Los diagramas de fuerzas como elemento fundamental en la enseñanza-aprendizaje de las leyes de newton bajo un enfoque constructivista: estudio de caso en X grado de la institución educativa San José Obrero del municipio de Medellín

Abstract

Los diagramas de fuerzas son una herramienta fundamental para el estudio de la física básica y concretamente, para el abordaje de las leyes de Newton, en la medida en que permiten al estudiante visualizar lo que ocurre en un sistema físico a nivel representacional -enmarcado en la teoría del aprendizaje significativo (AS)- permitiendo identificar las variables que determinan el comportamiento de un sistema físico y plantear estrategias para su solución, logrando la argumentación de la situación -nivel proposicional del AS-. Problema que se aborda en este trabajo, donde se plantea como hipótesis el utilizar el diagrama de fuerza como elemento fundamental para obtener un buen nivel de ganancia en el aprendizaje significativo de las leyes de Newton, bajo un enfoque constructivista. El desarrollo metodológico inicia con un diagnóstico de los estudiantes del grado 10º de la I.E. San José Obrero empleando para ello, la evaluación “Force Concept Inventory” (FCI)” (pre-test) de la que se obtuvo una valoración cualitativa del estado de los conceptos de fuerza. A continuación se diseñó, implementó y aplicó una unidad didáctica donde se tuvo en cuenta estos preconceptos; aquí se realizó como actividad fundamental talleres sobre diagramas de fuerza apoyados en situaciones físicas reales: ésta solo se desarrolló con un grupo de estudiantes (grupo muestra). Por último se aplicó de nuevo a todos los estudiantes, el FCI (post-test) permitiendo valorar la ganancia en el aprendizaje alcanzada por los estudiantes. Con el diagrama de fuerzas como elemento fundamental para la enseñanza y el aprendizaje de forma significativa de la física en el grado décimo, se logró validar la hipótesis, en la medida que el grupo muestra alcanza un nivel de ganancia medio para el tema las leyes de Newton, mientras que el grupo control no presentó ningún cambio significativo en la ganancia de aprendizaje.

The diagrams of forces are an essential tool for the study of basic physics and specifically, for addressing Newton's laws, as they allow students to visualize what happens in a physical system-framed representational level in the meaningful learning theory (AS) - allowing you to identify the variables that determine the behavior of a physical system and propose strategies for their solution, making the argument of the state-level AS-propositional. Problem addressed in this work, which is hypothesized to utilize the force diagram as a key to a good level of profit in the meaningful learning of Newton's laws, under a constructivist approach. The methodological development begins with an analysis of the 10 th grade students in the IE St. Joseph the Worker using for this, the evaluation "Force Concept Inventory" (FCI) "(pre-test). From which we obtained a qualitative assessment of the state of the concepts of force. Following are designed, implemented and applied a teaching unit which took into account these preconceptions, here was conducted as workshops on main activity supported force diagrams real physical situations: it only developed with a group of students (groups). Finally, again applied to all students, the FCI (post-test) allows to evaluate the learning gain achieved by the students. With the diagram of forces as key to teaching and learning of physics significantly in the tenth grade, we were able to validate the hypothesis, as the sample group reaches a gain medium for the issue laws Newton, while the control group showed no significant change in the learning gain.