Modelo conceptual del movimiento mecánico (página 2)

Procedimientos
para analizar los modelos
conceptuales de los estudiantes

Para analizar los modelos conceptuales relacionados con
una concepción científica del mundo referido en
específico a los movimientos físicos y en
particular los mecánicos que poseen los estudiantes que
ingresan al primer año de la carrera de Ingeniería Eléctrica en la Universidad de
Camagüey y desde hace tres cursos a partir del 04-05 hasta
el 06-07 se ha aplicado diferentes test de pruebas en su
primer día de clases, los que contienen preguntas
relacionadas con conceptos estudiados algunos en el nivel
precedente y otros no; se les pide igualmente hacer un
árbol genealógico familiar y una lista de conceptos
que deben organizar estableciendo mediante plecas si existe
relación entre ellos y determinando su jerarquía de
subordinación o no, las preguntas se muestran en el anexo
1.

Uno de los objetivos
importantes de la Física es lograr que
el estudiante tenga una concepción científica del
mundo y para ello debe lograr comprender las relaciones entre
conceptos y el grado de universalidad, consideramos que no basta
para lograr el objetivo antes
citado, que el estudiante comprenda las leyes de
Newton y resuelva problemas con
ellas, etc, si ello no va acompañado de aspectos del
conocimiento
de los movimientos mecánicos en su relación con
otras formas de movimiento, el
alcance de sus leyes,
etc.

Con el objetivo de determinar la estructura
conceptual de los estudiantes que ingresan al primer año
de la carrera de Ingeniería Eléctrica se
decidió determinar la estructura de conceptos que poseen
estos estudiantes, no solo con conceptos de mecánica sino térmicos, lo anterior
se logra con la aplicación de un cuestionario,
la elaboración de un árbol genealógico
familiar, y el diseño
de una estructura de conceptos de física organizados
jerárquicamente y teniendo en cuenta la relación
entre ellos.

El árbol genealógico se les pide a los
estudiantes a partir de sus abuelos y tiene como objetivo
determinar la capacidad de los estudiantes de organizar
según los criterios generales los descendientes de su
familia por
parentesco y descendencia, y comparar su habilidad en la
confección del mismo con la capacidad de organizar un
grupo de
conceptos que tienen relación por su orden
jerárquico y su grado de universalidad.

Del análisis de las respuestas de los
estudiantes hemos obtenido un conjunto de resultados que a
continuación se analizan.

En los análisis solo muestro el resultado del
actual curso; de un total de 48 estudiantes la casi totalidad fue
capaz de confeccionar su árbol genealógico
familiar, no obstante una parte de los mismos al llegar a el y
sus hermanos los ubicaba en grupo, es decir "mis hermanos y yo"
por lo que no quedó explícito si según su
criterio el y sus hermanos irían a la misma altura o
nivel, o uno debajo del otro.

Con relación a la estructura de conceptos, los
cuales se muestran en la tabla 2 del anexo el resultado fue el
siguiente:

El 31% de los estudiantes reescribió el listado,
no pudiendo aparentemente encontrar una relación entre los
conceptos involucrados; el 42% fue capaz de identificar todos los
movimientos mecánicos listados como formas de movimientos
mecánicos, mientras que el 54% identifica 2 o menos de las
formas de movimientos mecánicos relacionados.

Un 54% del grupo identifica los movimientos
mecánicos como formas de movimientos físicos que
existen en la naturaleza,
mientras que el 41% considera que los movimientos físicos
y los movimientos mecánicos tienen igual
jerarquía.

Con relación al alcance de las leyes, el 77%
considera que las leyes de Newton son
válidas para todos los movimientos
físicos.

Referente a los conceptos de energía,
resultó que el 36% no logra establecer nexos entre
energía cinética y las formas de movimientos
mecánicos, que unido a un 24% que solo logra establecer
nexos con los movimientos de traslación y /o
rotación da un 60% de estudiantes que no tiene sus ideas
claras de la relación entre energía y movimientos,
solo un 40% identifica con los conceptos de energía todas
las formas de movimientos mecánicos.

De acuerdo a la tabla 1 el 64% de estudiantes pudo poner
un ejemplo adecuado de movimiento de traslación; el 62% de
un movimiento ondulatorio; el 52% un ejemplo de movimiento de
rotación y solo un 43% pudo escribir un ejemplo de
movimiento oscilatorio. De este resultado resulta interesante que
el movimiento que mas estudian los estudiantes en el nivel
precedente es la traslación y sin embargo solo el 64% pudo
escribir un ejemplo adecuado del mismo; en este caso resulta
interesante que un número importante de estudiantes
respondían como ejemplos de movimientos escribiendo
simplemente los objetos, cuerpos o sistemas que
comúnmente experimentan el tipo de movimiento que deseaba
poner como ejemplo, es decir como ejemplo de movimiento de
traslación escribían: un auto, por lo que
identificaban movimiento con objeto o sistema.

Conclusiones:

De los resultados anteriores se pone de manifiesto que
el concepto de
movimiento mecánico como una forma de los movimientos de
la materia y como
una forma especial de los movimientos físicos no les
permite identificar lo común del conceptos en todas las
formas de estos movimientos; por otra parte independientemente
que en sus estudios precedentes conocen el electromagnetismo y la termodinámica, un elevado porciento
considera que las leyes de Newton son válidas para
explicar todos los fenómenos físicos.

Resulta importante que un elevado porciento de
estudiantes no encuentra relación entre las formas de
movimientos y de energía, incluso una parte de ellos ubica
separadamente los conceptos de energía de los de
movimientos sin relación alguna entre ellos.

De lo anterior concluimos que le estructura de
relaciones de conceptos en los estudiantes que ingresan a esta
carrera en el primer día de clases, lo que muestra la
necesidad de enfatizar durante el primer curso de física
en la Universidad en el aprendizaje de
estos conceptos y en especial la relación entre los
movimientos y sus formas de energía.

Lo anterior da indicios de que el modelo mental
de los estudiantes formado a partir de modelos conceptuales
derivados esencialmente en los procesos de
enseñanza precedentes no es adecuado y
funcional para alcanzar una concepción científica
del mundo como pretendemos lograr con la enseñanza de la
Física, lo que implica que en el proceso de
enseñanza deben tenerse en cuenta estas dificultades y
permitan la presentación de modelos conceptuales que
favorezcan modelos mentales adecuados en los estudiantes una vez
cursado el primer año universitario.

REFERENCIAS
BIBLIOGRÁFICAS

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Norman, D.A. (1983). Some observations on mental models.
In Gentner, D. and Stevens, A.L. (Eds.). Mental models.
Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.

Anexo

Tabla 1

En la columna en blanco ponga al lado de cada movimiento
un ejemplo de cada uno de ellos:

Tabla 2

– Tomando los conceptos que aparecen a
continuación en columna, construya un esquema en el que
mediante líneas usted una todos aquellos conceptos entre
los que existe alguna relación de dependencia. Tenga en
cuenta la jerarquía de los mismos, es decir aquellos mas
universales y que contienen otros se escriben arriba:

Leyes de Newton

Movimiento de traslación

Movimiento de rotación

Movimiento oscilatorio mecánico

Movimiento ondulatorio mecánico

Energía cinética

Movimiento físico.

Movimiento mecánico

Autor:

Mario Brizuela Pérez P.T.

Departamento de Física

Universidad de Camagüey