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Inclusion de las tecnologias de la informacion y las comunicaciones como recurso didactico en la ensenanza de ondas.

Inclusion of the information and communications technologies as a didactic resource in teaching about waves

I. Introduccion

Frecuentemente se han encontrado muchas dificultades en la ensenanza y el aprendizaje de asignaturas que son catalogadas como abstractas y de dificil comprension, entre ellas la Fisica; su ensenanza se ha basado en metodologias tradicionales, mediante el uso del tablero y de practicas de laboratorio que no resultan significativas para los estudiantes, por ser estaticas y dificiles para la toma de medidas precisas (Tamayo, 2010, p.11).

Resulta de vital importancia dar a conocer otras metodologias didacticas que permitan una mayor dinamica en el proceso de ensenanza y aprendizaje. Es por ello que el objetivo principal de este trabajo es afianzar los niveles de conocimiento para potencializar el aprendizaje de la Fisica en la Educacion Superior, mediante la inclusion de las Tecnologias de la Informacion y la Comunicacion [TIC], con la utilizacion de un modelo virtual, analizando los procesos que se involucran, tales como: la efectividad de la metodologia, la construccion del conocimiento, las dificultades que se presentan en el proceso y el aprovechamiento de los recursos. Para lograrlo, se deben adaptar los perfiles formativos a los perfiles profesionales y generar las condiciones para que el profesorado actualice sus metodos pedagogicos y de trabajo.

En este orden de ideas se pretende entregar un aporte a los procesos educativos, logrando asi una didactica optima, al mismo tiempo que sea considerada como una herramienta fundamental para el cambio y la transformacion social.

II. LAS TECNOLOGIAS DE LA INFORMACION Y LAS COMUNICACIONES EN EL PROCESO DE ENSENANZA APRENDIZAJE

La utilizacion de recursos tecnologicos dentro del aula impone una gran transformacion en la forma como se aborda el proceso de ensenanza aprendizaje, convirtiendose asi en una herramienta pedagogica muy importante que permite potencializar este proceso con el diseno de didacticas cada vez mas dinamicas, logrando generar en los estudiantes actitudes de compromiso para mejorar la asimilacion y creatividad en la correcta aplicacion de los contenidos abordados en asignaturas como Ondas.

El uso de las TIC como herramientas didacticas lleva a reflexionar y analizar acerca de los esquemas en que estan cimentados los procesos educativos, lo que conlleva a una revision exhaustiva de los metodos tradicionales, de tal manera que se logre una transformacion en la educacion, con el proposito de optimizar su calidad, eficacia y eficiencia.

El uso de las TIC en el proceso educativo se puede convertir en una gran herramienta que conlleve a la construccion de significados, a mejorar la capacidad de los estudiantes para comprender los fenomenos fisicos, todo ello apuntando al mejoramiento del aprendizaje.

El estudiante es un hacedor y poseedor de conocimiento activo, que aporta en el proceso de formacion; por lo tanto, junto con el educador se enfrenta al acto hermoso de conocer, acto en el cual el educador promueve el despertar del espiritu critico del estudiante, bajo un dialogo comprensivo, permanente y fraterno, de ayuda y solidaridad, como lo afirma Freire (citado por Contreras, 2006, p.28):
      ... la educacion como practica de la
   libertad: La educacion debe entenderse, si
   quiere ser libertadora, como un acto de amor,
   de coraje; es una practica de la libertad
   dirigida hacia la realidad a la que no le teme,
   sino que busca transformarla, por solidaridad
   y por espiritu fraternal.


III. LAS TIC Y LA ENSENANZA DE LA FISICA UNIVERSITARIA

Existe una gran variedad de material didactico, especificamente para la asignatura de Fisica, con respecto al tema de ondas. La persona directamente responsable de su busqueda y aplicacion es el profesor, quien se basa en los objetivos propuestos, de acuerdo con el tiempo de los estudiantes.

Lo anterior implica tener una mentalidad abierta hacia los nuevos modelos didacticos y nuevas tendencias en la busqueda de la informacion y la produccion de conocimiento.

Desde siempre, muchos autores se han preocupado por el estudio del mejoramiento del proceso de ensenanza aprendizaje y su efectividad.

Existen diversos modelos pedagogicos que aportan una variedad de herramientas para la ensenanza de la fisica universitaria, que permiten elevar el nivel cognitivo del estudiante. Entre ellos se destacan el modelo cognitivo de ciencia (ver literal A), el modelo de Jose Domingo Contreras (literal B), el modelo centrado en el aprendizaje (literal C) y el modelo centrado en simulaciones (literal D).

