VOLUMEN 36, NÚMERO 2 | JULIO-DICIEMBRE 2024 | PP. 123-130
ISSN: 2250-6101
DOI: https://doi.org/10.55767/2451.6007.v36.n2.47476
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Dispositivo Bounce Light System para
enseñar óptica a estudiantes de
educación primaria
Bounce Light System device for teaching optics to
elementary school students
Claudia Carolina García Gaitán 1*
1 Universidad Pedagógica Nacional Unidad 241. Av. Italia 903, Fracc. Providencia, CP 78390, San Luis Potosí, México.
*E-mail: garcia.claudia@upnslp.edu.mx
Recibido el 30 de julio de 2024 | Aceptado el 28 de octubre de 2024
Resumen
El objetivo de este artículo es compartir la experiencia didáctica al implementar el uso de un dispositivo, llamado Bounce Light System,
diseñado para enseñar la reflexión de la luz en el nivel escolar y desarrollar el pensamiento científico. El análisis de la experiencia se
desarrolló en tres fases: 1) diseño del dispositivo, 2) implementación del recurso didáctico y, 3) resultados de la implementación. Los
participantes fueron 60 alumnos de ocho a diez años que cursaban el nivel de educación primaria en México. A partir de sistematizar
la experiencia, se reconocen como ventajas de utilizar el dispositivo Bounce Light System; la comprensión de fenómeno de reflexión,
el acercamiento al estudio de la óptica en la infancia, el desarrollo de habilidades científicas y actitudes, entre las que destaca el apren-
dizaje en colaboración.
Palabras clave: Física educativa; Enseñanza de la óptica; Estudio de la reflexión de la luz; Educación primaria; Pensamiento científico
en la infancia.
Abstract
The objective of this article is to share the didactic experience by implementing the use of a device, called Bounce Light System, de-
signed to teach light reflection at the school level and develop scientific thinking. The analysis of the experience was developed in three
phases: 1) design of the device, 2) implementation of the teaching resource and 3) results of the implementation. The participants
were 60 students aged eight to ten years old who were attending primary education in Mexico. By systematizing the experience, the
advantages of using the Bounce Light System device are recognized; the understanding of the phenomenon of reflection, the approach
to the study of optics in childhood, the development of scientific skills and attitudes, among which collaborative learning stands out.
Keywords: Educational Physics; Teaching of Optics; Study of light reflection; Primary education; Scientific thinking in childhood.
I. INTRODUCCIÓN
De acuerdo con Harlen y Qualter (2004), el estudio de la ciencia a edades tempranas implica que los niños utilicen sus
ideas previas, obtenidas mediante experiencias, para explicar y comprender acontecimientos que observan en el en-
torno o su vida cotidiana. Actualmente, la Secretaría de Educación Pública (SEP) de México, promueve que los
estudiantes de educación primaria (6 a 12 años) desarrollen el pensamiento científico y pongan en práctica habilidades
de indagación, observación, resolución de problemas y el razonamiento causal (SEP, 2022). Asimismo, el currículo
mexicano contiene un listado de temas relacionados con la rama de la óptica, propuestos para el aprendizaje de las
ciencias en la educación primaria. Algunos de estos contenidos son acerca de las características e interacciones de la
luz, cuerpos opacos, espejos, colores, lentes, reflexión y refracción.
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El acercamiento al estudio de fenómenos ópticos representa un desafío para los docentes del nivel primaria, ya
que, durante su formación inicial los cursos dedicados a la didáctica de la ciencia son elementales, sin profundizar en
el contenido disciplinar, al menos para el caso de México. Por su parte, Weissmann (2013) refiere que la ausencia de
conocimiento disciplinar produce complejidad en la atención e identificación de dudas presentadas en los estudiantes
y, en ocasiones, contribuye a generar errores conceptuales. Otra de las dificultades percibidas en el estudio de los
fenómenos ópticos en este nivel se relaciona con la falta de equipo de laboratorio y materiales para desarrollar expe-
rimentos (García Gaitán et al., 2022). Sin embargo, existe una aportación valiosa en la Investigación en Educación
Física (Physics Education Research [PER], por sus siglas en inglés), sobre la importancia del uso de materiales accesibles
y de bajo costo para llevar a cabo actividades experimentales (Ávila et al., 2023).
