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Universidad mayor, real y pontificia de
San francisco Xavier de Chuquisaca
Vicerrectorado
Centro de posgrado e investigación
“la física experimental en la formación del ingeniero en la facultad de tecnología”
Tesis en opción al
Grado de magister en educación superior
Ing. Ricardo Caballero Claure
Sucre – Bolivia
2001
Universidad mayor, real y pontificia de
San francisco Xavier de Chuquisaca
Vicerrectorado
Centro de posgrado e investigación
“la física experimental en la formación del ingeniero en la facultad de tecnología”
Tesis en opción al
Grado de magister en educación superior
Tutor: Msc. Rolando molina Baspineiro
Sucre – Bolivia
2001
Al presentar esta Tesis como uno de los requisitos previos para la obtención del Grado Académico de Magíster en Educación Superior de la Universidad Mayor, Real y Pontificia de San Francisco Xavier de Chuquisaca, autorizo al Centro de estudios de Posgrado e investigación o a la Biblioteca de la Universidad, para que se haga de esta Tesis un documento disponible para su lectura según las normas de la Universidad.
Asimismo, manifiesto mi acuerdo en que se utilice como material productivo, dentro del Reglamento de Ciencia y Tecnología, siempre y cuando esta utilización no suponga ganancia económica, ni personal.
También cedo a la Universidad Mayor, Real y Pontificia de San Francisco Xavier de Chuquisaca los derechos de publicación de esta Tesis; o parte de ella, manteniendo mis derechos de autor, hasta un período de 30 meses después de su aprobación.
Ing. Ricardo Caballero Claure
Sucre, agosto del 2001
Dedicatoria
El mejor milagro, la voluntad.
La mejor predicación, el ejemplo.
La mejor dedicación, la entrega al prójimo.
A mi querida familia: por su invalorable apoyo,
para concluir satisfactoriamente este trabajo.
Agradecimiento
A Dios por guiarme en todo momento ;
a los Docentes cubanos y Compañeros
del poderoso Grupo “B”,
por los gratos momentos vividos
en el arduo proceso enseñanza-aprendizaje;
y al asesor de la presente Tesis
Índice
Resumen
Introducción
1Capítulo i: marco teórico
1.1Fundamentos contextuales y teóricos refenciales acerca de la
física y la enseñanza experimental 11
1.1.1 Marco Internacional 11
1.1.2 Marco Nacional 13
1.1.3 La misión de la universidad 14
1.1.4 La Universidad de San Francisco Xavier de Chuquisaca 14
1.1.5 Influencia de la física en la ingeniería. 15
1.1.6 ¿Qué es la física? 16
1.1.7 La Física y las otras Ciencias 17
1.1.8 El experimento 18
1.1.9 Objeto de estudio de la asignatura 26
1.1.10 Perfil profesional del ingeniero en la Facultad de Tecnología 28
1.1.11 Factores y causas para un cambio de concepción de la
enseñanza de la Física 33
1.2 Aspectos conceptuales y fundamentación del Proceso
Docente Educativo Objeto de la Física 34
1.2.1 El método de la física 35
1.2.2 El Proceso Docente Educativo (PDE) 36
1.2.3 Consideraciones teóricas sobre los enfoques curriculares. 39
Capítulo II:
Análisis e interpretación de los resultados de las indagaciones
2.1 Tendencias de la física en el contexto internacional. 46
2.1.1 México 46
2.1.2 Argentina 47
2.1.3 Cuba 48
2.1.4 Tendencias actuales en Iberoamérica. 49
2.2 Realidad de la Física en el contexto nacional 50
2.3 La enseñanza de la Física en la Facultad de Tecnología 52
2.4 Población y muestra. 54
2.5 Encuesta a estudiantes. 54
2.6 Encuesta a docentes de teoría de Física I y II. 56
2.7 Encuesta a docentes de Laboratorio de Física Básica I. 57
2.8 Valoraciones generales. 57
Capítulo III:
Presentación de la propuesta teórica y su fundamentación
3.1 Modelo Teórico. 59
3.1.1 Contradicción dialéctica del objeto de estudio 59
3.2. Fundamentación de la propuesta 61
3.3 Organización Curricular a la que tributa el Programa. 62
3.3.1 Estructura de la clase 64
3.3.2 El problema, el objeto y el objetivo de la asignatura. 66
