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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

NÚCLEO UNIVERSITARIO “RAFAEL RANGEL”

DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y MATEMÁTICA

TRUJILLO ESTADO TRUJILLO

Tutor: Autora:

Prof. Leal, Elio E. Br. Benítez G. Ismenia del C

C.I. 3.214.592 C. I: 19.148.451

Octubre, 2013

SUSTITUCIÓN DE LA PRECONCEPCIÓN EN EL CONCEPTO DE PRESIÓN

EXISTENTE EN LOS ALUMNOS DE 3er AÑO DE EDUCACIÓN MEDIA GENERAL

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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

NÚCLEO UNIVERSITARIO “RAFAEL RANGEL”

DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y MATEMÁTICA

TRUJILLO ESTADO TRUJILLO

Proyecto de Trabajo de Grado que se presenta como requisito parcial ante la

Universidad de Los Andes, Núcleo Universitario “Rafael Rangel” para optar al grado

de Licenciado en Educación Mención Física y Matemática.

Tutor: Autora:

Prof. Leal, Elio E. Br. Benítez G. Ismenia del C

C.I. 3.214.592 C. I: 19.148.451

Octubre, 2013

SUSTITUCIÓN DE LA PRECONCEPCIÓN EN EL CONCEPTO DE PRESIÓN

EXISTENTE EN LOS ALUMNOS DE 3er AÑO DE EDUCACIÓN MEDIA GENERAL

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DEDICATORIA

Es para mí todo un placer dedicar este gran logro a todos aquellos que lo

hicieron posible:

A ti DIOS por ser mi guía y mi compañero en todo momento, por estar siempre

alumbrándome los pasos del triunfo.

A mí mamá CARMEN GODOY, quién con dedicación, apoyo, confianza y con su

amor de madre ha dedicado parte de su vida a ayudarme y guiarme por el camino

del bien y me enorgullece darle esta felicidad. T. Q. M. MAMÍ.

A mí papá LORENZO BENITEZ por su comprensión, apoyo y sacrificio, por el

esfuerzo y dedicación quiero brindarte esta alegría con mucho amor y cariño.

A mí abuela MA RIA por inculcarme el amor por Dios, por sus consejos, por la

admirable dedicación a la familia, se que tu eres un ángel que desde el cielo cuídas

de mí. “Aquí tienes a tu Licenciada”. Siempre te recordaré y te amaré…

A mis hermanos, LORENA, DIANA, LEIDIMAR, DARIANNY Y ELIAS, quienes

siempre confiaron en que lo lograría estimulándome a seguir adelante en medio de

tantas controversias, este triunfo también es de ustedes.

A mis tías, tíos, primas y primos por su ayuda y que de alguna forma colaboraron

para hacer realidad este gran logro. Los quiero mucho…

A mis grandes y apreciadas amigas MAYRA, LILI, MARBELIS, MARIANGELIS y

RUTH, por su incondicional apoyo y ayuda, quienes compartimos años de amistad,

momentos de alegrías y tristezas y que con su buen sentido del humor fomentaban la

perseverancia para poder lograr esta meta.

A mis profesores que me ayudaron tanto en mi formación académica como

personal, gracias. A todas aquellas personas que le agrada mi triunfo gracias por

creer en mí y darme su apoyo…

A todos ustedes infinitas gracias…

ISMENIA DEL CARMEN BENITEZ GODOY

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AGRADECIMIENTOS

En el presente trabajo de grado primeramente me gustaría agradecerte a ti Dios

por bendecirme para llegar hasta donde he llegado, porque hiciste realidad este

sueño anhelado.

A la Universidad de Los Andes-Núcleo Universitario “Rafael Rangel” por darme

la oportunidad de estudiar y ser una profesional.

A mi tutor de trabajo de grado: Prof. Elio Leal por su esfuerzo y dedicación,

quien con sus conocimientos, su experiencia, su paciencia y su motivación ha

logrado en mí que pueda terminar mis estudios con éxito.

También me gustaría agradecer a mis profesores durante toda mi carrera

profesional porque todos han aportado con un granito de arena a mi formación.

De igual manera agradecer a las Instituciones Educativas: Liceo “Pedro Carrillo

Márquez” y Liceo Bolivariano “Hilario Pizani Anselmi” que me permitieron aplicar

la propuesta educativa, muy especialmente a los Profesores: Ervis Linares, Héctor

Contreras, Nelsi Raleigh y Luz Marina Moncayo por su gran colaboración.

Son muchas las personas que han formado parte de mi vida profesional a las que

me encantaría agradecerles su amistad, consejos, apoyo, ánimo y compañía en los

momentos más difíciles de mi vida. Algunas están aquí conmigo y otras en mis

recuerdos y en mi corazón, sin importar en donde estén quiero darles las gracias por

formar parte de mí, por todo lo que me han brindado y por todas sus bendiciones.

Para ellos: Muchas gracias y que Dios los bendiga.

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SUSTITUCIÓN DE LA PRECONCEPCIÓN EN EL CONCEPTO DE PRESIÓN

EXISTENTE EN LOS ALUMNOS DE 3er AÑO DE EDUCACIÓN MEDIA

GENERAL

Tutor: Autora:

Prof. Leal, Elio E. Br. Benítez G. Ismenia del C

C.I. 03.214.592 C. I: 019.148.451

Resumen

El presente trabajo está enmarcado en la modalidad de proyecto factible, entendido

como una investigación que consiste en elaborar y desarrollar una propuesta o plan

operativo para dar solución a una problemática que afecta a un grupo social, mediante

el apoyo de diseños documentales, de campo y/o ambas particularidades. La finalidad

de ésta investigación fue elaborar una propuesta para la sustitución de la

preconcepción existente en los alumnos de 3er año, referida al concepto de presión,

tomando como muestra de estudio 129 alumnos de las instituciones educativas: Liceo

“Pedro Carrillo Márquez” ubicado en la Urbanización la Vega del Municipio Trujillo

y el Liceo Bolivariano “Hilario Pizani Anselmi” ubicado en el Municipio Motatán. El

proyecto se realizó en tres fases, a saber: (a) la aplicación de un cuestionario

exploratorio para determinar el número de alumnos que presentan la preconcepción

relacionada al concepto de presión, (b) la elaboración de la propuesta, que consistió

en el diseño de tres factores instruccionales, entre ellos: i) lectura de textos

refutacional, ii) discusión alumno-alumno y alumno-profesor, iii) guía de

demostración de laboratorio; y (c) la fase de evaluación de la factibilidad, esta última

demostró que la aplicación de la propuesta educativa induce al cambio conceptual,

sustituyendo en 100 % la preconcepción en el concepto de presión existente en los

alumnos de 3er año.

Palabras claves: Estrategias Didácticas, Factores Instruccionales, Preconcepción.

vii

8

INDICE GENERAL

Pág.

ACEPTACIÓN DE TUTORÍA………………………………………………………iv

DEDICATORIA………………………………………………………………………v

AGRADECIMIENTO…………………………………………………..……………vi

RESUMEN………………………………………………………………..…………vii

ÍNDICE GENERAL……………………………………………………………...…viii

ÍNDICE DE TABLAS………………………………………………………..………xi

ÍNDICE DE GRÁFICOS……………………………………………………………xii

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………….1

CAPÍTULO I. EL PROBLEMA………………………………………………………4

1.1.Planteamiento del Problema………………………………………………………4

1.2.Formulación del Problema…………………………………………………….…19

1.3.Objetivos de la Investigación ……………………………………………………19

1.3.1. Objetivo General……………………………………………………….…19

1.3.2. Objetivo Específico………………………………………………….……19

1.4.Justificación de la Investigación ………………………………………………...20

1.5.Delimitación de la Investigación ……………………………………………..…21

CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO…………………………………………...……22

2.1.Antecedente de la Investigación…………………………………………………22

2.2.Bases Teóricas………………………………………………………………...…30

2.2.1. Diagnóstico Educativo …………………………………...………………30

2.2.2. Propuesta Educativa………………………………………………………30

2.2.3. Estrategias de Enseñanza-Aprendizaje………………………………...…31

2.2.4. Preconcepciones……………………………………………………..……31

viii

9

2.2.5. Cuestionario Exploratorio………………………………………...………32

2.2.6. Textos Refutacionales………………………………………….…………32

2.2.7. Demostración……………………………………………………..………32

2.2.8. Enfoques Relacionados con la Enseñanza-Aprendizaje de las Ciencias….33

2.2.8. 1. El Constructivismo…………………………………………………33

2.2.8. 2. El Aprendizaje Significativo…………………………..……………35

2.2.9. Enseñanza de la Física……………………………………………………36

2.2.10. El Cambio Conceptual en la Transformación de las Preconcepciones en

las Ciencias Naturales……………………………………………………...……37

2.2.11. Hipótesis…………………………………………………………….…39

2.2.12. Variable………………………………………………………………..39

2.2.12.1. Variable Dependiente………………………………………..……39

2.2.12.2. Variable Independiente……………………………………………40

CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO…………………………...…………41

3.1.Tipo de Investigación……………………………………………………………41

3.2.Diseño de la Investigación…………………………………………….…………42

3.3.Población y Muestra…………………………………………………..…………43

3.4.Técnicas y Instrumentos de Recolección de Datos………………………………43

3.5.Fase de Detección de las Necesidades……………………………………...……44

3.6.Fase de Elaboración de la Propuesta…………….………………...…….………44

3.7.Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos…………………………………45

CAPÍTULO IV. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS……………………..………47

4.1.Recopilación en Tablas y Gráficos de los Resultados Obtenidos en el

Cuestionario Exploratorio (Presión) ……………………………………….……47

4.1.1. Cuestionario Exploratorio (Presión) ……………………………..………48

CAPÍTULO V. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS……………………………50

5.1. Cuestionario Exploratorio (Presión) ……………………………………………50

ix

10

5.1.1. Discusión de la Preconcepción “Confusión en el Concepto de Presión” y

“Confusión de la Presión Ejercida por un Paralelepípedo sobre una

Determinada Área de Contacto”, Incluida en las Preguntas Nº 1 y Nº 2 del

Cuestionario Exploratorio (véase en el apéndice A). …………………….…50

1. Estrategia de Aprendizaje Específica…………………………………..…51

2. Sustentación Teórica…………………………………………………...…51

3. Respuestas Erróneas Escritas por los Alumnos………………………..…52

4. Conclusiones………………………………………………………...……53

CAPÍTULO VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………………...…54

Conclusiones…………………………………………………………………………54

Recomendaciones……………………………………………………………………57

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………………………………58

CARTAS DE ACEPTACIÓN DE LAS INSTITUCIONES EDUCATIVAS………63

VALIDACIÓN DEL INSTRUMENTO (CUESTIONARIO EXPLORATORIO)….66

APÉNDICE “A”………………………………………………………………..……70

CUESTIONARIO EXPLORATORIO-PRESIÓN…………………..………………71

APÉNDICE “B”………………………………………………………………..……74

TEXTO REFUTACIONAL-PRESIÓN……………………………...………………75

APÉNDICE “C”…………………………………………………………………..…82

GUIA DE DEMOSTRACIÓN………………………………………………………83

ANEXOS………………………………………………………………………….…91

CARTAS DE CULMINACIÓN DE LA APLICACIÓN DE LA PROPUESTA

EDUCATIVA EN LAS INSTITUCIONES …………………………………...……92

x

11

ÍNDICE DE TABLAS

Pág.

TABLA 1: Resultados obtenidos en la preconcepción “confusión en el concepto de

presión” incluida en la pregunta Nº 1…………………………………………….….48

TABLA 2: Resultados obtenidos en la preconcepción “confusión de la presión

ejercida por un paralelepípedo sobre una determinada área de contacto” incluida en la

pregunta Nº 2. ………………………………………………………………….……49

xi

12

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Pág.

GRÁFICOS 1 y 2: Resultados obtenidos en la preconcepción “confusión en el

concepto de presión” incluida en la pregunta Nº 1. (Antes y después de la propuesta

educativa)……………………………………………………………………,………48

GRÁFICOS 3 y 4: Resultados obtenidos en la preconcepción “confusión de la

presión ejercida por un paralelepípedo sobre una determinada área de contacto”

incluida en la pregunta Nº 2. (Antes y después de la propuesta educativa)….……...49

xii

1

INTRODUCCIÓN

La situación actual que enfrenta la educación requiere la implementación y

aplicación de diversas e innovadoras estrategias metodológicas, enfoques didácticos e

incluso del uso de las nuevas tecnologías de la información y la comunicación, por

parte del docente para así fomentar el logro de aprendizajes significativos. En el

entendido de que enseñar consiste en proporcionar una ayuda ajustada a la actividad

constructiva de los alumnos; entonces, las estrategias de enseñanza constituyen

recursos valiosos que el docente puede utilizar para prestar dicha ayuda, en la medida

en que permiten proveerle de herramientas novedosas para promover en sus alumnos

aprendizajes con comprensión. Por lo tanto, una de las principales funciones del

profesor es proveer a los alumnos las situaciones didácticas significativas que les

permitan utilizar sus conocimientos y experiencias previas. Lo cual significa que el

docente debe animar las discusiones para que los alumnos se involucren en la

resolución de las situaciones de aprendizaje, aclarar las ideas, afirmar los conceptos,

entre otros.

En tal sentido, es importante considerar desde enfoques de enseñanzas distintos la

influencia del conocimiento personal, ideas previas o preconcepciones en el

aprendizaje significativo de las ciencias. Con respecto a la enseñanza tradicional, esta

ha priorizado la acumulación de contenidos conceptuales en la mente de los alumnos.

Además ha tratado de que el alumno asimile de una forma receptiva y pasiva

estructuras conceptuales previamente organizadas. Frente a este tipo de enseñanza,

aparece el constructivismo para entender el aprendizaje como un proceso de

construcción en el que los significados emergen en la interacción del individuo con el

medio. Ahora bien, si la enseñanza tradicional se centra en la instrucción de la red

2

conceptual de cada disciplina, la enseñanza por descubrimientos trata de apoyarse en

los procesos mentales y en las actividades del alumno.

Por consiguiente, la enseñanza constructiva se fundamenta tanto en la

estructuración lógica del contenido como en la integración de los nuevos

conocimientos en la estructura de los conocimientos previos del alumno. Por su parte,

la importancia de estas ideas previas radica en que, desde un punto de vista educativo

formal e informal, debe trabajarse desde y para el conocimiento que tienen, generan y

construyen los alumnos. Sin embargo, en la mayoría de los casos, lo anterior es

ignorado.

De hecho, una parte importante de las actividades educativas se realiza ignorando

el conocimiento o ideas previas, bien porque se pretende enseñar diferentes

contenidos de las distintas disciplinas, en este caso de la física o porque se busca que

el alumno descubra e incorpore espontáneamente los conocimientos que están en la

realidad, como si la mente del que aprende fuese un recipiente vacío que hay que

llenar. Al enfatizar esta importancia, se desea indicar que el proceso de enseñanza-

aprendizaje debe favorecer que los alumnos, tomen el control y la responsabilidad de

su propio conocimiento, de la evolución del mismo y su relación con la toma de

decisiones en el aula de clase.

Por tal motivo, se hace necesario la puesta en práctica de estrategias y actividades

en el aula de clases, que permitan alcanzar en los alumnos aprendizajes realmente

significativos y permanentes en el área de las ciencias básicas, particularmente de la

física, induciendo de esta manera el cambio conceptual. En efecto esta investigación

tiene como finalidad, implementar una estrategia cuyo propósito sea corregir algún

concepto erróneo relacionado con el área de mecánica básica en alumnos de 3er año

de educación media general referentes a las instituciones educativas: Liceo “Pedro

Carrillo Márquez”, ubicado en el Municipio Trujillo y Liceo Bolivariano “Hilario

Pizani Anselmi”, ubicado en el Municipio Motatán.

3

Visto de esta forma, esta investigación busca la sustitución de la preconcepción en

el concepto de presión y la misma se estructura de la siguiente manera: el capítulo I,

el cual comprende el planteamiento del problema, sección en la que se describe de

manera clara y precisa la problemática educativa, seguidamente se señalan los

objetivos, la justificación y la delimitación. El capítulo II, se constituye por el marco

teórico que presenta los antecedentes relacionados a la investigación y las bases

teóricas que la respaldan. El capítulo III, en el que se indica el marco metodológico,

reflejando el tipo y diseño de la investigación, la población y muestra requerida para

el desarrollo de la misma. De igual manera los instrumentos necesarios para la

recolección de datos. El capítulo IV, incluye los resultados alcanzados mediante el

cuestionario exploratorio, antes y después de la aplicación de la propuesta educativa.

El capítulo V, implica el análisis de los resultados arrojados una vez aplicada la

propuesta, así mismo de las preconcepciones existente en los alumnos. Finalmente el

capítulo VI que comprende las conclusiones y las recomendaciones. Además, se

encuentra al final de los capítulos la bibliografía usada, los apéndices y anexos, los

cuales fundamentan la presente investigación.

