La Potencialidad de la V de Gowinen la Resolución de Problemas

Aguirre, María S. - Meza, Susana J. - Lucero, Irene

Facultad Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura - UNNEDepartamento de Física- Av. Libertad 5600 - Campus Universitario – (3400) Corrientes - ArgentinaTeléfono: +54 (03783) 458460 – E-mail: maguirre@exa.unne.edu.ar

ANTECEDENTESEl logro de un aprendizaje significativo en el alumno es uno de los objetivos primordiales de la mayor partede la investigación actual sobre el aprendizaje y de cómo se construye el cuerpo conceptual en el que aprendeEn Física , la resolución de problemas constituye uno de los recursos didácticos que permite no sólo afianzarlos conceptos teóricos de la disciplina , sino también construirlos significativamente, es decir de manera queestos conocimientos tengan significado para el que los construye y que al mismo tiempo éste sea coincidentecon el corpus de conocimientos de la disciplina.Para ello, es necesario que el alumno desarrolle una intensa actividad que lo ponga en reiteradas ocasionesante situaciones que propicien el establecimiento de relaciones permanentes entre los contenidos disponiblesen la estructura cognitiva y los nuevos, por ejemplo, a través de problemas encarados como una actividad deinvestigación. Con ese objetivo, se introduce en las clases prácticas de Física de la carrera de Bioquímica, elModelo de Resolución de Problemas por Investigación (MRPI)), teniendo en cuenta para su abordaje, lasetapas sugeridas por D. Gil Pérez (1988).En la práctica, y a lo largo del trabajo permanente en aula, se detectó cierta dificultad por parte de los alumnosen relacionar los conceptos, principios, leyes y teorías físicas (dominio conceptual) con las actividadespropias a la acción necesaria para arribar a una resolución aceptable de la situación planteada, tales como elregistro de datos, las transformaciones, el análisis de los resultados y las conclusiones o aseveraciones a lasque se arriba (dominio metodológico), por lo que se consideró necesario aportar una estrategia que permitierasuperar la dificultad encontrada, incorporando para ello, una herramienta ordenadora (V de Gowin).Es así que se introduce de manera experimental y progresiva a la resolución de problemas comoinvestigación, empleando un eje temático: Movimiento en un campo homogéneo en el marco de un amplioproyecto que contempla el seguimiento de dos cohortes de alumnos a lo largo de tres años durante elcursado de dos físicas básicas: Física A ( Mecánica y Óptica ) y Física IV ( Electricidad y Magnetismo) dela carrera de Bioquímica , a fin de determinar la potencialidad de esa herramienta para favorecer elaprendizaje significativo, permitiendo al estudiante un abordaje más amplio y completo del problemapresentado.Los resultados obtenidos a partir de la implementación en la primera cohorte permitió inferir que la Vcontribuye al ordenamiento de la solución de problemas como MRPI dado que aquellos alumnos que laemplearon asumieron la solución completando la mayor cantidad de etapas sugeridas por D. Gil Pérez.En el presente trabajo se analizan las soluciones presentadas por los alumnos de las dos cohortes estudiadas(la primera, que ha cursado Física A durante 1997 y Física IV durante 1998 y la segunda, Física A en 1998 yFísica IV 1999) a situaciones problemáticas de movimiento en campos homogéneos de distinta naturaleza:gravitatorio (considerando g constante) y magnético.

MATERIALES Y MÉTODOSEl estudio fue planificado como un diseño experimental, trabajando con dos grupos homogéneos, unoexperimental donde se aplicara la V de Gowin y otro de testeo, integrados de tal forma que entre ellosexistiera la menor diferencia significativa en cuanto a las variables exógenas consideradas relevantes: edad,año de ingreso a la carrera, título de nivel medio, situación laboral, condición respecto a la correlativaMatemática II, situación de recursante.Tanto en el grupo experimental como en el de control de ambas cohortes, la modalidad de trabajo, losdocentes, las actividades a desarrollar, los problemas abiertos encarados como tarea de investigación son losmismos; la diferencia entre ambos grupos radica en el hecho que la implementación de la V de Gowin serealizara sólo en el experimental.

