Análisis histórico del principio de conservación de la energía, algunas pautas en la enseñanza de una ley.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2018-06-15

Este proyecto plantea un análisis del principio de conservación de la energía caracterizado por un enfoque histórico que muestra la relevancia de esta ley Física en cada ciclo de su formulación. El trabajo también considera algunas pautas como propuesta en la enseñanza de una ley, opiniones que son abordadas desde la sospecha de ciertas dificultades que los estudiantes tienen en la comprensión de un principio, en particular se ejemplificarán con el principio de Arquímedes. Las dificultades que se adjudican de acuerdo al aprendizaje de esta ley, así como las pautas para abordarlas se concluyen de las investigaciones que en los antecedentes bibliográficos se consideran. Así, la situación problema, los objetivos, el marco teórico y el metodológico se detallan a fin de argumentar tal propósito.

El desarrollo en el aula de ciencias de la aptitud para pensar científicamente.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2014-06-27

Se plantean los componentes o aspectos que caracterizan un “currículo para desarrollar el pensamiento científico” –en breve, un currículo cognitivo-: enseñar los contenidos disciplinares de manera que se estimule el pensamiento activo (es decir, trascender efectivamente el modelo didáctico expositivo), fomentar las habilidades metacognitivas y mediar intencionalmente en el desarrollo cognitivo del alumnado. Siendo este último aspecto poco conocido en la literatura, el objetivo primario del artículo es elaborar este elemento, ilustrándolo mediante los resultados de un proyecto de innovación y desarrollo curricular en el cual se pilotaron actividades de ciencias dirigidas a incidir en el desarrollo cognitivo de estudiantes de 11 a 15 años.

Dificultades en el aprendizaje de la Segunda Ley de Newton desde una perspectiva histórica - epistemológica y psicológica.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2019-02-18

En este documento nos limitaremos al problema de explorar, identificar y comparar por qué nuestros estudiantes no comprenden lo que enseñamos(dificultades en el aprendizaje), cuando se enfrentan a la Dinámica de los cuerpos desde la segunda ley de newton, considerando que esta ley requiere una comprensión elevada de la primera ley, así como la noción de cantidad de movimiento desde una mirada histórica-epistemológica y psicológica (ideas previas), La presente propuesta de investigación tiene como objetivo mostrar que uno de los orígenes de las dificultades que los estudiantes en física presentan con relación a la segunda ley de Newton, tienen una estrecha relación con las ideas (ideas previas) que los estudiantes poseen del mundo que les rodea, en especial de las analogías que los niños establecen entre fuerza y movimiento, la idea sutil que la realidad les muestra, la causa de un movimiento es la consecuencia de una fuerza que actúa sobre el cuerpo y se imprime en el mismo, Para mostrar este se utilizaron diversas fuentes bibliográficas que constaron lo antes descrito, además de evidenciar la relación entre las ideas previas de los estudiantes y la historia del movimiento. A modo de conclusión se termina el documento mencionando que los docentes deben replantear las prácticas con que diseñan sus clases, las nuevas ideas científicas enseñadas en el aula de clase deben contrastar las ideas previas de los estudiantes, los modelos científicos no deben reemplazar instantáneamente a los modelos de los estudiantes, este trabajo requiere de un ejercicio paulatino y sofisticado por parte de los docentes, en ultimas la enseñanza de la mecánica debe ser un proceso de adaptamiento donde el estudiante cuente con las herramientas de cuestionar y replantear lo que a diario experimenta.

Diseño de una secuencia didáctica focalizada en la competencia científica de modelización teórica mediante la construcción del modelo de rayos de la propagación de la luz.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2019-02-18