A. Modelo cognitivo de ciencia

Este modelo, propuesto por Ronald Giere, sostiene que el aprendizaje debe ser objeto de estudio en la didactica de las Ciencias Naturales,

... este modelo resulta apropiado para ser aplicado en la ciencia escolar puesto que establece una conexion entre los modelos teoricos y las representaciones mentales (modelos) que tienen los estudiantes acerca de los fenomenos naturales, determinada por metas, objetivos y sistemas de regulacion (Giere, 1992, citado por Chaparro, Lopez, Villalba, & Garcia, 2006, p.61).

Este modelo considera la ciencia como una actividad cognoscitiva que se relaciona con la construccion de conocimiento, integrandola con otras ramas de la ensenanza para comprender las capacidades cognoscitivas del hombre, quien es capaz de articular las teorias cientificas del mundo real con cierto grado de aproximacion y semejanza, y que le proporciona una explicacion cientifica de los fenomenos de la realidad.

Aplicado a la ciencia escolar, el modelo cognitivo de ciencia hace necesaria la planeacion de actividades que relacionen los diferentes contenidos y la forma de ensenarlos por parte del profesor, disenando estrategias didacticas para que el estudiante lleve a cabo el proceso de aprendizaje mediante la aplicacion de lo aprendido.

Al terminar el proceso de ensenanza-aprendizaje se espera que el estudiante haya construido los conceptos, aplicandolos adecuadamente en diferentes situaciones problema, para dar solucion, no solamente con la accion, sino con el manejo adecuado del lenguaje verbal y escrito, regulando asi el modelo teorico.

Es de suponer que en este proceso se ha reducido la Zona de Desarrollo Proximo [ZDP], entre el estudiante y el profesor (Perea, 1999), de tal manera que se reduce la brecha conceptual entre el estudiante novato y el profesor experto.

B. Modelo de Jose Domingo Contreras

Segun Jose Domingo Contreras (1990, p.79, citado por Davila, 1998) ensenar es provocar dinamicas y situaciones en los que pueda darse el proceso de aprender en los alumnos. Una de las caracteristicas esenciales de la ensenanza es la intencionalidad del profesor (Davila, 1998, p.4).

El estudiante va adquiriendo conocimientos en la medida en que se desenvuelve en el entorno inmediato de su diario vivir, pero en el aula de clase aprende lo que intencionalmente quiere ensenarle el profesor; y es esta la que permite la verdadera autonomia en el estudiante, quien la demuestra mediante la argumentacion de sus propias ideas, sean aceptadas o no por otros; ademas, comprende las ideas de los demas, da juicios ante diferentes situaciones y es dueno de su propio pensamiento.

C. Modelo centrado en el aprendizaje

Este modelo fue propuesto por David Ausubel [Aprendizaje Significativo]. El profesor Sergio Davila, en su articulo sobre ese tema menciona que,

... no se centra en el profesor, como en el modelo tradicional; tampoco en el alumno como se llego a proponer en algunas escuelas de tipo activo. Hoy se busca centrar el modelo educativo en el aprendizaje mismo (Davila, 2000, p.2).

Con este modelo se pretende inducir al estudiante a ser dinamico, eficiente, eficaz y creativo. Al iniciar el proceso de ensenanza-aprendizaje, el docente debe utilizar unos organizadores previos, respecto de los nuevos conceptos que el estudiante adquirira; estos organizadores serviran de puente cognitivo entre los conocimientos previos de los estudiantes y los nuevos, todo con el proposito de generar una actitud positiva para el aprendizaje significativo.

En el aprendizaje memoristico, la nueva informacion y los conocimientos previos, no se asocian en la estructura cognitiva, debido a que la nueva informacion es almacenada arbitrariamente, sin interactuar con los conocimientos previos. Contrario a esto, con el aprendizaje significativo se logra la retencion y comprension de ideas y la obtencion de significados para transferir lo aprendido. (Ausubel, Novak, & Hanesian, 1983, p.48). Un ejemplo de aprendizaje mecanico es la simple memorizacion de las formulas en Fisica.

Un aporte de gran relevancia en el uso de las TIC en el aula, es el que hace Tamayo (2010, p.37) en su trabajo de investigacion referente a la construccion de los conceptos de onda y fenomenos ondulatorios; su premisa es que actualmente la voz del profesor y los textos no son los unicos medios que los estudiantes poseen para obtener conocimiento, lo que lo lleva a analizar la dificultad en la obtencion de medidas exactas de parametros de onda, como lo son la amplitud, la longitud, el periodo, la frecuencia y la velocidad de propagacion.

