VOLUMEN 33, NÚMERO 2 | Número especial | PP. 105-114
ISSN: 2250-6101
X|
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REVISTA DE ENSEÑANZA DE LA FÍSICA, Vol. 33, no. 2 (2021) 105
La evaluación del presente artículo estuvo a cargo de la organización de la XIV Conferencia Interamericana de Educación en Física
La triada discurso-teoría-experimento
para el aprendizaje conceptual de los
estudiantes del profesorado de física
The discourse-theory-experiment triad for the
conceptual learning of physics teacher students
Carlos Saúl Buitrago Volcán
1
* y Ma. Maite Andrés Zuñeda
1
1
Universidad Pedagógica Experimental Libertador - Pedagógico de Caracas. Venezuela
*E-mail: buitragoc36@gmail.com
Recibido el 15 de junio de 2021 | Aceptado el 1 de septiembre de 2021
Resumen
Se reporta la implementación de una propuesta de estructura modeladora del discurso orientadora del proceso didáctico para el
aprendizaje conceptual de la física, centrada en situaciones problematizadas escolares de física concebidas desde la teoría de campos
conceptuales y el aprendizaje significativo crítico y relacionadas con los conceptos teóricos/experimentales asociados al movimiento
de una partícula en una y dos dimensiones y su posible clasificación. Las actividades didácticas ensayadas plantean la integración del
discurso, la teoría y el experimento en una triada indisoluble. La implementación se llevó a cabo en un proceso de investigación acción
con estudiantes universitarios para docencia en física. Del discurso de los estudiantes y sus respuestas a situaciones problema presen-
tadas durante el proceso de enseñanza, se recabó información considerada como potenciales evidencias de su aprendizaje y desarrollo
conceptual. Como resultado se puede referir que, ante las situaciones, los estudiantes dieron cuenta de nuevos y adecuados elementos
del discurso y una variedad de conceptos cercanos a lo científico, consistentes con las situaciones propuestas, en un grado de acepta-
ción favorable.
Palabras clave: Estructura modeladora del discurso; Teoría; Experimento; Desarrollo conceptual; Aprendizaje significativo crítico; Física.
Abstract
The research reports the implementation of a proposal for a modeling structure of the discourse orienting the didactic process for the
conceptual learning of physics, focused on problematic school situations of physics conceived from the theory of conceptual fields and
critical meaningful learning, and related to the theoretical / experimental concepts associated with the motion of a particle in one and
two dimensions, and its possible classification. the rehearsed didactic activities propose the integration of discourse, theory and ex-
periment in an indissoluble triad. The implementation was carried out in an action research process with university students for teach-
ing in physics. from the discourse of the students and their responses to problem situations presented during the teaching process,
information was collected considered as potential evidence of their learning and conceptual development. as a result, it can be said
that before the situations, the students gave an account of new and adequate elements of the discourse and a variety of concepts
close to the scientific, consistent with the proposed situations, in a favorable degree of acceptance
Keywords: Modeller structure of discourse; Theory; Experiment; Conceptual development; Meaningful critical learning; Physics.
I. INTRODUCCIÓN
La praxis educativa en física aún continúa desarrollándose con un docente que selecciona los contenidos de un pro-
grama, los organiza según su punto de vista y los trasmite, apoyado en la resolución de problemas de lápiz y papel, en
un proceso comunicativo donde la información va en una sola vía -docente a estudiante, siendo este un receptor
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pasivo. El docente realiza ejercicios rutinarios operacionales que son memorizados por repetición, esperando con poco
éxito que el estudiante aplique los contenidos a diversas situaciones problemáticas escolares de física.
Esta praxis presenta una imagen de la ciencia que minimiza y tergiversa sus procesos e importancia, muestra a la
disciplina sobresimplificada y mecánica. El receptor pasivo y acrítico interacciona poco o nada con los procesos de la
ciencia en sus ámbitos teóricos, experimentales y aplicados y es poco consciente de su propio proceso de aprendizaje.
Ello impacta poco en el desarrollo conceptual y en la construcción de un pensamiento científico.
En este sentido, pretendemos diseñar y evaluar un enfoque didáctico que inicialmente consideraba la complemen-
tariedad teoría-experimento (Buitrago, 2012) y actualmente lo ampliamos a la triada discurso/teoría/experimento,
pues consideramos necesario integrar los tres aspectos para promover en los estudiantes el desarrollo del lenguaje y
el uso de conceptos de física, en un ambiente de clase no tradicional. El enfoque está centrado en situaciones proble-
matizadas escolares de física, concebidas desde la teoría de campos conceptuales, con secuencias innovadoras teó-
rico/experimentales orientadas según una estructura modeladora del discurso (EMD) propuesta.
La EMD diseñada para orientar el proceso didáctico no tradicional con miras al aprendizaje conceptual de la física,
ha sido evaluada en un primer ensayo de investigación-acción con estudiantes universitarios para docencia en física,
abordando situaciones problematizadas con los conceptos teóricos/experimentales asociados al movimiento de una
partícula en una y dos dimensiones. Este estudio está dirigido a responder las siguientes cuestiones:
1. ¿En qué medida la EMD permite orientar el desarrollo de la enseñanza no tradicional dirigida al aprendizaje de
los tópicos de física organizados como un campo conceptual?
2. ¿Cómo progresa el discurso de los estudiantes y su desarrollo conceptual con la organización de la secuencia de
actividades didácticas centradas en la triada?