4

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

1.1. Planteamiento del Problema

En la sociedad venezolana, una mirada sobre el panorama de la educación, permite

detectar una serie de problemas que son comunes a otros países del entorno y que

ponen en cuestión la eficacia de la enseñanza actual. Es por ello, que el sistema

educativo perfila un marcado interés en el país, por la búsqueda de soluciones y

alternativas a los innumerables problemas que aquejan a la enseñanza y al aprendizaje

de las ciencias, la forma en cómo se ha venido conduciendo la enseñanza en las aulas

de clase preocupa y llama a la reflexión no sólo a especialista dentro del país sino

fuera de él. Por esta razón, es prioritario para los docentes hacer un profundo análisis

sobre la manera de impartir los conocimientos referidos a la enseñanza de las

diferentes áreas de las ciencias, puesto que muchos profesores conciben la enseñanza

de las mismas como una actividad rutinaria y estática.

En tal sentido, una enseñanza ideada de esta manera, conduce a la simple

memorización de hechos, definiciones y procedimientos. Ante esta situación se hace

necesario que los contenidos a desarrollar se presenten a partir de eventos y

actividades con sentido, es decir, contextualizados que permitan a los alumnos

generar aprendizajes permanentes y significativos, construidos por ellos mismos, bajo

la orientación mediadora del docente, en lo que pueda realizar análisis, inducciones y

proponer problemas que lo lleven a la reflexión y al razonamiento lógico.

5

En consecuencia, para Terán et al (2005), la forma como el docente presente los

contenidos relacionados a las ciencias en el aula es trascendental, pues influye tanto

en el aprendizaje como en las actitudes que los alumnos puedan tener hacia una área

particular de las ciencias básicas (p. 12). Por ende, la aplicabilidad de estrategias

innovadoras son fundamentales para la comprensión y asimilación de estos

contenidos.

Dentro de este orden de ideas, la evolución de las ciencias, ha llegado a ocupar un

lugar fundamental en el ámbito educativo, así como en la vida cotidiana, debido a que

la realidad sería difícil de comprender sin la ayuda de las mismas. Por ello, la

educación debe progresar en función de las demandas de un aprendizaje significativo

que continuamente se vaya tornando más eficiente, incorporando procesos analíticos

y generando flexibilidad mental necesaria para asumir distintos roles dentro de la

sociedad.

En este contexto, es importante señalar que la importancia de las ciencias debe

permitir la conformación, en el individuo de una visión del mundo; a sentir la

adquisición de una concepción científica a través del desarrollo pleno de las

facultades físicas, intelectuales y espirituales. Acceder un acercamiento a la

comprensión del complejo mundo, originado por el avance de la ciencia y la

tecnología, para nombrar sólo algunas áreas del conocimiento, las que repercuten el

comportamiento individual y colectivo de una sociedad. Esta enseñanza debe servir

de puente para pasar de un conocimiento común a uno más elaborado, sistemático y

científico. En fin la enseñanza de la ciencia debe generar un espacio a nivel individual

y colectivo, dinámico de realizaciones, de pensamientos convergentes y divergentes y

de concertar acciones que favorezcan el rendimiento académico de los alumnos.

Cabe destacar que el proceso de enseñanza tanto en los profesores como en los

alumnos se da de forma, rápida, ocasionando que ambos aprenden a emplear las

herramientas tecnológicas prácticamente al mismo tiempo, incluso en algunos casos

los alumnos adquieren con mayor rapidez los avances tecnológicos y es por ello que

6

los docentes deben aprovechar esta ventaja para que así el proceso de enseñanza-

aprendizaje se logre de manera efectiva.

Por otra parte es importante considerar que el proceso educativo no debe ser

influenciado solamente por la relación profesor-alumno sino también por la

integración de los padres, representantes y comunidad en dicho proceso, con el

propósito de que ellos velen por el proceso dialéctico que se lleva a cabo día a día

dentro de la institución, y de esta manera, logar que los aprendices enfrenten con

mayor responsabilidad y compromiso la tarea de aprender a aprender.

De igual manera, los docentes tienen un gran reto y compromiso con sus

educandos, pues en la enseñanza deben comprender los factores motivacionales y

afectivos subyacentes al aprendizaje de sus alumnos. Pues actualmente, se requiere de

un docente dispuesto y motivado para enseñar significativamente. Teniendo en cuenta

algunas condiciones necesarias para facilitar la adquisición de los conocimientos y la

forma de como se imparten, entre estas: dejar que sus alumnos lo enseñen, estimular

las preguntas, no aferrándose a una respuesta, tomar en cuenta que cada clase es

única, sumergirse en ella, ser un mediador, por lo que deberá poner en práctica

estrategias metodológicas que favorezcan el aprendizaje.

Ahora bien, la problemática de la enseñanza de las ciencias, radica en múltiples

hechos, entre los cuales podríamos mencionar la restricción de los profesores a

impartir sólo lo que está en los libros, sin buscar una manera más particular de

instrucción, basada en el contexto del aprendiz y en los conocimientos previos que

este tiene, sin olvidar que es el educando quien construye el conocimiento. Esta

tendencia conlleva a considerar, la falta de iniciativa para generar un ambiente de

experimentación y puesta en práctica de los conocimientos aprendidos del alumno y

la búsqueda de nuevos saberes a través de actividades experimentales que relacionen

los diversos contenidos teóricos con los prácticos, en donde el aprendiz sea el

protagonista en la manipulación, observación de hechos o fenómenos y verificación

de leyes o principios de la ciencia.

7

Por consiguiente, Doman, 1992 citado por López y Vivas (2009), plantea que:

En muchos currículos, todavía vigentes en la acción pedagógica

del docente en clase, en muchos cursos de física y química, se

constata de que los experimentos son meras guías de lo que se debe

realizar sin contemplar que el estudiante pueda identificar el

problema, plantear hipótesis, recoger e interpretar resultados o

tomar alguna decisión. (p. 493).

Considerando lo anterior, en la enseñanza de las ciencias y particularmente de la

física las clases se orientan hacia la exposición y resolución de problemas, dejando a

un lado la demostración o realización y análisis de experimentos, convirtiendo al

alumno en un ente pasivo que sólo conoce la parte teórica, olvidando de esta manera

que el aprendizaje es un proceso teórico-práctico y que los hechos que se estudian son

los mismos que se evidencian a diario, además que la física no está sólo en los libros

sino que se encuentra en cada uno de los hechos y fenómenos del entorno.

De este modo, la enseñanza de la física en los diferentes niveles de educación

supone escoger los caminos que delinean el encuentro de contenidos, objetivos,

procedimientos y técnicas que intervienen en la relación profesor-alumno y así abrir

camino para posibilitar procesos de construcción de conocimientos. De esta forma,

detallar los métodos didácticos que se aplican a la enseñanza de la física, supone

considerar los contenidos de la asignatura y un conjunto de elementos que determinan

al medio educativo para luego determinar los efectos que producen.

Así, pues debe determinarse la problemática de la enseñanza de la física y al

mismo tiempo identificar las posibles maneras de estructurar los procesos de

enseñanza que signifiquen posibilidades de éxitos para el docente y el alumno. Lo

señalado anteriormente, implica darle importancia al método respecto al nivel mental

del alumno a la elección y al ordenamiento de los contenidos y a su vez a los

procedimientos para su desarrollo. Consciente que en la mayoría de los casos la tarea

no resulta sencilla; un buen profesor de física debe buscar simplificar los

8

procedimientos y adaptarlos al desarrollo mental y a la capacidad de aprender que

poseen los alumnos, no sólo para la comprensión de los hechos, sino para su

asimilación; buscado el aprendizaje significativo de esos contenidos.

Cabe señalar, por otra parte, que existen alumnos en los actuales momentos que

piensan que el aprendizaje de la física se basa en la repetición de definiciones y

formulas aprendidas de forma mecánica, constituyendo esto un obstáculo para el

aprendizaje de las leyes y principios físicos, pues aprender física para ellos, es

aburrido, porque significa repetir y aceptar lo que dice y hace el docente. Sin duda

alguna la ausencia de una buena forma de presentación y adquisición de

conocimientos e implementación de herramientas y estrategias es lo que hoy en día,

nos coloca frente a una población de alumnos que no quieren estudiar física, por

desconocimientos de temas básicos.

En cierto sentido, en el sistema educativo venezolano y particularmente en el

trujillano, existe una gran apatía en algunos profesores para asimilar o sustituir una

educación de este tipo, cuando por otro lado existe una fuerte insistencia por entes del

ámbito educativo que generan eventos científicos nacionales y regionales como lo

son: ferias de la ciencia, encuentro de las ciencia y los programas de enseñanza por

proyectos, buscando una educación integral y contextualizada.

Sin embargo, es de tomar en cuenta que en la mayoría de las instituciones del

estado no existen laboratorios dotados de instrumentos que puedan ser empleados por

los profesores y manipulados por los alumnos, en otros casos cuando los hay, los

educadores no se encuentran en disposición para utilizarlos como recursos de

enseñanza, de forma tal que se les facilite al aprendiz la observación y comprensión

de los fenómenos o principios, siendo estos de vital importancia en el aprendizaje de

la física.

Por lo tanto, es necesario que el docente se sirva de instrumentos para la

realización de actividades experimentales y demostraciones sencillas con lo cual

estaría fomentando un proceso de enseñanza-aprendizaje significativo, haciendo que

9

sus actividades de clase sean más dinámicas y menos tediosas preparando y

entrenando al educando para nuevas investigaciones.

Dentro de esta línea de ideas, es importante señalar que aprender física significa lo

siguiente:

En primer lugar, una transformación en la lógica alrededor de la cual los alumnos

organizan sus teorías, lo cual implica que ellos pasan por distintas etapas en sus

teorías implícitas que le ayudan a organizar sus conocimientos en una forma más

simple antes de aceptar que la física proporciona modelos y teorías que permiten

interpretar la realidad en diferentes puntos de vista.

En segundo lugar, un cambio conceptual que implica un conjunto de objetos a

partir del cual el alumno construye su propia teoría, pues en un primer momento sólo

aceptan lo que pueden observar directamente con sus sentidos, luego admiten

procesos que permiten explicar la evolución de un estado a otro, hasta que

comprenden los fenómenos no sólo como procesos sino como el resultado de las

continuas interacciones dentro de un sistema.

En tercer lugar, una evolución hacia los principios que caracterizan las teorías

científicas al darse el cambio en los supuestos conceptuales que sustentan las teorías

de los alumnos. En cuarto lugar, la comprensión de los fenómenos físicos en términos

de interacción entre cuerpos y sistemas. Por último, utilizar relaciones cuantitativas

que se resumen en los esquemas de proporción, correlación y probabilidad que

permiten establecer la relación entre las distintas variables que intervienen en un

proceso como leyes físicas.

En esta perspectiva, Gail (1993:906), argumenta que el aprendizaje en física,

entonces, requiere una reestructuración del conocimiento para producir un nuevo

paradigma con consistencia interna.

En efecto, la adquisición del conocimiento es una laboriosa construcción social o

reconstrucción que sólo se alcanza mediante una enseñanza eficaz para poder afrontar

10

las dificultades que se presentan. En los últimos tiempos se han desarrollado varios

enfoques, se comentan a continuación algunos de ellos, sabiendo que no existen

malas ni buenas formas de enseñar sino adecuadas o no a unas metas y a unas

condiciones dadas:

El modelo de enseñanza tradicional, el cual posee como características las

clases magistrales, y se basan en exposiciones ante una audiencia donde el

profesor transmite los conocimientos y en la evaluación los alumnos deben

devolver al profesor el conocimiento de la forma más reproductiva posible.

Por consiguiente, este modelo resulta poco útil en el contexto de las nuevas

demandas y escenarios, los cuales no se satisfacen con un modelo meramente

transmisivo y unidireccional sino que exige que los ciudadanos usen sus

conocimientos para interpretar nuevos problemas y que conecten sus

conocimientos escolares con la sociedad en la que están inmersos.

El modelo de enseñanza constructivista, es un enfoque en donde el profesor

expone a los alumnos diversos modelos alternativos que deben contrastar con

el fin de comprender las diferencias conceptuales que hay entre ellos y de esta

forma ser capaces de relacionarlos e integrarlos: conceptos, métodos y

procedimientos. Con respecto a la evaluación dentro de este modelo debe

conducir a determinar la contrastación de modelos midiendo la capacidad de

explicitar, describir y argumentar sobre sus modelos y los de los demás, de

modo que una teoría se pueda interpretar el o los modelos que son propios.

Al revisar ambos enfoques de enseñanza, Pozo y Gómez (2000), hacen

referencia a que en cada uno de ellos se observa la variación en razón del papel

del profesor y del alumno, así en la enseñanza tradicional el papel del profesor es

preponderante pero en el último enfoque el alumno es el centro del aprendizaje.

La reflexión que debe dejar a los futuros docentes es la posibilidad de integrar los

enfoques de acuerdo a los contenidos de física buscando siempre las posibilidades

de éxito para promover aprendizajes significativos en los alumnos (s/p).

11

Consecuentemente, para que se den aprendizajes significativos en los alumnos

es necesario que se den profundos cambios en la estructura del conocimiento

como resultado de la asimilación de la nueva información; pero esto sólo es

posible si existen condiciones favorables al aprendizaje. Es importante entonces,

que el docente conozca el nivel jerárquico de los contenidos que enseña y las

interrelaciones que estos guardan entre sí. Por otra parte, debe ser prioritario para

los docentes comprometidos con el cambio y la transformación, reconocer que en

la mayoría de los casos los alumnos aprenden los contenidos como fragmentos de

información sin ninguna relación entre ellos, lo que conduce a los alumnos a

aprender repetitivamente en forma mecánica sin entender ni comprender el

material estudiado. Este reconocimiento debe dar origen a un proceso de reflexión

y de propuesta curricular a fin de mejorar la práctica pedagógica.

En función de lo planteado, es de considerar que actualmente la enseñanza de

la física en las instituciones educativas se imparte sin referencia alguna a lo que

los alumnos ya saben, el docente enseña los contenidos ignorando sus ideas

previas o preconcepciones. En consecuencia, el aprendizaje, queda reducido a la

simple memorización de información almacenada en la estructura cognitiva del

alumno y, la enseñanza, reducida a la mera aplicación de formulas, memorísticas

y pasivas, lo que trae como resultado una enseñanza descontextualizada,

mecánica y repetitiva que no favorece la producción de conocimientos.

En lo que respecta, Fredette y Clement (1981), manifiestan:

Las preconcepciones, también llamadas misconcepciones son

conceptos falsos y/o ideas intuitivas que los estudiantes asimilan en

su interacción con el mundo que los rodea y/o de los materiales

introducidos, y desde el punto de vista de lo físicos profesionales,

conducen a no dar información o respuestas a preguntas y

problemas en el contexto del curso. (p. 284).

12

En tal sentido, las preconcepciones son construcciones creativas, las cuales son

útiles como teoría del primer orden en la vida diaria de los alumnos, pero entran

siempre en conflicto con la teoría más formal que está siendo enseñada o

desarrollada.

De igual manera, Lahera y Forteza (2003), establecen que las preconcepciones, en

el tema de la física se entiende muy bien, porque antes de que se explique cualquier

fenómeno en clase como por ejemplo las Leyes de Newton los alumnos ya tienen una

idea de dichos fenómenos por la observación de la naturaleza, pero dichas ideas no

llegan a ser conceptos y en numerosas ocasiones son erróneas. Por lo tanto, antes de

enseñar a un alumno habría que descubrir cuáles son los preconceptos que tienen y

luchar contra ellos para logar el aprendizaje significativo. (s/p).

Según Díaz y Hernández (2002:435), a las preconcepciones se les denominan

también concepciones erróneas (missconceptions), ideas espontáneas, alternativas o

intuitivas, conocimientos previos o personales. Además su estudio ha fructificado en

las metodologías de cambio conceptual, particularmente en la enseñanza de las

ciencias.

Siguiendo, este orden de ideas Knoll (1974), acota que en el aprendizaje de las

ciencias se encuentran tres dimensiones en el cambio conceptual a saber: a) el cambio

epistemológico, el cual supone que el conocimiento cotidiano asume una posición

realista ingenua. Con la evolución e instrucción esa concepción tiende a convertirse

en un realismo interpretativo, aunque no siempre se pueda conocer directamente, pero

a través de la técnica y la ciencia se puede saber cómo es realmente; b) el cambio

ontológico, el cual consiste en que buena parte de las explicaciones o descripciones

de los alumnos se ocupan sólo del estado del mundo sin remitirlo a otras entidades

conceptuales; c) finalmente, el cambio en las estructuras conceptuales, donde ocurre

una transición desde aceptar los distintos fenómenos como hechos, algo dado que ni

siquiera requiere ser remitido a otro hecho o que, como máximo da lugar a una

explicación para luego relacionarlo con procesos de causalidad líneal basado en

13

esquemas simples, en donde un agente actúa de modo unidireccional sobre un objeto

produciendo un cambio en su estado. (s/p).

Es necesario señalar, que las preconcepciones interpretadas por la Teoría de

Ausubel, corresponden a conocimientos anclados en subsumidores incorrectos o por

medio de relaciones que sólo son parcialmente verdaderas. El sujeto podría liberarse

de ese conocimiento mal adquirido por medio de la introducción de nuevos elementos

a la estructura cognoscitiva. Además las preconcepciones aparecen según la Teoría de

Piaget, porque el sujeto no posee todavía las estructuras cognoscitivas necesarias para

la asimilación de ciertos elementos, los cuales son deformados para facilitar su

asimilación a los esquemas existentes. (Criscuolo, 1987, p. 233).

