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ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA EL ESTUDIO DE LA REFRACCIÓN DE LA
LUZ, COMO BASE PARA EL DESARROLLO DE LOS ESTÁNDARES EN
COMPETENCIAS, PROPUESTOS POR EL MINISTERIO DE EDUCACIÓN
NACIONAL.
Trabajo presentado como requisito para optar por el título de Licenciada en Física
Paula Andrea Almonacid Castiblanco
2010146002
Asesor
Eduardo Garzón Lombana
Universidad Pedagógica Nacional
Facultad de ciencia y Tecnología
Departamento de Física
Bogotá D.C
2016
FORMATO
RESUMEN ANALÍTICO EN EDUCACIÓN - RAE
Código: FOR020GIB Versión: 01
Fecha de Aprobación: 10-10-2012 Página 1 de 76
1. Información General
Tipo de documento Trabajo De Grado
Acceso al documento Universidad Pedagógica Nacional. Biblioteca Central
Titulo del documento
Estrategia Didáctica Para El Estudio De La Refracción De La Luz,
Como Base Para El Desarrollo De Los Estándares En Competencias,
Propuestos Por El Ministerio De Educación.
Autor(es) Almonacid Castiblanco, Paula Andrea
Director Garzón Lombana, Eduardo
Publicación Bogotá. Universidad Pedagógica Nacional, 2016, 70 p.
Unidad Patrocinante Universidad Pedagógica Nacional
Palabras Claves
ÓPTICA, REFRACCIÓN, LENTES, SOFTWARE EDUCATIVO,
SIMULACIÓN, ENSEÑANZA PARA LA COMPRENSIÓN,
COMPETENCIAS, P.O.E, EXPERIMENTO, TIC.
2. Descripción
En este trabajo de grado se propone una estrategia didáctica para el estudio de la refracción de la
luz, basada en TIC y en práctica experimental como base para el desarrollo de los estándares en
competencias propuestos por el Ministerio de Educación Nacional en los estudiantes de grado 11
del Liceo Ecológico del Norte.
Ésta estrategia compila los siguientes aspectos didácticos: las tecnologías de la información y la
comunicación y la práctica experimental, los cuales, mediante la enseñanza para la comprensión, y
la estrategia Predecir, Observar y Explicar, se articulan de manera que se desarrolle en los
estudiantes algunas de las competencias en ciencias propuestos por el Ministerio de Educación
Nacional además se planea la implementación para que se pueda realizar en tres sesiones, una de
ellas con una duración de dos horas y dos de ellas con una duración de una hora.
La propuesta gira en torno a los siguientes elementos:
Un curso virtual que aborda el fenómeno de la refracción de la luz, el cual se desarrolló en
Flash y que se encuentra disponible el blog: http://refraluz.blogspot.com.co.
Simulación a cerca de la formación de imágenes en lentes hecha en Geogebra, la cual se
implementará en el aula de clase con los estudiantes.
Experimentos demostrativos en torno al fenómeno de la refracción de la luz, los cuales se
describirán más adelante.
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Acorde al modelo pedagógico de enseñanza para la comprensión, se establecen para cada una de
las sesiones ciertos objetivos, los temas generativos, las metas de comprensión y los desempeños
de comprensión, también se diseñan las actividades que se realizarán en cada una de las sesiones,
ya que, se pretende realizar una evaluación diagnóstica continua, estas actividades son diseñadas
bajo la estrategia Predecir, Observar y Explicar (POE), las cuales darán cuenta de las
comprensiones alcanzadas por los estudiantes, comprensiones que se espera sean plasmadas en las
explicaciones que ellos construyan.
3. Fuentes
Fernández Prieto, M. (s.f.). Las Nuevas Tecnologías En La Eduación. Madrid: Universidad
Autónoma de Madrid.
Gálvis, A. (1992). Ingeniería de software educativo. Bogotá: Universidad de los Andes.
Hernández Millán, G., & López Villa, N. (2011). Predecir, observar, explicar e indagar:
Estrategias efectivas en el aprendizaje de las ciencias. México: Universidad Nacional
Autónoma de México.
Hofstein, A., & Lunetta, V. (1982). The Role oh the Laboratory in Science Teaching:
Neglected Aspects on Research (Vol. 52). American Educational Research Association.
Kofman, H. (2004). Integración de las funciones constructivas y comunicativas de las
NTICs en la enseñanza de la Física Universitaria y la capacitación docente. Revista de
Enseñanza de la Física , 17.
Koponen, I., & Mäntylä, T. (2006). Generative Role of Experiments in Physics and in
Teaching Physics: A Suggestion for Epistemological Reconstruction .
Malagón, F. (2012). Teoría y experimento, una relación dinámica: Implicaciones en la
enseñanza de la física. Bogotá: Universidad Pedagógica Nacional.
Ministerio de Educación Nacional. (2004). Estándares Básicos de Competencias en
Ciencias Naturales y Ciencias Sociales. Formar en ciencias: ¡el desafío! lo que debemos
saber y saber hacer .
Uttech, M. (2005). ¿Qué es la investigación-acción y qué es un maestro investigador? XXI
Revista De Educación .
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Wiske, M. S. (1999). La Enseñanza Para la Comprensión.
4. Contenidos
El presente trabajo de grado contiene tres capítulos:
Capítulo 1: Consideraciones preliminares
En este capítulo se abordan los aspectos que dieron paso a la creación de la propuesta, como son la
delimitación del problema, justificación, objetivos, antecedentes y metodología de investigación.
Capítulo 2: Marco teórico
En este capítulo se desarrollarán los cuatro componentes que soportan la presente estrategia
didáctica, el primero es el disciplinar, en el cual se abordará la óptica geométrica, estudiando el
comportamiento y propagación de la luz bajo el modelo de “rayo de luz”, se hablara acerca de los
diagramas de rayos así como del principio de Fermat y la ley de Snell puesto que se abordará el
fenómeno de la refracción de la luz tanto en medio líquidos como en lentes planas, cóncavas y
convexas.
El segundo es el componente normativo, el cual comprende dos aspectos importantes los cuales
son: los lineamientos curriculares para grado once y los estándares básicos en competencias, los
dos propuestos por el Ministerio de Educación Nacional. En donde se explicitan cuales son las
competencias que se quieren desarrollar por medio de la presente propuesta.
El tercero es el componente pedagógico, en donde se explica que el presente trabajo se basa en un
marco de enseñanza para la comprensión.
El cuarto y último componente del marco teórico es el componente didáctico, del cual se
desprenden los dos grandes aspectos de la estrategia que se propone, los cuales son: Tecnologías
de la Información y Comunicación y las prácticas experimentales, en donde se hablará acerca de
cómo concibe el autor estos dos componentes en la enseñanza de las ciencias, específicamente en
el área de física.
Capítulo 3: Diseño y Preparación de la Estrategia Didáctica
En este capítulo se exponen las consideraciones bajo las cuales se desarrolló la presente estrategia,
además de explicar cómo está organizada la misma. Se presentan los componentes de cada una de
las tres sesiones a implementar en sus respectivas matrices de organización, donde se podrá ver
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sus respectivos objetivos, metodología, metas de comprensión, organización de tiempos, entre otra
información importante.
Capítulo 4: Implementación y Análisis
En este capítulo se muestra la sistematización de cada una de las actividades realizadas con los
estudiantes, se explican las categorías empleadas para la sistematización la cual está organizada en
tablas de datos, también se encuentra la interpretación de estos datos.
5. Metodología
La metodología que orienta este trabajo es la investigación-acción, asumiendo la práctica
educativa como un espacio de indagación y además entendiendo el rol del profesor como el de un
“profesor investigador”, el cual sea critico, reflexivo e innovador de su práctica educativa, que
sigue aprendiendo constantemente y que está en la mejor posición para observar, detectar
problemas y formular preguntas que generen respuestas en pro al mejoramiento del ejercicio
docente. (Uttech, 2005)
De acuerdo a lo anterior y como afirma (Elliott, 2000) este tipo de investigación está directamente
relacionada a los problemas prácticos cotidianos experimentados por los profesores, ya sean de
tipo problemáticos; contingentes o que requieren una respuesta práctica, en vez de estar
relacionada con “problemas teóricos" definidos por los investigadores puros en el entorno de una
determinada disciplina y esto hace que pueda ser desarrollada por los mismos profesores.
La investigación-acción se desarrolla siguiendo un modelo en espiral en ciclos sucesivos que se
pueden resumir en cuatro fases, las cuales, para el presente trabajo; éstas fases abordan los
siguientes objetivos:
FASE 1
Objetivo: plantear el problema.
FASE 2:
Objetivo: Diseñar una estrategia didáctica apoyada en TIC y prácticas experimentales bajo
el maco de enseñanza para la comprensión.
FASE 3:
Objetivo: Implementar la estrategia didáctica en el Liceo Ecológico del Norte con los
estudiantes de grado once.
FASE 4:
Objetivo: Evaluar la estrategia didáctica y reflexionar en torno a ello.
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6. Conclusiones
La estrategia adoptada permitió obtener resultados importantes, de manera que se logró hacer un
desarrollo integral en la clase de física en torno al fenómeno de la refracción de la luz, ya que
además del aspecto teórico, se logró involucrar el aspecto experimental inherente a la física y por
consiguiente se desarrollaron en los estudiantes las siguientes competencias propuestas por el
Ministerio de Educación Nacional para este nivel de educación: “Identifico variables que influyen
en los resultados de un experimento”, “Registro mis observaciones utilizando gráficos y tablas”,
“Relaciono la información recopilada con los datos de mis experimentos y simulaciones” y “saco
conclusiones de los experimentos que realizo aunque no obtenga los resultados esperados”, lo cual
es uno de los objetivos de este trabajo, además, la mayoría de los estudiantes comprendieron el
fenómeno de la refracción de la luz, bajo el modelo de rayo de luz, ya que el 57,5% de ellos
pudieron construir explicaciones acertadas frente a sus observaciones y el 62,5 de los estudiantes
comprendieron el trazo de rayos de luz para deducir cómo se forman las imágenes en los
diferentes tipos de lentes, pudiendo realizar los diagramas de rayos correspondientes.
La estrategia Predecir- Observar-Explicar es muy efectiva para el estudio de la física, ya que como
afirman (Hernández Millán & López Villa, 2011) sirve para “fomentar la reflexión de contenidos
conceptuales y procedimentales y para usar los trabajos prácticos como una herramienta valiosa
en el aprendizaje de las ciencias naturales”, en este caso, los estudiantes desarrollaron en cada
una de sus etapas, competencias que estimulan el espíritu investigativo como por ejemplo observar
y reflexionar a cerca de lo observado, esto permitió hacer un seguimiento y diagnóstico de las
comprensiones adquiridas por los estudiantes a lo largo del curso. Por otra parte, la tarea de
construir explicaciones es un desempeño que permite conocer las compresiones de los estudiantes
frente a un fenómeno, ya que esto le exige ir mas allá de la memorización.
Esta estrategia fue una muy buena alternativa para solucionar los problemas que se identificaron
en un principio relacionados a la falta de material experimental, el reducido espacio físico y el
corto tiempo de trabajo presencial, ya que como afirma (Gálvis, 1992), las tecnologías de la
información y la comunicación son viables para solucionar problemas de este tipo, además al
haber articulado la herramienta virtual y las actividades experimentales con el trabajo hecho en
clase, el curso fluyó de una manera en la que el tiempo con el que se contó no fue un problema, se
logró hacer un buen uso de los tiempos y se le brindó al estudiante la oportunidad de observar un
fenómeno que no se puede observar experimentalmente por falta de material en la institución
educativa.Al igual que en el trabajo realizado por Víctor Andrés Heredia, el cual se revisó en los
antecedentes, se evidencia que los estudiantes se muestran receptivos ante nuevas propuestas que
se lleven al aula, en este caso los estudiantes se mostraron muy interesados y a su vez, motivados
por las herramientas virtuales que se implementaron en y fuera del aula, por este motivo este
trabajo puede tener un mayor alcance, ya que se podría complementar con una sección dedicada al
fenómeno de la reflexión de la luz y cubrir todo el capítulo de óptica geométrica.El componente
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experimental en la clase de ciencias es un elemento muy importante, y como afirma (Abrahams,
2009), el trabajo práctico, entendido como actividad experimental, despierta interés y motivación
en los estudiantes de tal manera que esto genera consecuencias en ellos como por ejemplo, querer
saber de algún tema en específico, hacerse preguntas e intentar responderlas, actitudes que se
evidenciaron en los estudiantes al momento de realizar los experimentos demostrativos, ya que
como se pudo observar, los estudiantes muestran un alto interés hacia los fenómenos físicos que
pueden ser observados.
Elaborado por: Paula Andrea Almonacid Castiblanco
Revisado por: Eduardo Garzón Lombana
Fecha de elaboración del
Resumen: 23 08 2016
Tabla de contenido
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................ 1
CAPÍTULO 1. CONSIDERACIONES PRELIMINARES ........................................................................... 2 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA ...................................................................................................................... 2 JUSTIFICACIÓN ......................................................................................................................................................... 3 OBJETIVOS .................................................................................................................................................................. 4 ANTECEDENTES ...................................................................................................................................................... 5 METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN ............................................................................................................... 7
CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................... 8 COMPONENTE DISCIPLINAR .............................................................................................................................. 8 COMPONENTE PEDAGÓGICO .......................................................................................................................... 16 COMPONENTE DIDÁCTICO .............................................................................................................................. 18 COMPONENTE NORMATIVO ............................................................................................................................ 19
CAPÍTULO 3. DISEÑO Y PREPARACIÓN DE LA ESTRATEGIA DIDÁCTICA .............................. 21 SESIÓN 1: IDEAS PREVIAS EN TORNO AL FENÓMENO DE LA REFRACCIÓN DE LA LUZ Y LAS LENTES. ........... 21 SESIÓN 2: COMPRENSIONES ALCANZADAS POR LOS ESTUDIANTES EN TORNO AL FENÓMENO DE LA
REFRACCIÓN DE LA LUZ. ........................................................................................................................................... 25 SESIÓN 3: COMPRENSIONES ALCANZADAS POR LOS ESTUDIANTES EN TORNO A LAS LENTES. ..................... 28
CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIÓN Y ANÁLISIS .................................................................................. 31 SESIÓN 1: IDEAS PREVIAS A CERCA DE LA REFRACCIÓN DE LA LUZ Y LAS LENTES. ......................................... 31 SESIÓN 2: COMPRENSIONES ALCANZADAS POR LOS ESTUDIANTES EN TORNO AL FENÓMENO DE LA
REFRACCIÓN DE LA LUZ ............................................................................................................................................ 35 SESIÓN 3: COMPRENSIONES ALCANZADAS POR LOS ESTUDIANTES EN TORNO A LAS LENTES. ..................... 36
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................................ 38
ANEXOS ........................................................................................................................................................ 40
BILBIOGRAFÍA ........................................................................................................................................... 67
1
INTRODUCCIÓN
La presente propuesta surge gracias a la experiencia adquirida en la práctica pedagógica en
el Liceo Ecológico del Norte, donde se identificaron aspectos que dificultan hacer un
desarrollo integral de los cursos de física, que involucre además del aspecto teórico, el
aspecto experimental inherente a la física y por consiguiente algunas de las competencias
propuestas por el Ministerio de Educación (que son lo que los estudiantes están en
capacidad de saber y saber hacer). Estas dificultades están relacionadas a los espacios
físicos y a los materiales con los que cuenta la institución para hacer actividad experimental
con los estudiantes, además de esto, muchas veces es imposible para el profesor desarrollar
los temas a cabalidad, ya que el tiempo con el que se cuenta para realizar las clases es muy
corto y se pueden perder espacios de clase debido a diferentes factores los cuales pueden
estar relacionados con actividades de la institución y/o actividades de los estudiantes.
Es por eso que esta estrategia se concibe como una oportunidad de mejoramiento de la
enseñanza de la física para el grado 11 del Liceo Ecológico del Norte, donde mediante la
articulación de herramientas virtuales, la actividad experimental y el trabajo presencial de
los estudiantes, se logre llegar a la comprensión del fenómeno de la refracción de la luz al
mismo tiempo que se desarrollan en los estudiantes algunas de las competencias propuestas
por el Ministerio de Educación para este grado.
Al igual que (Gálvis, 1992), en este trabajo se considera que las herramientas virtuales
contribuyen a facilitar los diferentes procesos de enseñanza-aprendizaje que se dan en las
diferentes modalidades de estudio, además de ofrecer importantes ventajas frente a otros
métodos de enseñanza como facilidad de acceso, interactividad, entre otros, por otro lado la
experimentación se considera como un aspecto que no se puede desligar del aspecto teórico
ya que la actividad experimental en la enseñanza de las ciencias desempeña un papel
importante en el sentido en que promueve habilidades de pensamiento lógico y solución de
problemas (Koponen & Mäntylä, 2006) y así mismo desarrollan en los estudiantes
competencias que propone el Ministerio de Educación nacional para este nivel,
relacionadas a la práctica experimental y el uso de herramientas virtuales.
