¿Ingresan los alumnos a la Universidad con un adecuado desarrollo de los niveles de razonamiento?

1 INVESTICACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS INGRESAN LOS ALUMNOS EN LA UNIVERSIDAD ~oN UN ADECUADO DESARROLLO DE LOS NIVELES DE RAZONAMIENTO? BRAGA, I.L. Departamento de Fisica. Universidad de Concepción. Concepción (Chile) SUMMARY Most of the students that enrol in the area of physical sciences and mathematics, in the Universities in Chile fail in the first courses of physics and mathematics. To try to solve this problem a course on intellectual development was devised; the contents and outcome of this course are presented. 1. INTRODUCCION El hecho de que más del 45% de los alumnos que ingresan a la Universidad, en el área de las Ciencias Físicas y Matemáticas fracasen al cabo del primer año, ya sea en Fisica, Matemáticas o ambas asignaturas a la vez, no hace más que acumular evidencias de que una gran mayoría de los alumnos que ingresan a los primeros años de esta área (correspondiente a las carreras de Ingeniería y licenciaturas), no presentan un adecuado nivel de razonamiento (Renner y Lawson 1973), (Workschop on Physics 1975), (Renner 1976), (Braga 1980), (Robbins 1981), (Arons 1981), que les permita ingresar a los cursos introductorios de Matemáticas como de Fisica, con los prerrequisitos mínimos de habilidades intelectuales correspondientes a los patrones de razonamiento. El primer objetivo de este artículo, consiste en mostrar algunos resultados provenientes del trabajo de investigación denominado ((Identificación de las causas más relevantes que inciden en los bajos rendimientos de los primeros cursos de Fisica y Matemáticas en el sistema universitario chileno)), (desarrollado en el Departamento de Fisica de la Universidad de Concepción) y que avala la afirmación inicial acerca de los niveles de razonamiento presentado por los alumnos que ingresan a dichos cursos introductorios. El segundo objetivo es dar a conocer un modelo de curso destinado exclusivamente a producir rápidos cambios en los niveles de razonamiento de los jóvenes universitarios y que ha mostrado ser bastante efectivo al aplicarlo en forma experimental en la Universidad de Concepción. 2. EVALUANDO LOS NIVELES DE RAZONAMIENTO DE ENTRADA Para evaluar el nivel de razonamiento de entrada de los alumnos, disefiamos y validamos un instrumento, basándonos en las pruebas originales del propio Piaget (Piaget e Inhelder, 1972) y en algunas otras que han sido utilizadas en otros países con tal fin, (Lawson, 1978), (Longeot, 1965), (Raven, 1973). La prueba mide el grado de dominio del alumno en los siguientes tipos de razonamiento: Razonamiento de conservación, falta de información en una línea de razonamiento, cadenas de razonamientos, razonamiento hipotético deductivo, razonamiento tipo control de variable, etc. Esta consta de dos partes, la primera es simplemente de trabajo con papel y lápiz y la segunda Darte debe ser administrada personalmente a cada alumno en el laboratorio (en elmapéndice A, se consigna una de las pruebas utilizadas para hacer la medición del nivel de razonamiento). En la tabla 1, se consigna la información relativa al nivel de razonamiento de los alumnos que ingresaron a la Escuela de Ingenieria de la Universidad de Concepción, durante los aÍíos que se indican. Como criterio para discriminar entre dominio y no dominio, se consideró que un alumno domina un determinado tipo de razonamiento si éste presenta como rnínimo un 55% de eficiencia en el desarrollo de la o las situación (es) propuestas para medir tal tipo de razonamiento en especial. Al analizar los resultados presentados en la tabla 1, se observa que la mayona de los alumnos carecen de un 16 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1987, 5 (1). 