3.3.3 Métodos de enseñanza 75
3.3.4 Medios de enseñanza 75
3.3.5 Formas de organización 76
3.3.6 Relación de la física I con otras asignaturas 77
3.3.7 Sistema de evaluación 78
3.3.8 Literatura docente 79
3.3.9 Fundamentación principal de la propuesta 79
Conclusiones 80
Recomendaciones 81
Referencias bibliográficas 82
Bibliografía consultada 86
Anexos 87
Resumen
Los Géneros y sub-géneros periodísticos constituyen el contenido esencial de la asignatura de Periodismo en la Carrera de Comunicación Social, ámbito de estudio de la presente Tesis. Aquel contenido es el instrumento básico a ser empleado por el periodista en el ejercicio de su labor, ya que comprende el tratamiento de la información periodística desde la perspectiva tradicional vigente, a través de los tres Géneros y sus respectivas unidades de redacción.
Por lo anterior se evidencia la necesidad de sistematizar el contenido fundamental de la asignatura de Periodismo referido a los Géneros y sub-géneros a través del análisis cualitativo de la bibliografía clásica disponible, con el propósito de que el alumno conozca los diferentes criterios a través de un compendio y asuma una clasificación y conceptualización de los mismos adecuado a su contexto, lo que le permitirá alcanzar los objetivos trazados haciéndolo capaz de caracterizarlos, identificarlos e iniciar su práctica periodística.
Palabras claves
Heterogeneidad, personalizado, identificarlos.
Abstract
The Kinds and journalistic sub-kinds constitute the essential content of the subject of Journalism in the Department of Social Communication, area of study in the present Thesis. That content is the basic instrument to being used by the journalist in the exercise of his labor, since he understands the processing of the journalistic information from the traditional in force perspective, across three Kinds and his respective units of draft.
By the previous thing there is demonstrated the need to systematize the fundamental content of the subject of Journalism referred to the Kinds and sub-kinds across the qualitative analysis of the classic available bibliography, with the intention of which the pupil knows the different criteria across a compendium and assumes a classification and conceptualization of the same ones adapted to his context, which will allow him to reach the planned aims making capable of characterizing them, his journalistic practice to identify and to initiate them.
Keyword
Personalized, Toidentify
Introducción
Uno de los factores más importantes de los últimos años es, sin duda, la profunda transformación que se experimenta en el contexto internacional, a través del proceso de globalización que caracteriza grandes tendencias: “mundialización, regionalización, democratización, marginalización, tecnologización”. (1) En este marco de referencia, se reconoce que las desigualdades socioeconómicas en el interior de los países y entre las diversas regiones adquieren dimensiones singulares.
Desde esta perspectiva se puede observar, que uno de los retos principales de la globalización es la competitividad que las naciones deben enfrentar para elevar los niveles de vida de sus sociedades. Es en este escenario de mayor competencia donde el conocimiento adquiere cada vez mayor relevancia y las instituciones de educación superior, tienen el compromiso de contribuir a la generación de nuevos avances científicos y tecnológicos.
En la actualidad se observan una gran demanda de educación superior sin precedentes, acompañada de una diversificación de la misma, y una mayor toma de conciencia de la importancia fundamental que este tipo de educación reviste para el desarrollo sociocultural y económico y para la construcción del futuro, de cara a la cual las nuevas generaciones deberán estar preparadas con nuevas competencias y nuevos conocimientos.
