El laboratorio de física como escenario para la construcción de los conceptos divergencia y rotacional

Abstract

The physics laboratory is proposed as scenario for the design and implementation of practices for meaningful learning of divergence and curl (rotational) concepts. The model used is mathematics in the context of the sciences articulated through experimentation as the main strategy, with students enrolled in the Vector Calculus course of the Engineering Faculty of Santo Tomás University, Tunja Sectional. The experimental practices designed are mediated by 4 well-established phases. Artisanal, Experimental, Analysis, and finally the Consolidation phase where the comparison and verbalization of the found characteristics is made. A pre-test and a post-test were designed, focused on the competences of identifying, inferring and determining vector fields, as well as their respective rotational and divergence. Finally, the strategy is evaluated with comparative analysis between the two tests, identifying obstacles and advances in the levels of understanding of the concepts and the strengthening of competences, where significant learning is evident given that the student differentiates between a set of related propositions and identifies the elements of a concept in a stage of propositional learning.

Se propone al laboratorio de física como escenario, de diseño e implementación de prácticas, para el aprendizaje significativo de los conceptos de divergencia y rotacional. El modelo usado es la matemática en el contexto de las ciencias articulado desde la experimentación como estrategia principal, con estudiantes, inscritos al curso de Cálculo Vectorial, de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Santo Tomás, Seccional Tunja. Las prácticas experimentales diseñadas están mediadas por cuatro fases bien establecidas: artesanal, experimental, de análisis, y finalmente la fase de afianzamiento donde se hace la comparación y verbalización de las características encontradas. Para ello se diseñó un pre-test y un post-test, enfocados en las competencias de identificar, inferir y determinar características de campos vectoriales, así como sus respectivos rotacionales y divergencias. Finalmente, se evalúa la estrategia con análisis comparativo entre los dos test, identificando obstáculos y avances en los niveles de comprensión de los conceptos y el fortalecimiento de competencias. Se concluye que el aprendizaje significativo es manifiesto dado que el estudiante diferencia entre un conjunto de proposiciones relacionadas e identifica los elementos de un concepto en un estadio de aprendizaje proposicional.