16-26 INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS Tabla 1 NIVEL DE RAZONAMIENTO DE ENTRADA TIPO DE RAZONAMIENTO 1978 1979 1 y80 1982 (225)* (243)* (328)* (576) * NO N O NO NO DOMINA DOMINA DOMINA DOMINA DOMINA DOMINA DOMINA DCMINA % % % % % % % X UNA L INEA DE RAZONAMIENTO 78 22 74 26 80 20 68 32 (3 PASOS) 92 8 91 9 85 15 82 18 CO DEDUCTIVO 79 21 83 17 85 15 79 21 EN DESARROLLO DE MODELOS 80 20 85 15 88 12 NO EVALUADO LA PREDICCION DE CONSE87 13 90 10 91 9 84 16 CUENCIAS Los N entre paréntesis corresponden al N' de alumnos ingresados a la carrera de ~ngenierfa en la Universidad de concepción en los años indicados. desarrollo adecuado de los niveles mínimos de razonamiento, para desenvolverse en un curso de Física universitario, con algunas posibilidades de éxito. Conclusiones similares se encuentran en estudios realizados en EE.UU. y en Europa (Winnon, 1971); (Robbin, 1981). A la luz de estos resultados es perfectamente explicable entonces, los pésimos rendimientos de los primeros cursos de Física en las Universidades. Para encarar la problemática que presentan los alumnos que ingresan a la Universidad, diseñamos un curso destinado especialmente a promover el desarrollo de los niveles,de razonamiento, y cuya sinopsis, forma de trabajo, resultado de su aplicación, implicaciones y conclusiones daremos en la siguiente parte de este articulo. 3. CURSO PARA DESARROLLAR NIVELES DE RAZONAMIENTO DE LOS ALUMNOS QUE INGRESAN A LA UNIVERSIDAD Se desprende del trabajo de Piaget que el desarrollo de los niveles de razonamiento es sólo posible a través del proceso que él llama de auto-regulación: siendo cruciales en este proceso los factores de experiencias Física y transmisión social. Teniendo en cuenta lo anterior, se diseñó el curso, de modo que se demande a los estudiantes una continua y activa participación en cada una de las actividades puesto que, por lo general, los cambios de los patrones de razonamiento son algo que no se puede aprender leyendo un libro sino más bien mientras el estudiante está realizando y analizando los resultados de su propia experiencia, es decir, mientras trabaja activa y directamente con los fenómenos (curso enteramente activo). El curso fue también diseilado de modo que no le demande en absoluto al alumno aprender una serie de contenidos sino que, más bien se considera a estos como un simple medio para organizar la serie de actividades, con el fin de conseguir el desarrollo de los diferentes niveles de razonamiento. En el diseilo de este singular curso, se ha tenido en cuenPara darle una cierta organicidad al curso, se eligió usar ta especialmente el trabajo desarrollado por el psicócomo columna vertebral de él, la estrategia corresponlogo Jean Piaget, quien ha estudiado ampliamente lo diente a la serie de los procesos científicos, cuya utilirelativo al desarrollo del razonamiento en los jóvenes. zación contribuye enormemente al objetivo del curso. ENSERANZA DE LAS CIENCIAS, 1987, 5 (1) 17 INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS En el apéndice B se consigna la sinopsis de uno de los cursos desarrollados con este fin. Allí encontrará en la primera columna, los tipos de razonamiento qiie se pretende desarrollar conjuntamente con el proceso que le sirve de base y, en la segunda columna, encontrará la correspondiente situación problemática que el alumno debe resolver. 4. DESCRIPCION DEL CURSO El curso se desarrollará en base a tres tipos de actividades relacionadas mutuamente entre ellas, estas son sesiones de laboratorio, sesiones de coloquio y sesiones generales. 4.1. Las sesiones de laboratorio Tienen como finalidad primordial proporcionar al alumno la oportunidad de: - Que pueda manipular en el laboratorio los elementos necesarios, de modo tal que consiga familiaridad con los entes concretos, para a posteriori llegar a desarrollar abstracciones a partir de la información concreta por él procesada. -. Que se desenvuelva en forma grupal, de modo que en conjunto puedan planificar, realizar y analizar una secuencia de pasos destinados a resolver las situaciones problemáticas planteadas. - Que desarrolle la capacidad de síntesis a travis de la elaboración de la comunicación del trabajo realizado por él. Estas sesiones han sido planificadas de modo que un docente trabaje con un grupo de 24 alumnos como máximo, divididos en grupos de 4 alumnos cada uno, trabajando durante 3 horas semanales. Ellas se desarrollarán principalmente en base a situaciones problemáticas a resolver. (En el apéndice C se presenta una actividad del tipo desarrollada en las actividades de laboratorio). 