Es por eso que en el presente trabajo se diseña e implementa una propuesta didáctica para el
estudio de la refracción de la luz que se enmarca en dos importantes elementos: primero, en
las tecnologías de la información y la comunicación y segundo, en la actividad
experimental para la enseñanza de la física. Además se proponen unos mecanismos de
evaluación que se diseñan bajo la estrategia de Predecir-Observar-Explicar, a su vez que
desarrollan en los estudiantes algunas de las competencias propuestas por el Ministerio de
Educación Nacional para este nivel de educación.
2
CAPÍTULO 1. CONSIDERACIONES PRELIMINARES
DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA
Este trabajo está dirigido a los estudiantes de grado once (11º) del Liceo Ecológico del
Norte, el cual es un establecimiento educativo de carácter privado, cuyo proyecto educativo
institucional tiene un enfoque de educación personalizada, esto implica: “La realización de
una labor educativa orientada fundamentalmente a la investigación pedagógica y
búsqueda de nuevos métodos que favorezcan el proceso de aprendizaje y pedagógico”1.
Por otra parte, en cuanto al mejoramiento de la educación, el Ministerio de Educación
Nacional propone los “Estándares básicos de competencias en ciencias naturales y ciencias
sociales” éstos son una guía referencial para que todas las instituciones escolares, urbanas
o rurales, privadas o públicas de todo el país, ofrezcan la misma calidad de educación a los
estudiantes de Colombia2.
Para el grado once en el área de ciencias naturales, en la cual se encuentra el área de física,
se establecen competencias específicas como por ejemplo “realizo mediciones con
instrumentos y equipos adecuados” y “relaciono la información recopilada con los datos de
mis experimentos y simulaciones”3. Es necesario desarrollar en los estudiantes este tipo de
competencias, ya que éstas a su vez fomentan una serie de actitudes sumamente
importantes que estimulan el espíritu investigativo como por ejemplo la formulación de
hipótesis y la indagación.
En muchos casos, no es posible hacer un desarrollo integral de los cursos de física, que
involucre además del aspecto teórico, el aspecto experimental inherente a la física y por
consiguiente algunas de las competencias propuestas por el Ministerio de Educación (que
son lo que los estudiantes están en capacidad de saber y saber hacer), Esto es debido a
múltiples factores, que por supuesto son diferentes en cada espacio, en este caso en
particular y refiriéndose a la asignatura de física en el grado once, gracias a la experiencia
adquirida en la práctica pedagógica, se identificaron aspectos que pueden ser un problema
para el desarrollo de las temáticas y para lograr cumplir con los estándares de
competencias.
Por una parte, el Liceo no cuenta con espacios físicos adecuados para realizar práctica
experimental con los estudiantes, debido al reducido espacio de sus instalaciones, además,
ya que el Liceo tiene un fuerte enfoque ambiental, se recomienda que el material de
laboratorio que se use sea reciclado, por lo que el material es escaso. Por otro lado,
teniendo en cuenta que el tiempo con el que se cuenta para desarrollar los temas es
limitado, muchas veces es imposible para el profesor desarrollarlos a cabalidad, ya que
además, se pueden perder espacios de clase debido a diferentes factores los cuales pueden
1 Liceo Ecológico del Norte (2016). Manual de Convivencia. 2 Ministerio de Educación Nacional (2004). Estándares Básicos de Competencias en
Ciencias Naturales y Ciencias Sociales. 3 Ministerio de Educación Nacional (2004). Estándares Básicos de Competencias en
Ciencias Naturales y Ciencias Sociales. Pág 22.
3
estar relacionados con actividades de la institución y/o actividades de los estudiantes.
Sumado a esto, se destaca el poco uso de herramientas virtuales en y fuera del aula.
Dicho esto, es conveniente buscar nuevas propuestas didácticas en apoyo a la asignatura y
específicamente al estudio de los fenómenos ópticos como uno de los ejes que se abordan
en el curso, que permitan entre otras cosas, hacer un uso provechoso del tiempo
establecido, y así mismo, fomentar en los estudiantes las competencias en ciencias
propuestas por el Ministerio de Educación Nacional en los “Estándares básicos de
competencias en ciencias naturales y ciencias sociales”.
En este contexto surge la siguiente pregunta problema: ¿Qué tipo de estrategia didáctica,
que involucre las prácticas experimentales y las tecnologías de la información y
comunicación, se puede desarrollar en el curso de física con los estudiantes de grado once
del Liceo Ecológico del Norte, que permita desarrollar algunas de las competencias en
ciencias planteadas por el Ministerio de Educación Nacional para este nivel y resuelva las
dificultades que se han planteado respecto a la actividad experimental y el tiempo de
trabajo presencial en torno al estudio de los fenómenos ópticos?
JUSTIFICACIÓN Este trabajo busca aportar a la enseñanza de la física, en especial a la enseñanza de la óptica
geométrica, por medio de una propuesta didáctica basada en tecnologías y en práctica
experimental que apoye al curso de física de grado once y que ayude a solventar algunos de
los problemas identificados. Ya que en la medida en que haya mente abierta y recursos
humanos capaces de innovar, será posible hallar soluciones novedosas, apoyadas o no con
computador, a los problemas que se detecten (Gálvis, 1992).
En los últimos años, las tecnologías de la información y de la comunicación (TIC’s) han
avanzado a un ritmo considerable, y en un entorno competitivo y cambiante, estos avances
tecnológicos ponen un desafío a la educación y es el no quedarse atrás, innovar, ir de la
mano con ellos, dicho esto es pertinente hacer uso de las herramientas virtuales en la
educación, ya que estas contribuyen a facilitar los diferentes procesos de enseñanza-
aprendizaje que se dan en las diferentes modalidades de estudio, ya sean universitarios,
técnicos, presenciales, semi-presenciales, a distancia, entre otros, además que estos recursos
abren las puertas a nuevas posibilidades que permiten enriquecer los procesos educativos
(Fernández Prieto).
Por otro lado, estas tecnologías ofrecen importantes ventajas frente a otros métodos de
enseñanza. Hoy en día, el acceso a recursos de computación es mas fácil y económico,
además un componente importante que hace muy especial el uso de estas tecnologías es la
interactividad que ofrecen, logrando motivar al estudiante, ya que ‘una buena utilización
del medio computacional en la educación depende, en gran medida, de lo interactivo que
sea el material’ (Gálvis, 1992)
Sin embargo, disponer de una herramienta virtual por sí sola, no garantiza que se haga un
buen uso de ella ni mucho menos que solvente las necesidades o que ayude a solucionar las
dificultades que se tienen en el proceso de enseñanza-aprendizaje. En este caso, esta
4
herramienta es un complemento al trabajo en el aula y a la práctica experimental,
atendiendo a los problemas identificados en un principio.
Si los materiales para realizar las prácticas experimentales en óptica están en mal estado y
son escasos, el estudiante no tendrá una interacción significativa con el experimento, se
podría brindar una experiencia directa y mas provechosa al estudiante mediante el trabajo
en un laboratorio computarizado. Si se presenta una dificultad en cuanto a realizar
experimentación en clase, es necesario pensar en otro tipo de estrategias que permitan
realizarla, ya que no se puede desligar lo teórico de lo experimental en el ámbito de la
ciencia, la actividad experimental está cargada de presupuestos teóricos a la vez que las
teorías científicas exhiben siempre una carga experimental importante y además que la
actividad científica es estéril si se prescinde de la actividad experimental.
(Sandoval Osorio , Ayala Manrique, Malagón Sánchez, & Tarazona Vargas , 2006)
Además, existe información suficiente para sugerir que la experimentación en la enseñanza
de las ciencias desempeña un papel importante en el sentido en que promueve habilidades
de pensamiento lógico y solución de problemas, como por ejemplo habilidades de
observación, así como la comprensión de conceptos científicos. (Hofstein & Lunetta, 1982)
Dicho esto, es evidente cómo la actividad experimental aporta al desarrollo de
competencias acordes a las propuestas por el Ministerio de Educación Nacional, ya que
estos estándares buscan que los estudiantes desarrollen las habilidades científicas y las
actitudes requeridas para explorar fenómenos y para resolver problemas. Además, “formar
en ciencias significa contribuir a la formación de ciudadanos y ciudadanas capaces de
razonar, debatir, producir, convivir y desarrollar al máximo su potencial creativo”4.
(Gálvis, 1992) sugiere que el uso de tecnologías es viable para solucionar problemas de este
tipo, ya que al brindar al estudiante la posibilidad de observar un fenómeno cuantas veces
quiera y repetir un laboratorio computarizado, dentro de un ambiente amigable, llamativo y
entretenido, se logrará despertar interés y motivación.
Ahora, si se articula la herramienta virtual y las actividades experimentales con el trabajo
hecho en clase, se espera que el curso fluya de una manera en la que el tiempo con el que se
cuenta no sea un problema, si no que se haga un buen uso de los tiempos y se desarrollen
algunos de los estándares propuestos por el Ministerio de Educación Nacional.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Diseñar una estrategia didáctica para el estudio de los fenómenos ópticos, apoyada en el
uso de tecnologías y prácticas experimentales, que permita desarrollar en los estudiantes de
grado once del Liceo Ecológico del Norte algunas de las competencias en ciencias
planteadas por el Ministerio de Educación Nacional para este nivel.
4 Ministerio de Educación Nacional (2004). Estándares Básicos de Competencias en
Ciencias Naturales y Ciencias Sociales. Pág 6.
5
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Revisar el material experimental relacionado con los fenómenos ópticos con que
cuenta el colegio.
Establecer los conceptos y fenómenos fundamentales que se tratan en el curso de
grado 11 respecto a la óptica geométrica.
Identificar los estándares de competencias en ciencias que plantea el Ministerio de
Educación Nacional para este nivel.
Diseñar una estrategia didáctica basada en TIC’S y en la práctica experimental, que
involucre los estándares en competencias.
Implementar la estrategia didáctica en el Liceo Ecológico del Norte.
Evaluar la estrategia didáctica.
ANTECEDENTES
Algunos de los trabajos que se revisaron y que permiten orientar este trabajo son:
Micromundo Para la Enseñanza de la Óptica en Estudiantes de Grado Octavo.
Universidad Pedagógica Nacional; año 2010.
Autor: Víctor Andrés Heredia Heredia.
Asesor: Eduardo Garzón Lombana.
El autor desarrolla una estrategia que permite la apropiación del concepto de reflexión de la
luz a través del uso de un software como herramienta didáctica y de apoyo en el
entendimiento y compresión de algunos fenómenos físicos. También toma en cuenta las
bases matemáticas que requieren los estudiantes de este nivel para la comprensión.
Este trabajo resulta importante desde el punto de vista del uso de las herramientas
computacionales, lo cual está en correspondencia con la presente propuesta. Allí, se plantea
una estrategia en torno al uso de tecnologías, evidenciando que los estudiantes se muestran
receptivos ante nuevas propuestas educativas que se lleven al aula. Este último resultado es
importante por que se evidencia la viabilidad de diseñar una propuesta didáctica apoyada en
el uso de tecnologías, ya que se pretende despertar ese interés y receptividad en los
estudiantes del Liceo Ecológico del Norte.
El Experimento de Michelson & Morley en la Clase de Relatividad Especial, Como
Herramienta Para la Comprensión Del Concepto Sistema de Referencia.
Universidad Pedagógica Nacional; año 2014.
Autor: Angela Rocío Hernandez Tique.
Asesor: Eduardo Garzón Lombana.
Diseña una propuesta de aula apoyada de unas herramientas centradas en la comprensión
del concepto sistema de referencia, por medio del fenómeno de interferencia. Se desarrolla
a través de actividades POE (predecir, observar, explicar) y su enfoque pedagógico es
enseñanza para la comprensión.
6
Este trabajo aporta aspectos importantes en cuanto a la metodología y el marco pedagógico,
ya que comparte la idea de que el profesor es un investigador en el aula y desde allí se
propone la metodología que orienta el trabajo. La metodología empleada por Hernández, se
retoma en la presente propuesta.
Nociones de Óptica Geométrica, Una Estrategia de Aula Para Estudiantes de Grado
Décimo.
Universidad Pedagógica Nacional; año 2012.
Autor: Alvaro Baquero Soler.
Asesores: Rusby Malagón y Germán Bautista.
“Elaboración de una estrategia didáctica que permite aproximar a los estudiantes de grado
décimo del liceo Ciudad Capital a la comprensión de la óptica geométrica”.
En este trabajo el autor señala que es fundamental que se enseñe óptica en bachillerato y
resalta la importancia de las actividades experimentales en el aula, además mediante la
implementación de esta estrategia, concluye que efectivamente es apropiado acompañar las
estrategias didácticas de experimentación ya que los estudiantes se involucran y se
muestran participativos en la clase, esto aporta al presente trabajo ya que la
experimentación se considera como un componente clave en la enseñanza de los fenómenos
ópticos.
Propuesta de un Objeto Virtual de Aprendizaje Para la Enseñanza de la Tabla Periódica.
Universidad Nacional de Colombia; año 2011
Autor: Yenny Paola Calderón Mora.
Asesor: Liliam A. Palomeque Forero
Se presenta una propuesta didáctica dirigida a los estudiantes de grado noveno de la
Institución Educativa Técnico Superior de Neiva usando como recurso un objeto virtual de
aprendizaje, que permite en los estudiantes lograr un aprendizaje significativo, desarrollar
habilidades y destrezas para mejorar su rendimiento académico, su autodisciplina y
aumentar su motivación hacia esta ciencia.
Se toma este trabajo ya que la autora toma en cuenta los lineamientos curriculares y los
estándares en competencias propuestos por el Ministerio de Educación Nacional, señalando
la importancia de desarrollarlos desde la clase de ciencias y por eso busca desarrollar
ciertas habilidades mediante la implementación del Objeto Virtual de Aprendizaje, lo cual
se asemeja a la presente propuesta, ya que también se le da importancia a los estándares
propuestos por el Ministerio de Educación.
7
METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN
La metodología que orienta este trabajo es la investigación-acción, asumiendo la práctica
educativa como un espacio de indagación y además entendiendo el rol del profesor como el
de un “profesor investigador”, el cual sea critico, reflexivo e innovador de su práctica
educativa, que sigue aprendiendo constantemente y que está en la mejor posición para
observar, detectar problemas y formular preguntas que generen respuestas en pro al
mejoramiento del ejercicio docente. (Uttech, 2005)
De acuerdo a lo anterior y como afirma (Elliott, 2000) este tipo de investigación está
directamente relacionada a los problemas prácticos cotidianos experimentados por los
profesores, ya sean de tipo problemáticos; contingentes o que requieren una respuesta
práctica, en vez de estar relacionada con “problemas teóricos" definidos por los
investigadores puros en el entorno de una determinada disciplina y esto hace que pueda ser
desarrollada por los mismos profesores.
La investigación-acción se desarrolla siguiendo un modelo en espiral en ciclos sucesivos
que se pueden resumir en cuatro fases, las cuales incluyen:
FASE 1: Diagnóstico y reconocimiento de la situación inicial.
FASE 2: Planificación, desarrollo de un plan de acción, para mejorar aquello que
ya está ocurriendo.
FASE 3: Acción, poner el plan en práctica y la observación de sus efectos en el
contexto que tiene lugar.
FASE 4: Reflexión en torno a los efectos como base para una nueva planificación.
Para el presente trabajo; las anteriores fases abordan los siguientes objetivos y acciones:
FASE 1
Objetivo: plantear el problema.
Observación desde la practica pedagógica, identificar aspectos problemáticos en
cuanto a la enseñanza de la física y el desarrollo de competencias, revisión del
material experimental relacionado con los fenómenos ópticos en la institución.
FASE 2:
Objetivo: Diseñar una estrategia didáctica apoyada en TIC’s y prácticas
experimentales bajo el maco de enseñanza para la comprensión.
Documentación, Establecer los conceptos y fenómenos fundamentales que se tratan
en el curso respecto a la óptica geométrica, identificar los estándares de
competencias en ciencias que plantea el Ministerio de Educación Nacional que se
quieren desarrollar para este nivel, selección de las practicas experimentales a
desarrollar y las herramientas virtuales a utilizar.
FASE 3:
Objetivo: Implementar la estrategia didáctica en el Liceo Ecológico del Norte con
los estudiantes de grado once.
FASE 4:
Objetivo: Evaluar la estrategia didáctica y reflexionar en torno a ello.