A. Tres referentes teóricos de sustento
La propuesta de clase no tradicional, la triada discurso/teoría/experimento, toma aspectos de tres referentes: i) la
teoría de campos conceptuales (Vergnaud, 1990), aplicada, inicialmente, en el ámbito de la enseñanza de matemática
y luego, de las ciencias y otros campos de formación; ii) planteamientos sobre el discurso (Lemke, 1993; Perelman y
Olbrechts-Tyteca, 1989), y por último, iii) principios del aprendizaje significativo crítico (Moreira, 2005).
i) La teoría de campos conceptuales, TCC, (Vergnaud, 1990) modela el proceso de aprendizaje, planteando que las
personas activamos, construimos o modificamos esquemas cognitivos ante la necesidad de resolver situaciones. Estos
esquemas incluyen conceptos y representaciones, reglas de acción que permiten hacer inferencias y predicciones para
diseñar un plan de acción dirigido a alcanzar la meta. Si la situación es muy conocida, al reconocer la meta se activan
de manera automática los esquemas asociados. En cambio, si la situación es novedosa, es posible que se activen es-
quemas que supone potencialmente efectivos, ocurriendo un proceso consciente de búsqueda de nueva información
y operaciones que permitan actuar ante el problema. Es justo ante este tipo de situaciones que centramos la atención
a efecto de promover aprendizajes.
En este trabajo, la TCC es empleada para organizar el contenido a enseñar, es decir, establecer una potencial se-
cuencia de clases de situaciones problema, cuya complejidad cognitiva se incrementa de manera progresiva. Es decir,
los esquemas (conceptos, relaciones y representaciones, y operaciones requeridas para elaborar el plan de acción
resolutivo) adecuados para cada clase de situaciones son cada vez más amplios y formales.
ii) El discurso de la clase de Física se considera como la operación intelectual y social-afectiva, llevada a cabo entre
los docentes y/o estudiantes. La estructura del discurso en el aula la concebimos conformada por tres dimensiones:
Dimensión 1: los conceptos del conocimiento físico y su estudio. Son parte de los modelos que representan a las
teorías físicas, en buena medida determinan los contenidos del currículo. En esta dimensión, desde la TCC organizamos
los contenidos relevantes como un sistema conceptual cognitivo, denominado campo conceptual desde la ciencia.
Dimensión 2: Los elementos propios de la lingüística (semántica, semiótica, pragmática, sintaxis, morfología, gra-
mática) que son naturales de la estructura misma del lenguaje en su uso cotidiano, permita ir construyendo las capa-
cidades y estructuras del discurso especializado. Además, en atención a la semántica del discurso de la ciencia,
consideramos las relaciones propuestas por Lemke (1993) y, los esquemas argumentativos, la interacción entre los
argumentos, y la amplitud y el orden del discurso planteados por Perelman y Olbrechts-Tyteca (1989).
Dimensión 3: El componente socio-afectivo que interviene naturalmente en el acto de la comunicación resulta de
vital importancia en el acto educativo y el aprendizaje.
En esta investigación, el discurso
iii) Desde el aprendizaje significativo, el aprendizaje conceptual requiere que el aprendiz establezca conexiones
entre sus significados y los nuevos a aprender, lo cual implica que la asociación no sea arbitraria, literal, mecánica,
carente de significados representativos y aplicativos. Además, es necesario que exista una disposición manifiesta del
estudiante a participar en su propio proceso formativo, de manera consciente y reflexiva acerca de lo que está apren-
diendo, cómo aprender y para qué lo está haciendo.
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Adicionalmente, Moreira (2005) plantea que los significados construidos desde la educación científica, puedan ser
reelaborados por las personas de manera crítica, reflexiva, participante, no dogmática, a fin de ser capaz de tomar
decisiones adecuadas para enfrentar el mundo cotidiano y complejo en el cual vive. Para este autor, a través aprendi-
zaje significativo y crítico, ASC, el estudiante podrá formar parte de su cultura y no ser subyugado por ella, por sus
ritos, mitos e ideologías (ob. cit. p. 88).
Si el estudiante logra un ASC, podrá trabajar con la incertidumbre, la relatividad, la no causalidad, la probabilidad,
la no dicotomía de las diferencias, con la idea de que el conocimiento es una construcción propia, dependiente de su
desarrollo cognitivo; pero hay un conocimiento científico construido y aceptado, que ha asentado las bases del desa-
rrollo social y tecnológico, que aprende de los errores, es dinámico, todo el tiempo se está haciendo preguntas, y
cuyos procesos han sido exitosos, el cual tiene que integrar a su propio desarrollo.
Pero, ¿cómo podríamos promover este aprendizaje? Moreira (ob. cit.) plantea un conjunto de principios facilita-
dores del aprendizaje significativo crítico, (Principio de interacción social y del cuestionamiento; Principio de la no cen-
tralización en el libro de texto; Aprendizaje como perceptor/representador crítico; Concientización semántica; Evitar la
supersimplificación de los fenómenos físicos; Aprender de los errores; Desaprendizaje; Uso de metáforas y modelos
análogos; Uso adecuado de la pizarra). En este trabajo, tomamos como premisa que posiblemente estos o algunos de
los principios serían útiles para integrarlas en las actividades didácticas de las tríadas, y para generar indicadores de
aprendizaje significativo crítico.
