Alternativas en la introducción de conceptos de Óptica en BUP y COU.

Estudiar los efectos experimentales sobre el aprendizaje de tratamientos basados en la consideración de las ideas previas y/o la resolución de cuestiones cualitativas apropiadas y/o la utilización de unidades didácticas, sobre Óptica geométrica y física, a nivel medio, intentando lograr un aprendizaje lo más significativo posible en el sentido ausubeliano. Alumnos de segundo y tercero de BUP del IB Ramón y Cajal; alumnos de segundo de BUP del IB Lucas Mallada y alumnos de segundo curso, de la especialidad de Ciencias, de la EU de Profesorado de EGB. En total 537 alumnos. Todos los centros están ubicados en Huesca. Se pretende aportar información sobre las ideas previas y los conocimientos de óptica geométrica, que los alumnos tienen al comenzar segundo de BUP. También se detectan las ideas previas y los conocimientos de Óptica física que tienen en tercero de BUP. Según los resultados obtenidos, se confirman, estudios precedentes sobre la misma materia y con alumnos de análoga edad y nivel educativo. Después se ponen a prueba sendos currícula correspondientes a los temas de Óptica geométrica y Óptica física, de BUP y COU, diseñados desde un planteamiento constructivista. En la experiencia, los diferentes grupos participantes, dentro de un mismo curso, reciben distintos niveles de tratamiento. Por último se realiza un estudio estadístico, posterior a la recogida de datos, que permite obtener conclusiones sobre la adecuación de los tratamientos aplicados. Variables dependientes: el rendimiento de los alumnos en Óptica. Variables independientes: utilización o no de las ideas previas, las cuestiones de tipo cualitativo y los cuadernillos de tratamientos. Cuestionarios de actitudes, tests de ideas previas, mapas conceptuales, unidades didácticas, cuestiones cualitativas, prácticas de laboratorio. Programas; Statview Tm /1985/, Systat /Wilkinson, 1986/, porcentajes, histogramas, correlaciones. Los tratamientos basados exclusivamente en la consideración de las ideas previas, estimulan a todos los alumnos, pero sobre todo a los de rendimiento previo bajo. Los tratamientos basados únicamente en la utilización de cuestiones, sólo favorecen a los alumnos de rendimiento previo alto. Los tratamientos basados en ideas previas, cuestiones cualitativas y unidades didácticas representan un refuerzo considerable en el aprendizaje. Son más positivas las actitudes de los alumnos, cuanto más completo es el tratamiento recibido. Algunas implicaciones didácticas son: 1.Se deben utilizar las matemáticas imprescindibles en el desarrollo de los temas. 2.Los alumnos deben comprender y manejar el concepto de imagen. 3.Algunas dificultades de la Óptica geométrica, están relacionadas con la comprensión del problema de la visión. 4.Los diagramas utilizados llevan a los alumnos a adquirir ideas incorrectas sobre el concepto de imagen. 5.Sobre los fenómenos de interferencias y difracción, se comprueba que los alumnos no tienen experiencia alguna. 6.Se constata que tanto en el caso de la Óptica geométrica como física, los alumnos resuelven más a gusto los problemas y cuestiones de dificultad media.

Introducción de las técnicas de adquisición de datos y control de experiencias por ordenador en el laboratorio de ciencias experimentales.

Aportar nuevas perspectivas a las experiencias didácticas, utilizando las técnicas de la robótica y control mediante ordenador. Exponer cómo es posible realizar el seguimiento espacial tridimensional de los móviles en experiencias de demostración de cinemática y dinámica. Obtener gráficos del comportamiento real del campo eléctrico. Obtener colecciones de medidas que informen sobre la distribución de potenciales eléctricos en el espacio tridimensional. Medir sistemáticamente las 3 componentes del campo magnético en puntos distribuidos en una zona espacial tridimensional. Estudiar los fenómenos ondulatorios en las 3 dimensiones del espacio y observar su evolución temporal. 3 Grupos de 3 alumnos de Enseñanzas Medias y un grupo de 4 alumnos de Universidad. Transforman el ordenador en una ventana abierta a la naturaleza y al mundo físico. Observan y analizan experiencias en el espacio en sus tres dimensiones y en el tiempo, hacen scanners de campos eléctricos y magnéticos, siguen en el espacio móviles mecánicos y hacen visibles las ondas sonoras. Estas experiencias se han sometido a la consideración de los alumnos, mediante un cuestionario, para conocer las distintas posibilidades que el nuevo material facilita como herramienta didáctica. Cuestionario. Figuras. 1. Se ha desarrollado un sistema de seguimiento de móviles en 3 dimensiones mediante ultrasonidos que permite hacer experiencias de mecánica en tiempo real. 2. Se ha construido un prototipo en el que, mediante un robot didáctico, un ordenador y una cubeta con electrolito, se realizan scanners del campo eléctrico. 3. Se ha puesto a punto un equipo que, mediante un robot, un ordenador y una bobina, permite realizar colecciones de datos tridimensionales de las componentes del campo magnético y observar las trayectorias de éstas en el espacio. 4. Se ha construido una instalación que permite observar las ondas sonoras en el espacio y en el tiempo. Se ven las ondas de sonido como olas en movimiento y se aprecian fenómenos como interferencias, difracción, etc. 5. Las técnicas resultan interesantes porque permiten a los alumnos vivir con mayor protagonismo el aprendizaje. Ante todo, existe por su parte la aspiración de que les sirvan para realizar proyectos concretos y redescubrimiento de las leyes de la Naturaleza. 6. Se han realizado cinco publicaciones en revistas nacionales. 7. Se han solicitado dos patentes. 8. Se ha llegado a un acuerdo con la empresa Edibon. (Consultar los resultados del cuestionario en la propia investigación).