Por lo general, el porqué se forman las ideas ingenuas o preconcepciones también

se deben a varios factores, unos relacionados directamente con la formación

educativa y otros con el mundo no escolar, es decir, cotidiano en el que los aprendices

están inmersos. Por su parte, Lahera y Forteza (2003), indican que las causas

principales de las preconcepciones son: “los libros de textos u otros materiales

utilizados en los estudios, experiencias y observaciones de la vida cotidiana,

interferencias del vocabulario científico con el lenguaje cotidiano, la cultura propia de

cada civilización y los medios de comunicación” (s/p). por consiguiente estos factores

emplean de manera frecuente expresiones ambiguas que inducen a la confusión, los

cuales no consideran las ideas de los alumnos y en sustitución de ellas exponen

códigos visuales y prosa informativa que debilita la formación de ideas diferente a las

que se buscan.

Teniendo, en cuenta todas las causas anteriormente nombradas sería muy difícil

imaginar que el alumno llega sin ideas previas a las clases de física, ya que está

recibiendo una información continuada sobre la mayoría de los contenidos del área, la

cual se encuentra dentro de las ciencias experimentales.

En esta perspectiva, Linch et al (1979:351), enfatiza que las interpretaciones de la

calidad observada del lenguaje científico usado en el aula de clases han ocasionado

14

diversos comentarios escritos sobre la excesiva extensión en la cual los docentes de

ciencia deben concentrarse en la adquisición de la terminología científica. Pues el

lenguaje expresivo no es usualmente mejorado y en muchas instancias parecería ser

poco cubierto por los alumnos en los aspectos de ellos mismos.

Asimismo, Vachon y Haney, 1983 citados por Renner (1990), sostienen, que la

comprensión de ideas científicas de la lectura, depende del conocimiento a priori del

lector basados sobre su experiencia directa con el concepto de ser comprendidos.

Teniendo en cuenta lo anterior, la lectura no es suficiente para la comprensión de los

conceptos de física. En tal sentido, el laboratorio, demostraciones y otras actividades

deberían ser integrados con el texto o contenido a desarrollarse (p.35).

En relación a la problemática que aparece en la enseñanza de la física respecto a

las preconcepciones, es real, porque estas son muy persistentes, y no pueden ser

eliminadas a través de clases tradicionales o impartiendo información antes del

examen o muchos menos sugiriendo una lectura determinada. En lo concerniente,

para Campanario y Otero, (2000:157), es frecuente que los enfoques tradicionales

fracasen en el intento de que los alumnos desarrollen las concepciones científicas

comúnmente aceptadas; pues una enseñanza por transmisión que no tienen en cuenta

las ideas previas no loga eliminarlas.

Es necesario destacar, que a su vez, el porqué de la persistencia se debe a que para

los alumnos sus concepciones son verdades indiscutibles, por estar basadas en la

epistemología del sentido común, les dan seguridad y les facilitan la toma de

decisiones. Por supuesto, el profesor también es culpable de esta persistencia, ya que

al ignorar estas ideas, no realiza actividades para superarlas.

Tomando en consideración lo anteriormente expuesto, Fernández et al (2002),

reporta que del mismo modo que los alumnos poseen preconcepciones, ideas,

conocimientos y comportamientos intuitivos, que interfieren en la adquisición de los

conocimientos científicos, cabe suponer también que los profesores poseen

preconcepciones acerca de la enseñanza que pueden entrar en disyuntiva con lo que la

15

indagación ha mostrado con respecto al proceso de enseñanza-aprendizaje de las

ciencias y en particular de la física. (p. 477).

Retomando la expresión, de que las preconcepciones son bastantes estables y

resistentes al cambio, Boyes (1988), expresa:

El rol de las preconcepciones es determinante en longevidad y

contenido cualitativo de lo que es aprendido y recordado como

crucial y podría muy bien ser el más importante factor manipulable

en la individualización de la instrucción; por lo tanto las

preconcepciones son asombrosamente tenaces y resistentes a la

extinción. (p. 108).

Es por ello, que los profesores deben ajustar sus materiales de enseñanza y

experiencias adquiridas en el salón de clases para provocar desafíos que permitan la

sustitución de estas creencias ingenuas, previamente las ideas viejas deben ser

confrontadas, para que las nuevas ideas fácilmente sean aceptadas, y así contribuir al

logro de aprendizaje significativo.

Oyarbide (2004:3), garantiza que el aprendizaje significativo es el que surge de la

experiencia personal, aquel en el que los contenidos nuevos se involucran en la red de

conocimientos previos, en el que el alumno decide lo que ha de aprender, el que tiene

en cuenta los aspectos afectivos y actitudinales, y aquel que se fundamenta en la

autoevaluación continua. Pues si se quiere que el aprendizaje del alumno no sea

simplemente memorístico, se ha de logar que tenga un nivel mínimo de

significatividad.

Ahora bien, el aprendizaje es considerado por el constructivismo como una

construcción activa de nuevos conocimientos por parte del educando, a través de

interacciones de sus estructuras mentales con la información que recibe del exterior y

donde las ideas previas desempeñan un papel importante; de igual forma asume que

el proceso de enseñanza aprendizaje no debe ser un reflejo mecánico de la

16

planificación del docente ni un reflejo simplista de la espontaneidad de los alumnos.

En efecto, la construcción de conocimientos debe ser una interacción activa y

productiva entre los significados que el individuo ya posee y las diversas

informaciones que le llegan del exterior, pudiendo hacer transferencia de los nuevos

conocimientos a situaciones concretas de la vida cotidiana. (Arrieta, 1998, p.32).

Debe señalarse, por otro lado, la existencia de preconcepciones en otras áreas de la

ciencia, aparte de la física; entre estas: en la biología, matemática, química y otras; en

lo que respecta, Lahera y Forteza (2003), consideran que una preconcepción en

biología seria: “si dejas basura se crearan moscas”, una preconcepción en matemática

seria “la raíz de una suma es igual a la suma de las raíces” y una preconcepción en

física, por ejemplo: es necesaria una fuerza para mantener un movimiento”.

Por su parte, las creencias y actitudes de los alumnos acerca de las diversas áreas

de las ciencias y particularmente de la física afectan su aprendizaje. Pues las

creencias de los educando acerca de la estructura y contenido del conocimiento de la

física, y acerca de cómo se desarrolla su conocimiento, afectan como ellos usan nueva

información, como trabajan en problemas y si o no ellos desarrollan una comprensión

coherente del material en estudio.

Siguiendo la misma línea de ideas, Macnab y Cummine, 1992, citados por Terán

et al (2005), sugieren que dentro del aula de clases debe trabajarse principalmente con

materiales concretos, en un intento por hacer de la física más aceptable y

comprensible al alumno. En este sentido, los docentes deben propiciar estrategias

innovadoras que estimulen la iniciativa, creatividad e inventiva del alumno, que

permitan la posibilidad de integrar la física con la realidad y otras áreas del saber.

(p.12).

Así mismo, es importante resaltar según Arons (1984) que:

En el nivel introductorio de secundaria y terciario, muchos

estudiantes fallan al separar un nombre o término técnico de su

17

definición y sus interpretaciones. Por ejemplo, cuando se pregunta

por el significado numérico del término área de un cuerpo, ellos

responden con la formula memorizada y usualmente inaplicable

largo por ancho. (p.21).

En efecto, es importante cultivar en los alumnos un conocimiento de cómo los

conceptos son definidos y cuando ellos son usados y/o encontrados en términos

técnicos, el cual no había sido adecuadamente definido. Pues una de las técnicas

útiles que debe impartir el docente y que deben adquirir los alumnos para separar

nombres técnicos de ideas que ellos denotan es operar bajo la regla idea primero y

nombre después. Esto simplemente enriquece el establecimiento de la idea y luego

exploran e interpretan su significado, su utilidad y después se le da el nombre. Un

ejemplo de ello, es primeramente explorar el significado físico de la relación

masa/volumen y después dar el nombre densidad.

Desde la perspectiva más general, se ha realizado un análisis de las posibles causas

que generan las ideas intuitivas con las que los alumnos llegan a la instrucción, cuya

característica principal es que son muy persistentes, incluso después de la instrucción.

Conocer las ideas previas de los alumnos es el punto de partida necesario y modificar

la enseñanza para que estas ideas se desarrollen y se cambien por las científicamente

aceptadas, es el trabajo del profesor. Este cambio es lo que se denomina cambio

conceptual.

Así pues, en un mismo alumno pueden coexistir dos tipos distintos de

conocimientos sobre un mismo fenómeno: el académico (formal) y el personal

(informal). En tal sentido, entender el aprendizaje como un proceso de cambio

conceptual supone confrontar, explicita y deliberadamente, ambos tipos de

conocimiento a través de técnicas y recursos didácticos.

En consecuencia, para logar que ocurra el cambio conceptual se requiere inducir

conflictos cognitivos a lo largo del proceso educativo. Se consigue provocar un

conflicto cognitivo en el momento en que el alumno comprueba que su teoría previa

18

llega a predicciones que no se cumplen. Ahora bien, la condición más importante para

que este conflicto genere un autentico cambio conceptual es que al mismo tiempo, el

alumno tome conciencia de sus anteriores ideas y reflexione sobre los fenómenos en

que están implicadas cada una de ellas. (Oyarbide, 2004, s/p).

Tomando en cuenta las consideraciones anteriores, es conveniente señalar que las

preconcepciones influyen directamente en el aprendizaje de la física, causando

inconvenientes para integrar los conocimientos previos o ideas ingenuas con los

conocimientos formales obtenidos en el proceso educativo, obteniéndose de esta

manera, la ausencia del cambio conceptual. En tal sentido, Posner y Col (1982),

señalan cuatro efectos que deben ser provocados en los alumnos a lo largo de la

instrucción para promover el cambio conceptual; los cuales son: la explicitación por

parte de los alumnos de sus ideas, la insatisfacción por parte de los alumnos respectos

a las concepciones existentes, esto es conocido como conflicto conceptual, una

alternativa que permita una nueva construcción del conocimiento y una alternativa

que encaje con otros conocimientos del alumno.

De igual manera, se deben combinar estrategias e instrumentos en el proceso de

enseñanza-aprendizaje, como los aplicados en la propuesta educativa desarrollada por

Hynd et al (1994:933), donde se indica el rol de las variables instruccionales en el

cambio conceptual de la física; usándose la misma en la presente investigación, para

sustituir las preconcepciones en los alumnos, la cual contiene tres factores

instruccionales, entre estos se encuentran: a) partiendo de una demostración en clase,

b) usando un texto refutacional que incluye el concepto en estudio (presión) y c)

comprometiéndose en una discusión alumno-alumno y alumno-profesor.

La importancia de la presente investigación es, presentar un modelo de aprendizaje

que sirva para la sustitución de algunas preconcepciones inmersas en los alumnos en

mecánica, basándose en la utilización de una nueva estrategia metodológica para

buscar mecanismos o procedimientos sistemáticos que permitan transformarlas en

nuevo conocimiento, es decir que induzca al cambio conceptual. En efecto, lo

19

esencial con el uso de esta estrategia es fomentar el interés y deseo de cambio que

debe operarse en el docente, por cuanto una enseñanza bajo un enfoque

constructivista genera interés en los alumnos para aprender la física con gusto y

placer. El profesor de física en función de los objetivos y contenidos progamáticos y

de los conocimientos previos de sus alumnos, debe concretar la forma más adecuada

para favorecer la construcción del conocimiento científico; teniendo presente siempre

que lo que el alumno aprende depende, en buena medida de como lo aprende.

1.2. Formulación del Problema

Lo planteado anteriormente conlleva a dar respuesta a la siguiente interrogante:

¿De qué forma influye en la comprensión de los alumnos de 3er año de educación

media general, la preconcepción en el concepto de presión y en que magnitud esta

influye en el rendimiento académico?

1.3. Objetivos de la Investigación

1.3.1. Objetivo General

Elaborar un modelo educativo que fomente la sustitución de la preconcepción

en el concepto de presión existente en los alumnos de 3er

año del nivel de

educación media general.

1.3.2. Objetivos Específicos

Determinar el porcentaje de alumnos que presentan la preconcepción sobre el

concepto de presión.

Usar estrategias de carácter educativo que promuevan y desarrollen la

propuesta de aprendizaje.

Emplear la experimentación para que los alumnos sustituyan parcialmente y/o

totalmente la preconcepción en el concepto de presión.

Verificar la efectividad del modelo instruccional propuesto.

Desarrollar la propuesta educativa e incluir modificaciones de ser requerido.

20

1.4. Justificación de la Investigación

El sistema educativo y tecnológico del país depende del interés y la atención que

se le preste al avance acelerado de la ciencia y la tecnología para logar mejorar la

calidad de formación de los individuos. Pues la época moderna ha mostrado en forma

contundente como el desarrollo de una sociedad está íntimamente ligado con la

capacidad de creación de ciencia. Actualmente, el desarrollo de un país se mide por la

capacidad de brindar bienestar a sus habitantes. Esta posibilidad de prestar bienestar

es en gran parte función del desarrollo científico y tecnológico, el cual a su vez tiene

relación con lo que la sociedad considera como prioritario dentro de las políticas que

construye para asegurar ese bienestar de la sociedad.

Visto de esta forma, es necesario que la enseñanza de la ciencia cumpla con sus

objetivos en la formación de ciudadanos aptos para impulsar el desarrollo científico-

tecnológico que demanda la evolución tecnológica, por ello se considera que la

misma debe estar fundamentada en el paradigma constructivista, donde los alumnos

puedan obtener el conocimiento a través de la experimentación, reflexión, análisis y

estudio de los fenómenos a partir de los cuales llegue a conclusiones significativas,

permitiendo la participación en los procesos implicados en la concepción y

comprensión de observaciones de acontecimientos presentes en la situación en

estudio.

El alumno, es responsable de construir, adquirir y consolidar su concepción del

mundo y el maestro tiene el deber de crear actividades, motivar y propiciar un espacio

para que él y el aprendiz mejoren progresivamente la noción científica de los

fenómenos, donde este modelo educativo constituirá un elemento fundamental para

establecer una clase dinámica e interactiva.

Por lo tanto, la base de la enseñanza de la ciencia, y quizás de toda enseñanza,

debe ser logar una comprensión duradera de los fenómenos, evitando favorecer el

aprendizaje memorístico y procurando, en su diseño, logar un aprendizaje

21

significativo. En efecto, si se desea lo que aprendido en el aula de clase posea utilidad

y funcionalidad al quehacer del alumno dentro y fuera del medio educativo, entonces

se debe logar interpretar, explicar y comprender, con la práctica pedagógica, el

proceso que encierra el acto y la acción de indagar y adquirir conocimiento. En esta

perspectiva, conociendo la importancia de las ciencias para toda sociedad, es

fundamental identificar y tratar en lo posible de sustituir las ideas ingenuas o

conceptos erróneos existentes en los alumnos que ocasionen desconocimiento de los

fenómenos naturales.

En efecto, la presente investigación responde a la marcada necesidad de sustituir

las preconcepciones o ideas intuitivas que poseen los alumnos de 3er año de

educación media general, propiamente las referentes al concepto de presión, a través

de la implementación de un modelo educativo caracterizado por estrategias y aspectos

instruccionales que promuevan el cambio conceptual. Además, otro de los motivos en

la realización del siguiente proyecto de investigación, es generar la producción

significativa de un conjunto de datos, estrategias y herramientas que sirvan a

docentes, alumnos y por supuesto a investigadores futuros, y por último la formación

de aprendizaje totalmente significativo.

1.5. Delimitación de la Investigación

la investigación se desarrolla en las instituciones educativas: Liceo “Pedro Carrillo

Márquez” y el Liceo Bolivariano “Hilario Pizani Anselmi”, encontrándose ubicado el

primero en la Urbanización “La Vega”, Municipio Trujillo del Estado Trujillo y la

segunda institución está ubicada en la población de Motatán, Municipio Motatán del

Estado Trujillo. Considerando como fundamento de la investigación un total de 129

alumnos, los cuales constituyen la muestra extraída de la población de alumnos de 3er

año referente a ambas instituciones. Demostración que se desarrolló durante el

período de tiempo de Noviembre a Diciembre de 2012 y Enero a Abril de 2013.

22

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

2.1. Antecedentes de la Investigación

En el transcurso del desarrollo de la investigación, se requiere considerar toda la

información posible acerca de las indagaciones que se han realizado, tanto a nivel

nacional como internacional, relacionada con el problema que es objeto de estudio,

enmarcadas fundamentalmente en el ámbito de la física; y de esta manera, consolidar

preposiciones, ideas o nociones para ejecutar el presente modelo. En lo concerniente,

entre los diversos estudios e investigaciones referentes al área de propuesta

instruccional para inducir al cambio conceptual, se encuentran los siguientes:

Hynd et al (1994), quienes plantean una investigación enfocada en conocer el rol

de las variables instruccionales en el cambio conceptual en argumentos de física de la

alta escuela; este estudio fue conducido para determinar el efecto de las variables en

el cambio conceptual de física en estudiantes de noveno y decimo gado. Con

respecto, al propósito de la misma, fue establecer que ciertas variables instruccionales

desempeñan un papel esencial en la habilidad de los estudiantes para sustituir las

preconcepciones referentes al movimiento de los objetos a favor de conocimientos e

ideas aceptables indiscutiblemente.

