 5 4 5 3 4 4 5 4 4 4 5 83 20 0 2017 4 3 4 5 5 3 5 5 5 4 4 4 5 5 3 4 3 5 5 5 86 20 0 2018 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 4 4 5 4 5 5 4 4 3 4 81 20 0 2019 5 4 5 4 5 5 5 5 5 5 3 4 4 5 4 4 4 4 5 3 88 20 0 2020 4 4 5 4 4 5 4 5 4 5 5 5 4 4 5 4 5 4 5 5 90 20 0 20
Total 82 82 89 84 87 88 87 86 91 83 82 89 84 90 83 89 86 85 85 86
AlternativaCantidad de respuestas Geometría Descriptiva Respuestas C (%)
5 4 3 2 1 Media Moda Frecuencia Positivas Negativas1 7 12 1 0 0 4,1 4 12 20 0 1002 6 10 4 0 0 4,1 4 10 20 0 1003 10 9 1 0 0 4,45 5 10 20 0 1004 6 12 2 0 0 4,2 4 12 20 0 1005 8 11 1 0 0 4,35 4 12 20 0 1006 9 10 1 0 0 4,4 4 10 20 0 1007 9 9 2 0 0 4,35 4 y 5 9 20 0 1008 7 12 1 0 0 4,3 4 12 20 0 1009 11 9 0 0 0 4,55 5 11 20 0 10010 7 9 4 0 0 4,15 4 9 20 0 10011 6 10 4 0 0 4,1 4 10 20 0 10012 10 9 1 0 0 4,45 5 10 20 0 10013 7 10 3 2 0 4,2 4 10 20 0 10014 10 10 0 0 0 4,5 4 y 5 10 20 0 10015 10 8 2 0 0 4,15 5 10 20 0 10016 9 11 0 0 0 4,45 4 11 20 0 10017 7 12 1 0 0 4,3 4 12 20 0 10018 4 13 1 0 0 4,25 4 13 20 0 10019 9 7 4 0 0 4,25 5 9 20 0 10020 9 9 2 0 0 4,3 4 y 5 9 20 0 100
Resultados del cuestionario aplicado a los profesores en el curso 2008-2009 Anexo 23
ProfesorAlternativas Fij Factores
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Positivos Negativos1 3 4 4 4 5 4 5 5 5 3 4 4 3 5 4 4 5 4 4 3 84 20 02 4 4 5 4 4 3 4 5 4 4 4 4 5 4 4 3 4 4 5 5 83 20 03 4 3 5 5 5 3 5 4 5 3 5 5 5 4 5 4 5 5 4 4 88 20 04 5 4 4 4 5 4 5 5 5 4 3 4 5 3 4 3 5 4 5 5 86 20 05 4 4 5 5 4 5 4 5 4 5 4 5 4 4 4 3 5 4 5 5 88 20 06 5 5 5 4 4 4 4 4 4 3 4 5 5 5 5 4 4 3 4 4 85 20 07 4 4 4 4 5 4 5 5 5 4 5 4 5 4 5 5 5 5 3 4 87 20 08 3 3 5 5 4 5 4 4 4 4 3 5 4 4 4 5 4 5 3 5 83 20 09 4 3 5 4 4 4 3 4 5 5 4 4 4 5 4 4 5 4 4 4 83 20 0
10 5 4 4 5 5 3 4 5 4 4 5 4 5 3 5 5 5 5 3 5 88 20 011 4 5 5 4 5 4 3 5 4 3 4 5 3 4 4 4 4 4 4 4 82 20 012 3 4 4 3 4 4 4 4 5 4 5 4 5 4 4 3 4 5 5 3 82 20 013 4 4 5 4 4 3 5 4 4 5 3 5 5 5 5 5 3 4 4 3 84 20 014 5 5 4 5 3 4 4 5 5 3 4 5 4 4 4 4 5 5 5 4 87 20 015 4 4 5 4 4 5 5 4 4 4 5 4 3 5 3 5 4 4 4 5 87 20 0
Total 61 60 69 64 65 59 64 58 67 65 62 67 70 63 64 61 67 65 62 65
AlternativaCantidad de respuestas Geometría Descriptiva Respuestas C (%)