De acuerdo con Jiménez Robles et al. (2021) la actividad experimental representa una instancia de aprendizaje
importante que contribuye al desarrollo de diversas habilidades; formular explicaciones, conjeturas, plantear hipóte-
sis, registrar y argumentar, entre otras. Weissmann (2013) la define como una estrategia que contribuye a la
comprensión de fenómenos físicos, despierta la necesidad de explicar por qué ocurren los sucesos observados y per-
mite construir el conocimiento científico Es importante que los materiales para realizar un experimento estén al
alcance de los estudiantes sean seguros y acordes con su edad. Con base en este antecedente, se elaboró el dispositivo
Bounce Light System, con la finalidad de atender a tres principios: a) elaborado con materiales de fácil acceso para los
niños; b) brindar seguridad a los estudiantes del nivel de primaria durante la actividad experimental, y c) lograr la
interacción y exploración con el fenómeno de reflexión de la luz en el nivel escolar.
El objetivo de este artículo es compartir la experiencia didáctica al implementar el uso de un dispositivo, llamado
Bounce Light System, diseñado para enseñar la reflexión de la luz en el nivel escolar y desarrollar el pensamiento
científico. Para ello, el contenido de este texto se estructuró en cuatro secciones; los fundamentos teóricos que sus-
tentan la propuesta didáctica, la descripción de la experiencia e implementación del dispositivo, el proceso sistemático
para el análisis y los resultados obtenidos. Finalmente, se exponen las consideraciones finales y los agradecimientos a
los participantes. La principal aportación de este trabajo consiste en comunicar las ventajas de utilizar el dispositivo
en el proceso de comprensión del fenómeno óptico y reconocer la importancia de realizar experimentos con materia-
les accesibles para desarrollar el pensamiento científico en la infancia.
II. FUNDAMENTACIÓN DE LA EXPERIENCIA
A. La enseñanza de la óptica en la educación primaria
Con el estudio de temas referentes a la óptica, propuestos en el currículo mexicano para la educación básica, se pre-
tende favorecer la relación entre el conocimiento científico y su aplicación en la vida cotidiana; por ejemplo, el tipo
de lentes para corregir problemas de visión, identificar el uso de la fibra óptica en el campo de la medicina o la com-
prensión de fenómenos como la reflexión y refracción de la luz. La exploración de los fenómenos mencionados
conlleva a cuestionarse la siguiente interrogante: ¿Se enseña óptica en el nivel de primaria? Para responder a la ante-
rior, se exploraron los programas de estudio y en la tabla I se concentraron los contenidos y temas referentes a la
óptica que propone el currículo educativo mexicano (SEP, 2011; 2017; 2022). Cabe señalar que esta experiencia se
realizó en cuarto grado, por lo tanto, el aprendizaje esperado de la actividad fue lograr que los estudiantes explicaran
fenómenos físicos de su entorno a partir de la reflexión de la luz .
TABLA I. Contenidos relacionados con óptica en el currículo mexicano del nivel primaria.
Grado
Tema
Aprendizaje Esperado
Contenido
1º
La luz es importante en mi vida
Infiere que la luz es necesaria para ver
objetos y colores.
La luz y sus colores, fuentes de luz.
2º
La luz
Experimenta y describe características
perceptibles de la luz. Experimenta con
fuentes de luz y objetos de diferentes
materiales.
Características de la luz.
3º
Características de la luz
y su importancia
Deduce algunas características de la luz
a partir de su interacción con los
objetos. Reconoce la aplicación de
algunas características de la luz en el
funcionamiento de diversos aparatos
para satisfacer nuestras necesidades.
Trayectoria de la luz, opaco,
translúcido transparente, sombras,
umbra, penumbra, función de la luz.
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Grado
Tema
Aprendizaje Esperado
Contenido
4º
Reflexión y refracción de la luz
Describe que la luz se propaga en línea
recta y atraviesa algunos materiales.