B. Génesis del ensayo: estudio diagnóstico
El punto de partida corresponde a un estudio diagnóstico realizado con tres estudiantes (Buitrago y Andrés, 2021 en
edición) en el contexto del curso de Mecánica Teórica y Aplicada, del Componente de Formación Profesional Especí-
fico, que se cursa en el cuarto semestre de la carrera para Profesores de Física del IPC-UPEL. Los objetivos fueron
indagar acerca de: i) Los elementos del discurso que usa el estudiante al hablar en el contexto de Situaciones Proble-
matizadas Escolares de Física (SPEF) presentadas, en atención a tres dimensiones (figura 1); y ii) identificar los con-
ceptos que activan en la resolución de situaciones problemas escolares de física, escritas, para establecer el desarrollo
conceptual alcanzado por el estudiante, visto desde la TCC.
FIGURA 1. Dimensiones y elementos considerados para el análisis del discurso.
El análisis de los discursos grabados y transcritos, así como de las respuestas escritas a los problemas propuestos
permitió encontrar que para las estudiantes del curso:
a) El discurso carecía de una estructura semántica que permitiera conocer el significado que le daban a las frases,
por lo cual resultó difícil interpretar su asociación con la situación problema planteada.
b) Ante las situaciones planteadas, activaron algunos conceptos que resultaron ser deficientes para su resolución,
y otros eran definiciones nominales u operatorias que no se correspondían, desde la perspectiva de la ciencia. Con
respecto a las diversas representaciones de los conceptos, se observó ausencia del uso de expresiones simbólicas
adecuadas, por lo que la operacionalidad asociada fue deficiente
Desde la TCC, consideramos que las situaciones presentadas resultaron muy novedosas para las estudiantes; evi-
denciaron escasos elementos discursivos adecuados, al hablar sobre situaciones de física, y un bajo nivel de desarrollo
conceptual de entrada, según lo establecido desde lo curricular para este curso. Estos resultados no fueron una sor-
presa, en virtud de la historia de enseñanza previa de las estudiantes.
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C. Propuesta de una estructura del discurso como orientación de la actividad didáctica
En atención al énfasis en las dimensiones del discurso, organizamos cada secuencia didáctica en tres momentos. En
cada uno predominan elementos de una dimensión, aunque las tres están presentes. Los momentos son:
1. Introducción al evento físico y al lenguaje de la ciencia: el desarrollo de una Situación Problematizada Escolar de
Física, SPEF, conectando el discurso con el lenguaje inicial de las estudiantes (Dimensión 1: EPF).
2. Énfasis en elementos de la Dimensión 2 (EPL) del discurso con nuevas SPEF de la misma clase.
3. Énfasis en elementos de la Dimensión 3 (ES/A) del discurso.
TABLA I. Campo Conceptual desde la disciplina, clases de situaciones para la enseñanza.
Situación
Conceptos
principales/asociados
Reglas de operación
asociadas conceptos
Representaciones
Clasifica y des-
cribe el movi-
miento de una
partícula en una y
dos dimensiones
desde el punto de
vista del espacio
recorrido
Coordenadas: (𝑥, 𝑦, 𝑧) ó
(𝜌, 𝜃, 𝑧), ó por medio del
radio vector .
Espacio
Intervalo temporal: inter-
valo de tiempo, rapidez
instantánea
Movimiento: uniforme,
acelerado, retardado
Espacio, la distancia que re-
corre una partícula a lo
largo de su trayectoria en
un intervalo de tiempo
𝐼=(𝑡
1
,𝑡
2
).
Intervalo temporal, a través
de la longitud del intervalo
𝐼.
Movimiento uniforme, la
partícula recorre espacios
iguales en diversos interva-
los de tiempo de igual du-
ración.
Movimiento acelerado (re-
tardado):
1. Los espacios recorridos
por una partícula aumen-
tan (disminuyen) en diver-
sos intervalos de tiempo de
igual duración.
2. La partícula recorre espa-
cios iguales durante inter-
valos de tiempo cada vez
más cortos (largos).
Simbólicas matemáticas:
Espacio: en un 𝐼 = (𝑡
1
,𝑡
2
), se mide a través de:
, donde es la rapidez
instantánea, en el intervalo temporal:
∆t = 𝑡
2
- 𝑡
1
Representación icónica:
Figura 1. Movimientos uniforme, acelerado y re-
tardado, en función del espacio recorrido y el in-
tervalo de tiempo, en una dimensión (a), en dos
dimensiones (b).
(a)
(b)
Clasifica y des-
cribe el movi-
miento de una
partícula lanzada
horizontalmente
bajo la influencia
del campo gravi-
tacional terrestre
en términos de la
velocidad y la ace-
leración instantá-
neas
Intervalo temporal: inter-
valo de
tiempo, rapidez instantá-
nea
Velocidad: instantánea
Aceleración: instantánea
Movimiento: uniforme,
acelerado, retardado
Intervalo temporal: a través
de la longitud del intervalo
𝐼.
Aceleración instantánea: a
través de la derivada tem-
poral de la velocidad ins-
tantánea.
Rapidez instantánea:
Movimiento uniforme, la
aceleración es perpendicu-
lar a la velocidad en cada
punto de la trayectoria.
