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Diagnóstico sobre el aprendizaje de los contenidos relacionados con la energía




Enviado por julian



    En los alumnos de primer año de
    Ciencias
    Exactas de la carrera de Profesor de
    Media Superior en el Instituto Superior Pedagógico "Rafael
    María de Mendive" de Pinar del Río

    1. Resumen
    2. Desarrollo
    3. Conclusiones
    4. Recomendaciones
    5. Anexos

    RESUMEN

    En este trabajo que es
    parte de una tesis de
    maestría (en ejecución) en opción al
    título de master en Ciencias de la Educación, se ha
    utilizado como herramienta el método de
    diagnóstico para comprobar el dominio que
    poseen los estudiantes del concepto de
    energía así como de los conceptos de transferencia,
    transformación, degradación y conservación,
    ya que si no hay claridad conceptual en este sentido, entonces el
    alumno no tendrá las herramientas
    teóricas necesarias para poder
    comprender e interpretar los fenómenos naturales, no
    podrá comprender el mundo en que vive y no podrá
    tener una conciencia
    energética que asegure un modo de actuación
    responsable en este sentido.

    La temática tratada es de gran importancia ya que
    el ahorro de
    energía se ha convertido en una necesidad vital para el
    desarrollo
    sostenible de la sociedad
    actual y futura y al mismo tiempo se
    presenta como una de las exigencias sociales a la cual ha de
    responder la escuela de hoy.
    Su conocimiento,
    su uso y aplicaciones por parte de los futuros profesores, les
    permitirá elaborar estrategias de
    aprendizaje
    con sus alumnos lo que contribuye a tal desarrollo
    sostenible.

    INTRODUCCIÓN.

    A la luz del
    desarrollo actual de los acontecimientos mundiales, parece casi
    improbable que la visión del mundo ecológico
    sustentable, equitativo y apto para vivir se haga realidad. Sin
    embargo, no existe una razón fundamental que explique por
    qué esta visión en principio no puede
    materializarse. No es algo imposible. De hecho, esto es esencial
    si se quiere que la humanidad sobreviva en toda su amplitud, o
    sea, que la especie del hombre sabio,
    considerado y afectuoso, y la sociedad que lo abarca, tengan un
    futuro luminoso. Es necesaria una visión que triunfe. Una
    visión no es soñar despierto, ni un sustituto de la
    acción
    enérgica. Una visión arroja la luz que ilumina los
    aspectos esenciales, establece un escenario para conformar
    nuestro futuro común, despierta la esperanza, brinda la
    oportunidad de unir las manos en pos del bien general, fortalece
    la determinación de convertirse en protagonistas y no
    permanecer sólo como observadores.

    La naturaleza y
    las culturas parecen adversarias de un juego donde
    cuando una gana la otra pierde y viceversa, donde el
    florecimiento de una implica el padecimiento de la otra. La
    relación del hombre y la naturaleza es considerada una
    lucha continua por el predominio. En el pasado, la naturaleza se
    percibía como una fuerza
    más poderosa, a la cual el hombre
    tenía que someterse para sobrevivir, sin embargo, las
    capacidades de razonamiento le permitieron a este acopiar
    experiencia, descubrir los secretos de ella, desarrollar
    habilidades particulares, crear su cultura.

    Para lograr la solución de los problemas
    presentes y futuros es necesario comprender claramente cuan
    artificial resulta una separación entre cultura y
    naturaleza. La Física moderna
    enseña que la naturaleza universal no funciona como un
    reloj mecánico: el futuro es abierto, el proceso de
    creación aún continúa por lo que parece
    adecuado que los seres humanos se consideren coprotagonistas y
    coautores en este continuo proceso de creación. El hombre
    creador conscientemente activo no existe fuera de la naturaleza o
    en contraste con ella, sino que forma parte de ella en continua
    evolución.

    La asignatura de Física dado su carácter de ciencia exacta
    y experimental, permite poner a los estudiantes de frente a la
    interpretación de los fenómenos
    naturales que ocurren a su alrededor y de los adelantos
    científico – técnicos que invaden todas las esferas
    de la vida del hombre; brinda la posibilidad de formar una
    concepción científica del mundo en los estudiantes
    y de prepararlos para el planteamiento y solución de
    problemas concretos.