Explica fenómenos del entorno a partir
de la reflexión y la refracción de la luz.
Características de la luz: Reflexión y la
refracción de la luz. Ángulo de
incidencia
6º
Aprovechamiento de la formación de
imágenes en espejos y lentes
Argumenta la importancia de los
instrumentos ópticos en la
investigación científica y en las
actividades cotidianas. Compara la
formación de imágenes en espejos y
lentes, y las relaciona con el
funcionamiento de algunos
instrumentos ópticos
Uso de los instrumentos ópticos.
Espejos y lentes.
En la enseñanza del campo de la óptica, en diferentes regiones, se reconocen la creación de prototipos, el diseño
de secuencias didácticas y la importancia de realizar experimentos con los estudiantes, sobre todo con materiales de
fácil acceso. Sin embargo, se observa una tendencia en estudios desarrollados, en su mayoría, sectores urbanos. En
este sentido, resulta relevante considerar la diversidad de contextos educativos que existen en México, entre los que
se encuentra el medio rural e indígena.
Autores como Torre-Marín y Pipitone (2023), Calo et al. (2021), Resnick y Monroy (2017), entre otros, realizaron
trabajos relacionados con fenómenos ópticos en el nivel de primaria, sus aportaciones señalan el estudio de la física
como un medio para motivar la curiosidad, poner en práctica la observación, el registro, la formulación de conclusio-
nes, además de la importancia de generar espacios para la socialización y el promover las vocaciones científicas desde
edades tempranas (Ávila et al., 2023; García Gaitán et al., 2022).
B. La actividad experimental para desarrollar el pensamiento científico
De acuerdo con Candela (2020), las actividades experimentales favorecen el desarrollo del pensamiento científico y
representan una oportunidad para adquirir múltiples saberes generan procesos de investigación en los que se pone
en práctica la observación, formular preguntas, predicciones y confrontación de ideas, lo cual, permite la construcción
de diversas perspectivas explicativas de los fenómenos estudiados. Son un recurso que posibilita incorporar informa-
ción y desarrollar hábitos de pensar y razonar.
La SEP (2022) define el pensamiento científico como un “modo de razonamiento que implica relaciones coherentes
de conocimientos fundados en el desarrollo de habilidades para indagar, interpretar, modelizar, argumentar y explicar
el entorno” (p. 130). Por su parte, Skolnick y Sobel (2022) lo atribuyen al “conjunto de habilidades que permite a las
personas generar hipótesis, resolver problemas y explicar aspectos del mundo. Estas habilidades coinciden con lo que
hacen los científicos en su trabajo, cuando identifican problemas o hacen preguntas sobre el mundo” (p.4).
En el nivel de primaria, es importante enriquecer la experiencia de los estudiantes y fortalecer la búsqueda de
explicaciones a sucesos de su entorno. Por ello, es necesario partir de la observación de fenómenos cercanos a la vida
cotidiana (SEP, 2011, 2017). En este sentido, la actividad experimental es un recurso prioritario para la enseñanza de
la ciencia que conlleva a la comprobación e interpretación del conocimiento científico.
III. DESCRIPCIÓN DE LA EXPERIENCIA
A. Destinatarios y su contexto
La implementación se realizó con 60 estudiantes que cursaban tercer grado de educación primaria en el estado de San
Luis Potosí (SLP), México. Las edades de los participantes oscilaban entre los 8 y 10 años. De acuerdo con Meece (2000)
es en esta edad cuando los niños comienzan a utilizar las operaciones mentales y la lógica para abordar problemas de
manera más sistemática, por lo tanto, han avanzado a las operaciones concretas, con un pensamiento menos centra-
lizado y egocéntrico.
La escuela participante para este estudio se ubica en la zona oriente de la ciudad SLP. Corresponde a una organi-
zación completa, debido a que, existen los seis grados y hay un docente titular para cada uno. Su infraestructura es
un edificio de doble planta con 20 aulas, patios y biblioteca escolar. Cuenta con servicios públicos de energía eléctrica,
pavimentación, drenaje, agua e internet. Cabe señalar que, para obtener la población participante, se emitió una in-
vitación a las escuelas primarias, por medio de directivos y docentes, quienes aceptaron colaborar por voluntad
propia.
