conferencia de jenaro guisasola (ref19)

Las Secuencias de Enseñanza y Aprendizaje, un elemento central en la Educación en Física

Jenaro Guisasola

Escuela Politécnica- Universidad del País VascoDonostia Physics Education Research Group https://sites.google.com/site/stemupvehu/

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REF19 Jenaro Guisasola UPV/EHU

INTRODUCCIÓN“Science Education… ..developmental research deals essentially with questions like ‘how to teach X’ or ‘how to teach X better” Lijnse, P. (2003: p. 12). Proceedings of the sixth ESERA Summerschool.

El objetivo central de la Investigación en Enseñanza de la Física es mejorar su enseñanza y aprendizaje

De todos los factores asociados con el aprendizaje de los estudiantes en la escuela, las Secuencias de Enseñanza/Aprendizaje (SEA) son el más influyente.


Cómo y porqué estudiar y enseñar


PROBLEMAS

Se supone que las SEA publicadas son adecuadas para la enseñanza. Si hay problemas de implementación son debidos a falta de formación del profesorado.

Pero el salto entre la SEA y su implementación obedece a múltiples factores. No es sencillo.


En un mismo marco teórico se diseñan SEA muy diferentes


Para evitar estos problemas, en el trabajo del Donostia Physics Education Research Group nos proponemos realizar una descripción detallada y justificada del diseño de las secuencias y de su desarrollo en clase


VISIÓN GENERAL DEL TRABAJO Centrado en problemas relacionados con la enseñanza y aprendizaje de temas del curriculum.

“Enseñanza basada en una estructura problematizada” (Martinez-Torregrosa et al, 2012, Gil et al. 1999) “Developmental research” (Lijnse 1995) “Teaching-learning sequences” (Meheut & Psillos 2004)

Nuestro trabajo incluye dos fases: (i) Fase de diseño; (ii) Fase de implementación en la que la Secuencia es evaluada


No hay innovación sin fundamentación educativa

la fundamentación no puede difuminar la práctica educativa


MARCO TEÓRICO GENERAL

Punto de vista constructivista del aprendizaje (ayudar a los estudiantes a reestructurar sus ideas)

Dimensión epistemológica y emocional del aprendizaje (procesos e intereses)

La Ciencia consiste en un proceso de plantear problemas (investigaciones sobre NdC)

Estrategias de enseñanza basadas en aprender resolviendo problemas: Resolución guiada de problemas (GPS)


From general theories to specific aspects for designing

TLS Motivación : poner énfasis en el interés del tema desde la perspectiva CTSA

(1) En la SEA


Motivation A.1. A la tarde, después de dedicar una horas a realizar las tareas de la universidad, te encuentras con tus amigos del grupo de música. Formáis una banda y quereis grabar vuestra primera maqueta.a) Hacer una lista de los instrumentos de la sala de grabación.b) ¿Cuáles funcionan con electricidad?c) ¿Conoces cóm funcionan los instrumentos? Busca información y decide cuáles funcionan en parte o totalemnte por inducción electromagnética.


Motivation A.15. Explica que sucede en la cocina de inducción de la figura




Objetivos: Relaciones entre el marco teórico de la física y los contenidos del curriculum

(2) Tabla




Objetivos: Relaciones entre el marco teórico de la física y los contenidos del curriculum

Ideas y razonamientos de los estudiantes, “demandas de aprendizaje”


Ideas y razonamientos de los estudiantes A.11. Un solenoide está dentro de un campo magnético constante como muestra la figura a).a)¿Habrá inducción electromagnética en el solenoide?b)Ahora, el campo magnético es variable dB/dt= k

b.1) ¿Habrá inducción electromagnética en el solenoide?b.2) Si se coloca una carga en reposo dentro del solenoide ¿Qué sucede?

a)


Ideas y razonamientos de los estudiantes A.11. Demanda de Aprendizaje (nivel intermedio)

Indicadores de Aprendizaje Dificultades de los estudiantes

La IEM sucede cuando el campo B es variable en el tiempo o cuando un conductor se mueve dentro de un campo magnético. NO hay inducción cuando el campo B es estacionario

Muchos estudiantes no distinguen entre el nivel empírico y el nivel interpretativo.

Muchos estudiantes piensan que si hay campo magnético existe inducción.


Ideas y razonamientos de los estudiantes A.11. cc) Si se pone un anillo conductor dentro del solenoide con radio r y resistencia R (ver figura b), evaluar el modulo y dirección de la corriente inducida y calcular el valor de la fuerza electromotriz, si la hay.

b)


Ideas y razonamientos de los estudiantes

A.11.c Demanda de Aprendizaje (Nivel alto)Indicadores de Aprendizaje Dificultades de los estudiantes

Modelo explicativo de campo (Ley de Faraday)

Flujo magnético y corriente inducida

Mucho estudiantes no comprenden el concepto de fujo magnético o lo confunden con el campo magnético que “fluye”.

Muchos estudiantes tienen dificultades con aplicar la ley de Faraday

Integración de los diferentes aspectos de la SEA

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Intereses, valores, actitudes y objetivos

Aspectos C-T-S-A

Análisis Epistemológico de los temas del

curriculum

Ideas de los estudiantes Y

Demandas de aprendizaje

Objetivos de enseñanza e

indicadores de aprendizaje

Marco conceptual coherente

Definir problemas específicos y tareas en una Secuencia

de Enseñanza


Tabla. Secuencia de Enseñanza / Aprendizaje de la inducción electromagnética

SecuenciaProblema

Procedimientos a utilizar por los estudiantes

Explicaciones a comprender por los

estudiantes

Implementación Actividades

1.- ¿Cuando ocurre la IEM?