    En esta asignatura es estudiado el concepto de
    energía que está muy ligado a la existencia y
    desarrollo de la especie humana en el planeta. Este concepto,
    constituye una idea central para la comprensión de lo que
    ocurre en nuestro universo. Su
    utilización, transmisión y obtención
    preocupa hoy a toda la sociedad por lo que con mucha frecuencia
    se lee o escucha sobre él en los medios masivos
    de difusión (radio, TV,
    etc.).

    La energía considerada en todas sus formas
    posibles permanece constante en todo sistema aislado
    independiente de los fenómenos mecánicos,
    térmicos, electromagnéticos o nucleares que puedan
    ocurrir en un sistema dado. La energía en su
    acepción más general como categoría
    filosófica y como objeto del conocimiento es una magnitud
    física que mide (evalúa, valora, cuantifica) el
    movimiento de
    la materia en los
    procesos
    naturales (sus transformaciones, cambios, variaciones y sus
    posibilidades objetivas de transformaciones, cambios y
    variaciones.

    Todos los cambios que suceden en la naturaleza son de
    tal esencia que lo que se quita a un cuerpo se añade a
    otro; esta ley natural
    universal se extiende a las reglas mismas del movimiento; la ley
    de conservación y transformación de la
    energía es una ley fundamental en la naturaleza. La
    existencia de esta ley es una de las demostraciones más
    veraces de que el mundo en que vivimos no tiene ni principio ni
    fin y existirá eternamente.

    Por supuesto es una parte la que la madre naturaleza
    pone para que se conserve el universo en
    que vivimos, la otra le toca al hombre.

    Uno de los recursos
    más importantes con los que cuenta el hombre en la tierra son
    los energéticos naturales.

    El tema del ahorro de la energía se convierte en
    una necesidad vital para el desarrollo de la sociedad actual y
    futura, y al mismo tiempo se presenta como una de las exigencias
    sociales a las cuales ha de responder la escuela de hoy y en
    especial la asignatura de Física, ya que la energía
    forma parte de su contenido de estudio.

    La historia del desarrollo de
    la humanidad puede ser entendida a partir de las formas en que el
    hombre ha sabido aprovechar la energía disponible en la
    naturaleza con el uso de diferentes máquinas.
    La evolución de la especie humana ha provocado un
    incremento de sus necesidades energéticas, este incremento
    ha sido tal, que en los últimos cien años, la
    humanidad ha consumido tanta energía, como en toda la
    historia precedente. (Arrastría, M. 2000).

    El desarrollo tecnológico alcanzado ha sido sobre
    la base de la elección de la línea
    energética dura (Turrini, E. 1999), la cual se basa en el
    empleo de
    combustibles fósiles. En la actualidad el 77% de la
    energía que se consume en el planeta proviene del empleo
    de este tipo de combustible (Berriz, R. 1999).

    Por mucho tiempo el esquema de consumo
    energético mundial ha estado
    sustentado en un paradigma que
    tiene los siguientes axiomas (Berriz, R. 1999).

    • El ecosistema
      planetario es inagotable y tiene una capacidad ilimitada para
      reciclar, de manera natural los desechos de la
      sociedad.
    • El crecimiento
      económico a expensas de la naturaleza no tiene
      límites y permite expandir infinitamente
      el consumo humano.

    El mundo de hoy levanta su voz contra este paradigma que
    amenaza la existencia futura del planeta y la supervivencia de la
    propia especie humana.

    Muchos forum internacionales se han pronunciado en este
    sentido y hoy se hace un llamamiento a la reducción del
    empleo de los combustibles fósiles y a la opción de
    la línea blanda o "camino del sol", que hace el
    énfasis en el empleo de fuentes
    energéticas renovables no contaminantes como la solar,
    eólica etc.

    Como puede entenderse, el desafío
    energético actual, del cual nuestro país no escapa,
    es un reto, no solo tecnológico, en el sentido de mejorar
    la eficiencia
    energética y de buscar nuevas tecnologías que
    permitan aprovechar las fuentes renovables de energía,
    sino también y ante todo, un reto pedagógico que
    presupone la educación
    energética de toda la sociedad.