4.2. Las sesiones de coloquio Son también de trabajo netamente grupal, en la cual cada profesor maneja el mismo grupo que para las sesiones de laboratorio y donde se realizan fundamentalmente las siguientes actividades: - Revisión de la comunicación del trabajo realizado 1 l en el laboratorio, por medio de los mismos alumnos. ! - Análisis crítico de los resultados de los ! experimentos. - Desarrollo de una profusa ejercitación de los diferentes tipos de razonamiento, mediante situaciones pre blemáticas relacionadas con las actividades realizadas en las sesiones de laboratorio. (En el apéndice D se presenta un tipo de material utilizado en las sesiones de coloquio). 4.3. Las sesiones generales Son la parte menos importante del curso y se han incorporado más que nada como un medio para darle una visión de conjunto a este. En ellas se desarrollan entre otras, las siguientes actividades: motivación al trabajo a realizar durante la semana, análisis crítico de las conclusiones de algunas experiencias, planteamiento de problemas a analizar para contribuir al desarrollo de los niveles de razonamiento. Semanalmente los alumnos, primero, deben asistir a las sesiones generales, luego, asistir a la sesión de laboratorio y, por último, asistir a la sesión de coloquio respectivamente. 4.4. Evaluación La evaluación del progreso en los diferentes niveles de razonamiento, se va realizando periódicamente durante la realización del curso, mediante una serie de pruebas disefiadas especialmente para tales fines. Cada una de estas pruebas de razonamiento (de carácter formativo), le informa al alumno acerca del estado de desarrollo en cada uno de los tipos de razonamiento considerados. Las pruebas a que son sometidos los alumnos durante el desarrollo del curso van aumentando paulatinamente su grado de dificultad, ya que ellas van midiendo cada vez niveles más superiores de razonamiento. La prueba final es una medida del nivel de razonamiento alcanzado por cada alumno de este curso. Algunas de las pruebas a que son sometidos los alumnos durante el curso, deben realizarse solamente con papel y lápiz, otras en cambio, como por ejemplo la de control de variables, corresponde a una situación totalmente experimental; ya que solamente a través de su realización se revela el nivel de razonamiento alcanzado. S. RESULTADOS En los gráficos de la fig. 1 se consignan los resultados comparativos de los niveles de razonamiento de entrada y salida, de los alumnos que prosiguieron los cursos destinados especialmente a desarrollar la capacidad de razonamiento, realizado durante los años 1978 y 1979, en que se probó si el curso logra o no producir cambios significativos de los niveles de razonamiento, de los alumnos que ingresan a la Universidad de Concepción, a las carreras de Ingeniena de esos afíos. Como puede apreciarse de la información dada, se observa un significativo desarrollo de los niveles de razonamiento. ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1987, 5 (1) INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS l .* figura 1 Gráficos comparativos de Los niveles de razonamiento de entrada y salida CGNTROL DE VARIABLE RAZONAMIENTO CONSERVACION FALTA INFORMXCION EN LI - NEA DE RAZONAMIENTO eADENA DE RAZCNAMIENTO PAZONAMIENTO HIPOTETICO - DECUCTXVO RAZCNAMIENTO DE PROPOR - CI ONALI DAD RAZONAMENTO INDUCTIVO EN DESARROLLO DE MODEUIC RAZCNAMIENM DEWCTIVO - PKEDICCION DE CONSECüEN - CIAS ÜE rJN MODELO . ENTRADA NIVEL CZ DCMINIO S AL1 DA NIVEL DE DOMINIO ;O i oo 20 40 i3 RO inn % ENTRADA S AL1 DA NIVEL DE DCMINIO NIVEL DE DOMIEfIO 90 20 40 63 30' : 1C % O0 10 SO 60 80 109 % CONTROL DE VARIABLE RAZONAMIENM CONSERVACION FALTA INFOWCION EN LI - NEA DE RAZONAMiENTO CADENA DE RAZONAMIENTO RAZONAMIENTO HIPOTETICO - IlE WCTIVO RAZCNAMIENm DE PROPOR - CIONALI DAD RAZONAMIENTO INWCTIVO EN DESARROLLO DE MODELa RAZCNAMiENTO DEWCTIVO - PREDICCION iX CONSECüEN - CIAS DE üN HOOELO ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1987, 5 (1) 1 I i INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS Con el objetivo de poder analizar el desenvolvimiento académico de los alumnos que cursaron estos cursos y poder determinar en definitiva si las estructuras de razonamiento desarrolladas por los alumnos, están disponibles para ser utilizadas por éstos en los siguientes cursos, disefiamos un exhaustivo programa de seguimiento, con el fin de poder detectar las dificultades con que se encontraron los alumnos, a fin de hacer los cambios necesarios y ajustes correspondientes a los próximos cursos de este tipo. Nuestro análisis se centró escentaje que bordea el 73% de los alumnos que ingresan a la Universidad. 