World Engineering Education Forum - WEEF 2012

1. World Engineering Education Forum - WEEF 2012 Medición de los perfiles epistemológicos: masa, peso y gravedad en alumnos de primer año de Ingeniería Javier Viau, Alejandra Tintori, Esteban Szygeti Facultad de Ingeniería; Universidad Nacional de Mar del Plata. grupodidacticadelaciencia@gmail.com

2. INTRODUCCIÓN PROBLEMÁTICA Resultados del diagnóstico acerca del estado de la formación universitaria de los ingenieros, en las distintas regiones del país. Problemas en la formación de los ciclos básicos: bajo rendimiento de los alumnos y deficiencias en la formación en ciencias básicas, rigidez de las estructuras curriculares Problemas de fracaso en los primeros años, desgranamiento y deserción, baja tasa de egreso, prolongada duración real de las carreras y dedicación parcial de los alumnos

3. INTRODUCCIÓN PROPÓSITOS Preparar a los alumnos para asumir los retos y roles en un mundo cambiante Proponemos la REFORMULACIÓN DE LAS PRÁCTICAS DOCENTES TRADICIONALES • Reduciendo el uso de la exposición como método de instrucción • Generando ambientes de trabajo más interactivo que orienten al aprendizaje hacia la comprensión. • Fomentado el uso estratégico de los conocimientos adquiridos de manera que los alumnos afronten la solución de problemas realmente nuevos. • Utilizando nuevas estrategias: • MODELOS DIDACTICOS ANALOGICOS • Analogías • Dramatizaciones • Imágenes • Problemas de carácter predictivos

4. MARCO TEORICO MODELOS DIDÁCTICOS ANALÓGICOS • Son instrumentos que permiten que nos acerquemos a diferentes fenómenos de las ciencias naturales de una manera más simple dando un contexto de interpretación al modelo científico al cuál representan. • Estructura conceptual • Estructura lógica • Estructura epistemológica • Estructura didáctica • ANALOGÍAS Son recursos didácticos que operan • como entes sustitutos de la realidad • METÁFORAS • DRAMATIZACIONES • IMAGENES • NARRATIVA ( CUENTOS) La MODELIZACIÓN DIDÁCTICA constituye un recurso de extremada importancia para la enseñanza de la ciencia porque al recurrir a dominios de la experiencia cotidiana favorece la formación de imágenes mentales de lo comprendido, y hemos comprobado que ayuda a la conceptualización de los temas científicos.

5. MARCO TEORICO PERFILES EPISTEMOLOGICOS • Bachelardnos muestra que cualquier concepto científico posee una perspectiva filosófica. De esta forma, tenemos que un concepto puede ser ordenado de acuerdo a distintos niveles sobre los cuales descansan filosofías científicas diferentes, y sin dudas progresivas en cuanto a la jerarquía del conocimiento sobre el mismo. • Son las huellas de los OBSTÁCULOS que el individuo necesito superar a lo largo de su instrucción. Es una escala que localiza los distintos debates filosóficos sobre un concepto. • La EVALUACIÓN debe ser diseñada y aplicada no solo para tener acceso a una información acerca de lo que se quiere evaluar, sino de manera que permita reflexionar e interpretar los datos recogidos en dicha evaluación, para que esta se convierta en autoevaluación para el docente y los alumnos. El APRENDIZAJEpodrá interpretarse como el cambio de los perfiles epistemológicosde los alumnos.

6. MARCO TEORICO TRANSFERENCIA EPISTEMOLÓGICA Un modelo didáctico analógico se diseña con un fin didáctico que presupone encuadrarlo con la ciencia bajo distintas perspectivas filosóficas (un poco de realismo, un poco de empirismo, otro de racionalismo, etc.). Es así, que de su aplicación en el aula surge la transferencia epistemológica, que es una medida de la huella epistemológica que el modelo origina en los alumnos.