Es conveniente destacar, que los instrumentos utilizados en la ejecución de la

investigación fueron un pre-test y un pos-test, con la finalidad de medir las

preconcepciones que presentan los estudiantes acerca del movimiento de los objetos y

de igual manera la propuesta educativa que induzca al cambio conceptual. En tal

23

sentido, se usó una muestra para dicha investigación de 310 estudiantes conformados

en 8 grupos dentro del aula de clase.

Por su parte, los autores citados afirman que para logar un cambio en las ideas

intuitivas de los alumnos es necesario tomar en cuenta los tres factores siguientes: (i)

analizando un texto refutacional, (ii) realizando una demostración y, (iii)

comprometiéndose en una discusión estudiante-estudiante y estudiante-profesor.

Por consiguiente, los resultados de la investigación reflejan la efectividad de los

tres factores mencionados anteriormente, logando sustituir en alto porcentaje las

preconcepciones encontradas en los estudiantes. Es importante señalar, que la

presente investigación se fundamenta en este estudio realizado.

De igual manera, Leal (1995), realizó una investigación basada en la sustitución de

las preconcepciones en la parte de electricidad básica en los cursos de física 21, en el

Núcleo Universitario “Rafael Rangel” de la Universidad de Los Andes, con el

objetivo de formular una propuesta didáctica que sirva para el mejoramiento de la

enseñanza de la física, utilizando para tal propósito una estrategia de aprendizaje

denominada confrontación de ideas en conjunto con la innovación de cuatro

experimentos novedosos. Se debe señalar que el estudio de campo fue realizado

durante el semestre B-94, considerando una muestra representativa de estudiantes

universitarios de física básica inscritos en el departamento de física y matemática de

la universidad antes mencionada.

En efecto, es de indicar que los resultados confirmaron que la aplicación de la

estrategia de aprendizaje permite la sustitución parcialmente y/o totalmente de las

preconcepciones en los estudiantes en el campo de electricidad, logándose el cambio

conceptual en ellos. Cabe destacar, que este riguroso estudio muestra una estrecha

relación con la actual investigación, debido a que fomenta la creación de estrategias

que pretenden sustituir parcialmente y/o totalmente las ideas ingenuas en los alumnos

de física de 3er año de educación media general.

24

Asimismo, Flores et al (1996), plantean un estudio relacionado a las ideas previas

de los estudiantes como una experiencia en el aula, cuyo objetivo del mismo, fue

conocer las ideas que tienen los estudiantes de un curso de termodinámica acerca de

los conceptos básicos que son requisitos para entender la asignatura. Conocidas estas

ideas, se dirigió el proceso de enseñanza-aprendizaje para provocar en los estudiantes

un cambio conceptual. Para tal efecto, se trabajó con 77 estudiantes de la asignatura

termodinámica. Curso que se imparte en el segundo semestre de todas las carreras

que se ofrece en la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de

México (UNAM).

Se eligió un experimento llamado Hirviendo agua con hielo, que tiene la

característica de despertar en los alumnos un enorme interés y motivación para tratar

de entender. Después de mostrar el experimento se les pidió contestar una pregunta,

seleccionando entre cinco respuestas, y que justificaran su selección. Es de

considerar, que los esfuerzos de los investigadores se dirigieron a enfatizar sobre los

conceptos erróneos que mostraron, con el fin de lograr un cambio conceptual en ellos.

Es importante señalar, que esta fue una experiencia en el aula y una vez conocidas

las preconcepciones el reto es diseñar estrategias que promuevan el aprendizaje

significativo. Indagación en la cual también se basa la presente investigación.

De igual modo, Campanario y Otero (2000), presentarón una investigación

titulada: Mas allá de las ideas previas como dificultades de aprendizaje: las pautas de

pensamiento, las concepciones epistemológicas y las estrategias metacognitivas de

los alumnos de ciencias, en la que se establece un conjunto de causas que tienen un

denominador común: lo que los alumnos saben (ideas previas), saben hacer

(estrategias de razonamiento), creen (concepciones epistemológicas) y creen que

saben (metacognicion).

Además, los citados autores afirman que estos elementos conforman una especie

de conspiración cognitiva contra el trabajo del profesor de ciencias y constituyen

obstáculos que dificultan enormemente el aprendizaje significativo de las ciencias por

25

parte de los alumnos. También manifiestan que una identificación más fiable y un

diagnóstico certero de los síntomas del alumno debería servir para ayudar a encontrar

estrategias adecuadas a fin de resolver el problema de ignorancia en cada caso, más

que para justificar un previsible fracaso docente que, por otra parte, a veces es casi

inevitable dado el estado de conocimientos de la didáctica de los propios profesores.

Siguiendo la misma línea, Leal (2002), elaboró una propuesta para el

mejoramiento de la enseñanza de la termodinámica teniendo como finalidad

diagnosticar las preconcepciones de los estudiantes en esta rama de la física. Para tal

propósito se usa una estrategia de aprendizaje que induce al cambio conceptual de los

estudiantes, la cual se fundamenta en los tres factores siguientes: a) lectura de textos

refutacionales, b) realizando una demostración, y c) participando en discusiones en

grupo.

Aunado a esto, es necesario señalar que el aporte fundamental de esta propuesta se

basa en: a) formular una propuesta educativa para el mejoramiento de la enseñanza de

la termodinámica, y b) intercalar demostraciones novedosas en las clases teóricas de

física. En efecto, los resultados evidenciaron que la aplicación del modelo educativo,

induce al cambio conceptual de los estudiantes, permitiendo de esta manera la

sustitución parcial y/o total de las preconcepciones que poseen en termodinámica. Por

lo que ésta, resulta provechosa como soporte a dicha investigación, debido a que

ambas se rigen en los tres factores instruccionales antes mencionados.

Posteriormente, Bretones (2003), desarrolló un estudio referente a las

preconcepciones del estudiante de profesorado: de la construcción y transmisión del

conocimiento a la participación en el aula. En el cual, el autor citado analizó la

socialización profesional del docente y el cambio conceptual en la comprensión de la

enseñanza y el aprendizaje, referidos al estudiante de profesorado de educación

primaria y de secundaria, centrados especialmente en el período formativo de las

prácticas de enseñanza y del primer año de docencia en la Universidad Complutense

de Madrid. Encontrándose, que el estudiante de profesorado no sólo es receptivo a

26

diversas influencias externas sino que también desempeña un papel activo

fundamental para la evolución de su pensamiento, la identificación, el contraste y la

modificación de sus preconcepciones y/o ideas previas sobre la enseñanza; al respecto

actitudes , estrategias y modelos de apertura interactivos y reflexivos se muestran más

adecuados.

La actual investigación se relaciona con el estudio mencionado anteriormente,

pues ambas se sitúan en el campo de las preconcepciones y la implementación de

estrategias para logar el cambio conceptual en los estudiantes.

Seguidamente, Giorgi et al (2005), realizaron un estudio sobre las investigaciones

acerca de las ideas de los estudiantes en fuerza y movimiento, el cual se llevó a cabo

mediante un análisis profundo de publicaciones sobre preconcepciones o ideas

iníciales referidas al tema cuerpos en movimiento, también comúnmente denominado

fuerza y movimiento. En el que se estudiaron los aspectos teóricos, metodológicos y

conceptuales involucrados en una muestra de investigaciones consistentes en 36

trabajos publicados en revistas especializadas y en libros de distintas procedencias y

autores. Los sujetos participantes en las investigaciones abarcan distintos objetivos,

diferentes posturas asumidas por los investigadores con relación a las ideas iníciales,

fuentes de datos utilizadas variadas, así como heterogeneidad en los resultados y en

su interpretación.

Por otro lado del estudio realizado, surge que si bien los sujetos no poseen una

conceptualización científica de fuerza, en las representaciones que ellos construyen

de los fenómenos mecánicos podrían estar involucradas significaciones del concepto

fuerza asociadas a otras magnitudes físicas tales como cantidad de movimiento y

energía. Por tal motivo, se concluye en la necesidad de abordar el problema de las

preconcepciones desde una perspectiva tanto teórica como metodológica.

En tiempos más recientes, López y Vivas (2009), presentaron un estudio

linealmente relacionado con la investigación actual, el cual se refiere a la influencia

de las preconcepciones sobre los cambios físicos y químicos de la materia en alumnos

27

de noveno gado. La importancia de este estudio radica en que permite tener una

visión general del tema, luego se establecen estrategias que lleven a alcanzar metas

tan ansiadas como el aprendizaje significativo. Cabe especificar, que el tipo de

investigación fue de campo, para la cual se escogió una muestra de 28 alumnos del

noveno gado de educación básica; se elaboró y se aplicó un cuestionario como

instrumento. Generándose como resultados, la carencia de elementos conceptuales

científicos en las estructuras de las preconcepciones analizadas en los alumnos

seleccionados para tal investigación. Por lo tanto, los autores afirman que a pesar de

la preparación previa escolarizada en los cursos de la primaria y educación básica,

estas ideas persisten y se perfilan como estructuras mentales de cierta fortaleza.

En esta perspectiva, Daboín y Zambrano (2010), diseñaron una propuesta para la

sustitución de dos preconcepciones en electricidad básica existentes en los alumnos

de 5to

año del nivel de educación media en la asignatura física. Tomando como

muestra para el desarrollo de la misma 90 alumnos de dos instituciones educativas.

Propuesta que se realizó en tres fases: a) la fase diagnóstica, apoyada en la aplicación

de un cuestionario exploratorio para determinar el número de alumnos que presentan

las preconcepciones en los tópicos de electricidad, b) la fase de elaboración de la

propuesta, que consistió en el diseño de cuatro factores instruccionales, entre ellos: (i)

lectura de textos refutacionales, (ii) guías de demostraciones de laboratorio, (iii)

dialogo alumno-alumno y, (iv) un software educativo como apoyo didáctico; y c) la

fase de evaluación de la factibilidad, esta última demostró que la aplicación de la

propuesta educativa indujo al cambio conceptual, sustituyendo en 100 % las

preconcepciones en los alumnos del nivel de educación antes mencionado.

Al mismo tiempo, García et al (2010), plantearon una investigación referente a la

detección de conceptos erróneos en la clase de física mediante una estrategia del

estilo de aprendizaje en alumnos del nivel medio superior, cuyo propósito fue mostrar

la utilidad de la metodología de estilos de aprendizajes en la detección de conceptos

erróneos en la materia de física en los estudiantes del nivel medio superior del Centro

de Estudios Tecnológicos 1 del Instituto Politécnico Nacional. Para logar lo anterior,

28

se desarrolló una mesa redonda que es una estrategia didáctica propia de la

metodología de los estilos de aprendizaje, la cual fue moderada por un profesor que

no presentaba en ese momento opiniones respecto a los comentarios vertidos por los

alumnos. Cabe indicar, que todo el proceso fue video-grabado, con el permiso previo

de los padres de los alumnos, para luego realizar las respuestas y detectar los

conceptos erróneos, en este caso particular se abordó el tema de fuerza. Por

consiguiente, los resultados mostraron una clara diferencia entre las respuesta de los

alumnos del cuarto semestre quienes relacionaban el concepto de fuerza con el

movimiento y los del sexto semestre que relacionaban el mismo concepto con

energía. Finalmente, los investigadores afirman que ésta metodología demostró ser de

utilidad al poder detectar los conceptos erróneos y esto permite conformar estrategias

en la clase de física para corregirlos.

Siguiendo la misma línea, Aguilar (2011), elaboró una propuesta didáctica para la

enseñanza y aprendizaje de los conceptos de densidad y presión abordados en la

educación básica secundaria. Dicha propuesta, consistió en estructurar los conceptos

de densidad y presión en alumnos de octavo gado de educación básica secundaria, en

el Liceo Femenino “Mercedes Nariño”, ubicado en Bogotá-Colombia, y consta de

tres fases: la primera es un breve acercamiento epistemológico e histórico a los

conceptos de densidad y presión y a las vinculadas a otro concepto, luego se mostró

un referente disciplinar y las regularidades que a través de los conceptos se orientan

en ciencias naturales y finalmente se presentó la propuesta pedagógica a partir de

elementos didácticos como prácticas de laboratorios demostrativas, modelos de

comparación o símiles y la proyección de escenas claves de película de ciencia

ficción donde se enuncien conceptos físicos o fenómenos en los cuales están inmersas

las magnitudes físicas densidad y presión.

Es importante señalar, que el trabajo demostró resultados óptimos en el cambio

actitudinal y en la restructuración de los conceptos para un concepto científico frente

al ejercicio de las clases regulares y frente a la construcción colectiva del aprendizaje

desde las preconcepciones que las alumnas tenían de los conceptos de densidad y

29

presión a través de los mecanismo de recontextualización y mediación, dados como

elementos pedagógicos por la Universidad Nacional de Colombia desde el museo de

las ciencias y el juego. Cabe destacar que la presente investigación se fundamenta de

esta propuesta didáctica, debido a que ambas se refieren de una u otra manera a la

sustitución de preconcepción en el concepto de presión existente en los alumnos de

educación media.

Aunado a esto, Delgado y Urdaneta (2011), presentaron una propuesta para la

sustitución de preconcepciones existentes en los alumnos de 3er año, referidas a los

conceptos de volumen y densidad, para la cual tomaron como muestra de estudio 106

alumnos de dos instituciones educativas, ubicadas en el Estado Trujillo; el proyecto

se realizó en tres fases a saber: a) aplicación de cuestionario exploratorio para

determinar el número de alumnos que presentan las preconcepciones relacionadas al

concepto de volumen y densidad, b) elaboración de la propuesta que consistió en los

tres factores instruccionales, entre ellos: i) lectura de textos refutacionales, ii) guía de

demostraciones de laboratorios, iii) discusión alumno-alumno y alumno-profesor; y c)

la fase de evaluación de la factibilidad, esta ultima demostró que la aplicación de la

propuesta educativa indujo al cambio conceptual sustituyendo en 100 % las

preconcepciones en los alumnos de educación media.

Debe señalarse, que esta propuesta resulta beneficiosa como soporte a la

investigación actual en virtud de su orientación al cambio conceptual en los alumnos.

30

2.2. Bases Teóricas

En esta fase de la investigación, se destacan una serie de definiciones necesarias

para el desarrollo de la misma, entre ellas:

2.2.1. Diagnóstico Educativo

Uno de los componentes más importantes dentro del proceso de enseñanza-

aprendizaje de las ciencias, es la realización del diagnóstico educativo, el cual

permite detectar las fortalezas y debilidades concernientes a un grupo de personas,

con la intensión de utilizarlos hacia la mejora de las etapas posteriores de dicho

proceso.

En efecto, Salellas (2010), plantea que el diagnóstico educativo o pedagógico es

un proceso de carácter instrumental, científico e integral, que permite realizar un

estudio previo y sistemático, a través de la recopilación de información, del estado

real y potencial del sujeto y de todos aquellos elementos que puedan influir de

manera directa o indirecta en los resultados que se aspiran, teniendo una dinámica de

evaluación-intervención-evaluación, para poder transformar, fortalecer, formar,

desarrollar y educar desde un estado inicial hacia algo potencial, atendiendo a la

diversidad y apoyándose en diversos métodos y técnicas. (s/p).

En resumidas cuentas, el diagnóstico educativo es la primera fase que se efectúa

para la implementación de las estrategias didácticas que permitan el aprendizaje

significativo en los alumnos.

2.2.2. Propuesta Educativa

Para Leal (2002:12), una propuesta educativa “es la concepción de un proyecto

para innovar una estrategia de aprendizaje enmarcada en el cambio conceptual”. En

otras palabras, es un conjunto de planes pedagógicos, que involucra la reorientación

de novedosas estrategias de enseñanza-aprendizaje, que consigan disipar o sustituir

falsas concepciones en las diferentes áreas de las ciencias en especial de la física.

31

2.2.3. Estrategia de Enseñanza-Aprendizaje

Según Díaz y Hernández (2002), las estrategias de enseñanza son procedimientos

que el agente de enseñanza utiliza en forma reflexiva y flexible para promover el

logro de aprendizaje significativo en los alumnos. (p. 141). Del mismo modo, los

autores citados expresan que las estrategias de aprendizaje son el conjunto de pasos,

operaciones o habilidades que un aprendiz emplea en forma consciente, controlada e

intencional como instrumento flexible para aprender significativamente y solucionar

problemas. (p. 234).

2.2.4. Preconcepciones

Las preconcepciones son un tipo de conocimiento previo, mostrado con mucha

frecuencia por los alumnos, el cual se contrapone o contradice a los saberes escolares

y resulta muy resistente al cambio mediante la enseñanza tradicional.

Al referirse a las preconcepciones en el área de las ciencias naturales, Rivas, 2003

citado por los López y Vivas (2009), señala dos criterios que podrían conjugarse entre

sí:

Una serie de ideas incorrectas que impiden la construcción

correcta de conceptos científicos, contrariamente a lo expresado por

otro grupo de investigadores quienes consideran que si bien pueden

ser incorrectas desde el punto de vista científico, no necesariamente

son incorrectas desde el punto de vista del alumno, ya que estas

simplemente indican la representación que tienen de un fenómeno

en particular, es decir son sus ideas previas a partir de las cuales se

pueden construir los concepto científicamente adecuados. (p. 492).