Este trabajo presenta el diseño y aplicación de una secuencia didáctica en la cual se integran la teoría psicogenética y sociocultural desde los principios que establece el programa de desarrollo de competencias científicas ¿pensar con la ciencia¿; ello con el fin de que los estudiantes de grado décimo de una institución de Santiago de Cali puedan elevar su nivel de pensamiento, es decir propiciar la transición de un pensamiento concreto a un pensamiento formal. La secuencia de actividades no solamente se diseña teniendo en cuenta los principios del programa sino también la adaptación de una de sus actividades para su posterior inclusión en la secuencia, ya que dicha actividad, la cual trata la proporcionalidad de sombras constituye un puente para el desarrollo de la competencia científica de modelización teórica o en su defecto un puente para la aproximación a esta, por el nivel de desafío cognitivo que exige y por su relación directa con el modelo de rayos de la propagación de la luz en línea recta. Con respecto a lo que se obtuvo se puede afirmar que el enfoque sociocultural promovido Vygotski para el aprendizaje mediante la interacción con sus pares y docentes, resultante de discusiones y plenarias acerca de nociones básicas relacionadas con la propagación de la luz a través de prácticas experimentales y de situaciones planteadas en la hojas de trabajo, es una buena forma de propiciar el desarrollo cognitivo al igual que las situaciones de conflicto cognitivo propuestas por Piaget; ello permitió que varios de los grupos durante la fase de actividades de contextualización y preparación se ubicaran en los niveles de pensamiento concreto avanzado y transicional (concreto avanzado/formal temprano). De igual forma en las actividades de construcción y aplicación algunos educandos pudieron situarse en niveles aún más altos de pensamiento pudiendo desarrollar así la competencia científica que se pretendía y de igual manera llegar a un modelo teórico (modelo de rayos de la propagación de la luz). Con respecto a lo anterior se espera que este estudio anime a los profesores de ciencias a incluir en su ejercicio docente el diseño y uso de este tipo de materiales escritos que tengan en cuenta tanto el desarrollo conceptual como el desarrollo cognitivo.

Evaluación formativa de unidades didácticas en física enfocadas en la formación de competencias científicas.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2018-04-23

El objetivo central de este proyecto de investigación - acción fue el pilotaje y consiguiente revisión de las unidades didácticas en física enfocadas en la formación de competencias científicas diseñadas por el investigador principal en un proyecto antecedente, realizado durante su año sabático (“Diseño y producción de unidades didácticas en física enfocadas en la formación de competencias científicas”), con la concomitante construcción de teoría fundada acerca de la facilitación de dicha formación. El diseño didáctico gira alrededor de reconocer la complejidad irreductible del desarrollo humano, mediado por la interacción social en la “Zona de Desarrollo Próximo” (Vygotsky), y las herramientas simbólicas y culturales, entre las que sobresale el lenguaje hablado y escrito y actualmente las TIC. Ello se concreta en la integración de las asignaturas de español y física fundamental I: en la primera, cursada por los estudiantes en el semestre previo al curso de física en el que se pilotaron las unidades, se usó como material de trabajo un “texto refutacional” de la “concepción aristotélica del movimiento”, que también fue el resultado de un proyecto de investigación antecedente. Para valorar la efectividad de este texto se aplicó el FCI (Force Concept Inventory) antes y después de la secuencia didáctica formada por los dos cursos; los datos se analizaron mediante el ‘Model Analysis’ de Bao&Redish, mostrando un cambio moderadamente significativo en el estado de conocimiento del grupo con respecto a la relación fuerza-movimiento. Los otros materiales diseñados fueron evaluados de modo cualitativo, mediante el análisis de las interacciones en clase (las cuales fueron grabadas en video) y el análisis de contenido de las producciones de los estudiantes en respuesta a las actividades propuestas, ambos análisis dirigidos a la identificación de problemas de diseño de las unidades. Los resultados de estos análisis se utilizaron en la revisión sistemática de las actividades y materiales. Otro aspecto del análisis, de acuerdo al marco teórico del proyecto, fue el desarrollo de la competencia de comunicación académica de los estudiantes, comparando las sucesivas versiones de sus producciones en respuesta a las observaciones del docente. Adicionalmente, se recogieron datos acerca de las percepciones de los estudiantes sobre la calidad del diseño didáctico seguido en el curso mediante un cuestionario anónimo en el campus virtual. Se concluyó que la atención puesta a las competencias comunicativas, tanto de lectura como de escritura de textos académicos, y la realización de actividades de modelación y simulación con TIC (“Mirando con lupa una función”, “Movimiento a control remoto”, “Sintiendo la relación entre fuerza y movimiento” y “¿Cuánto más rápido cae la bola más pesada?”), contribuyeron al compromiso cognitivo y afectivo de los estudiantes con el curso y al desarrollo de sus competencias conceptuales e investigativas.