Los instrumentos utilizados para la recolección de los datos fueron problemas de los denominados“problemas abiertos” en los que los alumnos se ven obligados a hacer uso de todas sus potencialidades y queno tiene una sola respuesta válida, ya que ésta depende de la manera en que cada alumno delimite el foco deinterés de la situación, del análisis cualitativo que efectúe , de las condiciones de contorno que imponga, delas hipótesis que se plantee basándose en la suposición de situaciones límite, de la selección de la/sestrategia/s de solución, de la discusión que efectúe sobre la validez o confiabilidad de las variables, losdatos y las relaciones en función de las teorías y principios que manejan en cada caso y de las hipótesisformuladas.Los alumnos de cada muestra recibieron adiestramiento previo en el manejo de la estrategia a emplear en cadauna y la aplicaron en igual número de situaciones, trabajando fundamentalmente en problemas relacionados acampo gravitatorio, campo eléctrico y campo magnético.En el presente trabajo se analizan los resultados obtenidos por los alumnos de ambas muestras en cada una delas cohortes tomando para ello un problema de movimiento en campo gravitatorio homogéneo (tomando g =constante) y un problema de movimiento en campo magnético homogéneo para tratar de determinar si la Vde Gowin aplicada a la resolución de problemas abiertos siguiendo el MRPI facilita la transferencia de losconceptos construidos a otro contexto, después de un año del aprendizaje inicial.El primero fue suministrado durante el cursado de la materia Física A, al finalizar el tema de Cinemática y elsegundo al finalizar el tema de Magnetismo durante el cursado de Física IV.

DISCUSIÓN DE RESULTADOSLas muestras de ambas cohortes que se analizan quedaron conformadas definitivamente al concluir el dictadode Física IV. Las condiciones iniciales impuestas, y el desgranamiento natural que se produce a lo largo delaño que media entre ambas físicas determinaron que sus tamaños sean pequeños (cinco alumnos para cadamuestra de la primera cohorte y ocho para las de la segunda), realizándose en consecuencia el análisis enbase al estudio de casos. Los resultados obtenidos se muestran en la representación hecha en los cuadros N°1 y 2 donde cada celda indica la etapa realizada por cada uno de los alumnos y el tipo de tramado lanaturaleza del campo trabajado.

Cuadro N° 1 : PRIMERA COHORTEMUESTRA TESTEO MUESTRA EXPERIMENTALA B C D E ETAPAS K L M N Ñ

IIIIIIIVVVIVIIVIII

Cuadro N° 2 : SEGUNDA COHORTEMUESTRA TESTEO MUESTRA EXPERIMENTAL

A B C D E F G H ETAPAS K L M N Ñ O P Q

IIIIIIIVVVIVIIVIII

Campo gravitatorio Campo magnético Ambos campos

Los alumnos de la muestra del grupo testeo son identificados con las letras A,B,... y los del grupoexperimental a partir de la letra K .De acuerdo al supuesto adoptado, que la mayor cantidad de etapas alcanzadas en la resolución, y la presenciaen especial de algunas de ellas (I , II; VII), es un indicador de mejor aprendizaje ( entendido como aprendizajesignificativo), puede establecerse que la cantidad de celdas cuadriculadas en el grupo experimental , estándando alguna diferencia con respecto a la de testeo.En las muestras testeo de ambas cohortes, se detectan las siguientes regularidades:• La etapa alcanzada con mayor frecuencia, en ambos problemas, es la correspondiente a la delimitación

del problema, determinación de las condiciones de contorno ( III).• En cuanto a la elaboración de hipótesis (IV), la mayoría la enuncia para el PCM, pero ningún alumno lo

hace en ambas situaciones.• En cuanto a las etapas relacionadas con verbalizar la solución (VI), salvo un alumno no es abordada por

ninguno de los otros en los dos problemas y analizar los resultados (VII), es completada por la mayoríaen el PCM.