Por lo tanto, para cambiar las preconcepciones erróneas en los alumnos hay que

activar sus ideas. Es decir, hay que provocar un conflicto entre las ideas erróneas y las

nuevas, de modo que estas puedan sustituir a aquellas. Se trata de reformar la

estructura conceptual, y no de cambiar unos conceptos por otros. Sin embargo, no se

32

trata de una restructuración cognitiva global, sino de cambios limitados a ámbitos

cognitivos concretos, ya que la ciencia no es el camino para el desarrollo de

facultades globales, sino para la adquisición de conocimientos específicos.

2.2.5. Cuestionario Exploratorio

Es un instrumento de carácter investigativo-educativo, que permite detectar las

fortalezas y deficiencias de un grupo de individuos respecto a un tema específico, un

área de conocimiento, todas aquellas nociones o ideas previas que poseen respecto a

un nuevo contenido, tema o fenómeno en estudio. Por consiguiente, el cuestionario es

un documento formado por un conjunto de preguntas que deben estar redactadas de

forma coherente, organizada, secuenciada y estructurada de acuerdo con una

determinada planificación con el fin de que sus respuestas puedan ofrecer toda la

información que se precisa en poco tiempo. Las preguntas se encuentran en

combinación con opciones y un limitado espacio para justificar la opción elegida.

2.2.6. Texto Refutacional

Se conceptualiza como un escrito fundamentado, el cual se emplea como lectura,

cuya finalidad es la de expresar opiniones o rebatirlas rotundamente con la intención

de persuadir a un receptor. Es necesario tener en cuenta, que el autor pretende probar

o demostrar una idea, refutar la contraria o bien aclarar al lector sobre determinados

fenómenos o ideas erróneas y su adecuada formulación.

2.2.7. Demostración

En términos generales, no todas las ciencias son experimentales, y seguramente no

es esta la característica definitoria de la ciencia, sin embargo la física, la química y la

mayor parte de la biología serían lo que son o, simplemente, no serían sin las

demostraciones, pues son estas las que permiten la investigación sobre hechos u

objetos en particular, dando origen a nuevos conocimientos e infiriendo otros, con lo

cual, por su ámbito de estudio se conlleva a nuevas ciencias. En lo que respecta, la

demostración también conocida como experimentación, es la base de la investigación

33

científica que persigue el avance en solucionar diversos problemas sociales y avanzar

en el conocimiento del mundo.

De acuerdo a Carin y Sund (1975:170), la demostración en física se concibe como

una exhibición en la cual el docente muestra una aplicación práctica acerca de ciertos

fenómenos físicos, con el ideal de reforzar o complementar el contenido científico

recién aprendido (conceptos, principios, teorías y leyes), haciéndolo más

significativo.

Cabe señalar, que el alumno es considerado como el centro del proceso de

enseñanza-aprendizaje, por lo tanto, el docente no puede pretender que el alumno

capte todo lo que escucha y lee, por tal motivo, es necesario que se generen

situaciones donde este tenga la oportunidad de participar en actividades

experimentales, debido a que estas contribuyen al desarrollo de la creatividad y al

logro de un aprendizaje significativo, además le permite conocer la influencia de

fenómenos y leyes naturales en el contexto socio-cultural y el conocimiento

científico, creando con esto un espíritu comprometido frente a los problemas de su

entorno ambiental y social.

Por su parte, las actividades demostrativas permiten al alumno el contacto directo

e indirecto, la observación y curiosidad sobre los fenómenos físicos ambientales

proporcionando habilidades, destrezas y una mejor comprensión de los hechos y

conceptos fomentando un pensamiento científico. Por estas razones, el profesor en su

didáctica de enseñanza debe propiciar en la medida de lo posible las actividades o

escenarios demostrativos.

2.2.8. Enfoques Relacionados con la Enseñanza-Aprendizaje de las Ciencias

2.2.8.1. El Constructivismo

Se define como un amplio cuerpo de teorías que tienen en común la idea de que

las personas construyen su conocimiento sobre su medio físico, social o cultural, a

partir de sus observaciones e interacción con su entorno; los seres humanos son

34

producto de su capacidad para adquirir nociones y reflexionar sobre estas, lo que

permite explicar y anticipar un comportamiento. Puede denominarse como teoría

constructivista toda aquella que entiende que el saber es el resultado de un proceso de

construcción o reconstrucción de la realidad que tiene su origen en la correlación

entre las personas y el mundo. En tal sentido, Carretero (1997), manifiesta que es la

idea que mantiene que el individuo tanto en los aspectos cognitivos y sociales del

comportamiento como en los afectivos no sean un mero producto del ambiente ni un

simple resultado de sus disposiciones internas, sino una construcción propia que se

produce día a día como resultado de la interacción entre estos dos factores. En

consecuencia, el conocimiento no es una copia fiel de la realidad, si no una

construcción del ser humano a través de los esquemas que ya posee, es decir, con lo

que ya construyó en su relación con el medio que lo rodea. (s/p).

Dentro de este orden de ideas, el constructivismo sostiene que el aprendizaje es

esencialmente activo. Pues una persona que aprende algo nuevo, lo incorpora a sus

experiencias previas y a sus propias estructuras mentales. Cada nueva información es

asimilada y depositada en una red de conocimientos y experiencias que existen

previamente en el sujeto, como resultado se puede decir, que el aprendizaje no es

pasivo ni objetivo, por el contrario es un proceso subjetivo que cada persona va

modificando constantemente a la luz de sus experiencias.

El constructivismo, busca ayudar a los alumnos a internalizar, reacomodar o

transformar la información nueva. Esta transformación ocurre a través de la creación

de nuevos aprendizajes y esto resulta del surgimiento de nuevas estructuras

cognitivas, que permiten enfrentarse a situaciones iguales o parecidas en la realidad.

En esta perspectiva, la concepción constructivista de la enseñanza y del

aprendizaje, según Coll (2002), parte del hecho de que el aprendizaje es fruto de una

construcción personal, en la que no interviene sólo el sujeto que aprende, sino

también los agentes culturales. De esta manera, la construcción del conocimiento

debe ser un proceso compartido por docentes y alumnos entorno a unos saberes.

35

Razón por la cual, se aprende bajo la concepción constructivista cuando se es capaz

de elaborar una representación personal sobre un objeto de la realidad o contenido

que se pretende aprender desde las experiencias, intereses y conocimientos previos.

En ese proceso no sólo se modifica lo que el alumno ya posee en su estructura

cognitiva, sino también interpreta lo nuevo de manera que pueda integrarlo. (s/p).

La teoría constructivista, se fundamenta en algunos aspectos, entre estos se destaca

la aplicación de la idea de cambio conceptual en ciencias y la importancia de las

concepciones alternativas, preconcepciones, conceptos previos o errores

conceptuales, tal como se ha denominado, con diferencia en su aplicación, todas estas

formas. A ellos se añaden las consecuencias de todo esto en el ámbito especifico de la

enseñanza de las ciencias: resolución de problemas; estrategias de aprendizajes por

investigación dirigida; uso de laboratorio, así como sus acopios específicos en la

didáctica de las distintas disciplinas científicas, lo que supone la definición de campos

propios en la enseñanza de la biología, geología, química y física.

2.2.8.2. El Aprendizaje Significativo

Díaz y Hernández (2002), hacen referencia que el aprendizaje significativo es

aquel que conduce a la creación de estructuras de conocimientos mediante la relación

sustantiva entre la nueva información y las ideas previas de los alumnos, de igual

manera consideran que durante el aprendizaje significativo el alumno relaciona de

manera no arbitraria y sustancial la nueva información con los conocimientos y

experiencias previas y familiares que ya poseen en su estructura de conocimientos. (p.

39). Este tipo de aprendizaje, puede promoverse mediante la utilización de estrategias

metodológicas innovadoras, que conduzcan a los alumnos a logar aprendizajes

permanentes y útiles en su vida cotidiana.

Cabe considerar, que para que exista el aprendizaje significativo el contenido que

el alumno va a aprender debe ser potencialmente significativo, es decir susceptible de

dar lugar a la construcción de significados, por lo que debe poseer coherencia en su

estructura interna. Además, el contenido debe estar relacionado con lo que el alumno

36

ya conoce, pero no en forma arbitraria, sino de forma que pueda asimilarlo o

insertarlo en las redes de significados ya construidos en el transcurso de sus ideas

previas. Por último se señala como condición necesaria para el logro de aprendizajes

significativos, que el alumno tenga una actitud favorable para aprender.

2.2.9. Enseñanza de la Física

Esta ha estado centrada en el conocimiento de hechos, teorías científicas y

aplicaciones tecnológicas. Las nuevas tendencias pedagógicas ponen el énfasis en la

naturaleza, estructura y unidad de las ciencias, y en el proceso de la búsqueda

científica. Según Knoll (1974), el problema que se le presenta al docente es el de

transmitir una concepción particular o estructura de conocimiento científico a los

alumnos, de forma que se convierta en componente permanente de su propia

estructura cognoscitiva.

Por consiguiente, la física encierra en sí misma un elevado valor social para la

comprensión del mundo moderno desarrollado tecnológicamente, por ello se hace

necesario tener conocimientos de esta. La enseñanza de la física debe ayudar a la

conformación en el individuo de una visión del mundo, permitir la adquisición de una

concepción científica a través del desarrollo pleno de las facultades físicas e

intelectuales, además de un acercamiento a la comprensión del complejo mundo

originado por el avance de las ciencias y la tecnología.

Por su parte, Knoll (1974), expresa que la misión de la enseñanza de la física

radica en primer lugar en impartir una información concerniente con los procesos y

conceptos físicos en una determinada área, puesto que las metas del aprendizaje

consiste en obtener la información necesaria para la compresión de estas; en segundo

lugar debe establecer las estrategias y métodos pertinentes para el logro de la

comprensión y análisis de las estructuras complejas; por último contribuir con el

estudiante a la formación de sus propios conceptos que le permitan reconocer los

procedimientos y aplicarlos en un juicio crítico, dando lugar a la aplicación de los

37

conocimientos, demostrando una capacitación en la experimentación y solución

científica.

2.2.10. El Cambio Conceptual en la Transformación de las Preconcepciones en

las Ciencias Naturales.

Una de las dificultades para el aprendizaje de conceptos científicos radicaría en la

existencia de las preconcepciones que tienen los alumnos antes de la instrucción. De

manera que uno de los propósitos en la enseñanza y aprendizaje de las ciencias es la

aplicación de estrategias instruccionales que induzcan la transformación de las

preconcepciones de los alumnos por medio de modelos basados en el cambio

conceptual. En lo concerniente, las preconcepciones se refieren al conjunto de ideas

que poseen los seres humanos para la interpretación de los fenómenos naturales, y

que las mismas están en contradicción con lo establecido en las teorías, principios y

leyes del conocimiento científico o paradigmas predominantes en el medio

académico.

Estas concepciones alternativas, juegan un papel muy importante en el aprendizaje

porque los alumnos consciente o inconscientemente construyen sus propias ideas para

entender los fenómenos naturales que ocurren en el mundo cotidiano. Ellos creen que

muchas de sus explicaciones son correctas porque estas tienen sentido en términos de

su entendimiento, del comportamiento del mundo físico que los rodea. Por lo tanto,

ante una nueva información que contradice sus propias concepciones, puede ser que

la acepte, ignore, rechace o interprete, todo en función de sus creencias actuales.

Vale la pena señalar, que los estudios acerca de los conocimientos previos en el

aprendizaje según Mahmud y Gutiérrez (2008), se inician en la década de los setenta

con base en una tradición cognoscitiva, y a partir de los noventa comienza a

desarrollarse la investigación educativa, acerca de cómo evoluciona o cambia estas

ideas previas que se manifiestan en un campo denominado cambio conceptual. (s/p).

En este sentido, la conjunción de estas dos áreas de interés: el estudio del efecto de la

preconcepciones en el aprendizaje y los estudios constructivistas acerca del cambio

38

conceptual se presenta como una línea de investigación relativamente reciente. En

síntesis, el análisis de los conocimientos previos es un campo de amplio espectro que

hace surgir una variedad de interrogantes, y que con relación al estudio del cambio

conceptual plantea la importancia de discutir acerca de cómo se estructuran y

reestructuran dichos conocimientos.

En el mismo orden de ideas, vale destacar un rasgo característico en el aprendizaje

de los conceptos científicos y es que a partir de las teorías constructivista se asume

que el proceso de aprender implica una toma de conciencia o percepción consciente,

que se inicie desde la confrontación de las ideas previas o conocimiento implícito con

nuevas evidencias conceptuales o procedimentales que hacen explicito el

conocimiento y que implica una reestructuración de las ideas previas cotidianas hacia

las concepciones científicas, a lo que se denomina cambio conceptual (Pozo y

Gómez, 2001, s/p). En efecto, el cambio conceptual es un proceso de aprendizaje

donde el estudiante modifica sus concepciones sobre un fenómeno o principio

mediante la reestructuración o integración de la nueva información en sus esquemas

mentales preexistentes.

En líneas generales, e independientemente del área desde la cual se analice el

cambio conceptual, la base de estos estudios está en la comprensión de como se

organizan los conocimientos que permiten entender el mundo y como estos

conocimientos son elaborados, enriquecidos y/o revisados por los sujetos durante los

procesos de adquisición, elaboración y organización de los mismos. En relación con

lo expresado, cuando se aborda el estudio del cambio conceptual se debe hacer

mención a los conocimientos previos, ya que si bien este constructo es el que

experimenta cambios y redefine las concepciones que posee el individuo, quizás

pueden ser también el principal obstáculo para que se produzca el cambio conceptual.

Por otra parte, Mahmud y Gutiérrez (2008), plantean que en la literatura de

didáctica de las ciencias naturales, la expresión enseñanza basada en cambio

conceptual se refiere a la aplicación de estrategias instruccionales que: a) tomen en

39

cuenta el conocimiento previo y experiencia del estudiante, b) identifiquen

preconcepciones comunes, c) orienten la planificación de actividades más adecuadas

para el entendimiento de los conceptos en ciencia y d) estimulen al estudiante a

modificar o crear una estructura cognitiva para el nuevo conocimiento modificado o

construido. (s/p).

Por lo tanto, la enseñanza y aprendizaje bajo este modelo exige que los docentes

en su planificación metodológica deban tomar en cuenta tanto las preconcepciones de

los alumnos como las estrategias instruccionales que favorezcan la creación de

conflictos entre las ideas previas y las nuevas ideas científicas.

2.2.11. Hipótesis

Si los alumnos cursantes de la asignatura de física de 3er

año de educación media

general poseen preconcepciones en el área de mecánica, que afectan su plena

comprensión de algunos conceptos, leyes y principios, entonces aplicando una

propuesta educativa que induzca al cambio conceptual se sustituirá de forma parcial

y/o totalmente la preconcepción referente al concepto de presión.

2.2.12. Variables

Según Sabino (2002:52), por variable se entiende cualquier característica o

cualidad de la realidad que es susceptible de asumir diferentes valores y que es objeto

de análisis en una investigación. En efecto, en la presente investigación la variable

dependiente e independiente son:

2.2.12.1. Variable Dependiente

La variable dependiente es la preconcepción en el concepto de presión que poseen

los alumnos de 3er

año de educación media de las instituciones educativas: Liceo

“Pedro Carrillo Márquez” y Liceo Bolivariano “Hilario Pizani Anselmi”.

40

2.2.12.2. Variable Independiente

La variable independiente involucra la aplicación de una propuesta educativa que

fomente el cambio conceptual en el proceso de enseñanza-aprendizaje, mediante la

implementación de una estrategia de aprendizaje, basada en tres factores

fundamentales para el logro de la investigación: a) analizando un texto refutacional,

b) participando en una demostración y c) comprometiéndose en una discusión

alumno-alumno y alumno-profesor, con la intensión de sustituir la preconcepción en

el concepto de presión existente en los alumnos de 3er año de las instituciones

educativas: Liceo “Pedro Carrillo Márquez” y Liceo Bolivariano “Hilario Pizani

Anselmi”.

En líneas generales, es importante señalar, que las variables dependientes son

aquellas que se modifican por acción de la variable independiente, constituyendo las

consecuencias que se miden y dan origen a los resultados de la investigación;

mientras, las variables independientes, son las causas que producen y explican los

cambios en la variable dependiente. (Arias, 2006, p. 59).

41

CAPÍTULO III

MARCO METODOLÓGICO

En el presente capítulo, se indicará el proceso metodológico que se requiere para

desarrollar la actual investigación, con la finalidad de dar respuestas válidas y

confiables a la pregunta de investigación formulada.

3.1. Tipo de Investigación

El estudio planteado, se enmarca en una investigación denominada proyecto

factible, cuya modalidad consiste en emplear estrategias didácticas que logren

sustituir parcialmente y/o totalmente la preconcepción en el concepto de presión

existente en los alumnos de 3er año de educación media general en las instituciones

educativas: Liceo “Pedro Carrillo Márquez” y Liceo Bolivariano “Hilario Pizani

Anselmi” ambos ubicados en el Estado Trujillo.