Tamayo (2010) afirma que esto se debe en gran parte a que los profesores, en la clase magistral, las representan en el tablero, lo que hace que se ofrezcan conceptos estaticos, los cuales, al llevarlos a la practica presentan inconvenientes que impiden lograr medidas precisas.

Este proceso se mejora en gran medida con el uso y aplicacion de las TIC, puesto que son herramientas que tienen grandes potenciales, que pueden ser explotadas al maximo en el proceso de ensenanza-aprendizaje.

D. Modelo centrado en simulaciones [Applets]

Es comun que, de manera tradicional, la ensenanza del concepto de onda se encuentre limitada a clases magistrales, las practicas de laboratorio y las demostraciones estaticas en el tablero, que aportan al estudiante un aprendizaje mecanico, memoristico y poco significativo, debido a la complejidad del concepto, limitando el entendimiento de lo que se esta estudiando.

El presente trabajo se centra en la ensenanza de la Fisica con tecnologia que incorpora de manera significativa simulaciones [applets], en guias estructuradas de laboratorio virtual que se utilizan especialmente en la interpretacion de caracteristicas, en la medicion de parametros y en la construccion, deconstruccion y reelaboracion del concepto de onda.

Haciendo uso de las simulaciones [applets], se miden algunas caracteristicas propias de las ondas, se explica el movimiento del medio en que ellas se propagan y se muestra el comportamiento de los fenomenos ondulatorios. Aqui, los applets son considerados instrumentos utilizados para resolver una actividad.

Los applets disponibles en la plataforma tecnologica PhET ofrecen representaciones cientificas interactivas que simulan una onda sobre la pantalla con el mismo comportamiento de las reales, lo que permite cambiar y medir parametros, valores y variables, y repetir el fenomeno fisico--en las misas condiciones- indefinidamente.

Los applets utilizados son propuestas de aprendizaje en la medida que se encuentran acompanados de adecuadas consignas que toman en cuenta los conocimientos previos de los alumnos y los comprometen en actividades en las que ponen la mayor cantidad de funciones cognitivas, haciendo uso de diferentes sistemas de signos o lenguajes [visual, tecnologico, grafico y algebraico].

En general los alumnos demandan mayor interactividad del applet de lo que este les ofrece, lo que permite inferir que estan en condiciones de desarrollar competencias interactivas superiores (Santos & Stipcich, 2009, p.4).

IV. METODOLOGIA

Para el trabajo de investigacion se tuvo en cuenta un analisis descriptivo cuantitativo y cualitativo, mediante un estudio de caso con un grupo de estudiantes de quinto semestre del Programa de Ingenieria Electronica de la Universidad Santiago de Cali [USC].

Para el tamano de la muestra se escogio el punto de saturacion, el cual corresponde al 100% de la poblacion, la minima cantidad de personas; cualquier contacto adicional deja de agregar informacion relevante.

Se organizaron las fases de diseno, implementacion y evaluacion en el laboratorio virtual mediante el uso de dos plataformas tecnologicas interactivas, las cuales fueron empleadas como medio de apoyo didactico en el proceso de ensenanza-aprendizaje.

La evaluacion permitio realizar un analisis de la efectividad de la metodologia utilizada. Para ello, se llevo a cabo una serie de actividades realizadas en forma organizada: revision de conceptos basicos, diagnostico y puesta en marcha del modelo y los laboratorios virtuales.

Revision de conceptos basicos

Se pretendia indagar acerca de la apropiacion de los estudiantes en cuanto al uso de herramientas virtuales. Mediante una investigacion preliminar, se realizo el analisis de sus conocimientos previos, para darle la continuidad adecuada al desarrollo de la investigacion.

Cuestionario de diagnostico

Tener en cuenta los saberes previos de los estudiantes, permitio medir el grado de apropiacion de los conocimientos adquiridos despues de un corto tiempo de haber recibido clases magistrales y usado laboratorios presenciales.

Puesta en marcha del modelo y laboratorios virtuales

Se realizo mediante la aplicacion de un cuestionario de control al finalizar este ciclo. Hacerlo permitio observar la construccion del conocimiento de cada alumno en cuestion.

V. PROPUESTA DE TRABAJO

La Internet se ha convertido en la actualidad en una de las herramientas con muchas potencialidades educativas; asimismo existe una gran cantidad de recursos didacticos para ser utilizados como herramientas de apoyo en el aula, entre los que se encuentran dos plataformas tecnologicas: PhET y el Proyecto Newton. Para que estas dos sean utilizadas adecuadamente es necesario cumplir con una serie de requerimientos a los cuales se tiene acceso dentro de su portal Web.