    Trabajar la educación energética en
    función
    del desarrollo sostenible desde la escuela es asumir una
    perspectiva más crítica, analítica y participativa,
    donde el sujeto tenga una posición activa frente al
    conocimiento, las habilidades, los valores y
    sea capaz de generar cambios en la vida natural y social actual a
    favor del medio ambiente
    sin comprometer las condiciones futuras.

    Por tanto, es incuestionable que para lograr el
    desarrollo de la educación energética se requiere
    de un profesor orientador, con una sólida
    preparación, que sea un guía y que conozca
    claramente su papel como vínculo entre los diversos
    sectores de la comunidad y la
    escuela; en esencia que sea capaz de cumplir con su papel de
    educador, incidiendo activamente en el proceso de
    formación de sus alumnos y en la selección
    de alternativas de solución de los problemas que se
    presentan en la escuela, el hogar y la comunidad. (Mc Pherson,
    1998).

    Por ello, el futuro profesor debe tener una
    formación integral para ejercer una función
    integradora, en ella es donde el autor considera que la
    educación energética desempeña un rol
    esencial.

    Precisamente con el afán de elevar el nivel de
    eficiencia en el proceso de enseñanza aprendizaje de la Física
    que se imparte en el primer año de ciencias exactas de la
    carrera de profesor de media superior es que se ha perfilado este
    trabajo específicamente para comprobar los niveles de
    conocimiento que tienen los estudiantes del concepto de
    energía así como de sus atributos.

    Para ello hemos utilizado como herramienta de trabajo el
    método de diagnóstico ya que constituye un elemento
    clave para diseñar estrategias de trabajo a seguir en
    función de los objetivos
    planteados para este nivel.

    El término diagnóstico lo aplicamos del
    siguiente modo:

    1. Estado del problema: Conocimiento residual que
      el estudiante de la enseñanza media superior tiene
      acerca del concepto de energía.
    2. En un momento dado: Al comenzar el ciclo de
      enseñanza superior.
    3. Con el objetivo
      de: Profundizar y dejar establecido cuáles son las
      dificultades que tienen los estudiantes para comprender este
      concepto.
    4. Para su transformación y
      profundización: Sobre la base de las dificultades
      detectadas.

    En el proceso de formación de un conocimiento o
    de la adquisición de una idea o de una habilidad, se
    produce el paso gradual, desde un nivel más simple, hacia
    otro más complejo. Pretender insertarse en este proceso
    sin conocer el nivel de logros alcanzados en los estudiantes,
    sería erróneo. Pues por ejemplo sin los
    antecedentes requeridos el estudiante no pudiera asimilar
    conocimientos estructurados a niveles superiores de exigencia, o
    valerse de una habilidad supuestamente lograda, para la
    realización de una tarea o para la adquisición de
    otra habilidad.

    Esto nos da pie para interiorizar que no debemos
    trabajar a ciegas, prácticamente sin información sobre la preparación y
    comportamiento
    de los estudiantes, realizar un diagnóstico para comprobar
    el dominio que ellos tienen sobre este tema se convierte en una
    necesidad.

    Con todos estos elementos nos dimos a la tarea de
    elaborar un instrumento que reuniera las características
    esenciales sobre la base de los objetivos trazados en los
    programas de
    nivel medio superior.

    El objetivo principal de nuestro trabajo consiste en
    comprobar el dominio que tienen los estudiantes del concepto de
    energía y de los conceptos de transferencia,
    transformación, degradación y conservación
    de la energía, pera esto partimos de la idea de que si no
    hay claridad conceptual en ese sentido entonces el alumno no
    tendrá las herramientas teóricas necesarias para
    poder comprender e interpretar los fenómenos naturales y
    el funcionamiento de equipos y mecanismos, no podrá
    comprender el mundo en que vive y no podrá tener una
    conciencia energética que asegure un modo de
    actuación responsable en este sentido, lo que
    limitará la calidad de su
    labor dirigida a la ejecución de estrategias educativas
    que los califique para contribuir a formar en sus estudiantes una
    concepción de sostenibilidad en el aprovechamiento de los
    recursos energéticos por el hombre.