2) Los cursos que se disefian deben tener en cuenta los l factores fundamentales que prescribe la teoría de Piaget, para el desarrollo del razonamiento. 3) Se producen notables mejoras en los niveles de rendimiento de los cursos convencionales de Física, si previamente se somete a los alumnos a cursos intensivos, destinados a comuletar su nivel de razonamiento. pecialmente en los cursos de Mecánica que estos alumnos deben seguir a continuación de este curso. En los 4) Cómo el alumno tiene que realizar un número de actividades experimentales que él debe de informar. Se gráficos de la fig. se producen mejoras notables en el nivel de comunicación de los cursos de Mecánica de 1975 a 1977, cuyos alumde los alumnos. , nos ingresaron directamente al curso de Mecánica con I los reidimientos de los alumnos de Ingeniería, que previamente cursaron el curso de desarrollo de las capaci7. DIFICULTADES ENCONTRADAS AL REAdades de razonamiento (de 1978 adelante). LIZAR ESTOS CURSOS Es importante dejar expresa constancia que el programa del curso de Mecánica no sufrió variación alguna por la implementación del curso de desarrollo de las capacidades de razonamiento, todavía más, los profesores que lo dirigían no cambiaron mientras se hizo la experiencia de implementación de estos cursos especiales. 6. CONCLUSIONES GENERALES Al evaluar el inmenso cúmulo de experiencias e información recogida desde la génesis de este curso hasta su puesta en marcha y evaluación final, podemos mencionar las siguientes conclusiones de importancia: 1) Es posible disefiar cursos para producir rápidos desarrollos en los niveles de razonamiento de una gran mayoría de los alumnos que ingresan a la Universidad, al área de Matemática y Física. Nuestra experiencia muestra que con un curso de este tipo (de un semestre de duración) sólo es posible lograr un significativo desarrollo de las estructuras de razonamiento en un porA) En el ambiente docente: - Reticencia para hacer un curso sin contenido específico. - Dificultad para convencer a autoridades de por qué hacer un curso para desarrollar las capacidades de razonamiento. - Dificultad para hacer cambiar la mentalidad de los docentes y permitir que los alumnos piensen y puedan desarrollar su nivel de razonamiento. - Dificultad para formar equipos docentes dispuestos a trabajar con una modalidad diferente de un curso tradicional. B) En el ambiente estudiantil: - Dificultad para convencer a los alumnos que los contenidos mismos no son importantes sino sólo un medio para producir los desarrollos deseados. - Dificultad para hacer pensar a los alumnos, ya que ellos quieren más que nada memorizar y luego repetir una información. SIN CURSO PREVIO DESAKROLLO CAPACIDAD CON CURSO PREVIO . DESARROLLO CAPACIDAD DE Y KAZUNAMIENTO v1 9 r. Q) m O Fl. r. t. Fa0 m m m m m cn - - - - - 7 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1987, 5 (1) . - - - - -aAh INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS 1 8. DIRECTRICES FUTURAS Como los resultados obtenidos han sido tan promiso- ; rios, hemos realizado un detenido estudio de cada una de las dificultades detectadas para poder minimizarlas o eliminarlas, con el objeto de que iniciativas de este tipo puedan desarrollarse en distintas Universidades chilenas o latinoamericanas, para así llegar a mej~rar sustantivamente los rendimientos de los primeros cursos universitarios de Física y Matemáticas. Sin embargo, como se menciona en la enumeración de dificultades, un ((curso como el descrito)), que es un curso que exclusivamente desarrolla el nivel de razonamiento, cuesta mucho introducirlo en cualquier curriculum de las carreras de Ingeniería y Ciencias, ya que estas áreas tienen de por sí, un plan recargado de cursos y además, están limitados por el tiempo. Teniendo muy presente esta importante limitación, nos encontramos avocados al diseilo de cursos de Física, en los cuales se desarrolla dentro del contexto