Análisis del aprendizaje de conceptos de electrostática en la formación del profesorado de física

Resumen

El objetivo de este trabajo es analizar las explicaciones de profesores de física en formación cuando experimentan con distintos fenómenos electrostáticos incluidos en una secuencia de enseñanza y aprendizaje (SEA). Los participantes fueron 67 estudiantes de Pedagogía en física y matemática de la Universidad de Santiago de Chile. El estudio fue realizado en el contexto de un curso del programa de estudios de la carrera, utilizando así la metodología de investigación-acción. El propósito de incorporar la perspectiva de modelos a la enseñanza de los docentes en formación es que sean capaces de construir explicaciones científicas basadas en evidencias, teorías e ideas aceptadas por la comunidad científica, permitiéndoles interpretar fenómenos cotidianos tales como la frotación y posterior atracción de cuerpos, y el efecto de la jaula de Faraday. Se espera que los estudiantes utilicen el modelo de distribución e interacción entre cargas eléctricas, y luego expliquen fenómenos más complejos con el modelo de campo eléctrico, para finalmente utilizar ambos de manera simultánea. Se recogieron 1809 respuestas (explicaciones escritas y dibujos) de 27 actividades en una secuencia de 12 horas (4 sesiones de 3 horas cada una). Los datos obtenidos son de tipo cualitativo. Estos datos fueron analizados mediante la técnica de análisis de contenido, que arrojó 40 categorías que se presentan en redes sistémicas y que luego fueron cuantificadas. Posteriormente, se agruparon las respuestas en 4 niveles de adecuación a los modelos. Finalmente, se analizó el grado de impacto de las características didácticas de la SEA en los resultados de aprendizaje, utilizando la herramienta chi cuadrado (χ²). Los resultados de la investigación muestran una mejora significativa de las explicaciones de los estudiantes a lo largo de la secuencia debido a diversos factores, como la presencia de discusiones mediadas por el docente, interacción entre pares, experiencias previas reales y experiencias hipotéticas. También encontramos que el nivel de las respuestas disminuye generalmente al pasar de un dispositivo experimental a otro, aunque la explicación subyacente sea la misma; y que en el caso de los fenómenos que requieren dos explicaciones de distinto tipo, una es desarrollada en más profundidad que la otra en un mismo modelo. Se concluye que, en electrostática, todos los fenómenos aparentemente simples requieren explicaciones complejas, y que cada fenómeno electrostático conlleva una amplia variedad de explicaciones identificadas. También se concluye que la clave para entender el modelo de distribución e interacción de cargas es diferenciar los procesos de reordenamiento de transferencia de cargas, y uno de los retos de la enseñanza de la física es pasar de pensar en propiedades a pensar en interacciones.

Fecha de lectura	24 mar 2022
Idioma original	Español
Supervisor	Víctor López Simó (Director/a) & Roser Pintó Casulleras (Director/a)