Las fuentes de la didáctica de las Ciencias Experimentales y su estatuto epistemológico.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2015-08-25

Se discute la naturaleza de la Didáctica de las Ciencias en cuanto disciplina, considerándola comola“teoría práctica” o la “tecnociencia” relacionada con la educación en ciencias, un componente de esa práctica social que es la Educación. La noción de teoría práctica contrasta con la de teoría explicativa, la propia de las disciplinas científicas en sentido estricto. Desde esta comprensión de la naturaleza de nuestra disciplina se entiende que el saber experiencial o práctico de los docentes es una de sus fuentes fundamentales, a la par de las fuentes usualmente consideradas, a saber la filosofía de la educación, la disciplina científica objeto de aprendizaje (en sí misma y en su historia y epistemología), las disciplinas humanas y sociales (psicología, sociología, lingüística), y la investigación educativa. Abstract We discuss the nature of Science Education as a cognitive endeavor, considering it as the practical theory or “design science” related to scientific education, that component of the social practice called Education. The notion of practical theory contrasts with the notion of explanatory theory, the specificoneof the scientific disciplines strictusensu. This vision of the nature of Science Education Research implies that the experiential or practical knowledge of teachers is one of its main sources, at the same level as the sources normally considered: the philosophy of education, the scientific discipline to be learned (in itself and in its history and epistemology), the human and social disciplines (psychology, sociology, linguistics), and educational research proper.

Incidencia del diseño de trabajos prácticos de laboratorio en la construcción del concepto velocidad de reacción.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2018-02-13

La presente investigación expone tres estudios de tres estudiantes de la educación media, con el objetivo de estudiar cualitativamente la incidencia del diseño de trabajos prácticos de laboratorio en la construcción del concepto velocidad de reacción. En consecuencia, se plantea como hipótesis de investigación que el diseño y desarrollo de los trabajos prácticos de tipo investigativo en la enseñanza y aprendizaje del contenido de velocidad reacción química, ayudan al desarrollo del pensamiento formal; a articular y diferenciar los tres niveles de representación; a superar algunas dificultades de aprendizaje y a comprender conceptualmente la velocidad de reacción en las reacciones químicas. Así mismo, de acuerdo a lo anterior, surge como pregunta de investigación: ¿Qué incidencia tiene el diseño de trabajos prácticos de laboratorio en la construcción del concepto velocidad de reacción?. Para responder a esta pregunta, se desarrollaron tres estudios de casos a través de los cuales se estudió el proceso de enseñanza y aprendizaje de tres estudiantes durante el diseño, implementación y evaluación de los trabajos prácticos en un laboratorio escolar. Así mismo, se tomaron varias fuentes de datos del estudio, las cuales fueron trianguladas para conseguir mejor confiabilidad en los datos y, con base en dicha información, utilizando la teoría fundamentada (Straus y Corbin, 2002),se procedió a analizar la información y construir una generalización naturalista del fenómeno de estudio que permitiera interpretar y dar respuesta al problema de investigación. Finalmente, gracias a la generalización construida se logró determinar la incidencia del diseño de trabajos prácticos de laboratorio en la construcción del concepto velocidad de reacción en los tres alumnos estudiados. Los datos evidencian principalmente que, la implementación e Incidencia del Diseño de Trabajos Prácticos de Laboratorio en la Construcción del Concepto Velocidad de Reacción integración de los trabajos prácticos en los procesos de enseñanza y aprendizaje del concepto de velocidad de reacción, permiten un desarrollo formal de las habilidades cognitivas de los estudiantes. Además, ayudan a que los estudiantes articulen y diferencien los tres niveles de representación de la química cuando analizan e interpretan un problema o fenómeno químico. De la misma manera, permiten crear un escenario que potencia o cataliza la superación de las dificultades de aprendizaje y les permiten comprender dicho contenido escolar.

Influencia de la inteligencia emocional en la enseñanza, aprendizaje y evaluación de las ciencias naturales.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2017-04-24

Los propósitos que se quieren alcanzar con este trabajo son el de diseñar y evaluar una secuencia de actividades para el desarrollo de la inteligencia emocional y cognitiva en los estudiantes, lograr una formación integral abordando las dimensiones del sentir, el pensar y el actuar y diseñar una estrategia alternativa para impartir educación emocional. Investigaciones recientes en el campo de la enseñanza y la psicología han arrojado que integrar en la enseñanza y la evaluación las competencias afectivas permite motivar hacia el aprendizaje escolar y otros aprendizajes, posibilitando el desenvolvimiento competente de los estudiantes en diferentes contextos.