8
CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO
En este capítulo se desarrollarán los cuatro componentes que soportan la presente estrategia
didáctica, el primero es el disciplinar, en el cual se abordará la óptica geométrica,
estudiando el comportamiento y propagación de la luz bajo el modelo de “rayo de luz”, se
hablara acerca de los diagramas de rayos así como del principio de Fermat y la ley de Snell
puesto que se abordará el fenómeno de la refracción de la luz tanto en medio líquidos como
en lentes planas, cóncavas y convexas.
El segundo es el componente normativo, el cual comprende dos aspectos importantes los
cuales son: los lineamientos curriculares para grado once y los estándares básicos en
competencias, los dos propuestos por el Ministerio de Educación Nacional. En donde se
explicitan cuales son las competencias que se quieren desarrollar por medio de la presente
propuesta.
El tercero es el componente pedagógico, en donde se explica que el presente trabajo se basa
en un marco de enseñanza para la comprensión.
El cuarto y último componente del marco teórico es el componente didáctico, del cual se
desprenden los dos grandes aspectos de la estrategia que se propone, los cuales son:
Tecnologías de la Información y Comunicación y las prácticas experimentales, en donde se
hablará acerca de cómo concibe el autor estos dos componentes en la enseñanza de las
ciencias, específicamente en el área de física, se hablara de
COMPONENTE DISCIPLINAR
Para este nivel educativo se establece que se debe estudiar la óptica geométrica, uno de los
fenómenos que se aborda en este curso es el de la refracción de la luz, si bien existen
muchas formas de hacerlo, el profesor titular del grupo en el que se va a implementar la
estrategia, lo hace desde el aspecto conceptual y fenomenológico, por lo que el marco
teórico de este trabajo sigue esa línea, y atendiendo a las exigencias del profesor, la
formalización matemática no se abordará en esta propuesta.
La óptica es la rama de física que estudia tanto las propiedades como la propagación de la
luz, cuando se hace este estudio considerando que la luz viaja en línea recta, viéndola como
un rayo, se habla de óptica geométrica. Este modelo de “rayo de luz”, es una idealización
que fue estudiada por Isaac Newton en el siglo XVII, el cual es muy útil para explicar el
comportamiento de la luz, dando cuenta de fenómenos como la refracción y la reflexión5.
Bajo este modelo, la trayectoria que describe la luz al propagarse, viene determinada por el
principio de Fermat, el cual dice que “cuando un rayo de luz viaja entre dos puntos, su
trayectoria real será aquella que requiera el mínimo tiempo”, es por esto que también se le
conoce como el principio de mínima acción. En un medio homogéneo, la velocidad de
5 Bautista, M; Romero,O (2011). Hipertexto Física. Bogotá: Santillana.
9
propagación de la luz es constante y para poder desplazarse en el menor tiempo posible,
debe recorrer la menor distancia posible, así que debe moverse describiendo una línea recta.
REFRACCIÓN DE LA LUZ
Cuando un rayo de luz incide en el limite de la
superficie entre el aire y un vidrio transparente, tienen
lugar dos sucesos: parte de la luz se refleja desde el
limite de la superficie, obedeciendo a la ley de la
reflexión, gracias a la cual podemos ver nuestro
reflejo en un espejo o en las ventanas de un bus. La
ley de la reflexión dice que el rayo incidente y el rayo
reflejado están en el mismo plano normal a la
superficie y que el ángulo de reflexión es igual al
ángulo de incidencia 𝜃1 = 𝜃2. Además, parte de la luz
continúa viajando dentro del segundo medio, es
transmitido más que reflejado, pero este rayo
transmitido cambia su dirección cuando cruza la
frontera que existe entre un medio y otro. El cambio de luz de un medio a otro, pero con un
cambio en su dirección, se llama refracción6 (ver figura 1). Este fenómeno ocurre solo en
medios transparentes como algunos líquidos, así como en las lentes.
En 1621, el científico holandés Willebrord Snell propuso la ley de la refracción o la ley de
Snell, la cual establece que si un rayo se refracta de un medio 1 a un medio 2, teniendo
éstos índices de refracción 𝑛1y 𝑛2 respectivamente, los ángulos 𝜃1y 𝜃2 en los dos medios
están relacionados mediante la siguiente expresión: 𝑛1 sin 𝜃1 = 𝑛2 sin 𝜃27 éstos índices de
refracción 𝑛 se definen como “el cociente entre la velocidad c, de la luz en el vacío y la
velocidad v, de la luz en otro medio” 8 esta definición se expresa matemáticamente como
𝑛 =𝑐
𝑣; esto implica que la velocidad de la luz en un medio equivale a 𝑣𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =
𝑐
𝑛, el índice
de refracción de un medio siempre es 𝑛 > 1 excepto en el vacío donde es 𝑛 = 1
exactamente9.
LENTES
Las lentes son instrumentos ópticos que pueden ser muy útiles en ocasiones en que
queramos ver las cosas más grandes, más claras, más pequeñas o más cercanas, éstas se
clasifican en convergentes y divergentes. Una lente es convergente si al incidir en ella rayos
de luz paralelos, los re-emite de tal forma que convergen en un mismo punto, éstas lentes
6 Knight, R.D (2008). Physics for scientists and engineers a strategic approach. San Francisco: Pearson. 7 Knight, R.D (2008). Physics for scientists and engineers a strategic approach. San Francisco: Pearson. 8 Bautista, M; Romero,O (2011). Hipertexto Física. Bogotá: Santillana. 9 Knight, R.D (2008). Physics for scientists and engineers a strategic approach. San Francisco: Pearson.
Figura1. Reflexión y refracción de un rayo de luz. Imagen propia.
10
son más gruesas en el centro que en los extremos. En la figura 2 se pueden ver los
diferentes tipos de lentes convergentes, las cuales se clasifican según su estructura física en
Biconvexa (A), Plano convexa (B) y Menisco convergente (C), la representación grafica
para una lente de este tipo de lente es una flecha con dos puntas.
Figura 2. Tipos de lentes convergentes y su
representación gráfica. Imagen propia.
En cambio, una lente es divergente si al incidir en ella rayos de luz paralelos, éstos no se
encuentran en un punto, si no que al llegar a ella divergen completamente, es decir, se van
abriendo cada vez mas, éstas lentes son angostas en el centro y más gruesas en los
extremos, en la figura 3 se pueden apreciar los diferentes tipos de las lentes divergentes,
estas también se clasifican según su estructura física en Bicóncava (A), Plano cóncava (B)
y Menisco divergente (C), la representación grafica para una lente de este tipo es una flecha
con dos puntas invertidas.
Figura 3. Tipos de lentes divergentes y su
representación.
En la figura 4 se pueden apreciar, en general, los elementos de una lente convergente
(izquierda) y de una lente divergente (derecha).
Eje óptico Eje óptico
Figura 4. Elementos de una lente convergente y divergente. Imagen propia.
11
Éstos elementos son:
El eje de la lente o eje óptico es una línea imaginaria que une los dos focos de la
lente.
Los centros de curvatura C, que son los centros de las esferas que originan la lente.
Los focos F son los puntos que se encuentran en la mitad de la distancia que existe
entre el centro de curvatura y la superficie de la lente, además en estos puntos
convergen los rayos que inciden sobre ella (si la lente es convergente), o es el punto
que resulta de la proyección de los rayos que emergen de ella (si la lente es
divergente), en este último caso el foco es virtual.
El centro óptico O, es el centro geométrico de la lente y esta ubicado en medio de
los dos focos.
El plano objeto es aquel del cual provienen los rayos de luz que incidirán en la
lente, el plano imagen es donde se juntarán los rayos de luz para formar imágenes.
La distancia focal, f, es la distancia del centro óptico a un foco, esta es una
propiedad de cada lente 10.
DIAGRAMAS DE RAYOS
Para poder estudiar este comportamiento de la luz mediante rayos, se utiliza lo que se
conoce como “diagramas de rayos”, esto, partiendo de considerar los objetos mismos como
fuentes de rayos de luz, los cuales se originan en todos los puntos del objeto y éstos se
distribuyen en todas las direcciones. Cabe resaltar que, dibujar todos los rayos originados
por un objeto seria algo no solo muy difícil de hacer, si no también, dificultaría el análisis
geométrico de fenómenos como la refracción de la luz y la formación de imágenes en
espejos y lentes, es por eso que al hacer un diagrama de rayos basta dibujar unos cuantos
que sean suficientes para poder realizar el análisis, como se podrá ver mas adelante.
A continuación se estudiará cómo se trazan rayos en los dos diferentes tipos de lentes. Para
el trazo de rayos en una lente convergente, se deben tener en cuenta las siguientes reglas:
Si un rayo de luz incide paralelo al eje óptico de una lente convergente, éste la atraviesa y
posteriormente pasará por el foco (ver figura 5). Un rayo que pasa por el foco, y llega a la
lente, la atraviesa y sale paralelo al eje óptico de esta (ver figura 6). Si hay un rayo que
incida en la lente por su centro óptico, este no sufrirá cambios en su trayectoria (ver figura
7). Estas reglas se cumplen de igual forma sin importar si el rayo de luz alcanza la lente por
su parte inferior o superior.
10 Bautista, M; Romero,O (2011). Hipertexto Física. Bogotá: Santillana.
12
En cuanto al trazo de rayos en lentes
divergentes, es necesario tener en cuenta las
siguientes reglas: un rayo que incide
paralelo al eje óptico de la lente, la
atraviesa y se desvía en la dirección del
foco objeto (F) y un rayo que parece ir
buscando la dirección del foco imagen (F’),
atraviesa la lente y sale paralelo a ésta,
como se puede observar en la figura 8.
FORMACIÓN DE IMÁGENES EN LENTES CONVERGENTES
Teniendo en cuenta las reglas anteriormente enunciadas, se analizará como se forman las
imágenes en una lente convergente, colocando el objeto a diferentes distancias. Para esto
basta dibujar tres rayos llamados rayos notables, los cuales son suficientes para estudiar la
formación de imágenes, uno que sale del objeto e incide paralelo al eje óptico de la lente y
otro que sale del objeto, pasa por el foco, incide en la lente y sale paralelo al eje óptico de
ésta, en algún punto del plano imagen éstos se intersectarán y es en ese punto donde se
forma la imagen, para verificar esta posición, basta con trazar un tercer rayo que sale del
objeto e incide en la lente por el centro óptico.
Figura 5. Rayos de luz que inciden paralelos al eje óptico de una lente convergente.
Figura 6. Rayos que pasan por el foco, y llegan a la lente convergente.
Figura 7. Rayos que inciden en la lente convergente por su vértice.
Figura 8. Rayos que inciden paralelos al eje óptico en una lente divergente.
13
Cuando el objeto (O) está ubicado en el
infinito, es decir, más allá del centro de
curvatura, la imagen (I) se forma en el campo
imagen, entre el foco y el centro de
curvatura, es de menor tamaño e invertida
(ver figura 9).
Cuando el objeto (O) esta ubicado en el
centro de curvatura, la imagen (I) se forma
en el campo imagen, entre el foco y el
centro, es de mayor tamaño e invertida
(ver figura 10).
Cuando el objeto (O) esta ubicado entre el
centro de curvatura y el foco, la imagen
(I) se forma en el campo imagen, en el
infinito, es de mayor tamaño e invertida
(ver figura 11).
Cuando el objeto (O) esta ubicado en el foco, solo se puede dibujar el rayo que sale del
objeto en incide en la lente, pasando posteriormente por el foco imagen, no se puede
dibujar un rayo que pase por el foco objeto, así que se dibujan el que incide y el que pasa
por el centro objeto, en este caso no se forma imagen, ya que como se puede apreciar en la
figura 12, los rayos no se encuentran en ningún punto.
Figura 9. Imagen formada por una lente convergente cuando el objeto esta ubicado en el infinito
Figura 10. Imagen formada por una lente convergente cuando el objeto esta ubicado en el centro de curvatura.
Figura 11. Imagen formada por una lente convergente cuando el objeto esta ubicado entre el centro de curvatura y el foco.
14
Cuando el objeto (O) está ubicado en la
distancia focal, es decir, entre el foco y la
lente, la imagen (I) se forma en el plano
objeto, entre el centro de curvatura y el
foco, es una imagen virtual de mayor
tamaño y no es invertida.
Como se puede ver en la figura 13, los
rayos que salen de la lente hacia el plano
imagen no se encuentran nunca, así que
para formar la imagen, hay que trazar la
proyección de éstos rayos en el plano
objeto, los cuales si se cruzan en algún
punto, en este caso también se puede
comprobar dicha posición de la imagen
por medio del trazo de un tercer rayo que
pase por el centro óptico de la lente.
Estas imágenes formadas gracias a la proyección de los rayos originales, reciben el nombre
de imágenes virtuales.
FORMACIÓN DE IMÁGENES EN LENTES DIVERGENTES
En el caso de las lentes divergentes, sin importar dónde esté ubicado el objeto, las imágenes
siempre se forman del mismo modo en el mismo sitio, siempre son imágenes virtuales ya
que se forman gracias a la proyección de los rayos de luz originales, son de menor tamaño
que el objeto y nunca están invertidas, estas imágenes siempre están ubicadas en el plano
objeto como se puede observar en las siguientes imágenes.
Figura 12. Imagen formada por una lente convergente cuando el objeto esta ubicado en el foco.
Figura 13. Imagen formada por una lente convergente cuando el objeto esta ubicado entre el foco y la lente.
15
Figura 11. Imagen formada por una lente divergente cuando el objeto esta ubicado en el centro de curvatura.
Figura 12. Imagen formada por una lente divergente cuando el objeto esta ubicado en el infinito.
Figura 9. Imagen formada por una lente divergente cuando el objeto esta ubicado en el foco.
Figura 10. Imagen formada por una lente divergente cuando el objeto esta ubicado entre el foco y la lente.
Figura 13. Imagen formada por una lente divergente cuando el objeto esta ubicado entre el foco y el centro de curvatura.
16
COMPONENTE PEDAGÓGICO
Los estándares en competencias, que son criterios establecidos por el Ministerio de
Educación Nacional, buscan, en cuanto a las ciencias naturales, “que los estudiantes
comprendan los conceptos y formas de proceder de las diferentes ciencias naturales para
entender el universo”11, es por eso que en este trabajo se considera importante que los
estudiantes del Instituto Pedagógico comprendan las bases teóricas de los fenómenos
ópticos y a partir de ellas su formalización. Con eso dicho, este trabajo se basa en un marco
de enseñanza para la comprensión.
Así como lo señala (Wiske, 1999), David Perkins define la comprensión como la habilidad
de pensar y actuar con flexibilidad a partir de lo que uno sabe, a diferencia del
conocimiento y la habilidad, las cuales pueden traducirse como información y desempeño
rutinario a mano, la comprensión va mas allá, puesto que no se reduce al conocimiento ya
que se requiere mucho más que sólo reproducir información. No basta con que un
estudiante, por ejemplo, memorice ecuaciones o sepa con exactitud las fechas de ciertos
acontecimientos en la historia de Colombia para poder decir que comprende una teoría
física o la trascendencia social de ciertos hechos en la historia de un país. Así que cuando
alguien no puede ir mas allá de la memorización o repetición, esto evidencia una falta de
comprensión, podemos decir entonces que aprender no es comprender, sin embargo, esta
mirada hacia la comprensión de ninguna manera resta importancia al conocimiento, ya que
estaríamos perdidos sin el apoyo de la memorización y la rutina, pero si hay que resaltar
que comprender exige algo más.
Entonces, ¿cómo reconocer la comprensión? Como se menciona en el anterior párrafo, se
puede reconocer la comprensión mediante un desempeño flexible, desempeñarse
flexiblemente implica relacionar, operar, describir, comparar, diferenciar, analizar, decidir,
organizar, etc., lo cual es la comprensión misma (Pogré, 2001). Hay que poner a la persona
ante una actividad particular, ya sea explicando un fenómeno, resolviendo un problema,
construyendo un argumento o armando un producto para así poder estimar dicha
compresión respecto a determinado tópico.
En el marco de la enseñanza para la compresión, y para este trabajo, se formulan las
siguientes preguntas: ¿Qué es lo que quiero que comprendan mis estudiantes? ¿cómo sé que
comprenden?, Las cuales contienen los elementos del marco de trabajo, que son:
¿Qué es lo que quiero que comprendan mis estudiantes?
o Tópicos generativos: éstos son los que permiten estudiar un tema a
profundidad, deben plantearse de tal manera que susciten interés en los
alumnos, para que de estos se desplieguen una cantidad de conocimientos
que les permitan comprender los temas.
o Metas de comprensión: éstas establecen lo que se quiere que los
estudiantes logren gracias a su trabajo en torno a los tópicos generativos
previamente planteados. Para esto, hay que definir a dónde se quiere llegar
11 Ministerio de Educación Nacional (2004). Estándares Básicos de Competencias en
Ciencias Naturales y Ciencias Sociales. Pág 12.