    DESARROLLO:

    • ELABORACIÓN DEL
      INSTRUMENTO.

    Se elaboró un instrumento de diagnóstico
    con estructura de
    encuesta
    teniendo en cuenta los contenidos y conocimientos que se
    debían preguntar y los que los estudiantes debían
    saber con la finalidad de comprobar hasta que punto estos
    problemas existían.

    • INSTRUMENTO ELABORADO.

    El instrumento elaborado para el diagnóstico es
    el siguiente:

    Cuestionario

    1. ¿Qué es para ti la
      energía?
    2. A un camión de juguete se le da cuerda y se
      coloca en el piso poniéndose en movimiento hasta
      detenerse. ¿Cuándo el camión posee
      más energía? Seleccione la variante
      correcta.

    Antes de darle cuerda.

    Justo cuando se le da cuerda.

    Cuando está en movimiento.

    Cuando se ha parado.

    Siempre es la misma en todos los casos.

    3. A continuación te presentamos varios cambios
    (fenómenos). Marca con una X
    los que consideres posibles de realizarse en la
    práctica.

     Para ver el
    gráfico seleccione la opción "Descargar" del
    menú superior 

     4. A continuación te presentamos la cadena
    de transformaciones energéticas que tienen lugar en una
    central hidráulica:

      Para ver el
    gráfico seleccione la opción "Descargar" del
    menú superior 

    Intenta escribir la cadena de transformaciones para los
    siguientes casos:

    a) Al encender una linterna de pilas:

      Para ver el
    gráfico seleccione la opción "Descargar" del
    menú superior 

    b)- Una batidora funcionando:

      Para ver el
    gráfico seleccione la opción "Descargar" del
    menú superior 

    Nota: Use los cuadros que considere, o agregue si son
    necesarios.

    5. Supón que te asignamos la tarea de convencer a
    tus compañeros sobre la necesidad de utilizar
    racionalmente la energía. Redacte un párrafo
    con los argumentos que utilizarías para ello.

    Se tomó como muestra el total de los 55
    estudiantes.

    • RESULTADOS OBTENIDOS POR PREGUNTAS E
      INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS.
    • PREGUNTA No. 1 CONCEPTO DE ENERGÍA (TABLA
      No.1)
    • El 1,8% de los estudiantes relacionan el concepto de
      energía con los usos y utilidad para
      la vida y el desarrollo del país.
    • El 16,4 % de los estudiantes confunde el concepto de
      energía con sus tipos y formas de
      manifestarse.
    • El 9,1% de los estudiantes confunde la energía
      como magnitud física con otras magnitudes como la fuerza
      y el trabajo
      mecánico.
    • Sólo el 5,4 % de los estudiantes conciben a la
      energía como una magnitud física que permite a
      los cuerpos realizar trabajo provocar cambios y
      transformaciones.
    • PREGUNTA # 2 (TABLA # 2)
    • Solo el 38,2% de los estudiantes elige la
      opción correcta reconociendo a la energía
      potencial elástica acumulada en la cuerda del
      camión como máxima energía posible que
      posee este.
    • El 60 % de los estudiantes asocia la existencia de la
      energía al movimiento de los cuerpos quedando la
      energía potencial en un plano más
      abstracto.
    • PREGUNTA # 3 (TABLA # 3)
    • Los incisos correctos (bombillo y altavoz) no son
      reconocidos por el 22,7% y el 61,8 % de los alumnos
      respectivamente.
    • El 45,4% de los estudiantes considera que en la
      práctica se puede realizar un proceso en el cual se
      obtenga mayor cantidad de energía que la que se
      entregó.
    • El 52,7% de los estudiantes considera que la
      energía útil en un proceso puede ser igual que la
      inicial, es decir que son posibles los móviles perpetuos
      de primera y segunda especie.

    Estos resultados muestran que no hay un adecuado
    dominio de los principios de
    conservación y degradación de la
    energía.