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Con base en la dosificación curricular de los programas educativos de México, el tema que se abordó en esta ex-
periencia didáctica fue: La reflexión y refracción de la luz. De acuerdo con la Tabla 1, en este tema se espera que los
estudiantes del cuarto grado de educación primaria logren explicar qué ocurre con estos fenómenos ópticos y cuáles
son algunas situaciones cotidianas en las que es posible observar los mismos.
B. Dispositivo
El Bounce Light System es un dispositivo tecnológico que permite observar y analizar el fenómeno óptico de la refle-
xión de la luz en el nivel escolar. Creado con materiales que permiten a los niños identificar los ángulos de incidencia
y reflexión, además posibilita medir ambos e incluso experimentar con diversidad de materiales, con el fin de que el
estudiante comprenda el fenómeno óptico.
Está elaborado con una base de madera color negro, contiene una rendija de 2mm. de ancho lo que favorece la
observación del haz de luz (ver figura 1). Además, incluye un soporte que permite sostener con facilidad diversos
materiales para observar cómo se comporta la reflexión de la luz en cada uno; por ejemplo: espejo, papel, cartón,
aluminio. Tiene adherido un transportador, colocado en un punto clave para medir los ángulos incidentes y de refle-
xión; también se observa la línea normal. El Bounce Light System (ver figura 1) funciona al posicionar una linterna
sobre el punto indicado y dirigir la luz al centro del dispositivo, señalado de color azul.
FIGURA 1. Se muestra el prototipo del dispositivo Bounce Light System.
La finalidad de crear un dispositivo, utilizado por los estudiantes del nivel primaria, surgió para que fuera posible
la demostración de la reflexión. Debido a que, en las actividades experimentales sobre este fenómeno óptico se su-
giere reducir la luz natural para observarlo con claridad o materiales fuera del alcance para algunos contextos. Incluso,
en algunos casos, los procedimientos representan un posible riesgo para estas edades escolares (8-10 años). Por ello,
se elaboró el dispositivo Bounce Light System, con la intencionalidad de atender a los siguientes principios: elaborado
con materiales al alcance, brindar seguridad a los estudiantes del nivel de primaria durante la actividad experimental
y lograr la observación e interacción con el fenómeno de reflexión de la luz en el nivel escolar.
Es un dispositivo que promueve la actividad experimental en diversos contextos educativos porque los materiales
son accesibles y se puede replicar el prototipo. Al ser ligero, resulta sencillo trasladarlo de un lugar a otro. Incluso,
funciona en espacios iluminados, lo que representa una ventaja para aulas que no cuentan con laboratorios de ciencia
o recursos para cubrir ventanas y reducir la luz solar. Por los materiales con los que se construyó, es una oportunidad
para contribuir en la didáctica de la física en la educación básica.
Respecto a las ventajas, es un dispositivo seguro para estudiantes del nivel de primaria, el soporte de madera que
contiene, aunado a los sujetadores de material velcro, permiten que materiales como espejos se mantengan adheridos
al soporte y favorezca la manipulación del fenómeno de manera confiable. Además, resulta práctico en el aula, incluso,
la rendija que forma parte del dispositivo permite observar un haz de luz fino, lo que contribuye a identificar con
claridad el comportamiento de los ángulos incidente y de reflexión.
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C. Actividad experimental: La luz rebota
El procedimiento consiste en utilizar el dispositivo para identificar cómo se comporta la luz cuando se refleja en diver-
sos materiales; espejo, papel y aluminio. La figura 2 contiene la descripción de la actividad experimental en la que se
implementó el Bounce Light System. El problema por resolver con la interacción del dispositivo fue ¿Por qué puedo
ver mi reflejo en un espejo?