En general la educación superior se enfrenta a desafíos y dificultades relativos a la financiación, la igualdad de condiciones de acceso a los estudios, la formación basada en las competencias, la mejora y conservación de la calidad de la enseñanza, la investigación y los servicios, la pertinencia de los planes de estudio y las posibilidades de empleo de los nuevos profesionales.
La educación superior debe enfrentar a los retos que suponen las nuevas oportunidades que abren las tecnologías, que mejoren la manera de producir, organizar, difundir controlar el saber y de acceder al mismo, así como su aplicación en la esfera de la producción, distribución y consumo de bienes y servicios.
La UNESCO, en la conferencia mundial sobre la educación superior, realizada en Paris en octubre de 1998, identifica a la segunda mitad del siglo XX como la época de la expansión de la educación superior; pues... “a escala mundial, el número de estudiantes matriculados se multiplicó por más de seis entre 1960 (13 millones) y 1995 (82 millones). Pero también es la época en que se ha agudizado aun más la disparidad, que ya era enorme, entre los países industrialmente desarrollados, los países en desarrollo y en particular los países menos adelantados en lo que respecta al acceso a la educación superior, la investigación....” (2)
En consecuencia, los países que propicien su inserción a este nuevo contexto internacional, serán los que aspiren a conseguir una mayor calidad de vida entre sus habitantes. Para los países subdesarrollados esto es de singular importancia, ya que tienen el reto de adquirir los nuevos conocimientos y simultáneamente resolver los problemas de desigualdad social que los caracterizan. De lo contrario, los países subdesarrollados corren el riesgo de mantener y propiciar esquemas de dependencia económica y cultural, de consecuencias serias para su bienestar social y sobre todo su soberanía nacional.
Actualmente, América Latina es testigo del desplazamiento de las formas de producción vinculadas a la sociedad industrial – caracterizada por la elaboración de bienes de consumo masivo a través de tecnologías mecánicas, por otras, totalmente nuevas, fundamentadas en una combinación de las tecnologías mecánicas con las tecnologías electrónicas a través del surgimiento de los microprocesadores que fortalecen la capacidad humana y hacen cada vez más eficientes todos los procesos en los cuales esta involucrado su labor.
Por lo visto, el propósito fundamental de la educación superior en la etapa actual y venidera, constituye la elevación de la calidad de formación de profesionales, de modo que vayan a dar respuesta adecuada a las necesidades presentes y perspectivas del desarrollo económico y social del país.
La Universidad de San Francisco Xavier, a pesar de la profunda crisis por la que atraviesa, busca actualizar y elevar el nivel del claustro a través de los diferentes programas de posgrado que busca mejorar la calidad de los procesos y productos que sean capaces de responder a las necesidades laborales “Para conseguir este propósito será necesario adaptar los planes y programas educativos a los retos que representa el enlace entre Ciencia-Tecnología-Sociedad-Desarrollo...” (3).
De este modo, el 27 de febrero de 1962 visionarias autoridades de San Francisco Xavier tuvieron la progresista idea de crear una unidad académica que responda a los grandes avances científicos y tecnológicos de la época. Por resolución No 89/62, fue creada la Escuela de Ingeniería Química, con el objetivo de formar profesionales técnicos, preparar y diplomar a Ingenieros Químicos.
El año 1978, por resolución N° 55/78 se dispone la vigencia plena de la Facultad de Tecnología constituida por la carrera de Ingeniería Química a nivel de licenciatura, y las de Industrias de la Alimentación, y de Química Industrial a nivel de Técnico Superior (4). En la actualidad cuenta con trece carreras, corresponden al sistema matricial nueve carreras de nivel licenciatura y una de nivel Técnico Superior.
En la Facultad de Tecnología se imparten en formato semestral tres cursos de física: Física Básica I, Física II y Física III, donde se desarrollan las principales teorías de la mecánica clásica; oscilaciones, ondas y termodinámica; electricidad y magnetismo respectivamente. La carga horaria semanal es de cinco horas para el desarrollo de clases teórico-prácticas y dos dedicado a la parte experimental.