Movimiento acelerado (re-
tardado), la proyección de
la aceleración sobre la velo-
cidad es paralela (antipara-
lela) a ésta cuando la
rapidez crece (decrece)
Simbólicas matemáticas:
Intervalo temporal: ∆𝑡 = 𝑡
2
− 𝑡
1
Aceleración instantánea:
Movimiento uniforme:
Movimiento acelerado:
Movimiento retardado:
Representación icónica:
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Situación
Conceptos
principales/asociados
Reglas de operación
asociadas conceptos
Representaciones
monótonamente con el
tiempo.
Las SPEF plantean una indisoluble relación entre la teoría y alguna actividad experimental, guiadas mediante la
EMD (Buitrago y Andrés, en prensa), lo cual constituye la triada. Además, en el diseño específico de una secuencia
didáctica se consideran los siguientes aspectos:
i) Los resultados del diagnóstico cuyas conclusiones indicamos en la sección anterior.
ii) Los contenidos del curso de Mecánica Teórica y Aplicada (MTA), secuenciados y problematizados desde la teoría
de campos conceptuales (Verganud, 1990). En la tabla I se muestra la descripción de la cinemática clásica de la partí-
cula, en una y dos dimensiones, y algunos criterios para la clasificación del movimiento.
iii) Los principios para el aprendizaje significativo crítico (Moreira, 2005) ya descritos.
iv) Las potencialidades didácticas de tres tipos de posibles actividades experimentales de la triada (tabla II).
TABLA II. Potencialidades didácticas de actividades experimentales validadas.
Tipo de
Actividad -->
Demostraciones de cátedra
Simulaciones Computacionales
Data experimental
Potencialidad
didáctica
➢ Involucrarse de manera directa
con el fenómeno.
➢ Conectar las teorías subyacen-
tes físicas con las situaciones físi-
cas presentadas y la vida
cotidiana.
➢ Promover y facilitar el desarro-
llo de explicaciones y discusión
crítica
➢ Operar con el modelo y las relacio-
nes implícitas a través de una varie-
dad de fenómenos simulados.
➢ Interactuar con diversas represen-
taciones del concepto través de los
fenómenos simulados.
➢ Establecer una conexión lógica
entre las variables que componen
la estructura del concepto y la si-
tuación física real presentada, des-
crita, explicada y sometida a
operaciones
II. METODOLOGÍA
En este artículo presentamos el ensayo de la primera secuencia didáctica diseñada para iniciar el aprendizaje acerca
de la cinemática de la partícula en dos dimensiones; realizado con una investigación-acción (IA), con estudiantes uni-
versitarios del curso MTA, componente de formación profesional específico, a nivel del cuarto semestre de la carrera
para Profesores de Física del Pedagógico de Caracas, IPC-UPEL.
En este ciclo de la IA, implementamos la secuencia didáctica SPEF, planteada para la primera clase de situaciones
del campo conceptual (tabla I). La tríada estaba conformada por: i) El marco teórico referido al movimiento de una
partícula de masa finita 𝑚 > 0 y extensión espacial nula, el cual describimos a partir de su posición, en términos de las
coordenadas: (𝑥, 𝑦, 𝑧) ó (𝜌, 𝜃, 𝑧), ó por medio del radio vector , Y, en términos de los coeficientes incrementales
(derivadas de primer y segundo orden) de la posición-tiempo. ii) La simulación Movimiento de un proyectil, @2021
PhET Interactive Simulation, versión 1.0.15, formato HTML 5 (https://phet.colorado.edu/es/simulation/projectile-mo-
tion). iii) Los elementos discursivos específicos siguiendo la EMD propuesta.
La secuencia didáctica presentada en el anexo 1 fue implementada en la primera clase presencial, dos semanas
después del diagnóstico, en un ambiente acondicionado con los recursos experimentales y de apoyo didáctico nece-
sarios; tuvo una duración de 3 h. En la actividad participaron las tres estudiantes del curso. El docente-investigador
llevaba el registro de las respuestas a las preguntas previstas en la secuencia didáctica y las discusiones en sus notas
de campo. Dos de las estudiantes acordaron alternarse en el uso del pizarrón para la presentación; mientras una ex-
ponía en la pizarra sus respuestas las otras dos realizaban comentarios, refutaban, corregían, tomaban notas.
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III. RESULTADOS
La información fue codificada de forma equivalente al diagnóstico, para establecer los cambios. En las tablas III y IV,
presentamos los elementos conceptuales y del discurso por estudiante, respectivamente.
TABLA III. Los elementos conceptuales identificados en las respuestas y discusión según las preguntas de los tres momentos de la
secuencia didáctica (anexo 1).
Estudiante -->
ILAOO1
NIC002
JAR003
Pregunta
CI
i
J
i
RJ
i
K
i
R'L
i
J
i
CI
i
J
i
RJ
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J
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O
J
2
RK
m
J
2
NU
NU
NU
NU
CI
O
J
2
RK
m
J
2
NU
2
CI
O
J
2
RK
m
J
2
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NU
NU
NU
NU
NU
NU
3a
3b
CI
O
J
1
CI
n
J
2
RK
m
J
1
NU
NU
NU
CI
n
J
3
CI
O
J
1
NU
NU
NU
NU
NU
CI
n
J
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NU
NU
NU
NU
4a
4b
4c
CI
n
J
2
CI
n
J
2
NU
NU
NU
NU
NU
NU
NU
CI
O
J
2
NU
NU
NU
NU
NU
NU
NU
NU
NU
CI
n
J
2
NU
NU
NU
NU
NU
NU
NU
5a
Cómodas, muy bonito y educativa la
simulación, chévere, fácil, se ven los
conceptos.
