Origen, evolución y actualidad de la ciencia moderna.

Generalmente se ha hecho coincidir el punto de partida de la ciencia moderna con la aparición del método experimental (siglos XVI y XVII) Todo el saber de la antigüedad era empírico. Arquímedes es la excepción al realizar experiencias e interpretar los hechos de forma experimental. La Edad Media no fue un periodo totalmente oscuro pues se ha demostrado que aquí están las bases de la ciencia moderna. Si la ciencia no llega a la madurez en este periodo es como demuestra más interés por la cualidad que por la cantidad. El paso de lo cualitativo a lo cuantitativo es una de las características más importantes de los siglos XVI y XVII.. los progresos científicos iniciados en este último siglo siguen dos caminos el de Galileo-Newton, caracterizado por el descubrimiento de gran número de fenómenos y el invento de aparatos destinados a ponerlos en práctica. El otro caracterizado por la introducción de magnitudes extensivas: masa, volumen, energía. Por ambos caminos se coordinan los resultados, se enuncian leyes y sus fórmulas. Así, se edifica la teoría. Pero el desarrollo de la teoría exige el concurso de las matemáticas, física y en menor medida de la química. Por eso se explican los grandes trabajos teóricos del siglo XVIII. Los dos caminos utilizados para la construcción de la ciencia son el deductivo, (utilizado por la química) y el inductivo (propio de la física) si bien quedan muchos problemas por resolver, han sido muchas las conquistas realizadas en los últimos años. En realidad, las distintas ramas de la ciencia están íntimamente relacionadas, de tal forma que el avance de una de ellas supone un mejor conocimiento de las demás.

Experiencias escolares de Física. Los principios de la Dinámica.

Se describen varios ejemplos de fenómenos y experiencias cuya observación demuestra la existencia de algunas leyes de la física. Así, se explican los principios fundamentales de la Dinámica a través de la comprobación experimental, que permite a los alumnos de la educación básica el conocimiento y adquisición de forma razonada de las leyes de Newton.

La astronomía como fuente de motivación.

Ayudas a la Innovación Educativa, 1997. Anexo Memoria en C-Innov. 69

Innovación metodólogica para la enseñanza de la Física y Química a través del ordenador : innovación educativa.

Medir la eficacia de la Enseñanza asistida por ordenador de simulación, para desplazar en el alumno sus ideas preconcebidas en el campo de la Mecánica Newtoniana, registrar la actitud que el estudiante adopta frente a éste nuevo método de Enseñanza. Se tomaron 70 sujetos del alumnado del segundo curso de FP del Instituto 'La Dehesilla' de la localidad de Cercedilla (Madrid), dos submuestras aleatorias: -50 sujetos para medir los resultados según los conocimientos. Se controlaron las variables: edad, sexo y especialidad. -40 sujetos con el fin de unir las características familiares y las actitudes. Se suministró a una muestra de 40 alumnos, los cuestionarios A y B. Se pidió a todos los alumnos que rellenasen la encuesta CI de errores preconceptuales, 50 para realizar el análisis de resultados. A lo largo de 12 horas lectivas se desarrolló la unidad didáctica de fuerzas con ayuda del ordenador. Se prosiguió durante 4 semanas con el estudio convencional de un tema diferente. Al final se suministraron las encuestas CII y 'A' para medir la evolución de los conocimientos y de la actitud ante la asignatura y se procedió a la tabulación e interpretación de resultados. Programa de simulación realizado en Pascal, dos cuestionarios CI y CII, un cuestionario -A- y otro -B- de actitudes y un cuaderno de ejercicios. Análisis cualitativos de la información obtenida. Se pasaron dos cuestionarios CI y CII, las respuestas a éstos permiten corroborar y estudiar las ideas previas compartidas y las intuitivas del alumnado tras la exposición a la simulación por ordenador. El análisis se hizo por separado, se observó que persisten las ideas intuitivas a través de la simulación, la forma de los enunciados del CII influyó significativamente en el carácter discordante de las respuestas. Rechazo del alumno a la falacia de la autoimpulsión y la incorporación a su esquema conceptual. Los alumnos están satisfechos con los estudios en general, inclinándose por las asignaturas prácticas de su especialidad, aceptación de la EAO. Consideran la Física una de las asignaturas más difíciles y ello no cambia por efecto de la EAO, pero sí por el cambio del profesor y su modificación. Los ejercicios realizados con el ordenador producen un alto nivel de asimilación intuitiva de los contenidos de las 2 primeras leyes de Newton (dificultad en la extrapolación de los conocimientos adquiridos, si se produce un cambio en las ideas preconcebidas de los sujetos). La EAO es acogida con gran interés por todos los sujetos. Necesidad de buscar un método que posibilite al alumno la aplicación de un modelo Newtoniano aprendido en EAO a sistemas físicos reales.