Las actividades en el laboratorio deben permitir a los estudiantes exponer sus ideas previas, elaborar y afianzar conocimientos, explorar alternativas, familiarizarse con la metodología científica, entre otros aspectos, superando la mera asimilación de conocimientos ya elaborados. Lo esencial es primar la actividad de los estudiantes, de manera que propiciemos en ellos aprendizajes realmente significativos y que promuevan la evolución de sus estructuras cognitivas.
El laboratorio, es un elemento distintivo de la asignatura de física, tiene gran relevancia en el proceso de formación, es el lugar donde el estudiante a través de la experimentación adquiere habilidades que le permitirán desenvolverse en la vida cotidiana, relacionarse con el mundo del trabajo, de la producción y del estudio. Algunos autores opinan del trabajo en el laboratorio:
Para Hodson. El trabajo de laboratorio sirve: para motivar, mediante la estimulación del interés y la diversión y enseñar las técnicas de laboratorio; intensificar el aprendizaje de los conocimientos científicos; para proporcionar una idea sobre el método científico y desarrollar las habilidades en su utilización y para desarrollar determinadas “actitudes científicas”(5).
Para Márquez, las ventajas pedagógicas que derivan de las actividades de laboratorio, ponen de manifiesto el carácter científico de la física; ayudan a la comprensión de los conceptos científicos adquiridos por la vía de la experimentación; ilustran el método inductivo ya que van del caso particular y concreto al mundo de las leyes generales y permiten una conexión cronológica entre teoría y experimentación. (5)
Las dificultades que confronta el estudiante en el aprendizaje de la física en el colegio, con frecuencia se extienden a las carreras de la Facultad de Tecnología y particularmente al laboratorio, altos porcentajes de abandono 40% y 27% de reprobados. Estos porcentajes son un promedio para el año 2000, cuya fuente es un boletín realizado por un grupo de estudiantes en la asignatura de estadística en la gestión académica 1/2001.
Los estudiantes experimentan dificultades en integrar su comprensión de los conceptos aprendidos en la clase teórica con los fenómenos físicos observados en laboratorio. Esta realidad permite el planteamiento de la siguiente situación problémica.
Situación problémica
Situación actual (diagnóstico)
- El número excesivo de estudiantes no permite individualizar la práctica.- Ausencia de hábitos y habilidades para el estudio con independencia.- Poco tiempo para el desarrollo de las prácticas, en correspondencia con los
contenidos.- Carencia de temas introductorios en el currículo de la asignatura (notación
científica, cifras significativas, sistema unidades y conversiones, magnitudes escalares y vectoriales, vectores.
- Una inadecuada comprensión de los conceptos básicos que deben tenerse sobre el trabajo de laboratorio.
- Altos porcentajes de estudiantes que abandonan y reprueban laboratorio de Física básica I
Problema
Las actividades docentes en el laboratorio de Física Básica I se desarrollan sin la orientación de una guía didáctica que propicie un proceso planificado de asimilación de sus contenidos por los estudiantes.
Objeto
El Proceso Docente Educativo de la asignatura de Laboratorio de Física Básica I dentro de la Facultad de Tecnología.
Objetivo
Sistematizar las actividades de laboratorio de Física Básica I, mediante una guía didáctica encaminada a propiciar la asimilación creciente de los contenidos de la asignatura en los estudiantes.
Campo de acción
La guía didáctica para el desarrollo de las actividades en la asignatura de laboratorio de Física Básica I.
Idea a defender
La elaboración de una guía didáctica que sistematice las actividades a desarrollar en la asignatura de laboratorio de Física Básica I, propicia una mejor asimilación de los contenidos en los estudiantes.
Tareas investigativas
Las tareas investigativas permitirán
- La determinación de las tendencias del objeto y la enseñanza de la física en diferentes contextos y épocas.