Es bueno en la clase de bachillerato.
Sin respuesta
Sin respuesta
5b
Sin respuesta
Sin respuesta
Sin respuesta
5c
Se puede observar, no es abstracto.
Sin respuesta
Sin respuesta
5d
Sin respuesta
Sin respuesta
Nunca había participado en este
tipo de actividades, sólo se ha
usado en los cursos el pizarrón.
5e
Sin respuesta
Dan ganas de participar, pero no
es fácil, pero se puede discutir, se
aprende mejor, se siente una
bien, hay libertad, es un clima
bueno para aprender.
En todas las clases, si hay recur-
sos lo uso en mis clases de bachi-
llerato, pero si no hay internet es
difícil
Codificación: Conceptos (C) Representaciones (R) y Relaciones (R΄). NU: No utiliza el elemento conceptual
I, definiciones: n: nominales; o: operacionales. K, tipo de representación: i: icónicas, g: gráfica, m: matemática.
L, tipo de relación: m: magnitud física, p: parámetro, mp: magnitud física y parámetro.
J, criterio de formalidad: 1, predominio de lo científico, 2, uso parcial de lo científico, 3, no emplea elementos científicos
TABLA IV. Los elementos discursivos, según las tres dimensiones (Figura 1), identificados según las preguntas de los tres momentos
de la secuencia didáctica (anexo 1).
Estudiante -->
ILAOO1
NIC002
JAR003
Pregunta
Elementos del discurso
Elementos del discurso
Elementos del discurso
1
EPF: Posición, tiempo, distancia,
coordenadas cartesianas (magni-
tudes y elementos matemáticos)
EPL: Correcto (juicio de valor)
EPF: Posición, distancia, coordena-
das cartesianas (magnitudes y ele-
mentos matemáticos
2
EPF: Posición, tiempo, coordena-
das polares (magnitudes y ele-
mentos matemáticos)
EPL: Correcto (juicio de valor)
EPL: Correcto (juicio de valor)
3
EPF: Cronología, posición (magni-
tudes)
EPL: Cambio de lugar (elemento
taxonómico que usa como sinó-
nimo de posición)
EPF: Tiempo, posición, variación de la
posición, desplazamiento (magnitu-
des)
EPF: Cronología, posición (elemen-
tos epistemológicos, magnitudes)
EPL: Cambio de posición (ele-
mento de orden nominal pues re-
laciona la cualidad del cambio con
la cronología)
4
EPF: Trayectoria, parábola (ele-
mentos matemáticos)
EPF: Alabeada, curva (elementos ma-
temáticos)
EPF: Cóncava (elementos matemá-
ticos)
ES/A: No me la dieron (elemento
que muestra necesidad)
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Estudiante -->
ILAOO1
NIC002
JAR003
Pregunta
Elementos del discurso
Elementos del discurso
Elementos del discurso
5
ES/A: Cómodo, bonito, educativo,
es bueno, abstracto, la clase de
bachillerato (necesidad, interés,
preocupación por la educación)
EPL: Discusión (postura ante la situa-
ción de la actividad y en general de la
clase)
ES/A: Ganas, participación, facilidad,
se siente bien, libertad, clima bueno,
se aprende (necesidad, interés, preo-
cupación)
ES/A: Todo el escrito muestra ele-
mentos relacionados con el interés
y la necesidad de uso
Codificación: EPF, elementos referidos a la Física; EPL elementos referidos a la lingüística; EPS/A: elementos referidos a lo social-afectivo.
Para ILA001, en la pregunta 1 y 2, activa varias definiciones nominales (CI
n
) y representaciones matemáticas (RK
m
)
que coinciden parcialmente con lo científico (J
2
), lo cual es una mejora con respecto al resultado del diagnóstico. Se
observa ausencia de representaciones pictóricas y gráficas. Con respecto a los elementos del discurso activados, hay
una tendencia hacia la dimensión 1, EPF, en particular relacionados con las magnitudes y objetos matemáticos, los
cuales guardan una relación aproximada con la situación; se puede ver que los conceptos cobraron significado cientí-
fico pertinente a la situación. En las preguntas 3 y 4, la tendencia a la utilización de conceptos operacionales (CI
o
) es
demarcada, prevaleciendo lo científico (J
1
); así como las representaciones matemáticas (K
m
), lo cual mejora con res-
pecto al diagnóstico. De nuevo hay ausencia de representaciones pictóricas y gráficas (K
i
- K
g
). Se observa la aparición
de un elemento de orden taxonómico
1
perteneciente a la dimensión EPL. En la pregunta 5, los elementos de la dimen-
sión ES/A, tienden hacia el interés y la necesidad de usar lo aprendido y vivenciado en la actividad en su praxis educa-
tiva, (la estudiante trabaja en un centro de educación secundaria como docente de física).