Por consiguiente, Malvacías (2005), hace referencia de que la modalidad de

proyecto factible consiste en la elaboración y desarrollo de una propuesta, de un

modelo operativo viable para solucionar problemas, requerimientos o necesidades de

organizaciones o grupos sociales; puede referirse a la formulación de programas,

tecnologías, métodos o procesos (p. 12). En tal sentido, el objetivo del proyecto

factible es elaborar un conjunto de actividades que permitan el logro de propósitos

anticipadamente establecidos para dar solución a un problema particular dentro del

contexto social determinado.

De igual manera, Balestrini (2001:130), argumenta que el tipo de investigación

denominado proyecto factible, radica en una proposición sustentada en un modelo

operativo fiable, orientada a resolver un problema planteado o a satisfacer

necesidades en una institución o campo de interés nacional.

42

En esta perspectiva, la modalidad proyecto factible se basa en la recolección de

datos necesarios para detectar o identificar el problema, que es objeto de estudio y así

determinar también como esta investigación contribuye para la solución del mismo.

En efecto, el proyecto se concibe al mismo tiempo que se toma la decisión de

planificar un conjunto de actividades y asignaciones, en las que se señalan la

utilización de métodos y técnicas ajustadas para la ganancia de resultados exitosos,

que compensen las necesidades identificadas.

3.2. Diseño de la Investigación

Cabe destacar, que el diseño de la investigación comprende la estrategia global,

que permite orientar y guiar todo el proceso de exploración, desde la recolección de

los primeros datos hasta el análisis e interpretación de los mismos en función de los

objetivos definidos en la investigación. En lo concerniente, el diseño de investigación

“remite a un plan coherente de trabajo para recabar y analizar los datos que nos

acercan al conocimiento de la realidad en estudio” (Sabino, 2002, p. 64). De la misma

forma, Arias (2006), conceptualiza que el diseño de la investigación “es la estrategia

general que adopta el investigador para responder al problema planteado” (p. 26).

Debe señalarse, que la presente investigación se orienta hacia la incorporación de

un diseño de campo. Por cuanto, este diseño de investigación permite no sólo

observar, sino recolectar los datos directamente de la realidad objeto de estudio, para

posteriormente analizar e interpretar los resultados de estas indagaciones. En efecto,

la investigación de campo es aquel tipo de investigación a través del cual se estudian

los fenómenos sociales en su ambiente natural. (Bravo, 1985 citado por Ramírez,

2010, p. 51).

El estudio propuesto se adecua a los propósitos de la investigación experimental,

por referirse a una propuesta ideada con la finalidad de analizar a un grupo de

alumnos a determinadas situaciones o procesos (variable independiente), a fin de

observar los efectos que se generan con respecto a la variable dependiente.

43

3.3. Población y Muestra

Arias (2006:81), acota que la población “es un conjunto finito o infinito de

elementos con características comunes para los cuales serán extensivas las

conclusiones de la investigación”. En otras palabras, la población está referida a

cualquier conjunto de elementos de los cuales se pretende indagar y conocer sus

características, extrayéndose toda la información requerida para su respectivo estudio.

De igual manera, Ramírez (2010), expresa que la misma, es un subconjunto del

universo conformado en atención a un determinado número de variables que se van a

estudiar cuya variable lo hacen un subconjunto particular en relación al resto de los

integrantes del universo. (p. 59).

En función de lo planteado, la población que presenta el universo en esta

investigación la conforman los 331 alumnos cursantes de 3er

año de las instituciones

educativas: Liceo “Pedro Carrillo Márquez” y Liceo Bolivariano “Hilario Pizani

Anselmi” de los Municipios Trujillo y Motatán, respectivamente. Con respecto a la

muestra, esta es un subconjunto representativo y finito que se extrae de la población

accesible. En este caso, la muestra seleccionada para tal investigación, está

constituida por 129 alumnos de las secciones “A”, “B” y “C” de Liceo “Pedro

Carrillo Márquez” y de las secciones “A”, “D” y “G” del Liceo Bolivariano “Hilario

Pizani Anselmi”.

Es conveniente señalar, que ambas instituciones educativas fueron seleccionadas

debido a que resultan accesibles para la aplicación de la propuesta, pues presentan

poco uso de los laboratorios por falta de equipos e instrumentos especiales y por su

parte, de un colaborativo equipo de docentes y alumnos.

3.4. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos.

Una técnica, es un procedimiento más o menos estandarizado que se ha utilizado

con éxito en el ámbito de la ciencia. Ahora bien, es muy frecuente la tendencia a

confundir las técnicas con los instrumentos de recolección de datos. Se debe dejar

44

claro de una vez por todas, que si bien la técnica es un procedimiento, el instrumento

de recolección de datos es un dispositivo de sustrato material que sirve para registrar

los datos obtenidos a través de las diferentes fuentes. (Ramírez, 2010, p. 90).

De acuerdo a lo anteriormente planteado, en la presente investigación el

instrumento empleado es un cuestionario exploratorio formado por preguntas cerradas

en las que se indican las opciones de respuestas y su justificación. Así pues, se

obtiene la información cualitativa y cuantitativa, sobre la preconcepción en el

concepto de presión.

Según, Malvacías (2005), la validez del instrumento involucra el gado en que este

verdaderamente mide la variable que pretende medir (p. 41); por ello, la validez del

instrumento de recolección de datos de esta investigación fue sujeta a consideración,

mediante el juicio de expertos, los cuales evaluaron la interrogante desde su forma y

fondo en relación directa con los propósitos de la investigación.

Dentro de este orden de ideas, el juicio de expertos cerciora, que las interrogantes

formuladas en el cuestionario exploratorio muestran coherencia y conformidad con la

finalidad del estudio planteado, por tal motivo, decidieron la aprobación del mismo.

3.5. Fase de Detección de las Necesidades

Durante el desarrollo de esta fase, la cual consiste en determinar el porcentaje de

alumnos que poseen la preconcepción sobre el concepto de presión, a través de la

aplicación de un cuestionario exploratorio en las instituciones educativas: Liceo

“Pedro Carrillo Márquez” y Liceo Bolivariano “Hilario Pizani Anselmi”, y de esta

forma logar favorablemente el cumplimiento del primer objetivo específico de la

investigación planteada.

3.6. Fase de Elaboración de la Propuesta

En esta fase, la distinción estriba en que se loga confeccionar la propuesta y

siguiendo las pautas para la elaboración de un proyecto factible, se generan

45

estrategias, métodos, tecnologías, recursos o procesos que en este caso están

constituidas por diversas estrategias didácticas que inducen al cambio conceptual en

cuestión; es decir, conllevan a la sustitución de la preconcepción referente al concepto

de presión. Cabe considerar, que en el desarrollo de la propuesta se llevaron a cabo

diferentes gestiones, entre estas: i) estudio piloto del instrumento, ii) elaboración y

aplicación del texto refutacional y, iii) elaboración y aplicación de la guía de

demostraciones.

3.7. Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos

En este contexto, es importante señalar que para el procesamiento y análisis de los

datos obtenidos se utilizaron los criterios y apreciaciones empleados por el profesor

Leal (2002), docente titular de la Universidad de Los Andes, Núcleo Universitario

“Rafael Rangel”.

Primeramente se realizó un conteo manual (uno a uno) del cuestionario

exploratorio en su primera presentación, mediante el cual se detectó el porcentaje de

alumnos que respondieron correctamente. Posteriormente, se realizó nuevamente un

conteo manual después de la segunda presentación del cuestionario, donde se pudo

constatar el cambio conceptual relacionado al concepto de presión.

Debe señalarse, que Leal (2002), presenta un criterio para deducir si las

preconcepciones en física básica fueron o no sustituidas parcialmente y/o totalmente,

en la actual investigación se tomaran en cuenta dicho criterio para verificar si se

sustituyó o no la preconcepción en el concepto de presión en los alumnos de 3er año

de educación media de los liceos antes mencionados. En tal sentido, la regla de tres

simple se puede definir como una forma de resolución de problemas de

proporcionalidad entre tres o más valores conocidos y una incógnita. En ella, se

establece una relación de linealidad entre los valores involucrados.

46

Se establece, en la regla de tres simple la relación de proporcionalidad entre dos

valores conocidos A y B, y conociendo un tercer valor X, calculamos un cuarto valor

Y,

Es de indicar, que la relación de proporcionalidad puede ser directa o inversa, será

directa cuando a un mayor valor de A halla un mayor valor de B, y será inversa

cuando se dé que, a un mayor valor de A corresponda un menor valor de B, veamos

cada uno de esos casos, dicha regla se utilizó para deducir D1= Porcentaje de los

alumnos que respondieron correctamente en la primera aplicación del cuestionario

exploratorio. D2= Porcentaje de los alumnos que respondieron correctamente en la

segunda aplicación del cuestionario exploratorio.

Por lo tanto, los resultados obtenidos, luego de la aplicación del cuestionario serán

tabulados y analizados en los capítulos IV y V de la investigación actual.

47

CAPÍTULO IV

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

En este capítulo se presentan los resultados del análisis de los datos obtenidos en

el cuestionario exploratorio a través de tablas y gráficos.

4.1 RECOPILACIÓN EN TABLAS Y GRÁFICOS DE LOS RESULTADOS

OBTENIDOS EN EL CUESTIONARIO EXPLORATORIO. (PRESIÓN).

En esta sección se presenta mediante tablas y gráficos los resultados obtenidos en

el cuestionario exploratorio. Siendo N1, igual al número de alumnos que presentarón

el cuestionario exploratorio antes de aplicar la propuesta educativa, y N´1 igual al

número de alumnos que presentarón el cuestionario exploratorio después de aplicar la

propuesta educativa.

En el análisis del cuestionario exploratorio, en lo que respecta a cada una de las

preguntas, se uso el criterio y apreciación planteado por Leal (2002), basado en el

siguiente esquema:

CRITERIO APRECIACIÓN

0% ≤ D2-D1 ≤ 20%1

La preconcepción de los alumnos en Física

Básica, ha permanecido inalterable.

20% ≤ D2-D1 ≤ 50% La preconcepción de los alumnos en Física Básica, ha sido sustituida parcialmente.

50% ≤ D2-D1 ≤ 100% La preconcepción de los alumnos en Física

Básica, ha sido sustituida casi y/o totalmente.

____________________

1D1= Porcentaje de los alumnos que respondieron correctamente en la primera aplicación del

cuestionario exploratorio.

D2= Porcentaje de los alumnos que respondieron correctamente en la segunda aplicación del

cuestionario exploratorio.

48

4.1.1 Cuestionario exploratorio (Presión).

En las siguientes tablas 1 y 2 se presentan los resultados obtenidos al aplicar el

cuestionario exploratorio y se representan a través de los gráficos 1, 2, 3 y 4. Siendo

N1= 129 alumnos y N´1=129 alumnos.

TABLA 1

Resultados obtenidos en la preconcepción “confusión en el concepto de presión”

incluida en la pregunta Nº 1. (Véase en el Apéndice A).

OPCIONES DE PREGUNTAS B12 B2

A*3

45,74%(D1) 100,00%(D2)

B

(Preconcepción)

40,31% 0,00%

C

(Preconcepción)

13,95% 0,00%

50% ≤ D2-D1 ≤ 100%......

GRÁFICOS 1 Y 2

Resultados obtenidos en la preconcepción “confusión en el concepto de presión”

incluida en la pregunta Nº 1. (Antes y después de la propuesta educativa).

Tomando como referencia el criterio teórico establecido, la preconcepción ha sido

sustituida totalmente.

____________________ 2B1= Porcentaje en las respuestas de los alumnos a las opciones de cada pregunta antes de aplicar la

propuesta educativa.

B2= Porcentaje en las respuestas de los alumnos a las opciones de cada pregunta después de aplicar la

propuesta educativa. 3 (*)= Representa la respuesta correcta en cada pregunta.

45,74%

40,31%

13,95%

Gráfico 1(Antes)

A*

B

C

100,00%

Gráfico 2(Después)

A*

B

C

49

TABLA 2

Resultados obtenidos en la preconcepción “confusión de la presión ejercida por

un paralelepípedo sobre una determinada área de contacto” incluida en la

pregunta Nº 2. (Véase en el Apéndice A).

OPCIONES DE PREGUNTAS B12 B2

A

(Preconcepción)

46,51% 0,00%

B*3

27,13%(D1) 100,00%(D2)

C

(Preconcepción)

26,36% 0,00%

50% ≤ D2-D1 ≤ 100%......

GRÁFICOS 3 Y 4

Resultados obtenidos en la preconcepción “confusión de la presión ejercida por

un paralelepípedo sobre una determinada área de contacto” incluida en la

pregunta Nº 2. (Antes y después de la propuesta educativa).

De acuerdo al criterio teórico establecido, la preconcepción ha sido sustituida

totalmente.

46,51%

27,13%

26,36%

Gráfico 3(Antes)

A

B*

C

100,00%

Gráfico 4(Después)

A

B*

C

50

CAPÍTULO V

DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS

Los resultados obtenidos mediante este estudio, ratifican que la preconcepción en

el concepto de presión existente en los alumnos de 3er año, ha sido sustituida casi y/o

totalmente utilizando la propuesta educativa que consta de una estrategia de

aprendizaje constituida por tres factores que promueven al cambio conceptual.

A propósito, en este capítulo se disertará la preconcepción que los alumnos

presentan, usada como distractor en el cuestionario exploratorio, teniendo como

referencia los siguientes aspectos: i) estrategias de aprendizaje específicas, ii)

sustentación teórica, iii) respuestas erróneas escritas por los alumnos, y iv)

conclusiones.

5.1. Cuestionario Exploratorio (Presión)

A continuación se realiza la discusión de la preconcepción estudiada en este

cuestionario:

5.1.1. Discusión de la Preconcepción “Confusión en el Concepto de Presión” y

“Confusión de la Presión Ejercida por un Paralelepípedo sobre una

Determinada Área de Contacto”, Incluida en las Preguntas Nº 1 y Nº 2 del

Cuestionario Exploratorio (véase en el apéndice A).

Los resultados reflejaron que esta preconcepción ha sido sustituida casi y/o

totalmente de la estructura cognoscitiva de los alumnos; por tanto se discuten los

siguientes aspectos:

51

1. Estrategias de Aprendizaje Específica

Para obtener un efectivo cambio conceptual de esta preconcepción, los alumnos en

grupos de trabajo pequeño, utilizaron los factores instruccionales de la propuesta en

estudio, los cuales son: (a) analizando un texto refutacional, (b) desarrollando las

demostraciones 1 al 5 (véase el apéndice C), (c) comprometiéndose en una discusión

alumno-alumno y alumno-profesor relacionada con el concepto de presión y la

presión ejercida por un paralelepípedo sobre una determinada área de contacto. Sin

duda alguna, usando las variables instruccionales antes mencionadas, y a través de los

aportes teóricos dados por el profesor, los alumnos comprendieron el concepto de

presión y como ésta es ejercida por un paralelepípedo sobre una determinada área de

contacto.

2. Sustentación Teórica

Para Daintith et al (2000), la presión sobre una superficie debida a una fuerza de

otras superficies, es la fuerza que actúa perpendicularmente a la superficie por unidad

de área: P= F/A; su unidad de medida en el sistema internacional es el Pascal (Pa). De

igual manera los autores citados, hacen referencia que los objetos se suelen diseñar

para maximizar o minimizar la presión aplicada. Pues, para tener presión máxima se

necesita un área de contacto pequeña y para tener presión mínima se requiere una

gran área de contacto. (p. 179).

Cabe decir que, en física la presión es una magnitud escalar que mide la fuerza en

dirección perpendicular por unidad de superficie y sirve para caracterizar como se

aplica una fuerza resultante sobre una superficie.

Debe señalarse, que Mcclelland (1984), manifiesta que la comprensión de los

alumnos del significado físico del término presión es afectada por el hecho de que

hay varias connotaciones en el lenguaje diario. Algunas sugerencias que se necesitan

tomar en consideración de la comprensión de los alumnos, es progresivamente

52

modificar y cuantificar a ella, haciéndola más conforme al punto de vista científico.

(p. 171).

Por otra parte, Watts (1985), plantea que un curso bueno de física debería ser

designado a estimular y recompensar más justamente la fracción de habilidad

académica. La compresión en física implica tener alguna clase de modelo interno

(marco y/o construcción) que actualmente trabaja en la práctica. Ello es valuable y

recto sólo si es útil en el contexto en el cual es usado. En efecto, algo importante es

crear oportunidades para fomentar experiencias. El uso de la base de datos del

resultado experimental es importante para encontrar patrones y/o leyes y comparar

propiedades de materiales y sistemas. (p. 190).

Para Warren (1975), muchos de los proyectos que ahora están aplicándose para

enseñar ciencia muestran una tendencia fuerte y común hacia el uso de material de

bajo costo (materiales hechos de madera, arcilla, vidrio, plástico, piedra y otros), el

cual se pueda obtener localmente. Las ventajas pedagógicas de su uso son la posible

adaptabilidad a los antecedentes del alumno, a su propio interés y a las necesidades de

su país. En tal sentido, la principal ventaja del uso de los materiales de bajo costo en

la experimentación es que hacen posible que cada alumno haga su propia experiencia

científica. Tal vez, la más seria dificultad es la exigencia que se plantea al profesor de

obtenerlos, o construirlos, o modificarlos y los docentes solos, difícilmente pueden

hacer tanto. (p.113).