- La identificación de las tendencias pedagógicas, métodos de enseñanza y aprendizaje.
- Caracterización crítica del programa actual de Laboratorio de Física Básica I.- Elaboración del modelo teórico sustentador de la propuesta- Elaboración de la guía didáctica orientadora para la sistematización de las
actividades de Laboratorio de Física Básica I en la Facultad de Tecnología.
Aporte teórico
La sistematización de las actividades a desarrollar en la asignatura de laboratorio de Física Básica I, estructuradas en una guía didáctica para su desarrollo, cuenta con la sustentación del enfoque sistémico referido a los componentes de Proceso Docente Educativo y a los contenidos a tratar en ella.
Aporte práctico
Se logró operacionalizar el contenido de la asignatura de Laboratorio de Física Básica I para conformar una guía didáctica con enfoque sistémico para la realización de variados experimentos que propicien el desarrollo de conocimientos y habilidades que repercutan en su orientación profesional.
Además, su utilidad metodológica le permitirá al estudiante:
- Realizar un seguimiento riguroso del desarrollo de contenidos de laboratorio.- Optimizar el uso de su tiempo.- Desarrollar la capacidad de realizar reportes de prácticas.- Eliminar la posibilidad de que el docente estructure un currículum oculto.
Novedad
Estriba en la aportación y disponibilidad de una guía didáctica, que promoverá un aprendizaje racional y lógico de conocimientos y habilidades necesarios para el desempeño de su profesión.
Pertinencia social
La pertinencia tiene que ver de manera fundamental con la sistematización e integración de los contenidos de la Física Básica I, que promueve el desarrollo de habilidades y motiva al trabajo independiente, articulando entre la formación profesional y el mundo del trabajo.
En este trabajo se reconoce este aspecto en las posibilidades de motivación profesional que repercuten en su desempeño profesional para la sociedad.
Actualidad
El trabajo de investigación que se propone, resulta ser significativo en el desarrollo del proceso docente – educativo de la física, debido a la introducción en su estructura de un enfoque sistémico e integrador de los contenidos, lo cual está en concordancia con las concepciones pedagógicas apropiadas para este fin y con las crecientes exigencias sociales a este tipo de profesional.
Métodos de investigación empleados
- Empírico: para la recolección de datos teóricos y prácticos.- Estudio Documental: para la revisión bibliográfica y para el estudio del
programa. Sus instrumentos fueron las fichas bibliográficas y de contenido.- Encuesta: para recabar opiniones de docentes y estudiantes acerca de las
debilidades y fortalezas del proceso enseñanza-aprendizaje de la asignatura de laboratorio de Física Básica I. Su instrumento fue el cuestionario de preguntas
Los docentes encuestados son: 4 de teoría y 4 de laboratorio. Los docentes en su integridad son titulados de la carrera de Ingeniería Química. No son precisamente profesores de estado en la especialidad, pero cuentan con una basta experiencia en el trabajo educativo.
Los estudiantes encuestados son: 100 en Física Básica I y 80 en Física Básica II. Son los directos beneficiarios del proceso educativo, por lo tanto, son los indicados para expresar su opinión en relación al proceso de la asignatura y las expectativas que ésta les provoca.
- Matemáticos: para procesar los datos obtenidos y agrupados de la encuesta para su posterior interpretación.
- Teóricos- Histórico lógico, la física al igual que otras ciencias está sometida al devenir
histórico, al proceso de surgimiento, desarrollo, caducidad y aparición de nuevos paradigmas. El método Histórico, presupone el estudio detallado de todos los antecedentes, causas y condiciones históricas en que surgió y se desarrolló la física, siguiendo un curso ordenado en su proceso de desarrollo lógico. Este método será utilizado en las indagaciones teóricas (capitulo I).
- Enfoque Sistémico, permitirá estudiar los fenómenos educativos como una realidad integral donde cada elemento cumple determinadas funciones y mantienen formas estables de interacción, principalmente se utilizó en la propuesta, ya que se logró la sistematización de las actividades docentes en una guía didáctica.