Las respuestas de NIC002 y JAR003 evidenciaron mas ausencias de elementos conceptuales (NU) ante las pregun-
tas de los tres momentos que ILA001. Sin embargo, durante la presentación en la pizarra y la discusión, hicieron pre-
guntas y comentarios que parecen dar cuenta del interés por aprender, como: "Dan ganas de participar, pero no es
fácil, pero se puede discutir, se aprende mejor, se siente una bien, hay libertad, es un clima bueno para aprender",
"Claro, varia la posición, se desplaza", "Ahora entiendo lo de la cronología, pues al ver cambiar la posición ya lo veo,
pues el tiempo es distinto para cada una", "Eso significa que es cóncava hacia arriba".
IV. CONCLUSIONES
En este trabajo nos planteamos dos cuestiones: 1. ¿Cómo progresa el discurso de los estudiantes y su desarrollo con-
ceptual con la organización de la secuencia de actividades didácticas centradas en la triada? y 2. ¿En qué medida la
EMD permite orientar el desarrollo de la enseñanza no tradicional dirigida al aprendizaje de los tópicos de Física orga-
nizados como un campo conceptual?
1. Desde la TCC, la SPEF presentada parece que resultó ser innovadora en diferente grado para cada estudiante;
mientras una logró identificar la meta y efectuar algunas anticipaciones de tipo conceptual nominal u operativo para
resolver la situación, e incorporar nuevos elementos en su solución, las otras dos mostraron más dificultades para
resolverla. Esta circunstancia pudiera explicar el hecho de que dos de ellas evitaron presentar sus resultados en la
pizarra, aunque participaron de manera activa y valoraron la discusión, como lo evidencia expresión: "Nunca había
participado en este tipo de actividades, sólo se ha usado en los cursos el pizarrón" (JAR003, pregunta 5d) ó "Dan ganas
de participar, pero no es fácil, pero se puede discutir, se aprende mejor, se siente una bien, hay libertad, es un clima
bueno para aprender" (NIC 002, pregunta 5e). Por ello, asumimos que un uso adecuado del pizarrón puede promover
confianza y aprendizaje.
Las representaciones y relaciones asociadas a los conceptos estuvieron ausentes en sus discursos, lo cual puede
asociarse con un aprendizaje previo nominal con poco significado. Pareciera que la Triada y la EMD favorecen la acti-
vidad cognitiva y la confianza para debatir, lo cual es relevante para el aprendizaje conceptual.
Los discursos, en comparación con el nivel inicial derivado del diagnóstico, resultaron un poco mas estructurados
con elementos de los tres dominios dimensionales. En la dimensión referida al lenguaje de la física, surgieron elemen-
tos relacionados con magnitudes físicas y matemáticos, cuya ausencia fue notable en el diagnóstico.
Con respecto a la dimensión socio/afectiva, destacamos que las estudiantes vislumbraron la posibilidad de que este
enfoque didáctico pudiera llevarse a su praxis educativa: "... es bueno en la clase de bachillerato" (ILA001), "En todas
las clases, si hay recursos lo uso en mis clases de bachillerato" (JAR003); algo relevante para el tipo de profesional que
se está formando.
1
Relaciones Taxonómicas: son las que relacionan a un ítem con otro que se está presentado como sinónimo, antónimo, homónimo (entre otros).
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En líneas generales, a medida que se avanzaba en la actividad de la triada, intencionalmente orientada mediante
una EMD, las estudiantes lograron interaccionar y "hablar" con más elementos conceptuales y discursivos pertinentes
ante la situación. Lo cual nos hace pensar que implementar una secuencia de SPEF progresivamente más complejas
puede lograr avances en el desarrollo conceptual y discursivo de los estudiantes, en relación a la física.
2. Con los resultados obtenidos, tenemos una primera evidencia de factibilidad y efectividad en cuanto al uso de
la EMD como guía para el diseño de SPEF que incorporan la triada. Además, pensamos que el desarrollo con este
enfoque, de una serie de Secuencias Didácticas con Situaciones Problematizas de Física que atiendan clases de situa-
ciones preestablecidas, promoverían con éxito el aprendizaje significativo crítico de la Física.
REFERENCIAS
Buitrago, C. y Andrés, M., (2021) Discurso y desarrollo conceptual de los estudiantes para el profesorado de Física. Revista
de Investigación. Universidad Pedagógica Experimental Libertador-IPC, Venezuela. (En edición).
Buitrago, C. (2012) Complementariedad de los medios didácticos para el dominio teórico de la física (Trabajo de Maestría)
Universidad Pedagógica Experimental Libertador.
Lemke, J. (1993) Talking Science language, learning and values. NJ: Ablex.
Moreira, M. (2005) Aprendizaje significativo crítico (Critical meaningful learning) Indivisa. Boletín de Estudios e Investi-
gación, 6, 83-102, La Salle Centro Universitario España.
Perelman, Ch, y Olbrechts-Tyteca, L, (1989). Tratado de argumentación. La nueva retórica. Madrid: Gredos
Verngnaud, J. (1990). Quelques problèmes théoriques de la didactique à propos d´ un Example : los structures additives.
Atelier International d´été. Recherches en didactique de la physique. La Londe des Maures, Francia 26 junio al 13 de julio
de 1983. Disponible en: https://www.if.ufrgs.br/~moreira/vergnaudespanhol.pdf
Triada discurso-teoría-experimento
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ANEXO 1.
Secuencia Didáctica para el estudio de la cinemática de la partícula en dos dimensiones, según EMD (Buitrago y Andrés, en prensa).