Laboratorios virtuales en el aprendizaje de los conceptos físicos en estudiantes de educación media y universitaria.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2019

Los Laboratorios Virtuales para el estudio de la Física cada día ganan más espacio en el campo de la educación. El presente trabajo de grado realiza un recorrido en la discusión en torno a la importancia de la implementación de las TIC en la educación y la aplicación de Laboratorios Virtuales para el aprendizaje de la asignatura Física en los niveles de enseñanza Media Vocacional y Superior o universitaria.

La noción del Estado Cuántico.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2013-06-28

Se discute el valor semántico de la palabra 'estado' en el contexto de la teoría cuántica; esto es, cuando la palabra se aplica a los sistemas microfísicos: En qué sentido se emplea ese término en frases como 'tal operador es la matriz densidad que describe el estado de un sistema cuántico'? Se parte de la caracterización epistemológica de las teorías físicas mediante la noción introducida por Agazzi, "contexto de objetividad". Se estudian los "predicados básicos" que definen el contexto de objetividad de las teorías clásica. Se muestra que la función de onda de la teoría cuántica no constituye un predicado básico, por lo cual la noción de estado propia de la última difiere semánticamente de la noción cuántica d estado desde la perspectiva de la interpretación de Copenhague.

"Pensar Con La Ciencia" : Desarrollo De Competencias Científicas.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2015-09-23

¿Qué impacto cognitivo, medido por el model analysis, tiene el uso de un libro de texto refutacional como recurso didáctico en la enseñanza de la primera ley de newton en los estudiantes de décimo grado de un colegio de Cali?

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2016-07-05

Se incorporó un texto expositivo refutacional (TER), en el programa de un curso de física durante los primeros dos periodos académicos a finales del año 2012, en cuatro grupos de décimo grado de un colegio del sur de Cali. Aplicando la propuesta de Uribe (2010), para enseñar el modelo newtoniano del movimiento de la partícula, haciendo énfasis en la comprensión de los conceptos, trascendiendo de la enseñanza de la mera resolución de problemas típicos con el andamiaje matemático que implican, propuesta materializada en un texto expositivo refutacional (TER). Se identificó el modelo que predomina en la mente de los estudiantes a través del FCI analizando la información con la metodología de análisis del estado de conocimiento de un grupo-clase respecto a un concepto científico denominada Model Analysis (Bao & Redish, 2006). Los resultados de la intervención se compararon con un quinto grupo de la misma institución que siguió un programa de enseñanza tradicional.

Sistematización de una experiencia para la enseñanza en el aula de clase de la expansión adiabática de una gas : una vía para fortalecer el pensamiento científico en los estudiantes de física fundamental II de la Universidad del Valle.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2016-07-05

En este proyecto se presenta una sistematización de una experiencia vivida en el curso de Física Fundamental II, vista en el periodo febrero-junio de 2012, con la cual se diseñó una actividad de aula (para el estudio de la expansión adiabática de un gas) puesta en práctica con los estudiantes de la Licenciatura en Matemáticas y Física del curso de Física Fundamental II del periodo Febrero-Junio de 2014, y con la que se espera que logren relacionar los conceptos de la termodinámica tales como: variables de estado, trabajo, energía interna, procesos termodinámicos, y los conceptos de tiro parabólico tales como: velocidad, energía cinética, tiempo y distancia, entre otros. Con esta actividad se pretende que los estudiantes desarrollen una mejor comprensión de los tópicos pertinentes y fortalezcan su pensamiento científico, al tiempo que sirve de recurso para que los docentes reflexionen sobre la forma tradicional de enseñanza y evaluación.

La transformación en la explicación y la comprensión del movimiento : desde la concepción aristotélica hacia la newtoniana.

Uribe Gartner, Carlos Julio | 2017-09-13

CONTENIDO: Modelo Aristotélico del movimiento -- Movimiento uniforme y primera ley de Newton -- Movimiento no uniforme y segunda ley de Newton.