Diseño y realización de experimentos de Física para uso del profesor en la elaboración de su proyecto docente.

Elaborar un material didáctico experimental para que pueda ser utilizado por el profesorado de Física General (nivel: BUP, COU y primero de licenciatura). Diseñar, realizar y evaluar experimentos caseros e integradores. 1. Experimentos caseros: alumnos de Física General de la UNED, de BUP y COU. 2. Experimentos integradores: alumnos de la facultad de Ciencias de la UNED. Se han diseñado dos tipos de experimentos: caseros e integradores. Para los experimentos caseros se han seleccionado algunos fenomenos que han marcado pautas de progreso en el desarrollo de la ciencia. Comienzan con la mecánica, haciendo especial énfasis en la interacción gravitatoria de Newton y los modelos mecánicos de intercambio de energía. A continuación abordan los fenómenos eléctricos, magnéticos y ópticos. La evaluación se realizará a través de los profesores-tutores de ciencias en los centros asociados de la UNED. Los experimentos integradores se plantean como pequeños trabajos de investigación que pueden ser interpretados con los conocimientos de Física y Matemáticas del Primer Ciclo de Licenciatura; los fenómenos electromagnéticos y ópticos son los más desarrollados. La evaluación se lleva a cabo con alumnos de la Facultad de Ciencias de la UNED. Fórmulas, figuras. 1. Experimentos caseros: se han elaborado manuales para la realización de los siguientes 16 experimentos. 1.1. El péndulo simple. 1.2. Péndulos encadenados. 1.3. Péndulos acoplados. 1.4. Elasticidad. 1.5. Péndulo de torsión. 1.6. Fuerzas entre cargas eléctricas. 1.7. Fuerzas entre imanes. 1.8. Imanes y corrientes. 1.9. Circuitos de corriente continua. 1.10. Propagación de la luz a través de los diferentes medios. 1.11. La polarización de la luz. 1.12. Difracción de la luz. 1.13. Absorción y emisión de la luz por los átomos. 1.14. Sólido, líquido y gas. 1.15. El gas ideal. 1.16. Y los líquidos reales. 2. Experimentos integradores: se han desarrollado 8 de los 9 experimentos. Su relación es la siguiente: 2.1. Permitividad eléctrica y permeabilidad magnética del vacío. 2.2. Resistencia eléctrica de conductores óhmicos. 2.3. Fuerzas entre imanes. 2.4. La luz en la superficie de separación de dos medios. 2.5. El arco iris. 2.6. Polarización de la luz. 2.7. Interferencias luminosas. 2.8. Difracción de la luz. 2.9. Espectroscopia. Además se ha comprobado que los alumnos que han realizado estos trabajos, motivados, no los rechazan a pesar del gran esfuerzo teórico y experimental que tienen que llevar a cabo; por la dificultad de la tarea, tienden a trabajar en equipo; la redacción de la memoria final desarrolla su capacidad de análisis y síntesis; aprueban más facilmente las asignaturas correspondientes.

Física y filosofía : un enfoque interdisciplinar de los contenidos de la Filosofía de COU relativos a la Filosofía de la naturaleza y los antecedentes históricos de la Física newtoniana.

Creyendo necesaria la formación del pensamiento crítico ante la Ciencia para una mejor asimilación de los programas de Física y Filosofía de COU y proponiendo lograrla por la superación de la dicotomía Ciencias-Letras y el estudio de la Historia de la Ciencia, los objetivos son los siguientes. Desarrollar un programa interdisciplinar y activo sobre antecedentes, y sus condicionantes histórico epistemológicos, de la Física newtoniana, que busque obtener del alumno una visión objetiva del saber científico, razonamiento crítico, conciencia de la historicidad de la ciencia y sus condicionantes sociales y nociones sobre su historia (Física) y la aportación filosófica. Evaluar experimentalmente la consecución de los objetivos cognoscitivos y actitudinales y su viabilidad. Está formada por 35 alumnos de COU del I. B. Francisco Giner de los Rios, de Segovia. No es representativa. Desarrollo del programa: asignación, para las dos asignaturas, de horarios, en función de que las clases se destinen a exposiciones teóricas o a actividades; selección, secuenciación y programación de unidades temáticas generales (desde los presocráticos a Newton) en las que se determinan objetivos cognoscitivos, contenidos a abordar, actividades y ejercicios para el alumno y desarrollo metodológico (explicaciones teóricas; confección de léxicos, comentarios y resultes individuales; comentarios en grupo de textos predeterminados; puesta en común de ese trabajo y elaboración de un 'result' de la unidad). Para evaluar la consecución de los objetivos cognoscitivos se evalúa la adquisición de conocimientos básicos de cada unidad; para hacerlo respecto a los actitudinales, se evalúa en función de la aceptación de la programación por parte del alumnado. El programa consta de 6 unidades: A) El pensamiento presocrático: movimiento y cambio; B) La reformulacion aristotélica del problema de los Physilogos; C) La concepción cristiana del mundo, el triunfo medieval del aristotelismo, inicios de la concepción moderna de la ciencia; D) La revolución copérnicana; E) Galileo; F) De Descartes a Newton. Las calificaciones obtenidas son: sobresalientes 3, notables 23, bien 17, suficiente 17, insuficientes 40. A la vista de ellas, y dado que los aprobados igualan o superan a los de otras asignaturas, se creen cumplidos los objetivos cognoscitivos. Tambien los actitudinales se creen cumplidos: el alumnado piensa haber cambiado su actitud ante la ciencia y cree adecuado el enfoque empleado.. Se considera necesario y viable incluir la historia de la Física al inicio de su temario oficial y su desarrollo en apenas un mes del curso. Los contenidos diseñados parecen suficientes y adecuados, si bien podrían ampliarse hasta la actualidad. Se constata la necesidad de desarrollos interdisciplinares entre áreas si se quiere formar la capacidad crítica del alumno.