17
con la propuesta en cada una de sus actividades.
¿Cómo sé que comprenden?
o Desempeños de comprensión: éstos desempeños se traducen en las
actividades que harán los estudiantes en las cuales pondrán evidenciar sus
comprensiones, que por supuesto, deben ser acordes a las metas de
comprensión establecidas.
o Evaluación diagnóstica continua: sin lugar a dudas la evaluación debe
promover la comprensión, es por esto que las actividades que se realicen
deben ir más allá de la memorización y ofrecer a los estudiantes otro tipo de
tareas que requieran más esfuerzo, además se debe establecer bajo qué
criterios se evaluarán las comprensiones de los estudiantes.
Para la presente propuesta didáctica, la evaluación diagnóstica continua se realizará
siguiendo la estrategia Predecir-Observar-Explicar (POE), la cual es una estrategia
propuesta en el año de 1979 en una investigación a cerca del pensamiento de los estudiantes
de Física de la Universidad de Pittsburg. Como afirman (Hernández Millán & López Villa,
2011) esta una estrategia de enseñanza, con la cual se puede saber qué tanto comprenden
los estudiantes sobre un tema, esto, al desarrollar tres tareas específicas: Predecir-Observar-
Explicar. Para esta propuesta, los estudiantes tendrán que predecir que sucederá en un
experimento y/o simulación que se les presenta, relacionados al fenómeno de la refracción
de la luz, luego, el estudiante observará lo que sucede y registrará sus observaciones con
mucho detalle, finalmente se le pedirá al estudiante que construya una explicación a cerca
de lo observado, reflexionando a cerca de las similitudes o discrepancias que existan entre
su predicción y posterior observación del fenómeno, gracias a las explicaciones que los
estudiantes construyan, se podrá evaluar el grado de comprensión que han adquirido a cerca
del fenómeno de la refracción de la luz.
Se espera que por medio de esta estrategia, se despierte el interés de los estudiantes hacia el
fenómeno, de tal manera que se hagan preguntas que posteriormente puedan responder,
adquiriendo herramientas conceptuales que les permitan comprenderlo, ya que como
concluyen (Hernández Millán & López Villa, 2011) el POE es una excelente estrategia para
“fomentar la reflexión de contenidos conceptuales y procedimentales y para usar los
trabajos prácticos como una herramienta valiosa en el aprendizaje de las ciencias
naturales”. Además, las tres tareas que involucra esta estrategia, permiten a los estudiantes
desarrollar algunas de las competencias en ciencias que propone el Ministerio de Educación
Nacional, como se podrá ver mas adelante.
Las respuestas a las preguntas de las actividades son de dos tipos, unas cerradas y las otras
explicativas. Las primeras se clasificarán en correctas, incorrectas o no se entiende, las
segundas se clasificarán en excelentes, satisfactorias aproximadas, inadecuadas, erróneas o
sin respuesta, en cuanto a estas ultimas respuestas, los criterios de evaluación son mas
amplios, ya que para este trabajo el desempeño que indicará que los estudiantes alcanzaron
las metas de comprensión propuestas será la construcción de explicaciones.
18
COMPONENTE DIDÁCTICO En este trabajo se propone una estrategia didáctica para el estudio de la óptica geométrica
que se enmarca en dos componentes, el primer componente es la tecnología y el segundo es
la práctica experimental.
TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y LA COMUNICACIÓN
La tecnología es una parte importante en todos los aspectos de la sociedad actual y la
educación no es una excepción, esta implementación de tecnologías en la educación ofrece
una gran variedad de posibilidades que pueden aportar a los procesos de enseñanza-
aprendizaje en sus diferentes modalidades.
Hoy en día los escenarios en los que se desarrollan los procesos de enseñanza-aprendizaje,
van más allá de las aulas y los laboratorios, incorporando nuevas modalidades educativas
que apoyan al desarrollo de contenidos curriculares, estos nuevos ambientes educativos se
apoyan en la implementación de las TIC’s. Como lo afirma (Kofman, 2004) la
computadora y la web son herramientas muy potentes, que utilizadas con buenos criterios
pedagógicos pueden producir profundos cambios en las formas de pensamiento y favorecer
un avance extraordinario en la educación.
La creación de estos otros ambientes apoyados por computador tiene sentido si responde a
las necesidades educativas (Gálvis, 1992), en este caso, se espera que los tiempos se
optimicen y que se despierte el interés por parte de los estudiantes.
OBJETOS VITUALES DE APRENDIZAJE
Los objetos virtuales de aprendizaje son un material educativo computarizado y pueden
clasificarse dentro de la categoría de software educativo. El Ministerio de Educación
Nacional elaboró y asumió su propia definición de Objeto de Aprendizaje, que es la
siguiente: "Un Objeto de Aprendizaje es un conjunto de recursos digitales, auto
contenible y reutilizable, con un propósito educativo y constituido por al menos
tres componentes internos: contenidos, actividades de aprendizaje y elementos de
contextualización”.
(Laverde, 2009) analiza algunas de las características propias de los objetos de aprendizaje:
Se entiende como una entidad digital: ya que estamos hablando desde el mundo de
las TIC, en este contexto, los objetos de aprendizaje que desde allí se generen
estarán en la categoría de lo digital.
Debe ser auto contenible: este término hace alusión a su carácter autónomo, los
objetos de aprendizaje deben tener consigo todo lo necesario para cumplir su
función, pudiendo hacer uso de contenidos externos si es necesario.
Debe ser reutilizable: esto en términos de su capacidad de adaptación a nuevas
necesidades y contextos educativos mediante la modificación de sus componentes.
Ha de tener un claro propósito educativo: los OA se ajustan dentro del marco de
procesos educativos centrados en el estudiante, donde se privilegian los procesos de
19
aprendizaje sobre los de la enseñanza.
En cuanto a los contenidos: teniendo en cuenta la característica anterior, los
contenidos del OA deben tomar en cuenta al usuario.
En cuanto a las actividades de aprendizaje: Las actividades de aprendizaje, juegan
un rol central en el objeto de aprendizaje y gracias a ellas se puede evidenciar el
logro de las competencias u objetivos planteados.
Los elementos de contextualización: son todos aquellos elementos que son
necesarios para que el usuario le encuentre sentido, para que pueda ubicarse
adecuadamente en el objeto y logre, familiarizarse de una mejor manera con el
mismo.
EL EXPERIMENTO EN LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA
El segundo componente de esta estrategia didáctica es el aspecto experimental, ya que
como afirman (Koponen & Mäntylä, 2006) el experimento tiene un rol central en la
enseñanza de la física, de hecho ningún texto se equivoca en mencionar que en la física el
conocimiento está basado en experimentación, además, el experimento en la enseñanza de
las ciencias es de suma importancia en la medida en que hace posible que el estudiante
adquiera elementos para determinar a qué se refiere una teoría dada y el por qué de las
afirmaciones que allí se hacen (Malagón, 2012).
Para esto, la actividad experimental debe dejar de ser una actividad repetitiva y
estandarizada tipo “receta de cocina” si no mas bien debe ser considerada una actividad
imposible de desligar de la educación en ciencias, en la que se entienda la profunda relación
entre experimento y teoría, mediante la explicación y comprensión acerca de los fenómenos
abordados en la que el estudiante se enfrente a hacerse preguntas y a construir
explicaciones (Sandoval Osorio , Ayala Manrique, Malagón Sánchez, & Tarazona Vargas ,
2006).
Además, para establecer una fuerte relación entre teoría y práctica y proponer una
metodología que potencie el análisis crítico de los fenómenos y la toma de decisiones por
los alumnos, pueden ayudar mucho las nuevas tecnologías. Como se ha mencionado
anteriormente, en la enseñanza de las ciencias, y en este caso de la física, resulta
imprescindible la actividad en laboratorio con elementos reales, los cuales podrán ser
combinados o complementados con herramientas virtuales, pero nunca sustituidos
(Kofman, 2004).
COMPONENTE NORMATIVO La intención de la propuesta didáctica es desarrollar en los estudiantes de grado 11 algunas
de las competencias en ciencias naturales propuestas por el Ministerio de Educación
Nacional y publicadas en el año 2004, éstos se definen “como criterios claros y públicos
que permiten conocer lo que deben aprender nuestros niños, niñas y jóvenes, y establecen
el punto de referencia de lo que están en capacidad de saber y saber hacer en cada una de
las áreas y niveles, éstos son una guía para que todos los colegios de Colombia ofrezcan
20
una educación con la misma calidad”12.
Con la formulación de estos estándares, “se pretende que cada estudiante desarrolle, desde
el comienzo de su vida escolar, habilidades científicas para explorar hechos y fenómenos,
analizar problemas, observar, recoger y organizar información relevante, entre otros, así
como fomentar y desarrollar una serie de actitudes como la curiosidad, la flexibilidad, la
critica y la apertura mental, el deseo y la voluntad de valorar críticamente las
consecuencias de los descubrimientos científicos” 13,etc.
Con la presente estrategia se pretenden desarrollar específicamente las siguientes
competencias: “Identifico variables que influyen en los resultados de un experimento”,
“Registro mis observaciones utilizando gráficos y tablas”, “relaciono la información
recopilada con los datos de mis experimentos y simulaciones” y “saco conclusiones de los
experimentos que realizo aunque no obtenga los resultados esperados”, estas competencias
se encontrarán en sus respectivas actividades.
12 Ministerio de Educación Nacional (2004). Estándares Básicos de Competencias en
Ciencias Naturales y Ciencias Sociales. Pág 5. 13 Ministerio de Educación Nacional (2004). Estándares Básicos de Competencias en
Ciencias Naturales y Ciencias Sociales. Pág 5.
21
CAPÍTULO 3. DISEÑO Y PREPARACIÓN DE LA ESTRATEGIA
DIDÁCTICA
Para el diseño de la propuesta se tuvo cuenta el tipo de población a la que va dirigida, esta
población esta compuesta por un grupo de 24 estudiantes que pertenecen a un estrato
socioeconómico de nivel 3 y cuyas edades oscilan entre los 15 y 16 años, se determina que
todos los estudiantes cuentan con recursos tecnológicos en sus casas, así como acceso a
internet.
La presente propuesta compila los siguientes aspectos didácticos abordados en el marco
teórico: las tecnologías de la información y la comunicación y la práctica experimental, los
cuales, mediante la enseñanza para la comprensión, y la estrategia Predecir, Observar y
Explicar, se articulan de manera que se desarrolle en los estudiantes algunas de las
competencias en ciencias propuestos por el Ministerio de Educación Nacional, además se
planea la implementación para que se pueda realizar en tres sesiones, una de ellas con una
duración de dos horas y dos de ellas con una duración de una hora.
La propuesta gira en torno a los siguientes elementos:
Un curso virtual que aborda el fenómeno de la refracción de la luz, el cual se
desarrolló en Flash (ver anexo 1) y que se encuentra disponible el blog:
http://refraluz.blogspot.com.co.
Simulación a cerca de la formación de imágenes en lentes hecha en Geogebra, la
cual se implementará en el aula de clase con los estudiantes.
Experimentos demostrativos en torno al fenómeno de la refracción de la luz, los
cuales se describirán más adelante.
Acorde al modelo pedagógico de enseñanza para la comprensión, se establecen para cada
una de las sesiones ciertos objetivos, los temas generativos, las metas de comprensión y los
desempeños de comprensión, también se diseñan las actividades que se realizarán en cada
una de las sesiones, ya que, se pretende realizar una evaluación diagnóstica continua, para
evaluar las comprensiones de los estudiantes, estas actividades suman un total de seis,
donde dos de ellas son virtuales e informales, ya que están diseñadas para hacer un
seguimiento de los estudiantes que realicen el curso. Tres actividades son diseñadas bajo la
estrategia Predecir, Observar y Explicar (POE), las cuales darán cuenta de las
comprensiones alcanzadas por los estudiantes, las cuales se espera que sean plasmadas en
las explicaciones que ellos construyan. Por último, una de las actividades es un cuestionario
que si bien no está diseñada bajo la estrategia POE, cuenta con preguntas que requieren que
los estudiantes justifiquen sus respuestas. A continuación se presentan los componentes de
cada una de las tres sesiones.
Sesión 1: Ideas previas en torno al fenómeno de la refracción de la luz y las
lentes.
Objetivos:
Identificar las ideas previas que tienen los estudiantes en torno al fenómeno de la
refracción de la luz y las lentes.
22
Abordar el fenómeno de la refracción de la luz y las lentes desde el modelo de rayo
de luz.
Realizar un experimento demostrativo de la refracción de la luz.
Para esto se realizarán las actividades No1 (ver anexo 2) y No2 (ver anexo 4), la primera es
una actividad POE que se desarrollará en torno a un experimento demostrativo de la
refracción de la luz (experimento 1, ver anexo 2), el cual consiste en introducir un rayo de
luz monocromática en agua que estará contenida en un vaso de vidrio, se espera que el
experimento sirva para introducir el fenómeno de forma visual y que estimule a los
estudiantes a pensar a cerca del fenómeno. La actividad POE en torno a este experimento le
dará a los estudiantes la oportunidad de expresar sus ideas a cerca del fenómeno, primero
por medio de un dibujo y posteriormente mediante una explicación, así mismo esta
actividad desarrollará en los estudiantes la competencia de “Registro mis observaciones
utilizando gráficos y tablas”, por lo cual la actividad POE se desarrollará al mismo tiempo
que se realiza el experimento demostrativo.
Después de esto, el profesor introducirá de manera teórica el fenómeno de la refracción de
la luz por medio de una clase magistral, la idea es abordar a groso modo los conceptos
fundamentales para poder hablar del fenómeno, conceptos como el rayo de luz, , ángulo de
refracción, índices de refracción, entre otros.
La segunda actividad es un cuestionario que contiene 4 preguntas a cerca de las lentes, el
comportamiento de los rayos de luz en las lentes y la formación de imágenes, estas
preguntas le darán a los estudiantes la oportunidad de expresar sus ideas a cerca de los
rayos de luz y las lentes. Para finalizar esta sesión, el profesor deberá explicarles a los
estudiantes en qué consiste el curso virtual que deberán abordar
(http://refraluz.blogspot.com.co), así como dar las indicaciones pertinentes para su uso. Los
estudiantes deberán hacer el curso virtual en sus casas de manera individual y realizar las
dos actividades que se encuentran allí, las cuales son las actividades No.3 (ver anexo 5) y
No.4 (ver anexo 6), éstas son cuestionarios con preguntas de múltiple respuesta y de
respuestas que requieren justificación, estas actividades tienen como objetivo hacer una
primera evaluación a cerca de la comprensión que han adquirido los estudiantes a cerca de
algunos aspectos que se abordan en el curso sobre la refracción de la luz y las lentes,
además de servir como instrumento de seguimiento para saber qué estudiantes entran al
curso, así como su progreso.
23
Sesión 1 Objetivos Resultados esperados Metas y desempeños de
comprensión
Temas generativos
¿Qué sucede cuando la luz
cambia de un medio a otro?
¿Cómo se forman las imágenes
en las lentes?
Establecer los
conocimientos
previos que poseen
los estudiantes a
cerca del fenómeno.
Abordar el
fenómeno de la
refracción de la luz
desde el modelo de
rayo de luz.
Abordar el estudio
de las lentes desde
el modelo de rayo
de luz.
Que los estudiantes observen
que el fenómeno de la
refracción de la luz es real.
Que los estudiantes
despierten curiosidad por los
fenómenos asociados a la luz.
Que se desarrolle en los
estudiantes la competencia de
“Registro mis observaciones
utilizando gráficos y tablas”
En esta sesión no hay meta de
comprensión ya que se trata
de una actividad de ideas
previas a cerca del fenómeno.
Tiempo Actividad Metodología Materiales Funciones del docente Funciones de los
estudiantes
25 min Experimento
demostrativo
en torno a la
refracción
de la luz.
Actividad
POE No1.
Desarrollar la Actividad
No 1 en torno a la
refracción de la luz (ver
anexo 2) y realizar el
experimento
demostrativo de la
refracción de la luz No 1
(ver anexo 3).
- Recipiente
transparente.
- Agua.
- Apuntador
láser.
- Encendedor.
- Hoja de papel.
- Actividad No1
(anexo 2).
- Realizar el experimento
demostrativo de la refracción de
la luz.
-Explicar la actividad que van a
desarrollar los estudiantes, en
que consiste y cuanto tiempo
disponen para su realización.
-Recoger la actividad.