Ambas plataformas estan disenadas mediante applets (simulaciones), las cuales favorecen el aprendizaje al permitir conectar imagenes dinamicas con simbolos abstractos, lo cual facilita la comprension de conceptos que en la vida real son dificiles de describir, entre ellos: el movimiento de particulas, la elongacion de un resorte helicoidal, la medicion de la amplitud de onda.

Al darse la comprension de conceptos, la visualizacion y la manipulacion de los fenomenos naturales, aumenta la motivacion hacia la asignatura, obteniendo resultados satisfactorios de aprendizaje.

Las plataformas permiten combinar el metodo tradicional de ensenanza con la participacion activa de los estudiantes, desarrollando en ellos las competencias necesarias y permitiendo, al mismo tiempo, su aplicacion en su entorno inmediato. Tienen a su disposicion una serie de opciones que hacen aun mas sencillo su uso y manejo, permitiendoles manipular las herramientas adecuadas para dar solucion al problema requerido, tales como: graficos, cronometros, multimetros y, diferentes botones que ayudan a escoger las opciones necesarias para llegar al objetivo.

El profesor comienza la tematica con la clase magistral y las complementa con laboratorios virtuales, realizando simulaciones de los ejercicios propuestos, resolviendo dudas, haciendo puesta en comun y aplicando estas tematicas a la realidad y evaluando lo aprendido.

Los estudiantes, con anterioridad, tienen conocimiento del taller que deben desarrollar, tanto en la teoria, como en la practica, con el uso de las plataformas y applets. Estos talleres son ingresados por parte del profesor a la plataforma Chamilo de la Universidad, en la cual tambien el hace un seguimiento de las acciones realizadas por cada uno de los estudiantes. Todo esto permite el aprendizaje autonomo, ya que son ellos quienes eligen el ritmo y el orden de lo que desean aprender; de esta manera, aumentan la automotivacion, la comprension de las tematicas y, por ende, el interes por la asignatura.

Igualmente la plataforma de Proyecto Newton dispone de recursos interactivos para la ensenanza y el aprendizaje, especificamente de la Fisica, y permite la integracion de colaboradores que la enriquecen con sus aportes.

Los elementos de esta plataforma son flexibles y estan organizados por conceptos y unidades didacticas presentadas mediante animaciones que hacen llamativa su utilizacion y ayudan al profesor a mejorar su trabajo en el aula.

Una de las actividades para realizar con esta plataforma hace referencia al movimiento ondulatorio:

* como primera medida el estudiante revisa sus conceptos a traves del estudio de la unidad didactica acerca del tema que se encuentra en forma de texto;

* posteriormente utiliza los applets para afianzar los conceptos y aplicar de forma practica lo aprendido en teoria; y

* finalmente, evalua su aprendizaje desarrollando un cuestionario de verificacion, el cual le permite conocer los aciertos y las dificultades, justificando cada uno de ellos.

VI. RESULTADOS

Al vivenciar esta experiencia didactica, se puede deducir que el uso de las TIC en el proceso de ensenanza aprendizaje es muy importante, ya que los estudiantes tienen una gran disposicion para utilizarlas y el profesor puede tambien disenar diferentes actividades, incluyendo estilos que permitan una mejor comprension de las tematicas propuestas.

El grupo de trabajo presento un nivel academico medio. Al finalizar el semestre, de treinta y tres estudiantes, treinta aprobaron la asignatura, lo que corresponde al 90% de la poblacion. Los tres estudiantes que reprobaron mostraron poco interes por la virtualidad (Figura 1).

El trabajo se llevo de tanto de manera sincronica como asincronica, tomando como referente las tematicas en las que se presentaba mayor dificultad de comprension y aplicacion, las cuales, como muestra la Figura 2 corresponden a termodinamica seguida de mecanica de fluidos, mecanica de solidos y ondas.

[FIGURA 2 OMITIR]

VII. Conclusiones

La inclusion de un modelo virtual en la asignatura de ondas para tematicas que resultan de alta complejidad para los estudiantes permite conectar imagenes dinamicas con simbolos abstractos, posibilitando al estudiante aprender de diferentes formas para construir conocimiento, ya que les proporciona herramientas para hacer representaciones visuales de conceptos de fenomenos fisicos con el movimiento de objetos; de esta manera da al estudiante la oportunidad de analizar y formular sus propias conclusiones para lograr un mejor entendimiento.

Para que se facilite la inclusion de las TIC en el proceso de ensenanza aprendizaje de la asignatura de Fisica, se requiere la puesta en practica de una metodologia centrada en equipos de aprendizaje que permita la construccion interdisciplinaria del conocimiento, mediante el trabajo colaborativo, a traves de la practica complementada con la inclusion de las nuevas tecnologias de la informacion y las comunicaciones.

