Los Diagramas de fuerza como elemento fundamental en la enseñanza-aprendizaje de las leyes de newton bajo un enfoque constructivista. Estudio de caso en el grado noveno del colegio Palermo de San José

Abstract

La presente investigación plantea como hipótesis el uso de diagramas de fuerza para facilitar la comprensión de la enseñanza de las leyes de Newton, bajo un enfoque constructivista, al considerar las interacciones entre los cuerpos involucrados y como estas influyen en su estado de reposo o movimiento. Teniendo en cuenta los saberes previos requeridos para poder establecer un nivel conceptual que facilite el Aprendizaje Significativo (AS), dentro de la metodología, se realizó un diagnóstico con las estudiantes del grado noveno, empleando la evaluación “Force Concept Inventory” (FCI)”, obteniendo una valoración cualitativa del estado de los conceptos de fuerza (subsumsores). Además se diseñó una unidad didáctica, la implementación de talleres de diagramas de fuerza para una partícula, laboratorios de fuerza, mapas conceptuales y evaluaciones como estrategias para facilitar la solución, variación o argumentación de la situación y nivel proposicional del AS. Al final se aplicó de nuevo el FCI con lo cual se valoró la ganancia de aprendizaje (eficiencia de aprendizaje) de los conceptos sobre las leyes de Newton, logrado por las estudiantes, utilizando el denominado índice de Hake. Aunque el índice de Hake con el que se cuantificó la ganancia de aprendizaje estuvo en el rango clasificado como bajo, se observó cualitativamente, que después de realizar las actividades propuestas en la unidad didáctica, las estudiantes, obtuvieron una asimilación de los conceptos ya que se muestran críticas frente a las situaciones dadas y pretenden dar una solución, a lo que antes no tenía explicación; entendida esta asimilación como un cambio en la estructura cognitiva, por el enriquecimiento de los subsumsores: se observa que las estudiantes le dan sentido a situaciones cotidianas desde el análisis de las leyes de Newton, al comprender los conceptos que las lleven a lograr una verdadera argumentación. Debido a la concepción que se posee de la física en el común de las estudiantes, como la matematización a la que evocan para la resolución de los problemas, las dificultades en la representación y los temores por el desarrollo de laboratorios, se continua con dificultades para lograr permear la estructura cognitiva de la población./Abstract.Present research hypothesizes the use of force diagrams to facilitate understanding of teaching Newton's laws, under a constructivist approach, by considering interactions between the bodies involved and how these affect their state of rest or motion. Taking into account previous knowledge required to establish a conceptual level to facilitate meaningful learning in the methodology, a diagnosis was made with ninth grade students, using assessment "Force Concept Inventory" (FCI), "obtaining a qualitative assessment of the state of the concepts of force (subsumsores). It also includes the design of a teaching unit, the implementation of workshops, force diagrams for a particle, force labs, concept mapping and assessment strategies to facilitate the solution, variation or argumentation of the situation and propositional level of the AS. At the end, again applying the FCI thereby gain valued learning (learning efficiency) of the concepts of Newton's laws, made by students, using the known rate of Hake. Although the rate of Hake with which quantified the learning gain was in the range classified as low, was observed qualitatively that after performing the proposed activities in the teaching unit, the students obtained an assimilation of the concepts as they are critical against the given situations and try to give a solution, which previously had no explanation, understood this assimilation as a change in cognitive structure, the enrichment of subsumsores: it is observed that students give meaning to everyday situations from the analysis of Newton's laws, to understand the concepts that lead you to achieve a real argument. Due to the peripheral system of social representations of physics are owned in common students, as the mathematization to evoke for the resolution of problems, difficulties and fears representation by the development of complicated laboratory the management of their instruments, difficulties in ensuring continuous permeate the cognitive structure of the population.