mismo del curso de Física, los niveles de razonamiento I superiores. l Este enfoque conjunto presenta un desafío mayor, ya que es preciso resolver una difícil problemática para congeniar el desarrollo lógico de la disciplina misma, con el desarrollo de los niveles de razonamiento que se desea alcanzar. I REFERENCLQS BIBLIOGRAFICAS I ARONS A., 1981 Thinking, Reasoning and Understanding in Introductory Physics course The Physics Teacher, P.P. 167-172. BRAGA L., 1980. Evaluando las Habilidades Intelectuales de los alumnos que ingresan a la Carreras de Ingeniería en las Universidades chilenas. Publicación interna. Facultad de Ciencias. Universidad de Concepción. LAWSON A.E., 1978. The development and Validation of classroom test of formal reasoning, Journal of Research in Science Teaching 15. pp. 11 -24. LONGEOT F., 1965. Test to atte mpt the development logical thinking on Piagetan line, Bulletin del Institute National D'Etdue. pp. 219-235. PIAGET e INHELDER, 1972. De la lógica del nifio a la 1ógica del adolescente (Paidos) (Buenos Aires). RAVEN, 1973. The development of a test of Piaget's logical ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1987, 5 (1) operations, Science Education. 57, pp. 377-385. RENNER J., LAWSON A., 1973. Promoting Intellectual Development Through Science Teachin The Physics Teacher pp. 273-276. RENNER J., 1976. Significant Physics content and intellectual development cognitive development as a result of interaching with Physics content. 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NO so corregirán en absoluto respiestas sin el razonamiento y fundamentacibn. hntaje situación N. 1 Funtaje situación N' 2 Funtaje situación N. 3 funtaje situacidn N. 4 funtajc situación N. 5 Funtaje simacidn No 6 Funtalc situacibn N. 7 funtaje altuación N. 8 Funtaje situación N* 9 Funtajs situación N. 10 sxxxIm 1: niponga que tensnos dos cuerpos maciros,.de diferente fama [uno cilíndrico y el 0-0 esférico), p50, de iguales voiUmenes y de d~ ferentar pssr (ya que uno es de acero y el otro es de plomo). Suponga adda que tima dos tubos iwales (1, 2) llenos hasta el mimo nivel, UU Tubo 1 Tubo 2 Aqua Alcohol uno con agua y el otro con alco hnl. Ahora, si se intrduce el cili' dro de acero en el tubo 1 y la esfera de plomo en el tubo 2. ic6m serán los niveles de los liquido5 en los tubos?. Explique N respuest? indicando el razO"am:eFtO sem>~do. SIlVACION 2: suponga que se tiene una barra de aluminio de 25 cm de longitud. la cual pesa 3 N y una barra de cobre del mimo diámetro y longitud. la cual pasa 7.5 N. Si se corta un pdazo de la barra de aluminio que psa 1 N y un pdaz; exactamente de igual longitud de la barra de cobre. Lcudnt0 pesar6 e1 trozo de cobre que queda daspiés de hacer el corte? Uplique. chao llegó a su respesta. SINACION 3: Un volumen da 30 cm3 de agua se añade a 50 cm3 de are no saa. obteniéndoss un volumen total da s610 60 cm3. Trate de podar fo-lar una posible explicación de este sorpsdmtc resultado. ¿cómo podría poner e prueba ai explicación para ver si es correcta? SINACICN 4:La ley que dersrlbela magnitud de la fuerza de interacción entre dos cuerpos m función de la distancia que los separa, est6 dado por : Z z F-AL-2 R~ Dondo A - cte. i1 y Z2 Propiedades de los cuerpos. Distancia de separación aipbnqas. abra <re cuando los euupos con propiedades z y z están a una distancia de 1 .5 m, se atraen con una fuerza de tkracctdn de P ~evton. a) LíuSnto habría pie reparar los cuerpos para que la fuozd de interaccidn fuma d. F/2? b) cíubnto WhibrP que separar loa cuerpos para qui la fuarza de intcracción ssi d. 3 veces el valor inicial? cl tíusnto habría *o separar los cuerpos para que la fUarza de interacción fuma cero? dl LQJb variación aperimcntarfa la fuarra Inicial si la distancia atrc los cuerpos se duplica, s la v.z que el cuarpo de propiadad Z1 disminuye s Z1/2, mientras que el otro aumenta de Z2 a 2Z2? SI~VACION 5: %ponga que tenanos cuatro aldeas primitivas (A, B. C. D), aisladas. pero cada una da ellas está equipada con radio-tel€fono Ireqalo de 8.11 ~clcphoncl . ~l radio-tel6fono. consiste en una radio transmlrora y en una radio receptora. Todas las aldeas se encuentran dentro del alcance de c<municsciÓn de lar otras. asl, un nenrale pede ser enviado directamente entra dos estaciones Nale~iera, cuyos ra - dio-t.16fonos preden ser rintonizador a la mima frmrencla. También el mensaje pede ser recibido a una aldea, en una frecuencia y witido a otra aldea en otra frecuencia, pro. no pieden enviarse mensales entre dos aldeas cuya radio-telefonos no pueden ser sintonizados a una nisna frecuencia. Lea dotenidaante los enunciados -e s. lo indicardn y, que le savirán @ 8 para rospondu las r.sprcstas da mas abajo. mNCm N. 1 : las ?.dio-tolkfonos sintonizados a una frrumcia -h. ennrm N. 2: las radio-tclCfonos do las aldoas C y D prdan su s~litoni&os a la fr.