- Modelación, permite establecer relaciones esenciales del objeto de estudio y proponer el Modelo Teórico, es decir principalmente se utilizó para determinar la contradicción del objeto de estudio, la cual se resuelve con la propuesta
- Análisis y Síntesis, posibilita la descomposición del todo en sus múltiples relaciones y componentes, con el propósito de determinar los elementos esenciales que conforman el Proceso Docente – Educativo de Laboratorio de Física Básica I, así al integrar nuevamente las partes permite descubrir relaciones y características generales.
- Inducción y deducción, nos permite determinar, lo común en los fenómenos individuales, logrando el de mayor generalidad y viceversa, utilizado principalmente para establecer los elementos específicos de la asignatura de Física Básica I que influyen en el Proceso Docente – Educativo de la misma.
- Abstracto y concreto, permite aislar mentalmente las propiedades y establecer cualidades y regularidades del objeto de estudio. Esto nos posibilitará llegar a plasmar el modelo Teórico estableciendo los nexos y relaciones esenciales del Proceso Docente – Educativo de Laboratorio de física Básica I .
Capítulo I
Marco teórico
1.1. Fundamentos contextuales y teóricos referenciales acerca de la física y su enseñanza experimental
El presente capítulo tiene como propósito central ubicar los contextos internacional, nacional y la influencia del estado en los cuales evoluciona y se desarrolla la educación superior en el país.
Comprender las dimensiones de estos contextos permite una visión más clara sobre los factores condicionantes, las tendencias y las estrategias de desarrollo de la universidad como institución social.
1.1.1 Marco Internacional
La oportunidad que supone la educación en general, y la educación superior en concreto, para consolidar el crecimiento y posterior desarrollo, no es ajena a los países iberoamericanos. En este sentido resulta relevante analizar las diferentes estrategias que los países de la región han llevado a cabo en las últimas décadas con el objetivo de capacitar a la población para hacer frente a la revolución tecnológica y científica a la que se asiste en las últimas décadas en un contexto internacional.
La evolución seguida por los países de América Latina en lo que a política educativa se refiere, debe ser analizado en el contexto político, económico y social en el que se ha llevado a cabo la toma de decisiones sobre los ámbitos económico, social-cultural e incluso político de los países.
El ámbito económico, porque la formación se considera una pieza clave para la capacitación de la mano de obra y la elevación de la productividad y competitividad de un país; al social en cuanto a su incidencia sobre la movilidad social y elevación del nivel de vida del conjunto de la sociedad; al político porque en un marco como el latinoamericano con procesos democráticos en consolidación, la educación superior se constituye en el instrumento más importante con que cuentan los poderes públicos en su intento de asegurar el desarrollo de sus países.
Los países del área realizan un esfuerzo por sostener las tasas de matriculación en la educación superior. Este esfuerzo en un contexto económico adverso, implicó una baja en la calidad en su prestación ya que el gasto público no permitía la contratación de más profesores y la constitución de nuevas instalaciones o la adecuación de las ya existentes.
El mantenimiento cuantitativo pero no cualitativo agravó sin duda la carencia histórica de recursos humanos adecuadamente formados, que a la larga dificultará la difusión del progreso técnico y la inserción internacional de los países de la región.
En un contexto restrictivo como el descrito, las universidades tradicionales no podrían cubrir las necesidades de oferta de formación universitaria, no absorber el aumento del número de estudiantes. Estos dos factores provocan la proliferación, a lo largo de toda la década de los ochenta de establecimientos no universitarios orientados sobre todo a las enseñanzas técnicas y a los ciclos cortos.
El contexto internacional es exigente y la educación superior debe hacer frente a la revolución científica y tecnológica que caracteriza la actualidad. Por tanto, y siguiendo las recomendaciones recogidas del último informe mundial sobre la educación del año 1998, es preciso capacitar a las poblaciones para que sean capaces de hacer uso adecuado de las mismas (6).