Retomando lo anteriormente señalado, la presión representa la intensidad de la

fuerza que se ejerce sobre cada unidad de área considerada. En síntesis, cuanto mayor

sea la superficie para una fuerza dada, menor es la presión y cuanto menor sea la

superficie para una fuerza dada, mayor será la presión resultante.

3. Respuestas Erróneas Escritas por los Alumnos

La presión es la relación que existe entre masa y área.

La presión es la fuerza que se ejerce sobre un cuerpo.

53

Dos cuerpos de igual tamaño y forma ejercen la misma presión

independientemente de sus posiciones sobre la superficie horizontal porque

tienen el mismo peso.

4. Conclusiones

La presión indica la relación que hay entre una fuerza aplicada y el área de

contacto de un cuerpo. Cabe mencionar, que existen distintos cuerpos los cuales

poseen un área de contacto pequeña y estos ejercen una máxima presión, como por

ejemplo: los clavos, cuchillos, bordes, entre otros; de igual manera, existen diferentes

cuerpos con área de contacto grande, ejerciendo estos una mínima presión, entre

estos: las grandes ruedas de vehículos pesados, entre otros. Por tal motivo, se hace

necesario aclarar que la presión ejercida por un cuerpo depende de su peso y también

de la mayor o menor área de contacto de tal cuerpo.

Por último, es conveniente acotar que la preconcepción se encontraba latente en

los alumnos, en cuanto a la preconcepción asociada a la pregunta Nº 1 “confusión en

el concepto de presión” en un 54,26 %; y la preconcepción asociada a la pregunta

Nº 2 “confusión de la presión ejercida por un paralelepípedo sobre una determinada

área de contacto” en un 72,87 %, luego de aplicarse los tres factores instruccionales

se logó sustituir las preconcepciones mencionadas a un 0.00 % por lo que se puede

afirmar que se logó un cambio cognoscitivo en los alumnos. Es de considerar, que la

sustitución de la preconcepción se debe al gran interés que mostraron los alumnos a la

hora de realizar las demostraciones y también debido a la atención que prestaron a la

lectura del texto refutacional y a las discusiones alumno-alumno y alumno-profesor.

54

CAPÍTULO VI

CONCLUSIONES

En líneas generales, enseñar alguna ciencia experimental, y en particular la física,

es un proceso complejo que requiere tener en consideración varios aspectos; entre

ellos:

Un modelo de enseñanza donde se tomen en cuenta las ideas previas de los

alumnos, y donde éstos participen activamente en la construcción de su propio

conocimiento, fundamentada en procesos y no en contenidos o en logros de

objetivos específicos.

Contenidos de enseñanza que incluyan aspectos relacionados con la historia y

epistemología de la ciencia.

Términos, modelos y analogías involucradas en las teorías científicas, para la

selección adecuada de estrategias instruccionales que activen los esquemas

mentales y propicien el aprendizaje significativo en los alumnos.

Ahora bien, para los docentes comprometidos con el aprendizaje de sus alumnos,

trabajar el área de la física debe constituir una labor encantadora y agradable. Deben

emplear una metodología acorde con la forma de aprender de los alumnos, tomando

en cuenta las características, capacidades específicas, con la finalidad de que para

ellos trabajar con las distintas estrategias en un ambiente de aprendizaje, se traduzca,

en el desarrollo de habilidades y destrezas que los lleven al análisis de

procedimientos, a la reflexión sobre conceptos y a obtener una actitud favorable hacia

el área y su utilidad en la vida cotidiana.

55

Por consiguiente, el progreso en el problema de las preconcepciones sería posible

si se hiciera una revisión de cuál es la información sobre el alumno que resulte

realmente de interés didáctico y a la vez, si se utilizaran contextos teóricos que

permitan un mayor acercamiento a la realidad cognoscitiva del que aprende, lo que

llevaría necesariamente a un cambio metodológico en la búsqueda de esta

información. En tal sentido, si la búsqueda de lo que el alumno sabe se llevara a cabo

con metodologías que conlleven a la obtención de información más cercana a las

características cognoscitivas de los alumnos, los diseños de enseñanza podrían

adecuarse más a esas características, y consecuentemente se incrementaría la eficacia

didáctica.

Si bien es cierto, que las ideas previas son uno de los factores claves que deben

tenerse en cuenta como condición necesaria para un aprendizaje significativo de las

ciencias naturales. Aunado a esto, es de considerar, que en la actualidad es todo un

reto captar el interés de los alumnos por la física, debido a que presentan un gran

desanimo a la hora de estudiar, junto con un gran número de inasistencias a clases, lo

cual presenta todo un gran reto para el profesor a la hora de enseñar los contenidos

correspondientes.

En la perspectiva que aquí se adopta, la presente investigación logró captar la

atención y el interés de los alumnos fundamentada en los tres factores instrucciones

siguientes: (a) analizando un texto refutacional, (b) realizando demostraciones

referidas a la preconcepción específica mediante el trabajo cooperativo e importantes

aportes teóricos por parte de la responsable de esta investigación, y (c) participando

en una discusión alumno-alumno y alumno-profesor para confrontar ideas en el

concepto en estudio.

Como consecuencia, se logra sustituir parcial y/o totalmente en un 100% la

preconcepción en el concepto de presión en los alumnos de 3er año de educación

media general de las siguientes instituciones: Liceo “Pedro Carrillo Márquez”

56

ubicado en la Urbanización La Vega-Municipio Trujillo y el Liceo Bolivariano

“Hilario Pizani Anselmi” ubicado en el Municipio Motatán.

Por último, conviene destacar que tomando en cuenta los resultados de la

investigación se verifica la hipótesis planteada, es decir, que induciendo a los

alumnos a realizar demostraciones experimentales, a una discusión y a una lectura

bien estructurada como lo fue el texto refutacional, se facilita la comprensión de

conceptos, definiciones, leyes, relaciones, principios, entre otros. En lo que respecta,

se puede mencionar que los alumnos cursantes de la asignatura de física de 3er año de

educación media sustituyeron la preconcepción en el concepto de presión efectuando

la propuesta educativa, logándose así, el cambio conceptual de manera parcial y/o

total de la preconcepción en relación con el concepto antes mencionado.

57

RECOMENDACIONES

Dentro de este marco, es importante seguir las siguientes recomendaciones para

así sustituir parcial y/o totalmente la preconcepción referente al concepto de presión

que poseen los alumnos en el área de física:

Implementar estrategias innovadoras que induzcan al cambio conceptual en

los alumnos.

Permitir la participación de los alumnos en el desarrollo de las clases con el

fin de aprovechar las habilidades y destrezas de los mismos.

Integrar la parte teórica con la experimental para facilitar el proceso de

enseñanza-aprendizaje.

Emplear lecturas de textos refutacionales y la discusión alumno-alumno y

alumno-profesor.

Relacionar, las demostraciones experimentales con otros hechos de la vida

diaria, para poder obtener el proceso mental necesario en los alumnos para

que la nueva información sea significativa.

Realizar investigaciones educativas sobre preconcepciones y estudios para

determinar la persistencia o cambio de las mismas.

Efectuar cursos o talleres dirigidos a los profesores en servicio de ciencias

naturales sobre las nuevas tendencias de enseñanza-aprendizaje en los tópicos

de las preconcepciones.

58

REFERENCIAS BIBLIOGÁFICAS

Aguilar, F. (2011). Propuesta didáctica para la enseñanza y aprendizaje de los

conceptos de densidad y presión abordados en la educación básica

secundaria. Facultad de Ciencias Naturales. Universidad Nacional de

Colombia.

Arias, F. (2006). El proyecto de investigación: introducción a la metodología

científica. 5ta edición. Editorial Episteme, C. A. Caracas – Venezuela. pp. 26,

59 y 81.

Arons, A. (1984). Student patterns of thinking and reasoning. The physics

teacher.p.21.

Arrieta, X. (1998). Enseñanza de la física. Un enfoque epistemológico. Revista

interdisciplinaria de la división de estudios para graduados de la facultad de

humanidades y educación, Año 4, Nº 2. La Universidad del Zulia. Maracaibo-

Venezuela.p.32.

Balestrini, M (2001). Cómo se elabora el proyecto de investigación. Quinta

edición. BL consultares asociados. Servicio editorial. Caracas – Venezuela. p.

130.

Boyes, E. (1988). Catastrofic misconceptions in science education. Physics

education. p.108.

Bretones, A. (2003). Las preconcepciones del estudiante de profesorado: de la

construcción y trasmisión del conocimiento a la participación en el aula.

Departamento de Didáctica y Organización Escolar. Universidad Complutense

de Madrid.

Campanario, J y Otero, J. (2000). Más allá de las ideas previas como dificultades

de aprendizaje: las pautas de pensamiento, las concepciones

epistemológicas y las estrategias metacognitivas de los alumnos de ciencia.

Grupo de Investigación en Aprendizaje de las Ciencias. Departamento de

Física. Universidad de Alcalá de Henares – Madrid. p. 157.

Carin, A y Sund, R. (1975). La enseñanza de la ciencia moderna. Editorial

Guadalupe. Buenos Aires, Argentina. p. 170.

59

Carretero, M. (1997). ¿Qué es el Constructivismo? Desarrollo cognitivo y

aprendizaje. Proceso. México. (s/p).

Coll, C. (2000). El constructivismo en la práctica. Barcelona: Editorial Gaó. (s/p).

Criscuolo, G. (1987). ¿Pueden interpretarse las preconcepciones a la luz de las

teorías del aprendizaje? Instituto Universitario Pedagógico Maturín,

Venezuela. p. 233.

Daboín, F y Zambrano, O. (2010). Propuesta para la sustitución de dos

preconcepciones en electricidad básica existente en los alumnos de 5to

año

del nivel de educación media en la asignatura de física. Trujillo: Núcleo

Universitario “Rafael Rangel” Universidad de Los Andes.

Daintith, J; Deeson, E y Valero, M. (2000). Diccionario de física. Editorial Normas,

S.A. Bogotá – Colombia.p.179.

Delgado, R y Urdaneta, A. (2011). Sustitución de preconcepciones en los

conceptos de volumen y densidad existentes en los alumnos de 3er

año de

educación básica. Trujillo: Núcleo Universitario “Rafael Rangel”

Universidad de Los Andes.

Díaz, F y Hernández, G. (2002). Estrategias docentes para un aprendizaje

significativo. Una interpretación constructivista. Segunda edición. Mc Gaw

– Hill – Interamericana. México. pp. 39, 141, 234 y 435.

Diccionario de la Real Academia Española. (s/f). Disponible:

http://www.rae.es/rea/gestores/gespubo00012.nsf/%28voAnexos%29/archF5E

26D4B97398511C1257266002F0BB/$FILE/Dic-Esencial.htm. Consulta:

06/10/2011.

Domingo, F; Enríquez, C y Manso, J. (s/f). Consultor estudiantil excellent de

anatomía – ciencias de la salud, física y química. pp. 226 – 332.

Fernández, I. et al. (2002). Visiones deformadas de la ciencia transmitidas por la

enseñanza. Revista de enseñanza de las ciencias. Vol.20, Nº 3, pp. 477 – 488.

Flores, S. et al. (1996). Ideas previas de los estudiantes. Una experiencia en el

aula. Facultad de Química. Universidad Nacional Autónoma de México.

Fredette, N and Clement, J. (1981). Student misconceptions of an electric circuit:

¿what do they mean? NSF Award. March, Nº SED 78, p. 284.

60

Gail, J. (1993). Conceptualizaciones de estudiantes y profesores de la tarea de

aprendizaje en los cursos de física introductoria. p.906.

García, A. et al. (2010). La detección de conceptos erróneos en la clase de física

mediante una estrategia del estilo de aprendizaje en alumnos del nivel

medio superior. Academia de Física Centro de Estudios Tecnológicos No. 1

del Instituto Politécnico Nacional. México, D.F.

Giorgi, S; Concari, S y Pozzo, R. (2005). Un estudio sobre las investigaciones

acerca de las ideas de los estudiantes en fuerza y movimiento.

Departamento de Física. Facultad de Ingeniería Química. Universidad

Nacional del Litoral. Santiago del Estero – Argentina.

Hewitt, P. (2004). Física Conceptual. Novena Edición – Pearson Educación.

México. pp. 269 -271.

Hynd, C. et al. (1994). The rol of instructional variables in conceptual change in

high school physics topics. Journal of research in science teaching. p. 933.

Knoll, k. (1974). Didáctica de la enseñanza de la física. Argentina: KAPELUSZ, S.

A. (s/p).

Lahera, J y Forteza, A. (2003). Ciencias físicas en primaria y secundaria: modelo

y ejemplificación. Editorial Ccs. Madrid España. (s/p).

Leal, E. (1995). Sustitución de las preconcepciones de electricidad básica en los

cursos de física 21 del Núcleo Universitario “Rafael Rangel”. Universidad

de Los Andes (Monografía). Trujillo: Núcleo Universitario “Rafael Rangel”

Universidad de Los Andes.

Leal, E. (2002). Propuesta para el mejoramiento de la enseñanza de la

termodinámica en el ciclo básico del Núcleo Universitario “Rafael

Rangel”. Universidad de Los Andes. Trujillo: Núcleo Universitario “Rafael

Rangel” Universidad de Los Andes. p. 12.

Linch. et al. (1979). El lenguaje científico en los alumnos de la alta escuela.p.351.

López, W y Vivas, F. (2009). Estudios de las preconcepciones sobre cambios

físicos y químicos de la materia en alumnos de noveno gado. Universidad

de Los Andes. Escuela de Educación Mérida, Edo Mérida. pp. 492 y 493.

61

Mahmud, M y Gutiérrez, O (2008). El cambio conceptual en las transformaciones

de las preconcepciones en las ciencias naturales. Educere. Volumen Nº 2

UPEL-IPB. (s/p).

Malvacías, M. (2005). Normas para la elaboración y presentación del trabajo

especial de gado. Departamento de investigación y extensión. Instituto

Universitario de Tecnología “Antonio José de Sucre”. pp. 12 y 41.

Mcclelland, J. (1984). Misconcepciones en mecánica y cómo abolirlas. p. 171.

Oyarbide, A. (2004). Relaciones entre el desarrollo operatorio, las

preconcepciones y el estilo cognitivo. Revista Iberoamericana de Educación.

[Revista en línea], 33/8. p. 3. Consultado el 15 de junio de 2013 en

http://www.rieoei.org/psiedu17htm.

Posner y Col. (1982). Accommodation of a scientific conception: Toward a

theory of conceptual change. Science Education, Nº 66. (s/p)

Pozo, J y Gómez M. (2001). Aprender y enseñar ciencia. Madrid: Morata. (s/p).

Pozo, J y Gómez M. (2000). Aprender y enseñar ciencia. Ediciones Morata, S. L.

Madrid – España. (s/p).

Ramírez, T. (2010). Cómo hacer un proyecto de investigación. Editorial Panapo.

Corporación Marca, S. A. Caracas – Venezuela. pp. 51-90.

Renner, J. (1990). Understandings and misunderstandings of eighth gaders of

four physics concepts found in textbooks. Journal of research in science

teaching.p.35.

Resnick, R. et al. (2007). Física. Volumen I. 5ta Edición. Grupo Patria. México. pp.

332 – 340.

Sabino, c. (2002). El proceso de investigación. Una introducción teórico-práctica.

Editorial Panapo de Venezuela. Corporación Marca, S.A. Caracas, 2007. pp.

52 y 64.

Salellas, M. (2010). El diagnóstico pedagógico: una herramienta de trabajo en la

escuela. Consultado el 09 de julio de 2013 en:

http://www.ecured.cu/index.php/Diagn%C3%B3sticopedag%B3gico.

62

Terán, M. et al. (2005). Manual de estrategias para la enseñanza y el aprendizaje

de la matemática. 6to gado de educación básica. 1

era edición. Programa de

perfeccionamiento y actualización docente. Mérida-Venezuela. p. 12.

Warren, K. (1975). El uso de materiales de bajo costo de artículos cotidianos y de

aparato de construcción local para la enseñanza de ciencia integrada:

Nuevas tendencias en la enseñanza integrada de la ciencia. Volumen II.

Editorial de la Unesco. p. 113.

Watts, D. (1985). Concepciones sobre la luz de los estudiantes: un estudio del

caso. p. 190.

63

CARTA DE ACEPTACIÓN DE LAS INSTITUCIONES EDUCATIVAS

64

65

66

VALIDACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS

(CUESTIONARIO EXPLORATORIO - PRESIÓN)

67

68

69

70

APÉNDICE “A”

CUESTIONARIO EXPLORATORIO-PRESIÓN

71

Universidad de Los Andes

Núcleo Universitario Rafael Rangel

Departamento de Física y Matemática

Área de Física

Trujillo

Cuestionario Exploratorio

Contenido: Presión

Apellidos y Nombres: ____________________________

C. I. _________________________________________

Gado: __________________ Sección: _______________

Liceo: _________________________________________

Fecha: ________/________/________

72

En este cuestionario se presentan diversas preguntas de presión ejercida sobre un

cuerpo. Marque con una equis “X” sobre la línea horizontal (__), que se encuentra a

la izquierda de cada alternativa, la respuesta que considere correcta.

Se le recomienda responder todas las preguntas y justificar brevemente la

respuesta a cada una de ellas.

73

Cuestionario Exploratorio

Presión

1) ¿Cuál de las siguientes opciones explica mejor el significado del concepto de

presión?