7. MARCO TEORICO MODELOS DE LOS ALUMNOS PARA LOS FÍSICOS • La Luna no tiene gravedad. • Establecen una relación de tipo causal directa entre la existencia de la atmósfera y la gravedad. • En el vacío no hay gravedad. • La naturaleza esencial de la gravedad se encuentra dentro de lo profundo de la teoría de la relatividad de Einstein. Los cursos de enseñanza media y el ciclo básico universitario Están basados en las tres leyes de Newton y en la ley de gravitación universal

8. METODOLOGÍA Estudio exploratorio descriptivo a través del análisis de las respuestas de los estudiantes a cuestionario de opciones múltiples. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN CONTEXTUALIZACIÓN Alumnos pertenecientes al ciclo básico de Facultad de Ingeniería de la UNMdP, que se encontraban cursando Física 1. Ciclo lectivo 2011. MUESTRA ( 45 alumnos) Para el análisis y evaluación de datos se dividió en Grupo B ( 16 alumnos) Grupo A ( 29 alumnos) No han sufrido desgranamiento en la carrera. Cohorte 2001 Se han desgranado durante la carrera, No pertenecen a la cohorte 2011. ( recusantes)

9. PROPUESTA METODOLÓGICA 1º ETAPA: Elaboración del perfil epistemológico de los alumnos sobre los conceptos de masa, peso y gravedad.

11. PROPUESTA METODOLÓGICA La elaboración del perfil epistemológico implica estructurar las ideas de los alumnos en zonas que suponen diversos compromisos epistemológicos y ontológicos.

12. Ejemplo de MASA REALISMO INGENUO Visión glotona de la realidad Se aprecia la MASA con la mirada > Volumen > masa > volumen > peso Masa es una cantidad: el concepto bloquea el conocimiento EMPIRISMO Aforismo de Kelvin: “Pensar es Pesar Pesar es Pensar” El instrumento precede a la teoría Balanza, se comparan masas RACIONALISMO INGENUO Newton y la Mecánica Racional Masa conforma un cuerpo de nociones RACIONALISMO Einstein y Relatividad Masa es función de la velocidad CONCLUSIÓN: la MASA tiene una estructura interna, no es un átomo nocional, no es un concepto que derive de si mismo

13. PROPUESTA METODOLÓGICA 2º ETAPA: Diseño de un modelo didáctico analógico que abordara dichos conceptos (basados en los perfiles obtenidos) y aplicación en el aula. • Objetivo y Aplicación • Introducir los conceptos de Masa, Peso y Gravedad en una especie de juego entre el profesor y los alumnos. • Presentación en el aula • Planteo del problema • Discusión activa sobre el problema • dramatizaciones analógicas • Introducción de imágenes visuales, • Análisis de alcances y carácter predictivo

14. 3º ETAPA: Elaboración nuevamente el perfil epistemológico de los alumnos luego de su instrucción con la utilización del modelo didáctico analógico a los efectos de medir la transferencia epistemológica. Grupo A: alumnos del ciclo básico de la Facultad de Ingeniería (Cohorte 2011) 29 ALUMNOS Pre- test Post- test Grupo B: alumnos del ciclo básico de la Facultad de Ingeniería (Recursantes) 16 ALUMNOS Pre- test Post- test

15. ANALISIS DE RESULTADOS • En todos los gráficos se observa un aumento en el perfil de la banda Racionalista y una disminución en la Realista luego de haber aplicado el modelo. • No se alcanza el 100% de éxito, ya que alcanzar un manejo total de los conceptos requiere de un mayor entrenamiento. • De los tres conceptos MASA, PESO y GRAVEDAD, el último es el más abstracto y el que requiere un mayor racionalismo para entenderlo, es por eso que en la mayoría de los pre-test encontramos una gran dificultad para alcanzar niveles más altos en la banda Racionalista de los alumnos para el concepto GRAVEDAD. • El mayor nivel de Racionalismo lo alcanza el Grupo A La gran diferencia con el recursante (Grupo B) es que este no ha podido superar algunos errores conceptuales que lo ha llevado a desgranarse durante la carrera, lo que muestra la dificultad que tiene un alumno para superar los obstáculos epistemológicos identificados con la opinión y el sentido común.

16. CONSIDERACIONES FINALES • La elaboración del perfil epistemológico de los estudiantes se constituye en un instrumento para el planeamiento y análisis de la enseñanza de la Física. Entonces el aprendizaje de los conceptos podrá interpretarse como cambio de los perfiles epistemológicos. • Comprobamos en el desarrollo de las clases cómo las actividades a través de modelos necesitan ser guiadas y auditadas según la demanda de los estudiantes. Estas dependen del contexto y de quiénes estén aprendiendo. Por eso es fundamental conocer bien las características conceptuales de los alumnos es decir sus perfiles epistemológicos, así se podrán incorporar las estructuras de la ciencia a sus habilidades y concepciones previas. • .

17. IMÁGENES UTILIZADAS EN LA IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO DIDÁCTICO Cuerpo que posee masa Cuerpo en interacción con la Tierra Varios cuerpos interactuando