Primer momento
Recurso usado: Simulación @2021 PhET Interactive Simulation, versión 1.0.15, formato HTML 5
Descripción general de la simulación: Apreciar un cañón que dispara balas a diferentes valores de rapidez inicial y ángulos; la imagen
se puede detener permitiendo al estudiante analizar cada punto de la trayectoria, el cual corresponde a un estado de movimiento
de la partícula descrito por la posición y el tiempo.
Tiempo de la actividad: 3 horas académicas.
1. Potencialidades didácticas experimentales dependiendo del recurso usado. Operar con el modelo y las relaciones implícitas a
través de una variedad de fenómenos simulados: vamos a describir la trayectoria de una partícula disparada en el campo gravita-
cional terrestre. Para hacer esto usaremos una simulación computacional, la cual, representa virtual y aproximadamente, la tra-
yectoria que describe una partícula que ha sido disparada con una velocidad inicial y un ángulo de disparo. Según el modelo, sin
hacer simplificaciones exageradas del mismo, con el fin de aproximarnos lo más posible al fenómeno real, estableceremos las
siguientes condiciones para nuestro estudio:
a) Consideraremos como partícula la bala, dada su simetría esférica.
b) Estableceremos al campo de fuerza terrestre aproximadamente constante.
c) Limitaremos nuestro estudio al vuelo de proyectiles próximos a la superficie terrestre.
d) Para asegurarnos que b) está correctamente considerado, agregaremos que la altura ℎ difiera del campo sobre la superficie
terrestre (𝑟 = 𝑅) en menos que cierta fracción que llamaremos 𝜖, así para la máxima altura consideraremos la corrección: ℎ ≤ 𝑅𝜖.
e) Prescindimos de la interacción con la resistencia del aire.
Haremos un primer estudio para tratar de establecer alguna relación entre las magnitudes: velocidad inicial, ángulo de disparo,
trayectoria. Haciendo uso del sistema de medición del software, obtenga el vector posición para un estado de movimiento de la
partícula (bala de cañón) en coordenadas polares. Incluya los vectores unitarios.
Disparo 1: ángulo fijo, variamos la velocidad tres veces, observamos la trayectoria.
Disparo 2: velocidad fija, variamos el ángulo tres veces, observamos la trayectoria.
Preguntas guías en el pizarrón (uso adecuado de la pizarra):
1. Haciendo uso del sistema de medición del software obtenga el vector posición para dos estados de movimiento de la partícula
(bala de cañón) en coordenadas cartesianas.
2. Interactuar con las diversas representaciones del concepto a través de los fenómenos simulados y recreados con el fin de reforzar
el conocimiento: Vamos ahora a tratar de establecer una relación entre las variables, a través de las siguientes representaciones
colocadas en la pizarra:
Representación 1:
Representación 2 (1)
En la primera situación, se observa un modelo simplificado del movimiento realizado por una pelota que es pateada por un jugador
de futbol. Si dibujamos vectores posición del origen hasta A y B, estableciendo una cronología que nos permita asignar un valor de
tiempo a cada uno, al igual que en la simulación, podemos conocer la posición de la partícula en el tiempo. Realicen otro disparo
con el simulador, para un ángulo y rapidez inicial que ustedes deseen.
Pregunta guía en el pizarrón (uso adecuado de la pizarra):
3a. Para distintas posiciones asigne la cronología correspondiente.
3b. ¿Se encuentra la partícula en movimiento? ¿Cómo justifica su aseveración?
En esta situación, podemos apreciar una expresión matemática. Con ella vamos a realizar un gráfico de 𝑥 como una función de 𝑧,
incorporando a la función que vamos a graficar, los mismos valores de los datos cargados a la simulación: rapidez inicial, ángulo y
valor de la aceleración de gravedad terrestre. Para esta tarea vamos a usar un graficador de funciones. Fíjense que el resultado es
una curva muy similar a la que obtuvimos en la simulación. Cuyo punto máximo se corresponde con el punto en donde la curva
alabeada sufre una inflexión. Para relacionar lo que obtuvimos en la graficación con la simulación, hagamos otro disparo para un
ángulo y rapidez inicial conocida. A partir de los observado en la simulación y haciendo una analogía (uso de analogías) con la gráfica
obtenida de la expresión matemática, respondan las siguientes interrogantes.
Preguntas guía en el pizarrón (uso adecuado de la pizarra)::
4a. En la simulación: ¿en dónde se representa la curva alabeada?
4b. Qué trayectoria sigue la partícula? ¿Cómo piensa que se podría formalizar esta respuesta sin ambigüedad?
4c. ¿Hace falta esta formalización? ¿La expresión representa una formalización del movimiento de la partícula?
2. Hacer énfasis en los elementos del discurso y conceptos que no aparecen en el diagnóstico: hagamos dos nuevos disparos. Como
podrán observar, la trayectoria de la bala no cambia, pues la única influencia que existe, es la que ejerce el campo gravitacional
terrestre, por supuesto, consideradas las condiciones en los valores de las magnitudes cargadas en la simulación. Para aclarar un
poco la actividad y el rol de la simulación en la misma, es importante mencionar que, una simulación computacional no es un
experimento real, y en particular la que usamos está construida bajo para obedecer a un modelo físico, el cual dicta a través de
líneas de códigos, los pasos que el software realizará para activar el algoritmo de resolución. Luego de cargar las condiciones ini-
ciales, los parámetros y variables de estado o magnitudes físicas involucradas y activar las soluciones, el sistema ejecuta el algoritmo
x
2
=-
2v
o
2
g
cos
2
a
æ
è
ç
ç
ö
ø
÷
÷
z
Triada discurso-teoría-experimento
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y reporta visualmente la corrida de la simulación, por lo cual se establece una relación entre las magnitudes posición, velocidad,
ángulo de disparo y aceleración de gravedad dada por el modelo matemático de la trayectoria cargado en el software. Este modelo
se puede representar a través de la expresión 1.