-Prestar atención,
escuchar al docente y
manifestar dudas sobre
la actividad a
desarrollar.
-Disponerse en parejas
o en grupos de 3 para
realizar la actividad.
-Entregar la actividad
20 min Clase
magistral.
Contextualización e
introducción de la
- Tablero.
- Marcador.
Realizar una clase magistral a
cerca de la refracción de la luz
Prestar atención,
escuchar al docente,
24
refracción de la luz bajo
el modelo de rayo de luz.
bajo el modelo de rayo de luz,
explicando nociones como
índice de refracción, el principio
de Fermat, ángulos de
refracción y rayo refractado.
tomar notas y
manifestar sus dudas.
45 min Actividad
No 2.
Actividad en torno a las
lentes.
- Actividad No 2
(anexo 4).
-Explicar la actividad que van a
desarrollar los estudiantes, en
que consiste y cuánto tiempo
disponen para su realización.
-Recoger la actividad.
-Prestar atención,
escuchar al docente y
manifestar dudas sobre
la actividad a
desarrollar.
-Disponerse en parejas
o en grupos de 3 para
realizar la actividad.
-Entregar la actividad
10 min Charla
informativa.
Presentación del Objeto
Virtual de Aprendizaje
acerca de la refracción de
la luz.
- Tablero.
- Marcador.
- Actividad No3
(ver anexo 5).
- Actividad No 4
(ver anexo 6)
-Presentar a los estudiantes el
Objeto Virtual de Aprendizaje
y dar las indicaciones
pertinentes sobre cómo abordar
las unidades 1y 2 y las
actividades virtuales No3 (ver
anexo 5) y No 4 (ver anexo 6).
-Proporcionar a los estudiantes
la dirección web para acceder al
Objeto Virtual de Aprendizaje
(http://refraluz.blogspot.com.co)
-Prestar atención,
escuchar al docente,
tomar nota y
manifestar sus dudas.
-Explorar en casa las
unidades 1 y 2 del
objeto virtual de
aprendizaje.
-Realizar en casa las
actividades virtuales
No 3 (ver anexo 5) y
No 4 (ver anexo 6).
Tabla 1. Planeación de la sesión 1, ideas previas sobre la refracción de la luz y las lentes.
25
Sesión 2: Comprensiones alcanzadas por los estudiantes en torno al fenómeno de
la refracción de la luz.
Objetivos:
Evaluar las comprensiones alcanzadas por los estudiantes acerca del fenómeno de la
refracción de la luz gracias al curso virtual que desarrollaron en sus casas.
Abordar, nuevamente, el fenómeno de la refracción de la luz desde el modelo de rayo
de luz y realizar el experimento No 2 en torno a la refracción de la luz (ver anexo 8).
Para esto, se realizará la actividad No 5 (ver anexo 7) la cual es una actividad POE en torno a
un experimento demostrativo similar al que se realizó en la actividad No1, esta actividad
deberá ser desarrollada al mismo tiempo que se realiza el experimento. En esta actividad se
espera que los estudiantes puedan predecir por medio de un dibujo lo que pasará en el
experimento, pero lo más importante es que en la explicación que construyan, se evidencie la
comprensión de las ideas básicas en relación al fenómeno de la refracción de la luz, ya que
como se señaló anteriormente, para este trabajo son muy importantes las explicaciones que
construyan los estudiantes ya que éstas serán el desempeño que indique el grado de
comprensión de los estudiantes.
26
Sesión 2: Comprensiones alcanzadas por los estudiantes en torno al fenómeno de la refracción de la luz.
Sesión 2 Objetivos Resultados esperados Metas y desempeños de
comprensión
Temas generativos
¿Qué sucede
cuando la luz
cambia de un
medio a otro?
Abordar el fenómeno
de la refracción de la
luz desde el modelo
de rayo de luz.
Evaluar las
comprensiones
alcanzadas por los
estudiantes acerca del
fenómeno de la
refracción de la luz.
Realizar el
experimento
demostrativo No2 de
la refracción de la
luz.
Que los estudiantes comprendan las ideas básicas
del fenómeno de la refracción de la luz.
Que los estudiantes observen que el fenómeno de la
refracción de la luz es real.
Que los estudiantes despierten curiosidad por los
fenómenos asociados a la luz.
Que los estudiantes desarrollen las siguientes
competencias: “Identifico variables que influyen en
los resultados de un experimento”, “Registro mis
observaciones utilizando gráficos y tablas”,
“Relaciono la información recopilada con los datos
de mis experimentos y simulaciones” y “saco
conclusiones de los experimentos que realizo
aunque no obtenga los resultados esperados”.
Que los estudiantes expliquen el fenómeno
mediante el modelo de rayo de luz.
El estudiante podrá
construir explicaciones
frente a un experimento
demostrativo de la
refracción de la luz gracias
a la comprensión del
modelo de rayo de luz.
27
Tiempo Actividad Metodología Materiales Funciones del docente Funciones de los
estudiantes
20 min Clase
participativa
Repaso de aspectos
relevantes que se tratan en
el curso virtual a cerca de
las lentes y la formación de
imágenes.
- Tablero.
- Marcador.
Realizar una clase
participativa a cerca de los
aspectos relevantes que se
tratan en el curso virtual a
cerca de la refracción de la
luz.
Prestar atención, escuchar
al docente, tomar notas y
manifestar sus dudas.
25 min Experimento
demostrativo
en torno a la
refracción
de la luz.
Actividad
POE No5.
Desarrollar la Actividad No
5 (ver anexo 7) al mismo
tiempo que se realiza el
experimento demostrativo
de la refracción de la luz
No 2 (ver anexo 8).
- Recipiente
transparente.
- Variedad de
líquidos
semitranspare
ntes.
- Lápiz.
- Actividad No
5 (anexo 7).
- Realizar el experimento
demostrativo de la
refracción de la luz No 2
(anexo 8).
-Explicar la actividad que
van a desarrollar los
estudiantes, en que
consiste y cuanto tiempo
disponen para su
realización (Actividad No
5, anexo 7).
-Recoger la Actividad No
5.
-Escuchar al docente y
manifestar dudas sobre la
actividad a desarrollar.
-Disponerse en parejas o
en grupos de 3 para
realizar la actividad No 5
(anexo 7).
-Entregar la actividad No
5.
Tabla 2. Planeación de la sesión 2, comprensiones sobre el fenómeno de la refracción de la luz.
28
Sesión 3: Comprensiones alcanzadas por los estudiantes en torno a las lentes.
Objetivos:
Evaluar las comprensiones alcanzadas por los estudiantes acerca de la formación de
imágenes en lentes gracias al curso virtual que desarrollaron en sus casas.
Deducir la formación de imágenes en lentes evidenciando la comprensión del trazo
de rayos de luz.
Corroborar predicciones sobre la formación de imágenes a través de una simulación.
Abordar la formación de imágenes en lentes por medio del modelo de rayo de luz y
diagramas de rayos.
Para esto, se realizará la actividad No 6 (ver anexo 9) la cual es una actividad POE que se
desarrollará empleando una simulación hecha en Geogebra a cerca de la formación de
imágenes en lentes (ver anexo 10). La actividad consiste en predecir las características de la
imagen de un objeto ubicado a distintas distancias tanto de una lente convergente como de
una lente divergente, la explicación que realizarán los estudiantes será mediante un
diagrama de rayos para cada una de las distancias a las que se encuentra el objeto de la
lente, la simulación en Geogebra será empleada para verificar tanto las predicciones de los
estudiantes como los diagramas de rayos que construyan. Al realizar los diagramas de rayos
de luz, los estudiantes evidenciarán sus comprensiones alcanzadas en torno a las lentes, el
comportamiento de los rayos de luz en las lentes y la formación de imágenes en lentes.
29
Sesión 3: Comprensiones alcanzadas por los estudiantes en torno a las lentes.
Sesión 3 Objetivos Resultados esperados Metas y desempeños de
comprensión
Temas generativos
¿Cómo se forman
las imágenes en las
lentes?
Deducir la formación de
imágenes en lentes
evidenciando la
comprensión del trazo de
rayos de luz.
Empleen la simulación como
un medio para corroborar
diagramas y predicciones.
Emplear una simulación
hecha en Geogebra a cerca
de la formación de imágenes
en lentes (ver anexo 10).
Que los estudiantes adquieran las herramientas
necesarias para poder deducir la formación de
imágenes en los diferentes tipos de lentes.
Que los estudiantes vean en la simulación una
herramienta útil para complementar el trabajo en
clase.
Que los estudiantes despierten curiosidad por la
simulación al lograr observar un fenómeno que no
se puede observar experimentalmente por falta de
material en la institución educativa.
Que los estudiantes desarrollen las siguientes
competencias: “Identifico variables que influyen en
los resultados de un experimento”, “Registro mis
observaciones utilizando gráficos y tablas”,
“Relaciono la información recopilada con los datos
de mis experimentos y simulaciones” y “saco
conclusiones de los experimentos que realizo
aunque no obtenga los resultados esperados”.
El estudiante desarrollará la
comprensión de el trazo de
rayos de luz para deducir cómo
se forman las imágenes en los
diferentes tipos de lentes.
-Identificar los diferentes tipos
de lentes y sus elementos.
-Identificar cuales son los
rayos notables que forman las
imágenes.
- Comprender el
comportamiento de los rayos
notables.
- Distinguir entre una imagen
real y una imagen virtual.
30
Tiempo Actividad Metodología Materiales Funciones del docente Funciones de los
estudiantes
15 min Clase
participativa.
Repaso de aspectos
relevantes que se
tratan en el curso
virtual a cerca de las
lentes y la formación
de imágenes.
- Video beam.
- Computador
portátil.
- Tablero
- Marcador.
Realizar una clase
participativa a cerca de los
aspectos relevantes que se
tratan en el curso virtual a
cerca de las lentes y la
formación de imágenes.
Prestar atención, participar
activamente en las
discusiones que proponga el
profesor haciendo uso de sus
conocimientos adquiridos
frente al tema y manifestar
sus dudas.
40 min Actividad
POE No 6.
Simulación
en
Geogebra.
Desarrollar la
Actividad No 6 (ver
anexo 9) al mismo
tiempo que se emplea
la simulación en
Geogebra (ver anexo
10).
- Video beam.
- Computador
portátil.
- Simulación en
Geogebra(anexo
10).
- Actividad No 6
(anexo 9).
-Explicar la actividad que
van a desarrollar los
estudiantes, en que
consiste y cuanto tiempo
disponen para su
realización.
- Presentar la simulación
(anexo 10).
-Recoger la actividad No6
(anexo 9).
Prestar atención, escuchar al
docente y manifestar dudas
sobre la actividad a
desarrollar.
Disponerse en parejas o en
grupos de 3 para realizar la
actividad.
Corroborar sus predicciones
y diagramas mediante la
simulación en Geogebra.
Entregar la actividad
Tabla 3. Planeación de la sesión 3, comprensiones sobre las lentes.
31
CAPÍTULO 4. IMPLEMENTACIÓN Y ANÁLISIS
Esta propuesta se llevó a cabo en el Liceo Ecológico del Norte, en el curso 11 el cual
cuenta con 24 estudiantes, a los cuales el profesor les dio la indicación de organizarse en
parejas o grupos de 3 estudiantes para realizar las actividades presenciales organizadas en
las tres sesiones que fueron aprobadas por la coordinación académica, dos de ellas se
realizaron en el aula regular de clase y una de ellas, la última, se realizó en la biblioteca de
la institución ya que se necesitó de un video beam.
Como ya se ha mencionado anteriormente, para este trabajo se consideran importantes las
explicaciones que los estudiantes construyan en cada una de las actividades relacionadas al
fenómeno de la refracción de la luz, ya que por medio de éstas se puede evidenciar las
comprensiones que han alcanzado a cerca del fenómeno.
Para analizar las actividades POE desarrolladas en el aula con los estudiantes, se establecen
los siguientes criterios de evaluación:
Las respuestas cerradas, los dibujos realizados por los estudiantes o las palabras que ellos
usen, se clasificarán en “correcto”, “incorrecto” o “no se entiende”. Las respuestas a modo
de explicación o justificación se clasificarán en “Excelente”, “Satisfactoria”,
“Aproximada”, “Inadecuada”, “Errónea” o “Sin respuesta”, esto teniendo en cuenta los
criterios de evaluación establecidos en cada una de las actividades, los cuales pueden ser
vistos en sus respectivos anexos, estas explicaciones son las que darán cuenta de la
comprensión adquirida por parte de los estudiantes a cerca del fenómeno. A continuación se
analizarán los resultados obtenidos de las actividades por sesión.
Sesión 1: Ideas previas a cerca de la refracción de la luz y las lentes.
En esta sesión se realizaron dos actividades (Actividad No 1 y Actividad No2) con el fin
de identificar las ideas previas que tienen los estudiantes en torno al fenómeno de la
refracción de la luz, los resultados se pueden ver en las siguientes tablas.
ACTIVIDAD 1: Ideas previas sobre la refracción de la luz (Actividad POE)
En esta actividad los estudiantes predicen lo que ocurrirá en un experimento demostrativo
en torno a la refracción de la luz, luego observan el fenómeno, registran sus observaciones
y luego explican el por qué ellos creen que sucede lo que observaron.
Predicción Número de grupos Porcentaje del curso
Correcto 4 50%
Incorrecto 3 37,5%
No se entiende 1 12,5%
Total 8 100%
32
Como se puede observar en la tabla 4, 4 de los 8 grupos, es decir un 50% de los estudiantes
dieron una predicción correcta por medio de un gráfico a cerca de cómo se comporta un
rayo de luz cuando pasa de un medio a otro, 3 de los 8 grupos, es decir, un 37,5% de los
estudiantes dieron una predicción incorrecta y uno de los grupos no logró plasmar una idea
clara. Por lo tanto se puede decir que, al plasmar sus observaciones del experimento a
través de un gráfico, los estudiantes desarrollaron la competencia establecida para esta
actividad, la cual es “Registro mis observaciones utilizando gráficos y tablas”.
Sin embargo, en cuanto a la explicación, ningún grupo logró construir una explicación
excelente o satisfactoria a cerca del fenómeno observado, 3 grupos, es decir un 37,5% de
los estudiantes dieron una explicación aproximada, 2 grupos, es decir un 25% de los
estudiantes dieron una explicación inadecuada, otro 25% dio una explicación errónea y un
grupo no dio explicación alguna a cerca del fenómeno. Esto muestra claramente, como los
estudiantes conocen el fenómeno gracias a sus experiencias cotidianas, de tal manera que
saben qué ocurre cuando un rayo de luz cambia de un medio a otro, mas no tienen bases
teóricas que permitan tener una comprensión clara a cerca del fenómeno de tal manera que
les permita construir explicaciones acertadas.
En esta actividad el experimento demostrativo cumplió con los objetivos esperados, ya que
fue una excelente forma de introducir el fenómeno de la refracción de la luz por que atrajo
la atención de los estudiantes, de tal manera que muchos de ellos querían interactuar con él,
a la ves que generó múltiples preguntas y respuestas por parte de los estudiantes en torno al
fenómeno. En la planeación de esta actividad, se especifica que el docente es el único que
debe manipular el experimento, sin embargo, se decidió contar con la ayuda de una
estudiante, la cual manipuló el rayo láser y esto hizo que la actividad fuera mucho mas
interesante ya que también se contó con la participación indirecta por parte de los otros
estudiantes, los cuales propusieron diversos ángulos de incidencia del rayo de luz en el
agua. Además de su interés por el fenómeno visible, también se generaron una gran
cantidad de preguntas por parte de los estudiantes a cerca de los modelos bajo los cuales se
estudia el comportamiento y la propagación de la luz, como por ejemplo: ¿cuáles otros
modelos existen para estudiar el comportamiento de la luz?, ¿bajo cual modelo se estudian
las diferentes frecuencias de la luz?, entre otras.
Explicación Número de grupos Porcentaje del curso Excelente 0 0%
Satisfactoria 0 0%
Aproximada 3 37,5%
Inadecuada 2 25%
Errónea 2 25%
Sin respuesta 1 12,5%
Total 8 100%
Tabla 4. Resultados de la actividad 1, ideas previas sobre la refracción de la luz.
33
ACTIVIDAD 2: Ideas previas sobre lentes (Actividad en forma de cuestionario).
En esta actividad los estudiantes responderán un cuestionario que contiene dos preguntas
cerradas y dos preguntas que requieren justificación.