Redibujar la fuerza como primera ayuda en el aprendizaje de la mecánica.

El artículo forma parte de una sección de la revista dedicada a innovación educativa.- El resumen está tomado de la revista

Un modelo did??ctico para la ense??anza de la ecuaci??n fundamental de la Din??mica

Construir un modelo de ense??anza-aprendizaje de la ecuaci??n fundamental de la Din??mica en torno a la posibilidad de utilizar el m??todo hist??rico, es decir, la posibilidad de establecer un paralelismo o isomorfismo entre la historia de la ciencia (evoluci??n del conocimiento hasta que llega a a ser cient??fico) y la psicog??nesis de los conceptos f??sicos. El an??lisis hist??rico posibilita la predicci??n, a partir de una estructura del pensamiento ontogen??tico (respecto a un concepto concreto), de qu?? otra estructura va a suceder, pero no es suficiente. la autora utilizar , adem??s, dos procesos: el an??lisis directo (ver c??mo construye la ecuaci??n un individuo) y el metacognitivo (analizar mi proceso de construcci??n de la ecuaci??n). Estudio de caso ??nico. La investigaci??n comienza con un recorrido por la historia de la ciencia desde la F??sica aristot??lica hasta la F??sica newtoniana, sus fundamentos y su influencia posterior. La autora plantea el paralelismo entre la evoluci??n hist??rica de los conceptos y nociones de la f??sica y su psicog??nesis. Pasa a realizar un recorrido por los medelos de aprendizaje (Bandura, Reigeluth, Bruner, Ausubel, Piaget y Gagn??), para llegar a elaborar su propuesta: un modelo de ense??anza-aprendizaje de la ecuaci??n fundamental de la din mica (segunda Ley de Newton). La parte experimental se centra en el dise??o del caso ??nico sobre el que la autora establece sus conclusiones, una vez aplicado el modelo. 1. Cambio a favor de la consideraci??n sist??mica de la situaci??n-problema (resultante de fuerzas); 2. Superaci??n del conflicto cognitivo resultado del uso indiscriminado de gravedad y peso; 3. Introducci??n en su esquema de la variable gravedad terrestre para diferenciar entre la aceleraci??n gravitatoria y no gravitatoria; 4. Mediante la coordinaci??n de esquemas (primero y segundo principios de la din??mica) puedo inferir que cuando la resultante de fuerzas es igual a cero, el cuerpo est?? en reposo o lleva velocidad constante, cuando es distinto de cero, el cuerpo sufre una variaci??n en su velocidad (aceleraci??n); 5. La coordinaci??n de esquemas le permiti?? conferir un significado preciso y adecuado al principio de acci??n y reacci??n; 6. Diferenciaci??n de magnitudes escalares y vectoriales (que necesitan considerar la direcci??n y el sentido). Ante el problema planteado en la investigaci??n y referido a si la ontog??nesis podr??a o no recapitular a la filog??nesis, decir que no tiene sentido suponer que los alumnos, por s?? mismos, puedan construir todos los conocimientos que, tanto esfuerzo y tiempo, costaron a los m??s relevantes cient??ficos; la ense??anza por descubrimiento dar??a paso al trabajo colectivo de investigaci??n dirigida, tan alejado del descubrimiento aut??nomo, como de la trasmisi??n de conocimientos ya elaborados.