_________________, es la relación que existe entre la magnitud de la fuerza y área

de contacto de un cuerpo.

_________________, fuerza que se ejerce sobre un cuerpo.

_________________, es la relación entre masa y área.

Explique su respuesta___________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

2) En las siguientes figuras se dan dos paralelepípedos idénticos con igual peso.

¿Cuál de las siguientes alternativas es la respuesta correcta?

Fig. 1 Fig. 2

__________________, ambos cuerpos ejercen la misma presión sobre la superficie

horizontal donde están colocados.

__________________, el paralelepípedo de la fig. 1 ejerce mayor presión sobre la

superficie horizontal donde está colocado.

__________________, el paralelepípedo de la fig. 2 ejerce mayor presión sobre la

superficie horizontal donde está colocado.

Explique su respuesta___________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

74

APÉNDICE “B”

TEXTO REFUTACIONAL-PRESIÓN

75

Universidad de Los Andes

Núcleo Universitario Rafael Rangel

Departamento de Física y Matemática

Área de Física

Trujillo

Asignatura: Física

Contenido: Presión

Recurso didáctico: Texto Refutacional

Elaborado por: Br. Benítez Godoy Ismenia del Carmen

Fecha: ______/______/______

76

Texto Refutacional

Presión

Normalmente los alumnos suelen mantener ciertas preconcepciones referentes a

diversos conceptos básicos del área de física, específicamente en el concepto de

presión debido a que son intuitivas y se desvían a menudo de las concepciones

científicas, resultando difíciles de cambiar, puesto que no basta con provocar

contradicciones con respecto a conceptos aislado, sino que se debe cambiar la

estructura de la teoría implícita. Por ello se hace necesario señalar de manera clara y

precisa el significado del concepto de presión y otros aspectos que se encuentran

estrechamente relacionados con el mismo.

En tal sentido, la presión ejercida sobre cualquier cuerpo es una magnitud definida

como la relación entre la fuerza ejercida sobre una superficie en dirección

perpendicular a ésta y el área de la propia superficie. Dada una fuerza F, que actúa

sobre una superficie de área S, la presión P será:

……………………(1) (1)

.

Además, conviene especificar que el término presión proviene del Latín pressĭo –

ónix, lo cual significa la acción y efecto de apretar o comprimir, la magnitud física

que expresa la fuerza ejercida por un cuerpo sobre la unidad de superficie. Su unidad

en el Sistema Internacional es el Pascal (2)

. Por otra parte, se da el nombre de presión,

a la magnitud de la fuerza normal por superficie unitaria. La presión es una magnitud

escalar; no tiene propiedades direccionales. Por ejemplo cuando nadamos bajo el

agua está presiona nuestro cuerpo desde todas direcciones, la presión es un escalar,

aun cuando ésta se debe a una fuerza que posee propiedades direccionales y es un

vector.

77

Con respecto a las unidades de medida la presión se mide comúnmente en N/m2;

por lo cual en el Sistema Internacional está unidad recibe el nombre de pascal (1Pa=

1N/m2). En Estados Unidos suele indicarse en lb/in

2 (libras sobre pulgadas al

cuadrado), que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada

cuadrada. La presión estándar de la atmósfera de la Tierra en el nivel del mar es una

atmósfera (1atm = 14,7lb/in2 = 1,01325 x 10

5 Pa.); por ser el Pascal una unidad

pequeña (1Pa = 10-5

Bar), los pronosticadores del clima emplean a menudo el Bar

(1Bar = 105Pa, esto es aproximadamente 1 atm), para expresar la presión

atmosférica (3)

.

Cabe destacar que una de las unidades de presión en la atmósfera que se define

como la presión ejercida por una columna de mercurio de 76cm de altura y 1cm2 de

sección a la temperatura de 0º C y equivale a 1,0132 x 106 barias que es igual a

1,013milibars. En el Sistema Técnico se emplea el kilopondio/m2 que corresponde a

9,8 pascales o 98 barias (1)

.

Asimismo, es necesario señalar, que la mayoría de los objetos se suelen diseñar

para maximizar o minimizar la presión aplicada. Para tener presión máxima se

necesita un área de contacto pequeña, como por ejemplos clavos, cuchillos, bordes,

entre otros; para tener presión mínima se precisa una gran área como ocurre en las

grandes ruedas de vehículos pesados. Cuando la presión de una superficie se debe a

las partículas de un fluido (líquido o gas) no siempre es fácil hallar la fuerza sobre la

unidad de área. La presión a una profundidad dada en un fluido es igual a la presión

atmosférica más ρ por la gravedad por la altura (4)

.

Por tales razones, es importante tener el mayor dominio posible a la hora de

definir el concepto de presión debido a que de manera directa o indirecta son usados

en el día a día lo cual hace que se marque una diferencia al momento de expresarse y

aunque es difícil de sustituir se puede logar. Pues muchas de las preconcepciones de

los alumnos reproducen conceptos de la historia del conocimiento científico; utiliza

78

un tipo de razonamiento líneal y cumplen una función de adaptación práctica,

permitiendo al alumno enfrentarse al mundo a través de un filtro de expectativas.

Además son estructuras teóricas mínimas que nos dan una sensación de control de los

cambios que se dan en los medios y funcionan como mecanismos de resistencias

antes los cambios sorpresivos.

Por lo tanto para cambiar las preconcepciones es necesario dialogar o poner a

prueba a fondo el concepto de presión, hasta que el alumno logre interiorizar que la

preconcepción que sostiene es incompatible con su sistema de conocimientos

científicos ya construidos y reforzar después la situación de la preconcepción por

conceptos científicos, aceptados como más convenientes, presentando situaciones o

problemas en los que ésta se encuentre oculta o implícita, y que en ella; el alumno

pueda descubrir por sí mismo que es conveniente sustituir la preconcepción por el

concepto científico, ya que este contribuye a que obtenga un aprendizaje

significativo.

Por consiguiente, es importante mencionar que existen algunos tipos de presión,

los cuales se desarrollan a continuación:

Presión atmosférica: Es el peso del aire que existe sobre una determinada área.

Por ejemplo, sobre la superficie terrestre al nivel del mar, la atmósfera ejerce una

presión de 1 atm.

Por consiguiente, cuando la temperatura aumenta en un neumático, disminuye

poco la densidad del aire y aumenta la presión (5)

.

Presión Arterial: la determinación de la presión arterial es un procedimiento

sencillo, mide el valor máximo (sístoles) y mínimo (diástole) de la onda de

presión producida en las arterias con cada contracción del músculo cardíaco. La

presión arterial se mide en milímetros de mercurio; una presión arterial se

considera demasiada alta cuando excede de 150mmhg para los valores de presión

máxima o presión sistólica y 90mmhg para la presión mínima o diastólica (1)

.

79

Las unidades manométricas de presión, como los milímetros de mercurio, están

basados en la presión ejercida por el peso de algún tipo estándar de fluidos sobre una

determinada sección transversal bajo cierta gravedad estándar. Las unidades

manométricas no deben ser usadas para procesos científicos o técnicos, debido a la

falta de repetitividad inherente a sus definiciones (3)

.

Otra forma de interpretar la presión, es que cuando se ejerce una fuerza sobre un

cuerpo deformable, los efectos que provoca dependen no sólo de su intensidad, sino

también de cómo esté repartida sobre la superficie del cuerpo. Así, un golpe de

martillo sobre un clavo bien afilado hace que penetre más en la pared de lo que lo

haría otro clavo sin punta que recibiera el mismo impacto. Un individuo situado en

puntilla sobre una capa de nieve blanda se hunde, en tanto que otro de igual peso que

calce raquetas, al repartir la fuerza sobre una mayor superficie, pueda caminar sin

dificultad. El cociente entre la intensidad F de la fuerza aplicada perpendicularmente

sobre una superficie dada S, se denomina presión:

…………………(2)

Por lo tanto, la presión representa la intensidad de la fuerza que se ejerce sobre

cada unidad de área de la superficie considerada.

Seguidamente, se presentan los instrumentos con los cuales se puede medir la

presión:

El Barómetro: es un instrumento que se utiliza para medir la presión ejercida por

la atmósfera. Un barómetro sencillo consta en un tubo largo de vidrio, cerrado en

un extremo y lleno de mercurio; la altura del mercurio en un barómetro mide

presión barométrica y variaciones de las condiciones atmosféricas con la altitud

en la que se realiza la medición. Pues lo que sucede dentro de un barómetro se

parece a lo que sucede cuando tomas una bebida con un popote o pajuela, al

succionar reduces la presión del aire del popote que está dentro de la bebida. El

80

peso de la atmósfera sobre la bebida empuja el líquido hacia arriba, a la región de

presión reducida.

Hablando con propiedad, el líquido no es succionado, es empujado por la

atmósfera hacia arriba. Si se evita que la atmósfera oprima la superficie de la bebida

como en el truco de la botella que pasa por un tapón hermético de la botella, puede

uno succionar y succionar y no subirá el líquido.

Un instrumento portátil pequeño que mide la presión atmosférica es el barómetro

aneroide. Usa una caja metálica que tiene en su interior vacío parcial, y su tapa es

un poco flexible y se flexiona hacia adentro o hacia afuera cuando cambia la

presión atmosférica. El movimiento de la tapa indica en una escala, a través de un

sistema mecánico de resorte y palanca como la presión atmosférica disminuye al

aumentar la altitud, se puede usar un barómetro para determinar ésta (5)

.

El manómetro: es un dispositivo para medir la presión del aire que existe en la

atmósfera. En este sentido, hay dos tipos de manómetro: el manómetro de tubo o

rama cerrada, el cual se utiliza para medir presiones menores a la presión

atmosférica y el manómetro de tubo o rama abierta, es el más adecuado para

medir presiones iguales o mayores a la presión atmosférica.

Casi, todos los barómetros y la mayoría de los manómetros emplean mercurio

como fluido de trabajo, a pesar que es una sustancia tóxica, al igual que sus vapores.

La razón es que el mercurio tiene una densidad muy alta (13,6g/ml= 13,6g/cm3) en

comparación con la mayoría de los líquidos.

81

A continuación se presentan las unidades de presión y sus factores de conversión:

Atm dina/cm2 pulgada de

agua

cm Hg PASCAL lb/pulgada2 lb/pie

2

1 atmósfera = 1 1.013 x 106 406.8 76 1.013 x 10

5 14.70 2116

1 dina por cm2= 9.869 x 10

-7 1 4.015 x 10

-4 7.501 x 10

-5 0.1 1.405 x 10

-5 2.089 x 10

23

1 pulgada de

agua a 4 ºC

2.458 x 10-3

2,491 1 0.1868 249.1 3.613 x 10-2

5.202

1 centímetro de

mercurio a a 0ºC

1.316 x 10-2

1.33 x 104 5.353 1 1,333 0.1934 27.85

1 PASCAL 9.869 x 10-6

10 4.015 x 10-3 7.501 x 10

-4 1 1.450 x 10

-4 2.089 x 10

-2

1 libra por

pulgada2

6.805 x 10-2

6.895 x 104 27.68 5.171 6.895 x 10

3 1 144

1 libra por pie2 4.725 x 10

-4 478.8 0.19-2 3.591 x 10

-2 47.88 6.944 x 10

-3 1

82

APÉNDICE “C”

GUÍA DE DEMOSTRACIONES-PRESIÓN

83

Universidad de Los Andes

Núcleo Universitario Rafael Rangel

Departamento de Física y Matemática

Área de Física

Trujillo

Asignatura: Física

Contenido: Presión

Recurso didáctico: Guía de Demostraciones

Elaborado por: Br. Benítez Godoy Ismenia del Carmen

Fecha: ______/______/______

84

Guía de Demostraciones

(Presión)

Pre-laboratorio:

Predicción I:

Respondan las preguntas que se realizan a continuación:

3) ¿Cuál de las siguientes opciones explica mejor el significado del concepto de

presión?

_________________, es la relación que existe entre la magnitud de la fuerza y área

de contacto de un cuerpo.

_________________, fuerza que se ejerce sobre un cuerpo.

_________________, es la relación entre masa y área.

Explique su respuesta:__________________________________________________

____________________________________________________________________

4) En las siguientes figuras se dan dos paralelepípedos idénticos con igual peso.

¿Cuál de las siguientes alternativas es la respuesta correcta?

Fig. 1 Fig. 2

__________________, ambos cuerpos ejercen la misma presión sobre la superficie

horizontal donde están colocados.

__________________, el paralelepípedo de la fig. 1 ejerce mayor presión sobre la

superficie horizontal donde está colocado.

__________________, el paralelepípedo de la fig. 2 ejerce mayor presión sobre la

superficie horizontal donde está colocado.

Explique su respuesta: __________________________________________________

Analizar el texto refutacional

85

Demostración Nº 1: Cálculo de la presión del cilindro de madera.

Materiales utilizados:

Cilindro de madera.

Vernier.

Lápiz.

Calculadora.

Balanza.

Procedimiento:

1. Colocar el cilindro de madera en la balanza para medir su masa.

2. Con el Vernier mida el diámetro y la altura del cilindro de madera.

3. Use estos datos para calcular el área transversal del cilindro de madera

sustituyéndolos en la formula:

4. Luego de haber hallado la masa y el área transversal del cilindro de madera, se

sustituyen en la formula de la presión:

5. Registrar los resultados en la tabla 3.

TABLA 3

Determinar la presión que ejerce un cilindro de madera sobre una superficie

plana.

Cilindro de madera

Masa (g) Área (cm2) Presión (Dinas/cm

2)

mcm= Atcm= Pcm=

Analice los resultados:

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

86

Demostración Nº 2: Cálculo de la presión del cilindro de aluminio.

Materiales utilizados:

Cilindro de aluminio.

Vernier.

Lápiz.

Calculadora.

Balanza.

Procedimiento:

1. Medir la masa del cilindro de aluminio utilizando la balanza.

2. Con el Vernier mida el diámetro y la altura del cilindro de aluminio.

3. Use estos datos para calcular el área transversal del cilindro de aluminio

sustituyéndolos en la formula:

4. Luego de haber hallado la masa y el área transversal del cilindro de aluminio, se

sustituyen en la formula de la presión:

5. Registrar los resultados en la tabla 4.

TABLA 4

Determinar la presión que ejerce un cilindro de aluminio sobre una superficie

plana.

Cilindro de Aluminio

Masa (g) Área (cm2) Presión (Dinas/cm

2)

mcAl= AtcAl= PcAl=

Analice los resultados:

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

87

Demostración Nº 3: Cálculo de la presión del cubo de madera.

Materiales utilizados:

Cubo de madera.

Vernier.

Lápiz.

Calculadora.

Balanza.

Procedimiento:

1. Medir la masa del cubo de madera utilizando la balanza.

2. Calcular el área de una de las caras del cubo de madera usando la siguiente

fórmula:

3. Sustituir los datos anteriores en la formula de presión:

4. Registrar los resultados en la tabla 5.

TABLA 5

Determinar la presión que ejerce un cubo de madera sobre una superficie plana.

Cubo de Madera

Masa (g) Área (cm2) Presión (Dinas/cm

2)

mcubo= Atcubo= Pcubo=

Analice los resultados:

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

88

Demostración Nº 4: Cálculo de la presión del paralelepípedo.

Materiales utilizados:

Paralelepípedo de madera.

Vernier.

Lápiz.

Calculadora.

Balanza.

Procedimiento:

1. Medir la masa del paralelepípedo de madera utilizando la balanza.

2. Calcular el área del paralelepípedo de madera usando las siguientes formulas:

3. Sustituir los datos anteriores en la formula de presión, de la siguiente manera:

4. Comparar los resultados anteriores y explicar que sucede cuando con la presión

cuando el área es pequeña o cuando es grande.

5. Registrar los resultados en la tabla 6.

TABLA 6

Determinar la presión que ejerce un paralelepípedo de madera sobre una

superficie plana.

Paralelepípedo de madera

Masa (g) Área (cm2) Presión (Dinas/cm

2)

Acuadrado=

Arectángulo=

Analice los resultados:

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

89

Demostración Nº 5: Cálculo de la presión de la moneda.

Materiales utilizados:

Moneda.

Vernier.

Lápiz.

Calculadora.

Balanza.

Procedimiento:

1. Medir la masa de la moneda utilizando la balanza.

2. Con el Vernier mida el diámetro de la moneda

3. Use este dato para calcular el área transversal de la moneda, sustituyendo en la

siguiente fórmula:

4. Luego de haber hallado el área transversal y la masa de la moneda; se sustituyen

en la formula de presión:

5. Registrar los resultados en la tabla 7.

TABLA 7

Determinar la presión que ejerce una moneda sobre una superficie plana.

Moneda

Masa (g) Área (cm2) Presión (Dinas/cm

2)

mm= Atm= Pm=

Analice los resultados:

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

90

Observación y Predicción II:

Considerando la teoría del texto refutacional y la demostración escriba las

respuestas correctas a las preguntas formuladas en el pre-laboratorio:

(I)______________________

(II)______________________

Compare con las respuestas anteriores y haga conclusiones:

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Diálogo alumno-alumno y profesor-alumno sobre situaciones similares.

91

ANEXOS

92

CARTAS DE CULMINACIÓN DE LA APLICACIÓN DE LA PROPUESTA

EDUCATIVA EN LAS INSTITUCIONES.

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96