Desde el punto de vista pedagogico los Applets pueden contribuir de forma positiva a la comprension de conceptos. Y si eso se aplica a la Fisica, resultara ser un avance muy positivo para el aprendizaje de los estudiantes, puesto que en muchas ocasiones es imposible reproducir y observar en un laboratorio presencial el concepto que se quiere ensenar.

A lo largo del desarrollo del trabajo se ha observado que la inclusion de las TIC en el campo educativo como medio de apoyo en el proceso de ensenanza y aprendizaje ha resultado de gran utilidad en la comprension de las tematicas que resultan complejas para los estudiantes en la asignatura de fisica, lo que conlleva a proponer el desarrollo de un proyecto que se encuentre direccionado hacia programas de capacitacion que brinden un escenario ideal para desarrollar una propuesta en la que se incluya, en los planes de estudio, al uso de las TIC por medio de plataformas interactivas.

Recibido: Febrero 15, 2014; Aceptado: Abril 18, 2014

VIII. REFERENCIAS

Ausubell, D., Novak, J., & Hanesian, H. (1983). Psicologia educativa: Un punto de vista cognoscitivo [2a ed.]. Ciudad de Mexico, Mexico: Trillas. Mexico. 1983.

Contreras, C. (2006). El proyecto de escuela nueva [tesis doctoral]. Universidad de Salamanca, Espana.

Chaparro, E., Lopez, J., Villalba, M., & Garcia, A. (2006). Representaciones epistemico cognitivas del concepto acido-base. IIEC, 7(1), 60-68

Davila, S. (2000). El aprendizaje significativo. Esa extrana expresion (utilizada por todos y comprendida por pocos). Contexto educativo. No. 9.

Davila, S. (1998). El papel del profesor ante el aprendizaje y la ensenanza. Recuperado de http://es.scribd.com/doc/109423847/Davila-98-El-papeldel-profesor- ante-el-aprendizaje-y-la-ensenanza

Giere, R. (1992). La explicacion de la ciencia: Un acercamiento cognoscitivo. Mexico: Concejo Nacional de ciencia y tecnologia.

Perea, A. (1999). Razonamientos de estudiantes de secundaria sobre los procesos de cambio [tesis doctoral]. Universidad Autonoma de Barcelona: Espana

Santos, G. & Stipcich, S. (2009). Multiples representaciones en los Applets: una alternativa para la apropiacion de los codigos basicos en ciencia y tecnologia. Revista electronica Razon y Palabra, 69. Recuperado de http://www.razonypalabra.org. mx/Contribuc...pdf

Tamayo, H. (2010). Construccion y matematizacion del concepto de onda y de fenomenos ondulatorios, en estudiantes de educacion media, utilizando un modelo virtual [tesis de maestria]. Universidad del Valle: Cali, Colombia

Edna Yadira Ortega, M.Sc. (1)

jpto (1011) @gmail.com

Hernando Tamayo, M.Sc. (2)

htamayo@usc.edu.co

Institucion Educativa Eustaquio Palacios, Cali-Colombia (1)

Universidad Santiago de Cali, Colombia (2)

Edna Yadira Ortega Giraldo. Licenciada en Informatica de la Universidad de Narino, Especialista en Computacion para la Docencia de la Universidad Antonio Narino, Magister en Educacion Superior de la Universidad Santiago de Cali, docente de Educacion Basica Secundaria en la Institucion Educativa Eustaquio Palacios del Municipio de Cali en las asignaturas de Tecnologia e Informatica. Ha realizado cursos de capacitacion en temas referentes al uso de las Tecnologias de la Informacion y la Comunicacion para su aplicacion en las diferentes areas del conocimiento mediante aprendizaje por proyectos [ApP] que conllevan a la interdisciplinariedad y, por ende, a la contribucion en el mejoramiento de la calidad educativa.

Luis Hernando Tamayo Llanos. Fisico, Especialista en Finanzas y Magister en Educacion, con enfasis en la ensenanza de las Ciencias Naturales-Fisica, de la Universidad del Valle. Integrante del grupo de Investigacion en Educacion Virtual, GIEV, docente y Coordinador de Educacion Virtual de la Facultad de Ciencias Basicas de la Universidad Santiago de Cali.
Figura 1. Aceptacion de la virtualidad

Rechazo      10%
Aceptacion   90%

Nota: Tabla derivada de grafico segmentado.
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Author:Yadira Ortega, Edna; Tamayo, Hernando
Publication:[Con]textos
Article Type:Ensayo
Date:Apr 1, 2014
Words:3822
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