Por uso adecuado debe entenderse la utilización de las nuevas tecnologías para conseguir una mejora de la situación cultural, social, económica y política de las diferentes sociedades.
1.1.2 Marco Nacional
Bolivia atraviesa, desde 1985, por una transformación profunda de sus estructuras económica, política y social, a partir de la promulgación del Decreto Supremo 21060 por el gobierno de ese entonces que frenó la hiperinflación resultado del agotamiento del estado productor de materias primas y del endeudamiento externo que llevo al país a un descalabro general de la economía.
El modelo económico implementado desde 1985, posibilitó el control de la inflación y condujo a lo que se denomina en la actualidad “Equilibrio Macroeconómico”. Sin embargo, este modelo no fue capaz de superar la pobreza, la marginalidad y la exclusión de las posibilidades de desarrollo de la población boliviana, es más, el nuevo orden internacional repercute de manera muy cruel en nuestro país y se refleja en una distribución de la riqueza cada vez más equitativa, en la que el 62.64% de personas se encuentran en extrema pobreza, según datos de la encuesta continua de hogares realizada en noviembre de 1999 (7).
El sistema de la Universidad Boliviana, en esta situación de crisis económica, tiene el reto enorme de que las universidades se transformen con escasez de recursos financieros y vayan a contribuir a solucionar los problemas de rezago social que nuestro país arrastra desde su fundación, y de aportar respuestas a los problemas nuevos que derivan de la situación económica internacional.
1.1.3La misión de la universidad
La misión encomendada a la universidad es: “formar y capacitar profesionales y científicos de pensamiento crítico, reflexivo y mentalidad creadora, con un sentir ético y de alta sensibilidad social, desarrollando ciencias y aplicando, transformando e innovando tecnología multidisciplinaria con óptimos niveles de calidad y compatibilidad” (8).
La misión de la universidad, debe estar encaminada a reducir la pobreza, el analfabetismo, el hambre y la contaminación del medio ambiente, buscando políticas que faciliten el ingreso a la universidad de los grupos étnicos o pueblos indígenas marginados hasta ahora, insertando una verdadera interacción zonal en los planes curriculares y los proyectos de investigación.
1.1.4La Universidad de San Francisco Xavier de Chuquisaca
La Universidad Mayor, Real y Pontificia de San Francisco Xavier de Chuquisaca, fundada el 24 de marzo de 1624, es una persona jurídica de derecho público y una institución nacional de Estudios Superiores, que goza de autonomía económica, administrativa, financiera y funcional, conforme al Art. 185 de la Constitución Política del Estado, está al servicio de la nación y cumple los siguientes fines. (9)
- Formar recursos humanos conscientes para la transformación de nuestra realidad nacional, en perspectiva de construir un desarrollo soberano e independiente.
- Incentivar la investigación científica para la solución de los problemas fundamentales de nuestra patria; así como impulsar la creación de una tecnología de liberación nacional y social.
- Consubstanciar la actividad científica y cultural de la universidad con los intereses de las mayorías nacionales oprimidas; e integrarla a la lucha por la transformación estructural que buscan éstas.
- Contribuir a la creación de una conciencia nacional; partiendo del conocimiento de nuestra realidad de dependencia, opresión y explotación del país, en la perspectiva de integración y de la libre determinación nacional.
1.1.5Influencia de la física en la ingeniería
La ingeniería apareció con el ser humano. Desde entonces el desarrollo de la ingeniería ha ido parejo con el de la humanidad. En la edad Media se ha inventado el reloj de contrapeso y la imprenta, por Gutemberg en 1450. Georgius Agrícola (1494-1555) y Galileo Galilei (1564-1642) establecieron las bases científicas para la ingeniería.
En el siglo XVII, Otto Von Gureicke (1672) inventó la primera bomba de aire. En 1691 Denis Papin consiguió sentar las bases para el motor de vapor, en 1705 Thomas Newcomen puso en práctica y fue la base de la revolución industrial.