    • PREGUNTA # 4 (TABLAS 4 Y 5)
    • Ningún estudiante fue capaz de escribir
      correctamente la cadena de transformaciones energéticas
      que tienen lugar en una situación de la vida
      práctica.
    • Solo el 7,3 % de los estudiantes identifica la
      energía química de la
      pila.
    • Solo el 5,4 % de los estudiantes identifica la
      energía
      eléctrica.
    • Solo el 7,3 % de los estudiantes identifica la
      energía luminosa.
    • Ningún estudiante identificó la
      energía calorífica.
    • Ningún estudiante identificó la
      energía sonora.
    • PREGUNTA # 5 (TABLA # 6)
    • El 1,8 % de los estudiantes utiliza argumentos de
      corte social.
    • El 36,4% de los estudiantes plantea argumentos de
      implicación económica.
    • Solo el 5,4 % de los estudiantes usan argumentos de
      tipo ambiental y esto es preocupante.
    • Ningún estudiante utiliza argumentos de corte
      científico técnico apoyándose en el
      concepto de energía, los procesos tecnológicos de
      su producción, transporte y
      consumo.

    CONCLUSIONES

    • Podemos concluir este trabajo planteando que el
      conocimiento que tienen los estudiantes sobre este tema es
      bien limitado, el ejemplo más concreto
      está en la respuesta a la pregunta # 5 del cuestionario, pregunta destinada a analizar la
      tendencia de explicaciones y argumentos, en este caso,
      prácticamente todos los argumentos fueron de corte
      social, político y económico. Muy pocos
      estudiantes lo conciben como tipo científico –
      técnico y ambiental, precisamente porque es lo que
      más se divulga por todos los medios.
    • También podemos concluir diciendo que en el
      ciclo de enseñanza media superior no se precisa ni se
      trata de especificar qué es esencialmente la
      energía para que no se pueda confundir con sus usos, con
      sus manifestaciones y con sus formas.
    • Está claro que al término del ciclo de
      enseñanza media superior los estudiantes no tienen
      formado el concepto de energía, no existe un adecuado
      dominio de los principios de degradación y
      conservación de la energía.

    RECOMENDACIONES.

    • Al trabajar la unidad correspondiente a trabajo y
      energía se retome el concepto de energía y se
      profundice en estos aspectos antes mencionados.
    • Trabajar más con la parte científico
      – técnica y medio ambiental sobre la base del
      concepto de energía para que pueda entenderse la
      explicación político económica respecto al
      ahorro de energía en nuestro país.

    ANEXOS

    Tabla #1 Resultados de la pregunta #
    1

    Inciso

     

    Total

    %

    a

    Relaciona el concepto con los usos de la
    energía (fuente vital y material para la vida y el
    desarrollo).

    1

    1,8

    b

    Relaciona el concepto con los tipos de
    energía, formas en que se manifiestan y
    movimiento.

    9

    16,4

    c

    Confunden energía como magnitud
    física con las magnitudes físicas fuerza y
    trabajo.

    5

    9,1

    d

    Relacionan la energía con el trabajo y las
    transformaciones en la naturaleza.

    3

    5,4

     Para ver las
    siguientes tablas seleccione la opción "Descargar" del
    menú superior 

    Tabla #2 Resultados de la pregunta #
    2

    Tabla #3 Resultados de la pregunta #
    3

    Tabla #4 Resultados de la pregunta # 4
    (inciso a)

    Tabla #5 Resultados de la pregunta # 4
    (inciso b)

    Tabla #6 Resultados de la pregunta #
    5

    Julián Herrera Fuentes

    Departamento Ciencias Exactas
    Instituto Superior Pedagógico Rafael María de
    Mendive de Pinar del Río.
    Reparto Hermanos Cruz. Pinar del Río. Cuba.
    Licenciado en Educación, especialidad de Física,
    graduado en 1976, en el Instituto Superior Pedagógico
    ?Enrique José Varona? de Ciudad Habana. Profesor
    Asistente.
    Cursa la maestría de Ciencias de la
    Educación. Investiga en el campo de la
    educación energética a través del proceso
    docente educativo (PDE), específicamente desde la
    asignatura: Física del preuniversitario y su metodología, que se imparte a los
    estudiantes del primer año de la carrera de Profesor de
    Ciencias Exactas para la Enseñanza Media Superior en el
    Instituto Superior Pedagógico Rafael María de
    Mendive de Pinar del Río.

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