Esta ejecución de códigos de mando, tiene como resultado la representación virtual de la trayectoria. Experimentalmente, se puede
comprobar que este modelo simulado es consistente con las observaciones reales, bajo las mismas condiciones consideradas en la
simulación. Si analizamos con detenimiento la expresión anterior, vemos que guarda una relación cuadrática entre las coordenadas
de la posición de la bala en el plano 𝑧 − 𝑥. Para asegurarnos que esta consistencia es verdadera, les invito como tarea para la casa,
a graficar esta función con los valores de velocidad y ángulo del disparo 1. Luego de obtenida la gráfica, contrasten la forma de la
trayectoria obtenida en la simulación con la de la gráfica. También, con el simulador pueden medir la distancia entre el punto inicial
y final de la trayectoria y obtener así el alcance máximo del proyectil.
3. Elementos de la TCC: fíjense que para abordar el problema planteado tuvimos que recurrir a varias representaciones del concepto
de trayectoria, y a otros conceptos asociados como: curva alabeada, ángulo de disparo, punto máximo. Como conclusión: ¿Se
podría decir que para resolver un problema ameritamos de varios conceptos, situaciones y representaciones?
Segundo momento
1. Reforzar los elementos del discurso y conceptos que no aparecen en el diagnóstico, a través, de actividades de resolución de
problemas: vamos a tomar algún problema planteado en el libro de texto, con el fin de resolverlo. Problema del libro: Un cañón
dispara dos proyectiles en el plano 𝑧 − 𝑥, cada uno con una rapidez inicial de 30 𝑚/s. El primer proyectil con un ángulo de 𝑠 elevación
de 30° y un tiempo 3𝑠 más tarde. El segundo con un ángulo de elevación de 17°. Cuestionamiento a la solución del libro: ¿La solución
del libro plantea que la trayectoria descrita por el primer proyectil posee un alcance máximo que es menor a la del segundo, es
decir, el segundo llega primero al suelo? Incertidumbre: ¿Chocaran los proyectiles en algún momento? Hipótesis: si no se conoce
el tiempo de diferencia entre un disparo y otro, no se puede resolver el problema ¿Es cierto esto? Uso de la pizarra/simulación: al
resolver el problema en el caso de conocer el tiempo entre un disparo y otro, podemos ver que es el mismo que el obtenido en la
simulación. En el segundo caso, vimos que analíticamente, el problema no tiene solución cuando no conocemos el tiempo. Sin
embargo, la simulación nos permitió conocer ese valor.
2. Hacer énfasis en la TCC. Modelos análogos: dejar para que investiguen acerca de esta situación, la cual discutiremos en la próxima
sesión presencial. Situación planteada: Ahora se dispara un electrón en un campo eléctrico constante, deseamos conocer la tra-
yectoria que describe, ¿es similar esta situación a la de proyectiles disparados por el cañón? ¿Servirá la simulación para describir la
trayectoria del electrón? ¿Servirá la expresión 1 para graficarla? ¿cuál sería la adecuada?
Hacer notar que la simulación y la expresión no sirven para obtener la trayectoria del electrón, porque no incluyen todas las mag-
nitudes físicas que representan la situación. A pesar de que la velocidad, la posición y el ángulo de disparo son comunes, el electrón
interactúa con el campo eléctrico y no con el gravitatorio. Pero, haciendo ese cambio particular y algunos arreglos matemáticos,
las estructuras de los modelos son análogas, y describirían con una buena aproximación la trayectoria del electrón.
Tercer momento
1. Reforzar los elementos del discurso y conceptos. Responder en su rol como estudiantes. Luego como docentes en servicio y/o
formación: 5a. Cómo se sintieron durante el desarrollo de la sesión. -- 5b. Qué les pareció la estrategia seguida (discurso/teoría/si-
mulación). -- 5c. Qué utilidad prestó la simulación n la sesión. -- 5d. Cómo la usarían en su praxis educativa. -- 5e. Otros comentarios
que quieran agregar desde el punto de vista socio-afectivo.
2. Principio del ASC: "es importante que, en su presente o futuro rol como docentes, adquieran conciencia de que los significados
de sus estudiantes son construcciones humanas que la mayoría de veces no están en el lenguaje de las ciencias, pues ese lenguaje
no es cotidiano. En el proceso de aprender ciencias, sus estudiantes experimentan una circulación continua de significados que
vienen tanto del que aprende (saberes previos) como desde el entorno (docente, medios, recursos de aprendizaje, programas
televisivos, entre otros), por lo que resulta importante reconocer los primeros y mediar en la negociación entre significados. Esto
se cree factible de lograr mediante estrategias educativas que incorporen actividades como la que acabamos de desarrollar. Es
posible que, si el que aprende percibe los significados externos y los relaciona en forma no literal con los propios, consciente de la
diversidad y del cambio en los significados, podríamos estar ante un aprendizaje significativo crítico".