Pregunta1: Dibujen en la figura 1 el trayecto que ustedes creen que van a realizar los rayos de luz que inciden en cada tipo de lente. Número de grupos Porcentaje del curso
Correcto 5 62,5%
Incorrecto 3 37,5%
No se entiende 0 0%
Total 8 100%
Pregunta 2: ¿Cuántos rayos de luz creen que son necesarios para formar una imagen en una lente? Justifiquen su respuesta. Número de grupos Porcentaje del curso
Excelente 0 0%
Satisfactoria 0 0%
Aproximada 1 12,5%
Inadecuada 0 0%
Errónea 1 12,5%
Sin respuesta 6 75%
Total 8 100%
Pregunta 3: ¿Qué entienden por una imagen virtual y qué entienden por una imagen real? Número de grupos Porcentaje del curso
Excelente 0 0%
Satisfactoria 0 0%
Aproximada 4 50%
Inadecuada 1 12,5%
Errónea 2 25%
Sin respuesta 1 12,5%
Total 8 100%
Pregunta 4: ¿En qué tipo de lentes creen que es más común que se formen imágenes virtuales? Número de grupos Porcentaje del curso
Correcto 2 25%
Incorrecto 6 75%
No se entiende 0 0%
Total 8 100%
Tabla 5. Resultados de la actividad 2 de ideas previas sobre lentes.
34
En cuanto a la actividad No 2, se puede observar en la tabla 5 en la primera pregunta que no
necesita explicación, 5 de los 8 grupos, es decir un 62,5% de los estudiantes dio una
respuesta correcta, lo que evidencia que los estudiantes conocen los tipos de lentes y cómo
se comportan los rayos de luz cuando pasan por ellos, los otros 3 grupos, es decir el 37,5%
de los estudiantes dio una respuesta errónea evidenciando desconocimiento y confusión
frente al fenómeno de la refracción de la luz en lentes.
En la segunda pregunta, que requiere justificación, se puede ver que 1 de los 8 grupos, dio
una explicación aproximada, un grupo más dio una explicación errónea y 6 de los 8 grupos,
es decir, un 75% de los estudiantes no lograron construir una explicación a cerca de los
rayos de luz que son necesarios para formar imágenes, lo cual evidencia un
desconocimiento frente al fenómeno de la refracción de la luz en lentes.
En la tercera pregunta, que también requiere justificación, 4 de los 8 grupos, es decir un
50% de los estudiantes dieron una explicación aproximada, 2 de los 8 grupos, es decir un
25% de los estudiantes dieron una explicación errónea, 1 grupo, es decir un 12,5% de lo
estudiantes dio una explicación inadecuada y un grupo más no logró construir una
explicación, lo que sugiere que la mitad de los estudiantes poseen algunas nociones que se
acercan a lo que es una imagen virtual y una imagen real, en cambio la otra mitad del curso
no posee nociones a cerca de estos términos, que les permita construir una explicación
adecuada para sustentar sus ideas.
En la cuarta pregunta, que no requiere justificación, 6 de los 8 grupos, es decir un 75% de
los estudiantes dio una respuesta incorrecta y 2 de los 8 grupos, es decir un 25% de los
estudiantes dio una respuesta correcta, esto evidencia que la mayoría de los estudiantes no
relaciona la naturaleza de las imágenes con los distintos tipos de lentes, a pesar que en la
tercera pregunta la mitad de ellos poseen nociones a cerca de la naturaleza de las imágenes.
Esta actividad, al ser un cuestionario, claramente no despertó la motivación que se logró
despertar en los estudiantes con la Actividad No 1, sin embargo también se generaron
preguntas muy interesantes a cerca de las lentes hasta tal punto de querer saber a cerca de
los defectos del ojo humano y la ceguera.
Se puede concluir que la mayoría de los estudiantes saben la diferencia entre una lente
convergente y una divergente, ya que el 62,5% de ellos dieron una respuesta correcta a
cerca de el comportamiento de los rayos de luz en las lentes, sin embargo, los resultados de
las 3 preguntas restantes sugieren que no tienen claro cómo se forman las imágenes en las
lentes ni la naturaleza de ellas.
35
Sesión 2: Comprensiones alcanzadas por los estudiantes en torno al fenómeno
de la refracción de la luz
En esta sesión se realizó la actividad No 5 con el objetivo de evaluar las comprensiones
alcanzadas por los estudiantes acerca del fenómeno de la refracción de la luz gracias al
curso virtual que desarrollaron en sus casas. Los resultados se pueden observar en la
siguiente tabla.
ACTIVIDAD 5: Actividad evaluativa sobre la refracción de la luz (Actividad POE).
En esta actividad los estudiantes predicen lo que ocurrirá en un experimento demostrativo
en torno a la refracción de la luz, luego observan el fenómeno, registran sus observaciones
y luego explican el por qué ellos creen que sucede lo que observaron.
En cuanto a la predicción, 5 de los 8 grupos 62,5% de los estudiantes dieron una predicción
correcta por medio de un dibujo a cerca de cómo se ve un lápiz cuando se introduce en una
torre de líquidos, 2 de los 8 grupos, es decir, un 25% de los estudiantes dieron una
predicción incorrecta y uno de los grupos no logró plasmar una idea clara.
En la parte explicativa de la actividad, un 37,5% de los estudiantes dieron una explicación
excelente, 50% de los estudiantes dieron una explicación aproximada y el 12,5 % de los
estudiantes dio una explicación inadecuada a cerca del fenómeno observado.
A diferencia de la actividad No 1 que es similar a esta, hubo un mayor índice de
predicciones correctas a cerca del fenómeno de la refracción de la luz, además todos los
estudiantes pudieron dar algún tipo de explicación frente a lo que observaron, donde la
Predicción Número de grupos Porcentaje del curso
Correcto 5 87,5%
Incorrecto 2 25%
No se entiende 1 12,5%
Total 8 100%
Explicación Número de grupos Porcentaje del curso Excelente 3 37,5%
Satisfactoria 0 0%
Aproximada 4 50%
Inadecuada 1 12,5%
Errónea 0 0%
Sin respuesta 0 0%
Total 8 100%
Tabla 6. Resultados de la actividad 5, comprensiones alcanzadas por los estudiantes acerca del fenómeno de la refracción de la luz.
36
mayoría de explicaciones están clasificadas en excelentes y aproximadas, cabe resaltar el
bajo índice de explicaciones inadecuadas, por lo tanto se puede decir que, la mayoría de
estudiantes alcanzaron la meta de comprensión establecida para esta actividad, la cual es
“El estudiante podrá construir explicaciones frente a un experimento demostrativo de la
refracción de la luz gracias a la comprensión del modelo de rayo de luz”, al alcanzar esta
meta de comprensión, los estudiantes evidencian la comprension del modelo de rayo de luz,
los conceptos de rayo incidente y rayo refractado, indice de refracción y angulo de
refracción.
Además, realizando esta actividad (Actividad No5), los estudiantes lograron desarrollar las
siguientes competencias: “Identifico variables que influyen en los resultados de un
experimento” y “Relaciono la información recopilada con los datos de mis experimentos y
simulaciones” ya que asociaron este experimento con el experimento realizado en la
Actividad No 1, identificando las variaciones que se hicieron y concluyendo sobre esto,
“Registro mis observaciones utilizando gráficos y tablas”, al plasmar mediante un gráfico
lo que observaron en el experimento y “Saco conclusiones de los experimentos que realizo
aunque no obtenga los resultados esperados” al construir explicaciones.
Vale la pena resaltar que al igual que en la sesión 1, el experimento demostrativo realizado
en esta sesión (ver anexo 8) fue algo muy llamativo para los estudiantes, incluso más que el
experimento demostrativo inicial (ver anexo 3), ya que muchos de ellos querían interactuar
con él y surgieron preguntas muy interesantes no solo del fenómeno de la refracción de la
luz si no de otros temas de la física, como por ejemplo de la densidad de las sustancias.
Sesión 3: Comprensiones alcanzadas por los estudiantes en torno a las lentes.
En esta sesión el objetivo es evaluar las comprensiones alcanzadas por los estudiantes
acerca de la formación de imágenes en lentes gracias al curso virtual que desarrollaron en
sus casas. Para esto, se realizará la actividad No 6 cuyos resultados se pueden observar en
la siguiente tabla.
ACTIVIDAD 6: Actividad evaluativa sobre la formación de imágenes en lentes
(Actividad POE).
En esta actividad los estudiantes predicen cómo se forman las imágenes en los diferentes
tipos de lentes y sus características, realizan diagramas de rayos para explicar sus
predicciones y por último, contrastan lo que hicieron con una simulación hecha en
Geogebra, corroborando sus resultados.
37
En cuanto a la predicción, 5 de los 8 grupos 62,5% de los estudiantes dieron una predicción
a cerca de las características de las imágenes que se forman en las lentes convergentes,
mientras que el 37,5% de los estudiantes dieron una predicción incorrecta. En la parte
explicativa de la actividad, el 50% de los estudiantes dieron una explicación excelente a
cerca de la formación de imágenes en lentes convergentes, el 12,5 % de los estudiantes dio
una explicación satisfactoria mientras que el 37,5% de los estudiantes dio una explicación
errónea.
En esta actividad, gracias a las explicaciones que dieron los estudiantes mediante diagramas
de rayos, se puede evidenciar que por lo menos, un 72,5% de los estudiantes alcanzaron la
meta de comprensión establecida para esta actividad, la cual es “El estudiante desarrollará
la comprensión de el trazo de rayos de luz para deducir cómo se forman las imágenes en los
diferentes tipos de lentes”, al alcanzar esta meta de comprensión, los estudiantes también
evidencian tener comprensión a cerca de los diferentes tipos de lentes y sus elementos, los
rayos notables que forman las imágenes, y su comportamiento.
Cabe resaltar que esta actividad pretendía evaluar las comprensiones adquiridas por los
estudiantes en cuanto al trazo de rayos y formación de imágenes en lentes convergentes y
divergentes, sin embargo, esta actividad tomó mucho mas tiempo del previsto, por lo cual
solo se pudo evaluar las comprensiones en torno a las lentes divergentes. El uso en el aula
de la simulación hecha en Geogebra (ver anexo 10) tuvo una gran acogida de parte de los
estudiantes ya que despertó mucha curiosidad en ellos además de mucho interés por
verificar sus predicciones, al mismo tiempo que desarrolló en ellos las siguientes
competencias: “Relaciono la información recopilada con los datos de mis experimentos y
simulaciones”, “Registro mis observaciones utilizando gráficos y tablas”, al organizar en
Predicción Número de grupos
Porcentaje del curso
Correcto 5 87,5%
Incorrecto 3 37,5%
No se entiende 0 12,5%
Total 8 100%
Explicación Número de grupos
Porcentaje del curso
Excelente 4 50%
Satisfactoria 1 12,5%
Aproximada 0 0%
Inadecuada 0 0%
Errónea 3 37,5%
Sin respuesta 0 0%
Total 8 100%
Tabla 7. Resultados de la actividad 6, las comprensiones alcanzadas por los estudiantes acerca de la formación de imágenes en lentes
38
tablas sus observaciones en torno a la simulación hecha en Geogebra y “Saco conclusiones
de los experimentos que realizo aunque no obtenga los resultados esperados” al corroborar
sus explicaciones y predicciones.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
La estrategia adoptada permitió obtener resultados importantes, de manera que se logró
hacer un desarrollo integral en la clase de física en torno al fenómeno de la refracción de la
luz, ya que además del aspecto teórico, se logró involucrar el aspecto experimental
inherente a la física y por consiguiente se desarrollaron en los estudiantes las siguientes
competencias propuestas por el Ministerio de Educación Nacional para este nivel de
educación: “Identifico variables que influyen en los resultados de un experimento”,
“Registro mis observaciones utilizando gráficos y tablas”, “Relaciono la información
recopilada con los datos de mis experimentos y simulaciones” y “saco conclusiones de los
experimentos que realizo aunque no obtenga los resultados esperados”, lo cual es uno de
los objetivos de este trabajo, además, la mayoría de los estudiantes comprendieron el
fenómeno de la refracción de la luz, bajo el modelo de rayo de luz, ya que el 57,5% de ellos
pudieron construir explicaciones acertadas frente a sus observaciones y el 62,5 de los
estudiantes comprendieron el trazo de rayos de luz para deducir cómo se forman las
imágenes en los diferentes tipos de lentes, pudiendo realizar los diagramas de rayos
correspondientes.
La estrategia Predecir- Observar-Explicar es muy efectiva para el estudio de la física, ya
que como afirman (Hernández Millán & López Villa, 2011) sirve para “fomentar la
reflexión de contenidos conceptuales y procedimentales y para usar los trabajos prácticos
como una herramienta valiosa en el aprendizaje de las ciencias naturales”, en este caso,
los estudiantes desarrollaron en cada una de sus etapas, competencias que estimulan el
espíritu investigativo como por ejemplo observar y reflexionar a cerca de lo observado, esto
permitió hacer un seguimiento y diagnóstico de las comprensiones adquiridas por los
estudiantes a lo largo del curso. Por otra parte, la tarea de construir explicaciones es un
desempeño que permite conocer las compresiones de los estudiantes frente a un fenómeno,
ya que esto le exige ir mas allá de la memorización.
Esta estrategia fue una muy buena alternativa para solucionar los problemas que se
identificaron en un principio relacionados a la falta de material experimental, el reducido
espacio físico y el corto tiempo de trabajo presencial, ya que como afirma (Gálvis, 1992),
las tecnologías de la información y la comunicación son viables para solucionar problemas
de este tipo, además al haber articulado la herramienta virtual y las actividades
experimentales con el trabajo hecho en clase, el curso fluyó de una manera en la que el
tiempo con el que se contó no fue un problema, se logró hacer un buen uso de los tiempos y
se le brindó al estudiante la oportunidad de observar un fenómeno que no se puede observar
experimentalmente por falta de material en la institución educativa.
Al igual que en el trabajo realizado por Víctor Andrés Heredia, el cual se revisó en los
antecedentes, se evidencia que los estudiantes se muestran receptivos ante nuevas
39
propuestas que se lleven al aula, en este caso los estudiantes se mostraron muy interesados
y a su vez, motivados por las herramientas virtuales que se implementaron en y fuera del
aula, por este motivo este trabajo puede tener un mayor alcance, ya que se podría
complementar con una sección dedicada al fenómeno de la reflexión de la luz y cubrir todo
el capítulo de óptica geométrica.
El componente experimental en la clase de ciencias es un elemento muy importante, y
como afirma (Abrahams, 2009), el trabajo práctico, entendido como actividad
experimental, despierta interés y motivación en los estudiantes de tal manera que esto
genera consecuencias en ellos como por ejemplo, querer saber de algún tema en específico,
hacerse preguntas e intentar responderlas, actitudes que se evidenciaron en los estudiantes
al momento de realizar los experimentos demostrativos, ya que como se pudo observar, los
estudiantes muestran un alto interés hacia los fenómenos físicos que pueden ser observados.
40
ANEXOS
ANEXO 1. CURSO VIRTUAL EN TORNO A LA REFRACCIÓN DE LA LUZ.
Este curso virtual fue desarrollado en Adobe Flash Professional, el cual es uno de los
software más famosos de la empresa Adobe Systems, comúnmente llamado "Flash". Entre
sus características permite la creación y modificación de gráficos vectoriales, gráficos
rasterizados, código, control de audio y video. Se escogió este programa ya que como
característica distintiva, este software permite la creación de animaciones 2D con la
capacidad de ser controladas gracias al lenguaje de programación ActionScript,
permitiendo realizar contenidos multimedia e interactivos para internet y dispositivos
móviles, por esto, se espera que gracias a este programa se puedan adaptar contenidos
escolares, en este caso la refracción de la luz, de tal manera que se haga llamativo
visualmente y genere motivación en los estudiantes para explorar el curso virtual.
Flash desde su modo de editor, genera archivos reproducibles con extensión SWF, este tipo
de archivos pueden ser reproducidos por el Flash Player que es el reproductor por defecto
que incluye Flash, o ser cargados en una pagina web y ser visualizados desde un navegador
web, es por esto que se decidió crear un blog en el cual se ubicó el objeto virtual de
aprendizaje y dos actividades virtuales, las cuales son la actividad 3 (ver anexo 5) la
actividad 4 (ver anexo 6), la dirección del blog es http://refraluz.blogspot.com.co, dirección
mediante la cual podrán explorar el curso a cualquier hora desde cualquier lugar. El
reproductor Flash Player tiene la capacidad de permitir interactuar con contenidos
multimedia, siendo una perfecta herramienta para la reproducción de videojuegos,
aplicaciones móviles o cualquier contenido con una interfaz interactiva haciendo del
usuario no solo un simple observador.
Flash cuenta con un lenguaje de programación orientada a objetos llamado ActionScript. La
versión mas utilizada es ActionScript 3.0, que está presente en las ultimas versiones de
Adobe Flash, este lenguaje permite controlar los elementos creados en Flash (objetos) y
otorgarles propiedades, métodos o funciones, ofreciendo una mejor eficiencia en los
contenidos creados con Flash, esto se traduce en una mayor capacidad de construir
animaciones e interactividades complejas.