Igualmente las muestras experimentales de ambas cohortes muestran:• Un aumento en la cantidad de etapas asumidas en ambos campos con respecto a las correspondientes

muestras testeo.• Se hallan presentes la mayoría de las etapas para el PCG y de la I a VII en PCM. Ello indicaría que las

soluciones son el resultado del interés que despierta la cuestión , del análisis previo cualitativo de lamisma, y no de la simple asignación de valores y aplicación de fórmulas.

• En ninguno de los casos, son destacados los aspectos más importantes en el proceso de resoluciónseguido (VIII)

Además, cada caso estudiado puede localizarse en un espacio de tres dimensiones, adoptando como tales :• Número de etapas asumidas por cada alumno en la resolución del problema abierto referente a ambos

campos gravitatorio y magnético• El número de alumnos que presentan el mismo número de etapas en cada uno de los campos.

GRAFICO Nº 1 GRAF ICO Nº2

GRAFICO Nº 3 GRAFICO Nº4

Muestra testeo. Primera Cohorte

012345678

0 1 2 3 4 5 6 7 8

N° etapas asumidas en c. g.

N°

etap

as a

sum

idas

en

c.m

Muestra experimental . Primera Cohorte

012345678

0 1 2 3 4 5 6 7 8

N° etapas asumidas c.g.

N°

etap

as a

sum

idas

c.m

.

M ues t r a tes teo . S egu nda cohor te

0123456789

0 1 2 3 4 5 6 7 8

N° de etapas as u m idas en c.g.

N°

eta

pa

s a

sum

ida

s

en

c.m

.

M uestra experimental. Segunda cohorte

0123456789

0 1 2 3 4 5 6 7 8

N° de etapas as um idas en c.g.

N°

eta

pa

s a

sum

ida

s e

n c

.m.

En los gráficos, se muestran el número de etapas asumidas en la resolución de problemas en campogravitatorio vs. el número de etapas asumidas en campo magnético.Los gráficos 1 y 2 muestran los resultados obtenidos para las muestras testeo y experimental correspondientesa la primer cohorte y los gráficos 3 y 4 muestran estos resultados para la segunda.El número de estudiantes que presentan las mismas coordenadas está representado por el tamaño de laburbuja. La de menor tamaño indica que un alumno ha abordado ese par de etapas de resolución.En los gráficos se observa que:• En las muestras testeo de ambas cohortes los casos se acumulan en la misma zona del espacio

caracterizado por haber encarado el 50% ó menos de las etapas en campo gravitatorio y más del 50% encampo magnético.

• En las muestras experimentales de ambas cohortes , los casos que se presentan corresponden a aquellosque han asumido más del 50% de las etapas en la resolución del problema en ambos campos.

Esto nos llevaría a pensar que en los casos de los alumnos analizados, se ha producido aprendizajesignificativo por cuanto han asumido mayor cantidad de etapas en una situación planteada en otro contexto.Sin embargo hay una diferencia notoria entre ambas muestras: a) En la de testeo asumen mayor cantidad deetapas cuando trabajan con campo magnético. b) En la experimental, asumen mayor cantidad de etapas altrabajar ambos.Esto se podría interpretar según:1. En el a) los alumnos al trabajar en campo gravitatorio se encuentran no solo con el conflicto de abordar

conceptualmente la situación, sino también con enfrentar la metodología de resolución del problema. Encampo magnético el aspecto metodológico ya se encuentra más afianzado y no actuaría como elementoobstaculizante.

2. En el caso b), el uso de la V de Gowin, permitiría organizar la resolución, vinculando los aspectosconceptuales con los metodológicos, permitiendo que los alumnos ahonden en la situación y evitandoque resuelvan mecánicamente sino fundamentando físicamente, los fenómenos involucrados.

CONCLUSIONESEl estudio sugiere, a pesar de las limitaciones debido a la pequeñez de las muestras, que al realizar un análisistemporal, la regularidad encontrada en las dos cohortes analizadas de abordar más etapas al resolver unproblema abierto, se da antes en los alumnos que utilizan la V de Gowin, hecho que estaría mostrando cuanpotencialmente efectiva puede ser esta herramienta para ordenar el proceso de resolución, al vincular losaspectos conceptual y procedimental.

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