Modelo conceptual del movimiento mecánico

Partes: 1, 2

El modelo
conceptual del movimiento
mecánico
en los estudiantes de primer año de Ingeniería Eléctrica

Resumen:

En el trabajo se
analiza la estructura
conceptual relacionada con los conceptos involucrados en los
movimientos mecánicos y la jerarquización de los
mismos que poseen los estudiantes del primer año de la
carrera de Ingeniería Eléctrica a su ingreso en la
Universidad, lo
que se detecta a través de cuestionario y
esquema jerárquico de conceptos; ello pone de relieve que el
modelo conceptual de trabajo de los
estudiantes de acuerdo a la teoría
de los modelos
mentales de Johnson-Laird, no constituye un modelo funcional de
trabajo que le permita a los estudiantes en primer lugar
diferenciar, identificar y comprender los movimientos
mecánicos en la naturaleza y
conformar con ellos una concepción científica del
mundo, y en segundo lugar mucho menos utilizar los conceptos
científicos de un modelo conceptual de la mecánica adecuado para resolver problemas y
dar respuestas a las interrogantes que se le s
plantean.

Desarrollo:

Para Johnson-Laird, el punto central del
razonamiento y de la comprensión de cualquier
fenómeno físico o no, evento, situación o
proceso del
mundo está en la existencia de un modelo de trabajo en la
mente de quien razona y comprende.

Pensar,
implica la construcción de un modelo mental intermedio
entre el mundo y el individuo,
interno, autónomo, coherente y funcional.

Un modelo mental es una representación interna de
informaciones que corresponde, análogamente, al estado de
cosas que se están representando, sea cual sea el mismo.
Los modelos mentales son análogos estructurales del
mundo.

En este punto es necesario distinguir entre sistema
físico, modelo conceptual del sistema físico y
modelo mental del sistema físico. El primero es el sistema
real objeto de estudio del cual deseamos conocer sus propiedades
y comportamiento
en relación con los demás sistemas con que
interactúa, y según Norman (en Gentner y Stevens,
1983, p. 8) los modelos conceptuales constituyen instrumentos
para la comprensión o para la enseñanza de sistemas físicos, es un
modelo preciso, consistente y completo del sistema físico
que se inventa para facilitar la construcción de un modelo
mental, los modelos mentales son lo que las personas realmente
tienen en sus cabezas y lo que guía el uso que hacen de
las cosas (que no es preciso, consistente y completo), pero debe
ser funcional, adecuado, con poder
explicativo y predictivo del comportamiento del sistema
físico.

La clasificación de Pozo y otros (1994) para el
origen de las concepciones alternativas puede servir
también para diferenciar los modelos mentales formados por
los alumnos, entre las que se encuentran los de origen escolar,
aquéllos generados dentro del contexto escolar en temas
sobre los cuales el alumno carece de conocimientos
específicos (como la mecánica cuántica), por
analogías propias o inducidas por la enseñanza, en
este sentido podemos incluir muchos de los contenidos
específicos del electromagnetismo los cuales son introducidos
mediante modelos conceptuales escolares.

En la enseñanza, el profesor
enseña modelos conceptuales y espera que el estudiante
construya modelos mentales, acordes con esos modelos
conceptuales, que a su vez, deben ser consistentes con los
sistemas físicos modelados.

El objetivo de la
enseñanza es pues, a través de modelos
conceptuales, llevar al estudiante a formar modelos mentales
adecuados consistentes con los propios modelos conceptuales de
los sistemas físicos.

Para eso, los modelos conceptuales enseñados
deben, según Norman ser aprendibles, funcionales y
utilizables.

Es importante destacar que los modelos conceptuales son
inventados por las personas que operan mentalmente con modelos
mentales, de aquí que los modelos conceptuales que se
presentan al estudiante tanto en textos como en clases, depende
del modelo mental que posea el autor del texto o
profesor.

Los modelos conceptuales pueden materializarse en forma
de formulaciones matemáticas, verbales o pictóricas,
de analogías o de objetos materiales. Lo
que se ve en las clases de Ciencias es
que los alumnos tienden a trabajar con proposiciones aisladas,
memorizadas de manera literal y arbitraria. Las ecuaciones,
las leyes y las
definiciones de conceptos de la Física, son
representaciones proposicionales, que están articuladas en
modelos conceptuales y que exigen, por parte de quienes quieren
comprenderlas, la construcción de modelos mentales. Sin
este proceso, estas representaciones proposicionales carecen de
significado, ya que sólo pueden adquirirlo a luz de modelos
mentales.

En estudio realizado por Greca y Moreira (1997 b, c) se
obtuvieron evidencias de
que

los alumnos de mejor desempeño en electricidad y
magnetismo
fueron los que aparentemente habían formado un modelo
mental de campo electromagnético que se aproximaba al
modelo conceptual usado por expertos. Los que trabajaron
sólo con proposiciones (fórmulas, definiciones,
enunciados) aisladas, limitándose a intentar aplicarlas
mecánicamente, tuvieron peor desempeño.

En resumen, podemos señalar que es de esperar que
para lograr que nuestros estudiantes logren formar un modelo
mental eficiente, y funcional y en correspondencia con modelos
conceptuales aceptados por la comunidad
científica, que reflejen la naturaleza de los llamados
"fenómenos" mecánicos, se requiere de una exposición
tanto en clases como en los textos:

– De adecuados modelos conceptuales del movimiento
mecánico en la naturaleza, que presente de forma coherente
los conceptos involucrados, leyes y teorías
e identificados con los sucesos en sistemas mecánicos
reales, independientemente de que las relaciones entre conceptos
y las leyes de la mecánica se expresen de forma matemática.

Estos modelos deben expresar las relaciones causales,
de dependencia, y jerárquica entre los conceptos y las
leyes a través de las limitaciones o marcos de
validez.

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