Trabajando con simulaciones

Espacio Curricular: Física

Contenido: Cinemática, movimiento, tiro vertical.

1.   Selección del contenido

Fundamentación:

Las conclusiones de la física se basan en resultados obtenidos a partir de la experimentación, llevándose a cabo mediciones de diferentes magnitudes físicas cuyos datos se analizan obteniéndose un modelo matemático, creándose así una teoría que verifica y predice la realidad.

La experiencia nos demuestra que la asociación de un modelo matemático a un fenómeno físico es una competencia de difícil logro por parte de los alumnos.

El contenido seleccionado, tiro vertical, es un tema clásico de los cursos de física donde el alumno debe imaginar un fenómeno físico y asociarlo a ecuaciones que lo modelan para así poder resolver problemas; lo cual resulta de difícil comprensión, llevando varias clases poder explicar conceptos, ecuaciones y gráficos. Debiendo ir acompañado de la práctica necesaria, resultando todo ello en un arduo trabajo para el alumno, lo que conlleva generalmente a la frustración de éste por no entender el tema.

Ante esta problemática podemos recurrir a las TIC, con la utilización del software Modellus, que permite al usuario diseñar, construir, explorar, simular un fenómeno físico a partir de un modelo matemático interactivo; integrando una tecnología a nuestra propuesta en función a nuestras necesidades curriculares y pedagógicas (Koehler y Mishra, 2006).

Referencia bibliográfica:

Koehler y Mishra (2006). Technological pedagogical content knowledge: Aframework for teacher knowledge. Teachers College Record.

2.   Propuesta:

Se definen tres etapas:

Etapa 1: Aproximación al concepto mediante la experimentación con el simulador.

Etapa 2: Exposición de conceptos por parte del docente.

Etapa 3: Elaboración de trabajos  y resolución de problemas.

2.1.      Organización espacial del aula:

Disposición libre de tal forma que el alumno pueda observar la pizarra/pantalla y su netbook.

2.2.      Organización temporal:

El contenido será desarrollado en tres clases de 80 minutos cada una correspondiente a cada una de las etapas.

2.3.      Uso de recursos:

Aula y equipamiento, piso tecnológico, netbook, software e-learnig class, software modellus.

2.4.      Dinámica:

La primera etapa de experimentación tiene la finalidad de motivar y lograr que alumno asocie lo nuevo con lo que ya sabe, dándole significado al contenido, es una etapa exploratoria donde el alumno puede experimentar un fenómeno físico en un contexto de simulación, extrayendo datos concretos para responder a preguntas formuladas.

En la segunda etapa, se exponen los conceptos de forma tradicional.

En la tercera etapa el alumno debe crear y elaborar modelos a partir de nuevos datos pero ya con el conocimiento teórico necesario para comprender lo que está haciendo.

Se evalúa en proceso (formativa) en la primera y tercera etapa. Se realiza una evaluación final (sumativa) en la tercera etapa con la presentación de los trabajos realizados.

2.5.      La clase:

1° clase:

Inicio:

Tiempo estimado: 20 minutos

Actividades: El docente y los alumnos prenden sus máquinas, se conectan al router del salón y ejecutan el software e-learning class (el docente la versión maestro).

El docente plantea una pregunta disparadora: Si arrojamos un objeto hacia arriba, primero en nuestro planeta tierra y luego en la luna ¿En cuál caso el objeto llegará más alto?, utilizando sus conocimientos previos los alumnos contestan a la pregunta estableciéndose un diálogo docente – alumnos.

Desarrollo:

Tiempo estimado: 50 minutos

Actividades:

El docente difunde su pantalla en las máquinas de sus alumnos utilizando el software e-learning class, procede a mostrar el programa modellus mediante el cual los alumnos experimentarán mediante simulación el tiro vertical en la tierra y en la luna, cosa imposible de realizar sin la utilización de éstas TIC, corroborando las respuestas realizadas en el diálogo. Con la utilización del software e-learning class, el docente observa el trabajo de los alumnos.

Cierre:

Tiempo estimado: 10 minutos

Actividades:

Se realiza una puesta en común donde se exponen verbalmente las conclusiones obtenidas a partir de la experimentación y se alienta a los alumnos para que sigan experimentando con Modellus en sus casas.

2° clase:

Se realiza la clase de forma tradicional, exponiendo los conceptos físicos de movimiento rectilíneo uniformemente variado y tiro vertical.

3° clase:

Inicio:

Tiempo estimado: 10 minutos

Actividades:

Se prenden las maquinas y se ejecutan los programas correspondientes.

Se plantea una actividad consistente en la resolución de problemas de tiro vertical utilizando el software Modellus.

Desarrollo:

Tiempo estimado: 60 minutos

Los alumnos desarrollan la actividad en sus máquinas con la ayuda del profesor y colaborando entre ellos.

Secuencia de la actividad

Se ejecuta el software Modellus.	Se visualizan las diferentes ventanas de trabajo.
En la ventana modelo matemático se introducen las ecuaciones para la tierra y para la luna.	Se crea, en el fondo, el objeto partícula.
Se crea un vector el cual se asocia a la partícula y a la ecuación V1, procediéndose de la misma forma con una segunda partícula pero con la ecuación V2	Se ejecuta el botón play procediéndose a la animación, al gráfico y a la tabla (de la forma tradicional realizar esto tomaba clases enteras)
Se toman los datos de altura máxima para la tierra y la luna.	Se observan ambas animaciones, datos y se comparan.

Cierre:

Tiempo estimado: 10 minutos

Actividad:

Los alumnos envían al profesor la actividad completada la cual será corregida y enviada la próxima clase.

2.6.      Síntesis de la propuesta 1 a 1 y aspectos destacados:

El modelo 1 a 1 nos ofrece una oportunidad y un  desafío de utilizar los asistentes digitales, como ser la netbook, en nuestras aulas introduciendo una nueva dimensión tecnológica de apoyatura a nuestras prácticas docentes, donde el hecho educativo se puede producir en cualquier momento y en cualquier lugar.

En el caso particular de la propuesta planteada en este trabajo, podemos afirmar que la utilización de este tipo de software en la enseñanza de la física supone una revolución que sin duda facilitará el aprendizaje de esta materia por parte de los alumnos.

También existen experimentos, los cuales sería imposible abordar de otra manera, la cuestión está abierta ahora solo nos resta seguir trabajando.

3.   Bibliografía:

Koehler y Mishra (2006).” Technological pedagogical content knowledge: Aframework for teacher knowledge.” Teachers College Record.

NAIR, P. (2000), “The student laptop computer in classrooms. Not just a tool”.

Livingston, P. (2006). “Learning 1 to 1”. International Society for Technology in Education.

Tipler, P. (2008). “Physics for Technology and Engineers”. W.H. Freeman.