5 4 3 2 1 Media Moda Frecuencia Positivas Negativas1 4 8 3 0 0 4,06 4 8 15 0 1002 3 9 3 0 0 4 4 9 15 0 1003 9 6 0 0 0 4,6 5 9 15 0 1004 5 9 1 0 0 4,27 4 9 15 0 1005 6 8 1 0 0 4,33 4 8 15 0 1006 3 8 4 0 0 3.93 4 8 15 0 1007 6 7 2 0 0 4,26 4 7 15 0 1008 8 7 0 0 0 4,53 5 8 15 0 1009 7 8 0 0 0 4,47 4 8 15 0 10010 3 7 5 0 0 4,33 4 7 15 0 10011 5 7 3 0 0 4,13 4 7 15 0 10012 7 8 0 0 0 4,47 4 8 15 0 10013 9 4 3 0 0 4,67 5 9 15 0 10014 5 8 2 0 0 4,2 4 8 15 0 10015 5 9 1 0 0 4,27 4 9 15 0 10016 5 6 4 0 0 4,07 4 6 15 0 10017 8 6 1 0 0 4,47 5 8 15 0 10018 6 8 1 0 0 4,33 4 8 15 0 10019 5 7 3 0 0 4,3 4 7 15 0 10020 7 6 2 0 0 4,3 5 7 15 0 100
Anexo 24
Comparación de las opiniones registradas durante tres cursos
Anexo 25
FORMULARIO PARA LA ENTREVISTA A PROFESORES DE FÍSICA E INGENIEROS CIVILES
1. ¿Considera usted que el SIDEF, que se utiliza para apoyar el proceso de enseñanza-aprendizaje de
la Física General, en la Carrera de Ingeniería Civil, tiene en cuenta los siguientes aspectos?
Preparación en Física que traen los estudiantes de la Enseñanza Media.
Los conocimientos y habilidades físicas que se requieren en esta carrera.
Los materiales didácticos que orienten la autopreparación y el posterior desarrollo, individual y
colectivo, en los laboratorios (reales y virtuales) de esta disciplina.
Las simulaciones de experiencias físicas necesarias para utilizarlas como procedimiento
metodológico en la formación de conceptos y en la sistematización de acciones.
2. ¿Considera usted que la realización de las prácticas de laboratorio virtuales complementan a las
prácticas realizadas en el laboratorio real, en las carreras de Ciencias Técnicas?
3. ¿Considera usted que la utilización del SIDEF puede contribuir a perfeccionar el proceso de
enseñanza-aprendizaje de la Física General; en particular en la Carrera de Ingeniería Civil y, en
general, en las restantes carreras de Ciencias Técnicas?
4. ¿Qué otros elementos considera usted que debieran incluirse en el SIDEF, para contribuir al
perfeccionamiento del proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física General?
Anexo 26
Resultados docentes de la Física II, antes de aplicar el Modelo Teórico-Metodológico
Curso M. Inicial
Aprobados Con 5 Con 4 % Calidad Con 3 Desaprobados % S/M
99-00 32 25 1 3 16 21 7 7800-01 35 27 3 2 18 22 8 7701-02 30 25 0 4 16 21 5 8302-03 45 37 4 3 18 30 8 8203-04 44 33 5 3 21 25 11 75
Resultados docentes de la Física II, después de aplicado el Modelo Teórico-Metodológico
04-05 60 52 4 11 30 37 8 8705-06 64 56 7 15 41 34 11 8706-07 60 55 10 16 51 39 5 9207-08 72 64 13 22 55 29 8 8908-09 75 70 16 21 53 33 5 93
Capítulo I
Capítulo II
Capítulo III
Conclusiones
Recomendaciones