El curso está compuesto por animaciones, las cuales han sido pensadas de forma que
faciliten la comprensión del fenómeno de la refracción de la luz y de las lentes, las cuales
son las dos unidades que contiene el curso, esto teniendo en cuenta la población a la que va
dirigida, la cual esta compuesta por niños y niñas de entre 15 y 16 años de edad, es por eso
que el curso se desarrolla en un ambiente llamativo, con personajes llamativos y organizado
de manera que no sea tedioso de explorar, cuenta con un escenario que se asemeja a un
laboratorio de física, donde un personaje va a guiar al usuario a través del curso, de tal
manera que no sea complejo explorarlo ya que indicará cuales son los pasos a seguir,
haciendo interactivo el curso, al entrar al blog, lo primero que verá el usuario es el curso
virtual y reproductor lo activará automáticamente, para poder dar inicio al curso y ver su
contenido, hay que dar click al botón “INICIAR”, el cual se puede apreciar en la Imagen 1.
41
Al dar inicio al curso, aparecerá el personaje guía el cual se puede apreciar en la figura 2, el
cual explicará en que consiste el curso y dará al usuario una introducción pertinente para
poder abordarlo, en esta introducción se habla a cerca del modelo de rayo de luz y del
principio de Fermat, el cual habla a cerca de la trayectoria en línea recta que tiene la luz en
medios homogéneos.
Imagen 1. Curso virtual sobre la refracción de la luz hecho en Flash.
Imagen 2. Personaje guía del Curso virtual sobre la refracción de la luz hecho en Flash.
42
Al finalizar la introducción, en el primer plano aparecerán dos objetos a los que se les ha
dado la propiedad de botones, cada uno de ellos corresponde a una unidad del curso, uno de
ellos es una lámpara de mesa y el otro es una lupa como se puede ver en la Imagen 3, el
personaje invitará al usuario a explorar la unidad número 1 del curso haciendo click en
lámpara de mesa ya que ésta corresponde a dicha unidad, la cual aborda el fenómeno de la
refracción de la luz
Esta unidad aborda el fenómeno de la refracción de la luz, partiendo de la siguiente
pregunta: ¿Haz notado qué sucede cuando un rayo de luz incide en el limite de la
superficie entre el aire y un vidrio transparente? A partir de esta pregunta se abordan los
siguientes conceptos: Rayo incidente, Rayo refractado, Ángulo de refracción, Ángulo de
incidencia, Índices de refracción, así como la expresión matemática relacionada a la
velocidad de la luz en diferentes medios y mediante un ejemplo se ponen en práctica estos
conceptos, además se replica mediante una animación el experimento demostrativo de la
refracción de la luz No 1 (ver anexo 3) realizado en el aula con los estudiantes, esto, con la
intención de explicar de una manera mucho más clara el fenómeno.
Al finalizar la unidad uno, el personaje invitará al usuario a explorar la unidad No 2 del
curso haciendo click en el botón con forma de lupa, como se puede ver en la imagen 4, ya
que ésta corresponde a dicha unidad y aborda el tema de lentes. En esta unidad se podrá
estudiar: Tipos de lentes, Elementos de una lente, Diagramas de rayos, Trazo de rayos y
formación de imágenes en lentes convergentes, Trazo de rayos y formación de imágenes en
lentes divergentes, así como las características y naturaleza de las imágenes.
Imagen 3. Unidad Uno del Curso virtual sobre la refracción de la luz hecho en Flash.
43
Al finalizar la unidad, el personaje se despedirá del usuario, felicitándolo por haber llegado
al final del curso e invitándolo a estudiar más a cerca de este y otros temas como se puede
observar en la Imagen 5.
Imagen 4. Unidad Dos del Curso virtual sobre la refracción de la luz hecho en Flash.
Imagen 5. Finalización del Curso virtual sobre la refracción de la luz hecho en Flash.
44
Por supuesto, el curso cuenta con botones que facilitan la navegación a través de el,
siempre está disponible el botón “menú” el cual lleva al usuario a tener disponibles los dos
botones del curso, cuenta con botones de repetición, adelantar o retroceder. En el blog están
disponibles las dos actividades virtuales que los estudiantes deberán realizar, estas
actividades son la actividad No 3 que corresponde a la primera unidad del curso virtual (ver
anexo 5) y la actividad No 6 que corresponde a la segunda actividad de la segunda unidad
del curso virtual (ver anexo 6), estas actividades fueron diseñadas en Google Docs y
posteriormente fueron ubicadas en el blog, a continuación se podrán apreciar las
actividades tal como se observan en el blog.
Imagen 7. Actividad No 4 (virtual), correspondiente a la unidad dos (lente) del Curso virtual de la refracción de la luz hecho en Flash.
Imagen 6. Actividad No 3 (virtual), correspondiente a la unidad uno (refracción de la luz) del Curso virtual hecho en Flash.
45
ANEXO 2. ACTIVIDAD 1, REFRACCIÓN DE LA LUZ.
LICEO ECOLÓGICO DEL NORTE
FISICA GRADO UNDÉCIMO
ELABORADO POR: Paula Andrea Almonacid Castiblanco
Profesor Titular: Miguel Durán
UNIDAD1: ¿Qué es la refracción de la luz?
Actividad para realizar en parejas o grupos de 3 personas
Tiempo estimado para su realización: 25 min
INTRODUCCIÓN
El comportamiento y los fenómenos relacionados a la luz pueden ser estudiados de
diferentes formas, desde diferentes ramas de la ciencia y utilizando varios modelos. La
óptica es la rama de física que estudia tanto las propiedades como la propagación de la luz.
Cuando se hace este estudio considerando que la luz viaja en línea recta, viéndola como un
rayo, se habla de óptica geométrica.
RESUMEN
En la presente actividad se abordara el fenómeno de la refracción de la luz, por medio de un
experimento demostrativo realizado por el docente, a partir del cual deben predecir,
observar y explicar lo que sucede con un rayo de luz. Se requiere que desarrollen la
siguiente actividad basándose en los conceptos o fundamentos teóricos que poseen hasta el
momento.
OBJETIVO
Caracterizar el comportamiento y el fenómeno de la refracción de la luz desde las
ideas previas que se tienen sobre ella.
ACTIVIDAD
El experimento demostrativo consta de un recipiente transparente el cual contiene agua y
un apuntador láser; el docente hará incidir un rayo de luz monocromática en el agua
contenida en el recipiente como se puede observar en la figura 1.
Figura 1. Montaje experimento demostrativo No.1.
Apuntador láser
Luz monocromática
Humo
Agua
46
Cuando el docente hace incidir un rayo de luz monocromática en este medio…
PREDECIR: Dibuje en la figura 2 el trayecto que usted cree que va a realizar el rayo de
luz en el agua.
OBSERVAR: Dibuje en la figura 3 el trayecto que vieron que realizó el rayo de luz en el
agua cuando el docente hizo incidir en ella el rayo de luz.
EXPLICAR: ¿Por qué ocurre lo que observaron?
Figura 2. Predicción experimento demostrativo No.1.
Figura 3. Observación experimento demostrativo No.1.
47
Sesión 1 Objetivos Materiales Tiempo Resultados esperados
Ideas previas
entorno al
fenómeno de
la refracción
de la luz y las
lentes.
Buscar que los
estudiantes:
Plasmen las ideas
previas que tienen a
cerca del fenómeno
de la refracción de
la luz por medio de
sus explicaciones.
-Actividad
No.1
-Lápiz
-Borrador
-Recipiente
transparente
-Agua
-Apuntador
láser
25 min Que los estudiantes vean
que el fenómeno de la
refracción de la luz es
real.
Identificar las ideas
previas que tienen los
estudiantes en torno al
fenómeno de la
refracción de la luz
Metas y desempeños de comprensión.
En esta actividad no hay meta de comprensión ya que se trata de una actividad de
diagnóstico.
Tiempo Funciones del docente: Es la
única persona que realiza el
experimento.
Funciones de los estudiantes
5 min Entregar y explicar la actividad
que van a desarrollar los
estudiantes, en que consiste y
cuanto tiempo disponen para su
realización.
Prestar atención y escuchar al docente
5 min Explicar la actividad de
predicción.
Realizar la actividad de predicción.
5 min Dirigir, supervisar y asegurar que
la actividad de observación de la
actividad1 sea desarrollada.
Registrar su observación.
5 min Explicar, supervisar y asegurar
que la actividad de explicación
sea desarrollada.
Realizar la actividad de explicación.
5 min Hacer la conclusión de la
actividad 1.
Prestar atención, escuchar al docente y
manifestar sus comentarios sobre la actividad
desarrollada.
48
ANEXO 3. Experimento Demostrativo De La Refracción de la Luz No 1.
LICEO ECOLÓGICO DEL NORTE
FISICA GRADO UNDÉCIMO
ELABORADO POR: Paula Andrea Almonacid Castiblanco
Profesor Titular: Miguel Durán
UNIDAD1: ¿Qué es la refracción de la luz?
Experimento Demostrativo De La Refracción de la Luz No 1
Tiempo estimado para su realización: 25 min
Objetivo:
Observar el trayecto de un rayo de luz monocromática cuando pasa de un medio a otro.
Materiales:
Recipiente de vidrio.
Agua.
Leche.
Apuntador láser.
Papel.
Encendedor.
Procedimiento:
En el recipiente de vidrio verter agua, de tal manera que éste quede lleno hasta la mitad, a
esta agua agregar dos gotas de leche para hacerla un poco opaca, esto para que el rayo de
luz monocromática sea visible en el agua. Encienda un trozo de papel, apáguelo y
rápidamente introduzca el papel apagado en el recipiente sin que el papel toque el agua,
tape el lado superior del recipiente para atrapar el humo expedido por el papel, si el
recipiente es pequeño, puede taparlo con una de sus manos, de lo contrario, deberá utilizar
otro medio, como papel y un caucho, esto se hace para que el rayo de luz pueda ser
observado a través del humo. Una vez hecho esto, se obtiene un sistema aislado del
ambiente natural en que se encuentre, compuesto de dos medios (agua y humo) a través de
los cuales se hará incidir un rayo de luz monocromática en un ángulo aproximado de 45º.
Montaje Experimental
Humo
Agua
Luz monocromática
Apuntador láser
Figura 1. Montaje
experimental actividad 1.
49
ANEXO 4. ACTIVIDAD 2, LENTES.
LICEO ECOLÓGICO DEL NORTE
FISICA GRADO UNDÉCIMO
ELABORADO POR: Paula Andrea Almonacid Castiblanco
Profesor Titular: Miguel Durán
UNIDAD 2: Lentes
Actividad para realizar en parejas o grupos de 3 personas
Tiempo estimado para su realización: 45 min
INTRODUCCIÓN
Las lentes son instrumentos ópticos que pueden ser útiles en ocasiones en las que se quiera
ver las cosas más claras, mas pequeñas o más grandes. Estas se clasifican en Divergentes y
Convergentes.
RESUMEN
En la presente actividad se estudiarán las lentes, por medio de una simulación por
computador, a partir de la cual deben predecir, observar y explicar el comportamiento de
los rayos de luz.
OBJETIVO
Caracterizar el comportamiento de los rayos de luz en los diferentes tipos de lentes
desde las ideas previas que se poseen.
ACTIVIDAD
A continuación se plantean situaciones en torno a los diferentes tipos de lentes, en cada una
de ellas deben predecir, observar y explicar lo que sucede con los rayos de luz que inciden
en ellas.
1. Dibujen en la figura 1 el trayecto que ustedes creen que van a realizar los rayos de
luz que inciden en cada tipo de lente.
Figura 1. Rayos de luz que inciden en una lente convergente y en una
lente divergente.
Lente convergente Lente divergente
Rayos de luz
Rayos de luz
50
2. Para estudiar la formación de imágenes en las lentes se utiliza lo que se llama
diagrama de rayos, esto, considerando a los objetos como fuentes de rayos de luz.
¿Cuántos rayos de luz crees que son necesarios para formar una imagen? Justifica tu
respuesta
3. ¿Qué entiendes por una imagen virtual y qué entiendes por una imagen real?
4. ¿En qué tipo de lentes crees que es mas común que se formen imágenes virtuales?
Sesión 1 Objetivos Materiales Tiempo Resultados esperados
Ideas previas
entorno al
fenómeno de
la refracción
de la luz y las
lentes.
Buscar que los
estudiantes:
Caractericen el
comportamiento de
los rayos de luz en
los diferentes tipos
de lentes desde las
ideas previas que se
poseen.
-Actividad
No.4
-Lápiz
-Borrador
45 min Identificar las ideas
previas que tienen los
estudiantes a cerca de las
lentes
Metas y desempeños de comprensión.
En esta actividad no hay meta de comprensión ya que es una actividad de diagnostico.
Tiempo Funciones del docente Funciones de los estudiantes
35 min -Presentar a los estudiantes la
actividad No. 4.
-Dirigir, supervisar y asegurar
que la actividad sea desarrollada.
-Prestar atención, escuchar al docente y
manifestar sus dudas.
-Organizarse en parejas para desarrollar la
actividad.
10 min Hacer la conclusión de la
actividad No. 4
Prestar atención, escuchar al docente y
manifestar sus comentarios sobre la actividad
desarrollada.
51
ANEXO 5. ACTIVIDAD No 3 (VIRTUAL), REFRACCIÓN DE LA LUZ.
LICEO ECOLÓGICO DEL NORTE
FISICA GRADO UNDÉCIMO
ELABORADO POR: Paula Andrea Almonacid Castiblanco
Profesor Titular: Miguel Durán
UNIDAD 1: Refracción de la luz
Actividad para realizar en casa individualmente
Tiempo estimado para su realización: 20 min
INTRODUCCIÓN
La refracción de la luz es uno de los fenómenos que estudia la óptica geométrica, este
fenómeno ocurre solo en medios transparentes como algunos líquidos, así como en las
lentes.
RESUMEN
En la presente actividad se evaluará la unidad 1 del curso virtual de la refracción de la luz
mediante tres preguntas.
OBJETIVO
Responder las preguntas gracias a las bases teóricas adquiridas en la unidad 1 del curso
virtual de la refracción de la luz, evidenciando la comprensión del fenómeno.
ACTIVIDAD
1. La óptica geométrica es la rama de la física que permite estudiar el comportamiento de
la luz, bajo las siguientes consideraciones:
A. La luz es una onda electromagnética que no necesita de un medio para
propagarse.
B. la luz esta compuesta por pequeñas partículas denominadas corpúsculos, los
cuales se mueven en línea recta y a gran velocidad.
C. La luz es vista como un rayo y además se considera que la luz viaja en
línea recta.
D. Debido a la naturaleza ondulatoria de la luz, es posible observar que dos haces
de luz generan interferencia entre sí.
2. ¿Cual de las siguientes figuras representa correctamente el fenómeno de la refracción
de la luz? Justifique su respuesta.
52
3. La velocidad de la luz en un medio se expresa matemáticamente mediante la siguiente
ecuación: 𝑣 =𝑐
𝑛 entonces, podemos decir que entre mayor sea el índice de refracción de un
medio, mas rápido se moverá la luz en él. ¿Esta afirmación es correcta? Justifica tu
respuesta
Unidad 1 Objetivos Materiales Tiempo Resultados esperados
¿Qué es la
refracción
de la luz?.
Buscar que los
estudiantes:
Comprendan el
fenómeno de la
refracción de la luz
mediante el
modelo de rayo de
luz.
-Curso virtual de
la refracción de la
luz.
-Actividad 3
(virtual)
20 min Que los estudiantes
logren responder las
preguntas gracias a las
bases teóricas adquiridas
en la unidad 1 del curso
virtual de la refracción
de la luz, evidenciando la
comprensión del
fenómeno.
Metas y desempeños de comprensión.
Que los estudiantes comprendan:
1. El modelo de rayo de luz.
2. El concepto de rayo incidente y rayo reflejado.
3. Angulo de incidencia y ángulo de refracción.
4. Índice de refracción.
5. El significado de la ecuación de la velocidad de la luz en un medio distinto al vacío.
Criterios de evaluación de la actividad
El docente debe evaluar las respuestas de los estudiantes bajo los siguientes parámetros:
Los conceptos empleados por los estudiantes relacionados a la refracción de la luz.
La interpretación de ecuaciones.
Que el estudiante emplee el modelo de rayo de luz.
Medio 1 Medio 1
Medio 2 Medio 2
𝜃1 𝜃1
𝜃2 𝜃2
Figura 1 Figura 2
53
ANEXO 6. ACTIVIDAD 4 (VIRTUAL), LENTES.