Después de realizar la actividad experimental, los estudiantes compartieron sus observaciones, elaboraron regis-
tros al respecto y formularon conclusiones acerca del fenómeno de reflexión. Asimismo, manifestaron su experiencia
al usar el Bounce Light System y relacionaron situaciones de la vida cotidiana en las que es posible observar el fenó-
meno óptico. Al respecto, Candela y Rey (2017) argumentan que “en el aula los participantes interactúan para
construir colaborativamente el conocimiento científico permeado y en diálogo con el contexto sociocultural en el que
emerge” (p. 41).
FIGURA 2. Se muestra la actividad experimental desarrollada con el dispositivo, adaptada de SEP (2011).
IV. SISTEMATICACIÓN Y ANÁLISIS DE LA EXPERIENCIA
El proceso sistemático para analizar la experiencia se desarrolló en tres fases: 1) diseño del dispositivo, 2) implemen-
tación del recurso didáctico y, 3) resultados de la implementación. Desarrollado con base en las características y
elementos de una investigación basada en el diseño (Design Based Research [DBR], por sus siglas en inglés). Reeves
(2000) señala la importancia de innovar en un estudio DBR y, al igual que Valverde-Berrocoso (2016) reconoce en esta
metodología la necesidad de proponer soluciones para una intervención significativa (Anderson y Shattuck, 2012).
La técnica empleada para la recolección de datos de la implementación fue la observación con el uso de la video-
grabación. Los instrumentos para sistematizar la información fueron fichas descriptivas y una rúbrica de evaluación
basada en el desarrollo de las habilidades del pensamiento científico y el proceso de comprensión del fenómeno óp-
tico de reflexión. Desde una perspectiva cualitativa, se desarrolló un proceso de codificación con el uso de ATLAS.ti
(https://atlasti.com/es), lo cual permitió indexar las categorías en los datos recuperados mediante las fichas descrip-
tivas de la observación (Guardián-Fernández, 2010). Las categorías fueron: identificación de cuestiones científicas,
explicación científica de fenómenos, utilización de pruebas científicas y actitudes hacia la ciencia, las anteriores son
habilidades del pensamiento científico de acuerdo con diversos autores.
De acuerdo con los resultados, en la explicación científica del fenómeno de reflexión de la luz el 18% del alumnado
se ubicó en nivel principiante, 46% en intermedio, siendo la mayoría, y 36% en habilidoso. Debido a que, los partici-
pantes lograron describir el fenómeno óptico y formularon hipótesis con un lenguaje cotidiano, estas habilidades se
vieron favorecidas en medida de las interacciones con el entorno, docente, estudiantes y el Bounce Light System.
La figura 3 concentra los resultados de la rúbrica de evaluación, con base en el desempeño de los estudiantes se
reconoce que el criterio correspondiente a manipular dispositivos obtuvo el 70% en un nivel denominado habilidoso,
seguido del criterio explicación del fenómeno de reflexión con poco más del 60% en habilidoso. El menor porcentaje
de desempeño se observó en la construcción de argumentos y la comunicación de resultados.
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FIGURA 3. Se muestran los resultados de la rúbrica de evaluación de la implementación del dispositivo, se utilizaron los niveles de
desempeño: habilidoso, intermedio y principiante.
Con el uso del dispositivo fue posible que los niños reconocieran el comportamiento de la luz al reflejarse en un
espejo y sus diferencias en el caso del papel o aluminio. El Bounce Light System se convirtió en un valioso recurso para
la didáctica de la física porque los estudiantes lograron comprender qué pasa con la luz durante la reflexión, medir los
ángulos que se forman con los rayos de luz, comparar el comportamiento del fenómeno óptico en diversos materiales.
Asimismo, desarrollaron una actitud positiva hacia el estudio de la física, trabajaron en colaboración y relacionaron el
fenómeno con situaciones de la vida cotidiana; por ejemplo, ver su imagen en la ventana de una casa, una cuchara o
pantalla.
FIGURA 4. Registros elaborados por los estudiantes sobre la reflexión de la luz en un espejo y aluminio.
A partir de los resultados, se reconoce que la actividad experimental contribuye al desarrollo del pensamiento
científico, en la medida en que el estudiante tenga espacios para explorar y descubrir, utilizará sus experiencias más
cercanas para formular conjeturas e hipótesis respecto a los eventos que ocurren en su entorno, por lo tanto, es
importante que se promuevan acercamientos a la interacción con los fenómenos físicos y naturales (Matthews, 2017).