~ncia fl. PRECUNR: asado wlment. en los enunciados uno y dos, ¿pralla gente de la alda A. cmunicarse VL radio-LelCfono cm nquollos de la aldea C? (Haqs una cruz a la resprestas qum corresponda). SI ........... NO ......... No hiy suficiente info-iém pra ros - pndar la prtguntd ......... Upli-c por pie dio su respresta. QWHCm N. 3, las radio-tdhfonoa M las aldeas C y B. pdm 8bos sar sintonirdo0 a una frrvwia f2. Toisndo m menta los tres enunciados anteriores, mntsste las dos prsquntas siguientes: PROGVm: tRie30 1s gmto da al aldea o. miar un nenaaje a 1s gende de la aldc. 87 SI .......... NO ......... No hay aificiente infamación para respo-n dar la prqunta ........... Uplique por pri dio esa respresta SIlUACICü 6: La iiguimto, es una NI~OY miquina que tiene cuatro entrada., E , E , E , E y taabién matra salidas S . S2,,S3, S . Cc da entrada istá2n>nkda con una respectiva salidaldel mimo nimero. Considere que lar aldeas es& relacionadas con la entrada, de la siguiente fomai - Las letras introducidas m EO). salen por la salida s(1) invertl PtnsAl dar de derecha a izquierda. - Las letras intrdueidas m E(2) salen por la salida s(2) al rc- "6s (patss arriba). - Lds letras introducidas M ~(31 salen pr la salida S01 al rw6n (patas arriba) e invertidas de izquierda a derecha. - Las letras introducidas m e(4) salen derechas pero mplificadas por un factor 3. a) Si se intdujara 1s letra N por la E(!), iquC aparecería en la mi. ma salida7 ........................................................ b) ¿Chao deberla Introducirse la letra P en el canal 3 para qur salga por 1. misalida cm0 se ve nomalmente? ................................................................... CI ¿Cb re observarla la letra Z m la salida si se la intrduce por la entrada E(2)? ................................................. di iaál de las siguientes letras A. X, J. P. no se vería afectada 51 se la sornatiera en malquiera de las tres prvnaras entradas de la caja? .................................................................. SINACIm 7: n> esta situación se trata de estudiar la fl-ibili - dad de un conjunto de varillas. especiahc"tc en lo que se re1acIon.a ni lasvarillas largas o cortar .on m6s flaiblu. Para responder las siguientes prqntas debe da considerar el siguiente conjunto de varillas. a) tnibles parea de varillas prad. Vd. crnpvu para encentrar si las varillas largas se mrvan ids que las cortas? bl Lfuede Ud. comparar las varillas 6 y 7 para averiguar si las vuillas largas w aman más ple las mrtaa? Lmr qui si o, quk no? c) tíubles variilas ccmpararía Ud. para ru si las varillas de Zinc o. NnrM más que las do acero? tmr qu€ W. olige estas dos vui - llas +-; -pararlas? d) ¿fuede Ud. comparar las varllias 2 y 8 para va si las sarilla. do zinc se cuma ds pl. las de scuo? tmr m6 no? SIlVACIQI 8: Rt el circuito do la figura, 1, 2, 3, 4, 5, 6, .~n todas ampolleus iguales, y s , s , s,, S , son inturuptor.~ qui predd os& si 1: psicidn curado o abiu'a. Para cada UM d. 1.. plWnUS, Lidi-O pli rondicimos deben du=i .S drlr, indique dio tdrb que estar los Inturupro - res del circuito. (AbiOXrO O c~~A~os), pera que se verifique lo indicado a ella. ¿m& condiciones daban darse para ~2.i a) Sdlo encienda una Ampollotai ........ ........ ........ ........ s1 s2 s3 S4 bl sólo dos aapollatas Qcindmr S1 ........ s2 ........ s3 ........ S, ....... C) sólo cuatro ampolletas esth encendidas: ........ ........ ........ ........ S1 s2 s3 s4 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1987, 5 (1) INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS dl Ninquna encendida: S, ........ s2 ........ S, ........ S4 ........ el S610 la ampolleta 1 y 6 enciendan SI'mnCION 9: el motor de un autdvil plerde aceitei las gotas de acerte caen al camino a razón de una por cada 2 segundos. En el diagrama de m6s abajo. se muestran las gotas de aceite deladas en el canino inaairahcnte no M e1 tamaño natural). Las manchas grandes representan gran cantidad de aceite. la 1hs. de trazos B C. significa que hay una gran distancia entre B y C en la cual las gotas de aceite no han sido contabilizadas y similaraente ra DE y FC. e..... --- ..... .- A I C D -S .... ...... ----. -D L r CW ........ a) cpié inferencia p.irfa hacer acerca del movimiento del auto donde hay grandes manchas de aceite? b) ¿Sería posible determinar el tiwpo que dwor6 el auto en ir de C a D7 bplime. c) cpié inferencias podría hacer respecto al movimiento del auto en el trayecto AB y CH? d) Si las gotas de aceite en la posición CD. están separadas por 7 m5 tros. ¿cuán rhpido viaja el auto7. SIWACION 10: El dihjo. muestra dos pedazos de metal lamindo, del mimo espesor y de la mima drea. El cuadrado es de aluminio y pesa 12 unidades y, el otro, es de hierro y pesa 49 unidades. Ahora, se hace un aqujero circular M el trow de alum~nio y un aqujero cuadrado en el de hierro de lado iqual al dihetro del aquiero circular. si desptés de hacer los aquleros, el pedazo de aluminio restante pesa sólo 7 unidades, ¿cuánto pesara el trow de hierro rsnovido? Por favor. indique claramente cano 114 a su rssptesea.- APENDICE A Prueba: Medición del desarrollo intelectual (Parte B: control de variable) La experiencia de hoy consiste en que Ud. estudie de que factores (o variables) depende el periodo de oscilación de un péndulo. LLAUESE PERIODO DE OSCILACION DEL PENDULO AL TIEUPO QUE DEUORA ESTE EN IR DESDE UNA POSICION EXTREMA A, AL OTRO EXTREMO B. Y LUEGO RETORNAR A A (Ver Fig. ). APENDICE B Modelo de Curso: Desarrollo niveles de razonamiento Versión 1980 HABILIDADES INTELECTUALES A DESARROLLAR (PROCESOS) DISCRIMINAR ENTRE OBSERVAR E INTERPRE TAR (PROCESO DE OBSERVAR) RAZONAMIENTO PROPORCIONAL (PROCESO DE UEDIR) RAZONAUIENTO PROPORCIONAL (PROCESO DE MEDIR) (PROCESO DE COUUNICAR) . RAZONAUIENTO PROPOSICIONAL RAZONAMIENTO PROPORCIONAL (PROCESO DE MEDIR, COUUNICAR) . RAZONAMIENTO PROPOSICIONAL RAZONAMIENTO PROPORCIONAL. FALTA DE INPORMACION EN UNA LINW DE RAZONAMIENTO. RAZONAUIENTO INDUCTIVO, RAZONAMIENTO DEDUCTIVO CADENA DE RAZONAMIENTO. (PROCESO DE INFERIR). RAZONAUIENTO DEDUCTIVO, CADENA DE R& ZONAMIENTO (PROCESO DE PREDECIR). CONTROLANDO VARIABLES RAZONAUIENTO DEDUCTIVO (PROCESO CONTROL DE VARIABLES) RAZONMIENTO UIPOTETICO DEDUCTIVO RAZONAMIENTO PROPORCIONAL. OBSERVANDO EL COMPORTAMIENTO DE UN PENDULO ACE PLADO . para ayudar en su trabajo le sugerimos que: a) Haga primero una lista de posibles factores de los cuales Ud. imaqlna que depende el parlodo del pdndulo (mencione al menos cuatro). b) Haga todas las experiencias necesarias pa ra encontrar de quC factores depende el período de un pandulo. Deje constancia de todas lar experiencias realizadas, en su hoja de trabajo. NO OCUPE NAS DE 40 MINUTOS EN LAS PAR TES si y b) . -. C) Una vez determinados los factores de los cuales depende el perfodo del péndulo, elija uno de los factores y estúdielo exhaustivamente, de manera que Ud. sepa finalmente c6mo depende el perfodo del péndulo del factor elegido. Esta parte de su trabajo debe anotarla a continuaci6n. con todo detalle, hasta llegar a su conclusi6n. NOTA, Sobre su mesa encontrar& ciertos materiales. si Ud. cree que necesita m6s materiales o instrumentos para su trabaio, puede pedirle a su profesor.- MIDIENDO LAS DEIORMACIONES SUFRIDAS POR UNA Cg LUUNA, DE AIRE. MEDICION DE TIEMPOS CORTOS Y MOVIMIENTO DE CAL DA LIBRE. MIDIENDO COMO VARIA LA INTENSIDAD LUIIROSA CON LA DISTANCIA. ESTUDIANDO EL COMPORTAMIENTO DE CIRCUITOS ELEC TRICOS . INIIRIENDO COUEXIOMES OCULTAS ER UN CIRCUITO ELECTRICO. PREDICIENDO EL COMPORTAMIENTO DE UN CIRCUITO ELECTRICO, PREDICIENDO EL COMPORTAIItNTO DE 011 SISTEMA necsnrco. IDEBTIIICANDO Y CONTROLANDO LAS VARIABLES DE QUE DEPENDE EL TIEMPO DE BAJADA EN UN PLANO IE CLINADO. CONTROLANDO LAS VARIABLES DE QUE DEPENDE EL PERIODO DE UN PEMDULO. UIDIENDO LOS ESPESORES DE UNA MONOCAPA. ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1987, 5 (1) 23 INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS APENDICE C APENDICE D Prototipo de Actividades de Laboratorio Prototipo de Actividades de Coloquio Curso de Desarrollo Capacidad de Razonamiento Curso de Desarrollo Capacidad de Razonamiento Prediciendo co~nportatnien~o de circuilos eléctricos PROCESO : PREDECIR Y EXPERIMENTAR TlPO OE RAZONAUIENTO : RAZONAnlENTO HIPOTETIC0 DEOUCTIVO A EJERCITAR CADENA DE RAZONAMIENTO. En la sesión pasada de Laboratorio. Ud. estuvo de - dicado a experimentar con el comportamiento de los circui - tos eléctricos. En la sesión de Coloquio analizaron cuáles fueron las conclusiones más importantes deducidas del com - portamiento de los circuitos y se condujo a la necesidad de formular un Modelo Cualitativo para entender el comporta - miento de los circuitos eléctricos y predecir el comporta - miento de nuevos circuitos. El modelo cualitativo de circuito eléctrico desa - rrollado en la sesión anterior se basó en los siguientes - cuatro postulados: l. EXISTE UN'FLUJO EN UN CIRCUITO CLECTRICO CERRADO 11. EL FLUJO SE CONSERVA A TRAVES DE UN CIRCUITO 11 1. LA MAGNITUD DEL FLUJO ESTA MEDIDA MEDIANTE EL BRILLODE LA AMPOLLETA. IV. LA MAGNITUO DEL FLUJO ESTA DETERMINADO POR LA con81 - NACION DE LOS ELEMENTOS EN UN CIRCUITO El trabajo de esta semana consistirá en que Ud. - prediga como serán los brillos de cada una de las ampollc - tas en los circuitos eléctricos dadosc' Para realizar dicha predicción dispone del modelo de circuito. y df toda la información obtenida por Ud. acerca del comporta miento de circuitos. Una vez que que Ud. haya predicho el brillo de cada ampolleta. monte el circuito y co,npare lo observado consu predicción. Para llevarlo a cabo. recuerde que las cinco ampolletas deben ser iguales. En caso que no concuerden sus predicciones con losbrillos observados, explique si se debe a que el modelo fue mal aplicado o realmente iste no es capaz de predecir. Al hacer su predicción y comparar con el verdadero-; comportamiento experimental. Ud. tuvo la oportunidad de poner a prueb: su modelo de circuito. LSalIó airoso su modelo1 ' PROCESO : PREDECIR ? TlPO DE RAZONAMIENTO : RAZOWAMlENTO DEDUCTIVO A EJERCITAR : CADENA DE RAZONAMIENTO La actividad propuesta se debe realizar en grupos de discusión de 4 alumnos cada uno. Como estrategia de trabajo. le sugerimos qoe analice cada situación muy cuidadosamente y que no avance a la prorima situación. antes que discuta su predicción con los grupos vecinos y por último - con su profesor. I A ¿QUE LE SUCEDE AL BRILLO DE LAS AMPOLLETAS CUANDO EL INTERRUP - TOR ES CERRADO7 -uz AMBAS BATERIAS Y AMPOLLETAS SON -.-- - ~ ~ IGUALES. LQUE SUCEDE con EL - BRl LLO Of LAS DOS AMPOLLETAS - CUANDO EL INTERRUPTOR ES CERRADO! ¿CUAL SERIA LA RESPUESTA A LA PREGUNTA ANTERIOR, S1 LA Pl LA A. FUERA INVERTIDA? ¿QUE LE SUCEDE AL BRILLO DE LAS AMPOLLETAS CUANDO EL INTERRUP - TOR ES CERRADO7 LQUE LE SUCEDE AL BRILLO DE LAS AMPOLLETAS CUANDO EL INTERRUP - TOR ES CERRAOO? OADO EL SlGUlENTE CIRCUITO IN - DIQUE COMO SERA EL BRILLO DE LAS AM~OLLETAS 1 y 2. CUANDO EL INTERRUPTO ESTA ESTA ABIERTO. YCUANDO EL INTERRUPTOR ESTA CE - RRADO. APENDICE D Prototipos de Actividades de Laboratorio o Coloquio Curso Desarrollo Capacidad de Razonamiento Interpretación de resultados experitnentales L IJISCITA. UIO..II..lO IlPO~TlCO DEDUCTIVO I en .*ti PIXHI. .ct~.~d.d d.stu~~a que ud. co . i1.n~. su fulil.rli.clcim .J.rcit.cibn con iipnor d. los pro c.sor d. 1. Flilci, 1. pr.i.otarnoi mi lat.r.rint. sltwcibn c..elv*r, en 1. cuil Ii Lntorvclda blslc~ con que Ud. deber1 tr.biJ.r. esta cont..ld. M 111fl~0. tl #rIflco h. sldo obtenido 4.1 trabaje del artrbc.- DI. 10.1 St.bbins. publicado .D 1. nerrrti Artrophyrrc.1 Jourriil (rol. 51-1911). con respicto il ..tudio d. Ii iuilnosl4.a d. 1. .rtr.ll. b P.rl.1 IAl1oll. El obs~rvci que 1. lulnosldid a. dlchi .*tr.ll. era 1. .l... durant. un cmrto Lar.rr.10 4. tieipo y lu.10 disi' nula p.ui.trniwnto harta ser muy poco luilnor*. pira Iuo#o iumentir nueruntr SU Iwlneridid hasti .Icinlir su valor lnl - ci.1. tst., ~ond&cxen.s s. rcpot1.n c.di cirrto perlodo ar tiq po, dismlnuy.ndo Ir luinosidid una re: mucho .Ir que ti otri. ENSEN'ANZA DE LAS CIENCIAS, 1987, 5 (1)