LICEO ECOLÓGICO DEL NORTE
FISICA GRADO UNDÉCIMO
ELABORADO POR: Paula Andrea Almonacid Castiblanco
Profesor Titular: Miguel Durán
UNIDAD 2: Lentes
Actividad para realizar en casa individualmente
Tiempo estimado para su realización: 45 min
INTRODUCCIÓN
Las lentes son instrumentos ópticos que pueden ser útiles en ocasiones en las que se quiera
ver las cosas más claras, mas pequeñas o más grandes. Estas se clasifican en Divergentes y
Convergentes.
RESUMEN
En la presente actividad se evaluará la unidad 2 del curso virtual de la refracción de la luz
referente a las lentes mediante 5 preguntas.
OBJETIVO
Responder las preguntas gracias a las bases teóricas adquiridas en la unidad 2 del
curso virtual de la refracción de la luz, evidenciando la comprensión del fenómeno.
ACTIVIDAD
5. En la siguiente imagen se representa gráficamente el comportamiento de los rayos
de luz cuando inciden en cada tipo de lente. ¿Esta representación es correcta?
Justifique su respuesta.
Rayos de luz que inciden en una lente convergente y en una lente
divergente.
Rayos de luz Rayos de luz
54
6. Para estudiar la formación de imágenes en las lentes se utiliza lo que se llama
diagrama de rayos, esto, considerando a los objetos como fuentes de rayos de luz.
¿Cuántos rayos de luz crees que son necesarios para formar una imagen? Justifica tu
respuesta
7. ¿Qué entiendes por una imagen virtual y qué entiendes por una imagen real?
8. ¿En qué tipo de lentes crees que es mas común que se formen imágenes virtuales?
9. En la siguiente imagen podrás ver la representación de una lente convergente. Cada
número en la imagen corresponde a un elemento de la lente. ¿Cual es el nombre de
dichos elementos?
Selecciona la opción correcta:
A. 1: Foco; 2: Distancia focal, 3: Centro óptico, 4: Eje óptico, 5: Centro de
curvatura.
B. 1:Distancia focal, 2:Centro de curvatura, 3: Eje óptico, 4: Centro óptico, 5:
Foco.
C. 1: Foco, 2: Eje óptico, 3: Distancia focal, 4: Centro óptico, 5: Centro de
curvatura.
D. 1: Centro de curvatura, 2: Centro óptico, 3: Foco, 4: Eje óptico, 5: Distancia
focal.
55
Unidad2 Objetivos Materiales Tiempo Resultados esperados
Lentes. Buscar que los
estudiantes:
Respondan las preguntas
gracias a las bases
teóricas adquiridas en la
unidad 2 del curso virtual
de la refracción de la luz,
evidenciando la
comprensión a cerca de
las lentes.
-Actividad
No.5 virtual
-Lápiz
-Borrador
30 min Que los estudiantes
logren responder las
preguntas gracias a las
bases teóricas adquiridas
en la unidad 2 del curso
virtual de la refracción de
la luz, evidenciando su
comprensión a cerca de
las lentes.
Metas y desempeños de comprensión.
Que los estudiantes comprendan:
1. El comportamiento de los rayos de luz en cada tipo de lente.
2. Que es una imagen virtual.
3. Que es una imagen real.
4. El trazo de rayos de luz.
Criterios de evaluación de la actividad
El docente debe evaluar las respuestas de los estudiantes bajo los siguientes parámetros:
La naturaleza de las imágenes.
Tener en cuenta los diferentes tipos de lentes.
Que el estudiante emplee el modelo de rayo de luz.
56
ANEXO 7. ACTIVIDAD 5, Actividad evaluativa sobre la refracción de la luz.
LICEO ECOLÓGICO DEL NORTE
FISICA GRADO UNDÉCIMO
ELABORADO POR: Paula Andrea Almonacid Castiblanco
Profesor Titular: Miguel Durán
UNIDAD1: ¿Qué es la refracción de la luz?
Actividad para realizar en parejas o grupos de 3 personas
Tiempo estimado para su realización: 25 min
INTRODUCCIÓN
La óptica es la rama de física que estudia tanto las propiedades como la propagación de la
luz, cuando se hace este estudio considerando que la luz viaja en línea recta, considerándola
como un rayo, se habla de óptica geométrica. Cuando un rayo de luz cambia de un medio a
otro, hablamos del fenómeno de refracción, en cambio, cuando se refleja, hablamos del
fenómeno de reflexión.
RESUMEN
En la presente actividad se abordara el fenómeno de la refracción de la luz, por medio de un
experimento demostrativo similar al que se hizo en la actividad 1, a partir del cual deben
predecir, observar y explicar el comportamiento de un rayo de luz.
OBJETIVO
Explicar el comportamiento de un rayo de luz a partir de las ideas relacionadas a la
refracción de la luz.
ACTIVIDAD
El experimento demostrativo consta de un recipiente transparente, una variedad de líquidos
semitransparentes y un lápiz. El docente construirá una torre de líquidos como se muestra
en la figura 1 y posteriormente introducirá un lápiz en dicha torre.
Figura 1. Montaje
experimental actividad 5.
Aceite
Agua
Aire
Jabón
57
Cuando el docente introduce un lápiz en la torre de líquidos…
PREDECIR: Dibujen en la figura 2 cómo creen que se verá el lápiz al interior de la torre
de líquidos.
OBSERVAR: Dibujen en la figura 3 cómo se ve el lápiz cuando se introduce en la torre de
líquidos.
EXPLICAR: ¿Por qué ocurre lo que observaron?
Figura 2. Predicción
experimento demostrativo No
2.
Figura 3. Observación
experimento demostrativo No
2.
Aceite
Agua
Jabón
Aceite
Agua
Jabón
58
Sesión 3 Objetivos Materiales Tiempo Resultados esperados
Predecir,
observar y
explicar.
Buscar que los
estudiantes:
Comprendan el
fenómeno de la
refracción de la luz
mediante el modelo
de rayo de luz.
-Actividad No 2.
-Lápiz
-Borrador
-Recipiente
transparente.
-Variedad de
líquidos
semitransparentes
-Apuntador láser.
25 min Que los estudiantes
logren explicar el
fenómeno de la
refracción de la luz
mediante el modelo de
rayo de luz.
Que los estudiantes
observen que el
fenómeno de la
refracción de la luz es
real.
Metas y desempeños de comprensión.
Que los estudiantes comprendan:
1. El modelo de rayo de luz.
2. El concepto de rayo incidente y rayo refractado.
3. Angulo de incidencia y ángulo de refracción.
4. Índice de refracción.
Criterios de evaluación de la actividad
El docente debe evaluar la explicación que realicen los estudiantes bajo los siguientes
parámetros:
Los conceptos empleados por los estudiantes relacionados a la refracción de la luz.
El ángulo de incidencia es distinto al ángulo de refracción.
Cada sustancia tiene un índice de refracción distinto.
Tiempo Funciones del docente: Es la única
persona que realiza el experimento. Funciones de los estudiantes
5 min Entregar y explicar la actividad que
van a desarrollar los estudiantes, en
que consiste y cuanto tiempo
disponen para su realización.
Prestar atención, escuchar al docente y
manifestar sus dudas.
5 min Explicar la actividad de predicción. Realizar la actividad de predicción.
5 min Dirigir, supervisar y asegurar que la
actividad de observación de la
actividad 2 sea desarrollada.
Registrar su observación.
5 min Explicar, supervisar y asegurar que la
actividad de explicación sea
desarrollada.
Realizar la actividad de explicación.
5 min Hacer la conclusión de la actividad 2. Prestar atención, escuchar al docente y
manifestar sus comentarios sobre la
actividad desarrollada.
59
ANEXO 8. EXPERIMENTO DEMOSTRATIVO No 2.
LICEO ECOLÓGICO DEL NORTE
FISICA GRADO UNDÉCIMO
ELABORADO POR: Paula Andrea Almonacid Castiblanco
Profesor Titular: Miguel Durán
UNIDAD1: ¿Qué es la refracción de la luz?
Experimento Demostrativo De La Refracción de la Luz No 2
Tiempo estimado para su realización: 25 min
Objetivo
Observar el comportamiento de un rayo de luz cuando pasa a través de diferentes medios,
usando como analogía un objeto material.
Materiales
Recipiente de vidrio.
Agua.
Jabón.
Aceite.
Lápiz.
Procedimiento
En el recipiente de vidrio, verter uno por uno el agua, el jabón y el aceite, construyendo una
torre de líquidos, se recomienda hacer este procedimiento vertiendo primero la sustancia
más densa, la cual es el jabón, después el agua y por último la menos densa, la cual es el
aceite. Una vez que se tenga construida esta torre de líquidos, se introduce en ella, un lápiz,
aproximadamente en 45º, esto hay que hacerlo con mucho cuidado, para no dañar las capas
formadas entre cada una de las sustancias.
Montaje Experimental
En la siguiente figura se puede observar el montaje experimental listo para introducir el
lápiz.
Aire
Aceite
Agua
Jabón
60
ANEXO 9. ACTIVIDAD 6, actividad evaluativa sobre la formación de imágenes en
lentes.
LICEO ECOLÓGICO DEL NORTE
FISICA GRADO UNDÉCIMO
ELABORADO POR: Paula Andrea Almonacid Castiblanco
Profesor Titular: Miguel Durán
UNIDAD 2: Lentes
Actividad para realizar en parejas o en grupos de a 3 personas
Tiempo estimado para su realización: 40 min
INTRODUCCIÓN
Para poder estudiar el comportamiento de la luz mediante rayos, se utiliza lo que se conoce
como “diagramas de rayos”, esto, partiendo de considerar los objetos mismos como fuentes
de rayos de luz, los cuales se originan en todos los puntos del objeto y se distribuyen en
todas las direcciones.
RESUMEN
En la presente actividad se estudiará el trazo de rayos de luz y la formación de imágenes en
los distintos tipos de lentes, por medio de una simulación por computador hecha en
geogebra, a partir de la cual deben predecir, observar y explicar el comportamiento de los
rayos de luz.
OBJETIVO
Deducir cómo se forman las imágenes en los diferentes tipos de lentes por medio de
los diagramas de rayos de luz.
ACTIVIDAD
A continuación se plantean situaciones en torno a los diferentes tipos de lentes, en cada una
de ellas deben predecir, observar y explicar lo que sucede con los rayos de luz que inciden
en ellas.
Situación 1: Se ubicará un objeto a diferentes distancias de una lente convergente, para
cada distancia ustedes deberán:
PREDECIR: Llenen las casillas de la siguiente tabla de a cuerdo a lo observado en la
simulación.
Posición del
objeto respecto
a la lente.
Tamaño de la
imagen
respecto al
objeto.
Posición de la
imagen
respecto al
objeto.
La imagen es
virtual o real.
Posición de la
imagen
respecto a la
lente.
Entre el centro
de curvatura y
el foco.
61
Exactamente en
el foco.
Entre el foco y
la lente.
OBSERVAR: Llenen las casillas de la siguiente tabla de a cuerdo a lo observado en la
simulación.
Posición del
objeto respecto
a la lente.
Tamaño de la
imagen
respecto al
objeto.
Posición de la
imagen
respecto al
objeto.
La imagen es
virtual o real.
Posición de la
imagen
respecto a la
lente.
Entre el centro
de curvatura y
el foco.
Exactamente en
el foco.
Entre el foco y
la lente.
EXPLICAR: Por medio de diagramas de rayos, explique por qué las imágenes tienen
dichas características que observó en la simulación.
62
SITUACIÓN 2: Se ubicará un objeto a diferentes distancias de una lente divergente, para
cada distancia ustedes deberán:
PREDECIR:
Posición del
objeto respecto
a la lente.
Tamaño de la
imagen
respecto al
objeto.
Posición de la
imagen
respecto al
objeto.
La imagen es
virtual o real.
Posición de la
imagen
respecto a la
lente.
Entre el centro
de curvatura y
el foco.
Exactamente en
el foco.
Entre el foco y
la lente.
OBSERVAR: Llenen las casillas de la siguiente tabla de a cuerdo a lo observado en la
simulación.
Posición del
objeto respecto
a la lente.
Tamaño de la
imagen
respecto al
objeto.
Posición de la
imagen
respecto al
objeto.
La imagen es
virtual o real.
Posición de la
imagen
respecto a la
lente.
Entre el centro
de curvatura y
el foco.
Exactamente en
el foco.
Entre el foco y
la lente.
EXPLICAR: Por medio de un diagrama de rayos, explique por qué las imágenes tienen
dichas características que observó en la simulación.
63
Sesión 3
simulación
Objetivos Materiales Tiempo Resultados esperados
Predecir,
observar y
explicar.
Buscar que
los
estudiantes:
Comprendan
el trazo de
rayos de luz
para deducir
cómo se
forman las
imágenes en
los diferentes
tipos de
lentes.
-Actividad
No. 4
-Lápiz
-Borrador
-
Computador
-Video
beam
-Simulación
en
geogebra.
40 min Que los estudiantes vean en la
simulación una herramienta útil
para complementar el trabajo en
clase.
Que los estudiantes despierten
curiosidad por la simulación al
lograr observar un fenómeno que no
se puede observar
experimentalmente por falta de
material.
Que los estudiantes deduzcan cómo
se forman las imágenes en los
diferentes tipos de lentes por medio
del trazo de rayos de luz.
Que los estudiantes caractericen las
imágenes formadas por los
diferentes tipos de lentes.
Metas y desempeños de comprensión.
Que los estudiantes:
1. Identifiquen los diferentes tipos de lentes.
2. Identifiquen cuales son los rayos notables que forman las imágenes.
3. Comprendan el comportamiento de los rayos notables.
4. Distingan entre una imagen real y una imagen virtual.
Criterios de evaluación de la actividad con la simulación
El docente debe evaluar la explicación que realicen los estudiantes bajo los siguientes
parámetros:
El trazo de rayos en cada una de las lentes.
El tipo de imágenes que se forman con cada una de las lentes.
Tiempo Funciones del docente: Es la única
persona que debe manipular la simulación
Funciones de los estudiantes
5 min Presentar la situación 1. Realizar la actividad de predicción.
5 min Dirigir, supervisar y asegurar que la
actividad de observación de la situación 1
sea desarrollada.
Registrar su observación.
5 min Supervisar y asegurar que la actividad de
explicación sea desarrollada.
Realizar la actividad de explicación.
64
5 min Hacer la conclusión de la situación 1. Prestar atención, escuchar al docente
y manifestar sus comentarios sobre la
actividad desarrollada.
5 min Presentar la situación 2. Realizar la actividad de predicción.
5 min Dirigir, supervisar y asegurar que la
actividad de observación de la situación 2
sea desarrollada.
Registrar su observación.
5 min Supervisar y asegurar que la actividad de
explicación sea desarrollada.
Realizar la actividad de explicación.
5 min Hacer la conclusión de la situación 2. Prestar atención, escuchar al docente
y manifestar sus comentarios sobre la
actividad desarrollada.
65
ANEXO 10. SIMULACIÓN HECHA EN GEOGEBRA
GeoGebra es un proveedor de software de matemáticas dinámicas que se adapta a cualquier
nivel de educación desde el cual se puede trabajar la geometría, álgebra, hoja de cálculo,
gráficos, estadística y cálculo en un solo programa, lo cual lo convierte en un aliado para el
profesor al complementar su trabajo en el aula, esto hace que este programa sea un gran
líder de innovación en la enseñanza y aprendizaje a nivel mundial, es por esto que se ha
escogido este software para realizar una simulación que se implementará en la parte final de
la estrategia didáctica.
En este software se ha programado la simulación de la formación de imágenes tanto en
lentes convergentes como en lentes divergentes en dos archivos separados, en cada una de
las simulaciones se puede observar la representación gráfica de cada lente, así como las
siguientes propiedades de cada lente: Focos, Centros de curvatura, Centro geométrico de la
lente y Eje óptico, así como el Objeto (representado por un vector verde oscuro) y su
respectiva Imagen (representado por un vector verde claro), como se puede ver en la
Imagen 1.
En cada una de las simulaciones se puede modificar la distancia a la cual se encuentra
ubicado el foco de la lente y por consiguiente su centro de curvatura, también se puede
modificar la distancia a la cual se encuentra el objeto de la lente, se puede acercar o alejar
de ella, por último, se puede modificar el tamaño del objeto, como se puede apreciar en las
siguiente imágenes.
Imagen 1. Simulación hecha en Geogebra sobre la formación de imágenes en lentes convergentes.
66
Imagen 2. Simulación hecha en Geogebra sobre la formación de imágenes en lentes convergentes.
Imagen 3. Simulación hecha en Geogebra sobre la formación de imágenes en lentes divergentes.
67
BILBIOGRAFÍA
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