La experimentación en el aula se vio favorecida con el uso del Bounce Light System porque, utilizar el dispositivo
resultó un recurso valioso para la interacción con el fenómeno, además propició la observación y el registro en los
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estudiantes. Lo anterior, demuestra que, la ciencia representa un medio para desarrollar procesos de alfabetización y
lenguaje en diversos contextos educativos. Formular argumentos desde una perspectiva científica requiere de prácti-
cas educativas habituales, ya que, en esta investigación se reconoció un avance, pero sigue siendo una de las
habilidades con menor nivel de logro.
Conseguir que el estudiante comprenda fenómenos físicos requiere, además de situar el aprendizaje y utilizar la
información del contexto, una intervención docente con metodologías activas e intenciones didácticas claras; momen-
tos planificados basados en la interacción, la colaboración constante y el uso de la experimentación para promover
ambientes de aprendizaje, colocando al centro del proceso al estudiante y su contexto. A partir de la experiencia
didáctica se identificó que la experimentación representa una oportunidad para desarrollar un trabajo integral e in-
terdisciplinar, debido a que, se vieron favorecidos el pensamiento matemático, el pensamiento científico, los procesos
de lectoescritura, la expresión oral y la toma de acuerdos para el trabajo en colaboración. El uso del dispositivo como
recurso didáctico mantuvo una actitud de curiosidad permanente, la formulación y respuesta a interrogantes contri-
buyeron a socializar el aprendizaje de la ciencia, representó un medio para favorecer el pensamiento científico, ya
que, los estudiantes plantearon hipótesis, registraron observaciones, resolvieron problemas, formularon conclusiones
y explicaciones sobre el fenómeno óptico.
V. CONCLUSIONES
El análisis de esta experiencia didáctica permitió concluir que desarrollar el pensamiento científico, durante la educa-
ción primaria, es posible en diferentes contextos educativos, siempre y cuando se reconozca que “existen diversos
caminos para construir conocimientos, usarlos y compartirlos” (SEP, 2023, p. 58). Asimismo, se argumenta la impor-
tancia del valor social de la ciencia (Weissmann, 2013) al formar estudiantes críticos de los fenómenos naturales que
ocurren en su entorno.
Otro de los hallazgos fue reconocer que las actividades experimentales representan una oportunidad para desa-
rrollar un trabajo integral e interdisciplinar, debido a que permitieron favorecer el pensamiento crítico. El uso del
Bounce Light System mantuvo una actitud de curiosidad permanente, la formulación y respuesta a interrogantes que
contribuyó a socializar el aprendizaje. La interacción con el fenómeno se vio favorecida, en consecuencia, la mayoría
de los estudiantes comprendieron qué sucede con la reflexión de la luz desde demostraciones en su comunidad.
Por lo tanto, contextualizar el uso de dispositivos como recursos didácticos para el aprendizaje de las ciencias en
el nivel de primaria, implica la relación no sólo del conocimiento por la comunidad, además requiere tomar en cuenta
con los intereses, estilos de aprendizaje y personalidad del alumnado, desde una mirada que erradica hegemonías y
atiende a la diversidad. Sin dejar de lado el dominio del contenido científico. Cabe mencionar que, solo algunos estu-
diantes utilizaron un lenguaje científico, pero la mayoría puso en práctica habilidades y actitudes hacia la ciencia.
Con las actividades experimentales, el alumnado se aproximó formalmente al estudio de la óptica desde la pers-
pectiva de situaciones cotidianas, mostró mejor desempeño en la capacidad de registro de observaciones y se
favoreció su conocimiento matemático, en especial la medición de ángulos. La experiencia didáctica concluyó con la
identificación del contexto de enseñanza en temas relaciones con física como determinante para favorecer la reflexión
de la observación en la construcción de explicaciones de lo que ocurre en el entorno y la construcción de significados
a partir del pensamiento científico en los niños.
AGRADECIMIENTOS
Se agradece a las escuelas participantes del estado de San Luis Potosí.
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