Entender el interés del estudio de la IEM en relación a la C-T-S-A. Familiarizarse con fenómenos experimentales de IEM

Distinguir entre el nivel experimental (uso de aparatos de medida) y el nivel interpretativo que utiliza conceptos tales como campo magnético, fuerza de lorentz, flujo magnético ..etc.

A.1 a A.6


SecuenciaProblema

Procedimientos a utilizar por los

estudiantes


estudiantes


2.- ¿Cómo se puede calcular la IEM?

La ciencia se caracteriza por su capacidad de medir lo observable y dar respuestas cuantitativas utilizando procedimiento científicos tales como definir variables..

Modelo explicativo de campo (Ley de Faraday)- Flujo magnético y fem inducida.- Campos no conservativos - Ley de conservación de la energía (Ley de Lenz)

A.7 a A-16



SecuenciaProblema

Procedimientos a utilizar por los

estudiantes


estudiantes


3.- ¿Hay otra forma de calcular la fem inducida?

La ciencia puede resolver el mismo problema utilizando leyes y puntos de vista diferentes.Un problema puede ser resuelto por diferentes procedimientos y obtener el mismo resultado.

Modelo explicativo de fuerza (Fuerza de Lorentz)Relaciones entre el modelo de campo y el modelo de fuerza en el campo de la IEM

A.17 to A.25

Diseño de la SEA: Producto de conocimiento conceptual



Fase 2: IMPLEMENTACIÓN Y EVALUACIÓN

Entorno interactivo de aprendizaje

Resolución Guiada de Problemas (GPS)

(1)Proponer proplemas como punto de partida (2)Trabajo colaborativo en pequeños grupos (3)Guía flexible por el profesor/a. (4)El tiempo de exposición limitado. (5)El aprendizaje como iniciativa de los estudiantes (6)Debe programarse un tiempo amplio de estudio personal (7)Enseñanza explícita en resolución de problemas


Ejemplo A.11a,bE1.- Tenemos un solenoide dentro de un campo magnético, luego habrá inducción

E2.- no lo veo claro. Mira el apartado b, ¿es lo mismo?

E3.- Pero el profe pide razones de porqué sucede la inducción

E2.- Creo que si el campo es constante no hay inducción

E2.- ¿por qué?

E1.- A ver, vamos a repasar lo que hemos analizado en los experimentos.

E2.- En los experimentos sólo hay inducción cuando el campo es variable.

E1.- Ya está! la razón son los experimentos. A ver qué dicen los demás


Ejemplo A.11a,bE1.- Tenemos un solenoide dentro de un campo magnético, habrá que ver si hay variación de flujo

E2.- no lo veo claro. ¿No influye el campo magnético?

E3.- Sí, pero lo que se tiene en cuenta para la inducción es el flujo. Es lo que pone la ley de Faraday

E1.- Creo que si el campo es constante no hay inducción porque la superficie del solenoide no varía

E2.- ¿por qué?

E3.- Porque en el flujo influye el campo y la superficie

E1.- La respuesta es que no hay IE en a) pero sí en b)


EVALUACION DE LAS TAREAS

Objetivos y tiempo de la Secuencia en la clase

(1) 3 profesores de nuestro Grupo (2) Protocolo de evaluación para cada sesión de clase(3) La mayoría de las sugerencias eran realistas

Clase

SEA

Protocolo


EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE¿Qué significa que la secuencia favorece el aprendizaje?

Objetivos de la Secuencia

evaluación

¿Qué significa que han aprendido?


Pre and post test en grupo experimental y de control Entrevistas en grupo experimentales

EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE



Guisasola et al (2013) International Journal of Science Education 35 (16)



Zuza et al (2014) Physical Review Special Topics- Physics Education Research 10, 010122


EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJERESULTADOS DE LAS ENTREVISTAS

Para los cinco grupos entrevistados, los datos muestran que los estudiantes del grupo experimental después de la instrucción, utilizan datos empíricos para apoyar sus argumentos basados en modelos científicos. Justifican sus respuestas con argumentos y tratan de convencer a sus colegas.

Los datos muestran que aumenta la complejidad del razonamiento desde describir los fenómenos a interpretarlos con los conceptos y leyes del modelo científico.


Producto de conocimiento práctica

Entorno intetractivo de aprendizaje

Evaluación de la SEA

Protocolo de evaluación para la clase

Sugerencias para cambiar las tareas

Evaluacion conceptual, procedimental y actitudinal

del aprendizaje

Guía del profesor


CONCLUSIONES Se necesita más discusión e investigación centrada en problemas prácticos

Se necesitan más herramientas didácticas que permitan contruir puentes entre los principios generales y la práctica en el aula centrados en contenidos concretos:

- Productos de conocimiento conceptual

- Productos de conocimiento práctico


PERSPECTIVAS Formación del profesorado de forma sistemática. Formación guiada con el mismo material y con las mismas estrategias que se realizarán en el aula.

Eficacia de las SEA en diferentes países y contextos. Los productos deben ser reproducibles para poder ser razonablemente aceptada, pero frecuentemente no suele ser este el caso.

Muchas gracias por su atenciónJenaro Guisasola –[email protected]

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