Los motores Watt empezaron a usarse de modo general hacia 1750 y para 1825 aparecieron las primeras locomotoras dotadas de motores que usaban vapor de alta presión.
En 1876 Nikolas Otto introdujo su eficiente motor de cuatro tiempos que se usa en la mayor parte de los automóviles actuales.
Michel Faraday , formuló el principio fundamental en el cuál se basa toda la industria de generación eléctrica actual.
A fines del siglo XIX S. Carnot y J. Maxwell sentaron la bases de la termodinámica. Maxwell estableció los fundamentos para el posterior desarrollo de las radiocomunicaciones y el radar.
Muchos de los logros del siglo XX se basan en desarrollos anteriores; se han producido dos desarrollos que han afectado profundamente a la ingeniería: la aparición de la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad (Albert Einstein y otros) y el desarrollo de la electrónica, con la consecuencia de la invención del microprocesador y a partir de él, de la informática como herramienta de la ingeniería.
Como se puede observar en este recuento de algunos hechos del desarrollo de la ingeniería, donde la física ha estado de por medio, coadyuvando tanto en el desarrollo, como en la solución a los problemas de su campo disciplinario específico. (10)
De aquí que el estudiante de ingeniería de la Facultad de Tecnología debería adquirir conocimientos sólidos de las ciencias básicas como son la física y la matemática, ya que ello le dará rigor lógico a sus juicios y capacidad para abordar las ciencias de la ingeniería.
1.1.6¿Qué es la física?
“La física es una ciencia natural que estudia los fenómenos y las propiedades de la materia y la energía que logran modificar su estado, su movimiento, pero sin cambiar su naturaleza” (11).
La física se esfuerza siempre en presentar una imagen clara del mundo que nos rodea; es el estudio de las interacciones de la materia con la materia o con la energía. De aquí las subdivisiones clásicas de la física.
La mecánica: interacciones que conducen a un cambio de movimiento.
El calor : interacciones en el interior de la materia.
La acústica: interacciones entre partículas en movimiento periódico.
La óptica: interacciones de la luz con la materia.
Pero la física amplía los medios para ir más allá de los límites naturales de nuestros sentidos; de allí nacen cada día nuevas subdivisiones que no se podrían imaginar.
La electricidad: interacciones debidas a las cargas eléctricas.
La física atómica: interacciones en el interior del átomo.
La física nuclear: interacciones en el interior del núcleo del átomo.
Hasta ahora, la física se desarrollaba a partir de las propiedades macroscópicas de la materia, es decir de la materia tomada como un bloque. Actualmente, se trata de llegar a las mismas leyes a partir de las propiedades microscópicas de la materia, es decir a partir de sus constituyentes elementales como el átomo.(12)
1.1.7La Física y las otras Ciencias
No es posible definir exactamente donde empieza y donde termina el accionar de la física; de hecho, su inicio y su final se encuentran sumergidos en las profundidades de los campos de acción de otras ciencias.
Es así que la física es una ciencia fundamental en el desarrollo y en el avance de las otras áreas del saber humano. Ud. solicitara ejemplos, y aquí le proporcionamos algunos.(13)
- En el lenguaje cotidiano de la química, seguro que están presentes conceptos fundamentales de física como velocidad, aceleración, fuerza, energía, potencia, presión, etc.
- Las diferentes especialidades de la ingeniería no son más que la aplicación práctica de los principios fundamentales de la física y de la química.
- Una de las técnicas de la astronomía, para medir las distancias entre planetas, es trabajar estrechamente con la velocidad de la luz.
- La medicina de hoy, no puede prescindir de herramientas como el láser o los rayos X, los cuales, hace tiempo que son un patrimonio de la física.
- Nuestra vida misma, desde el punto de vista de la biología, es explicada en base a los conceptos básicos de la física y la química.
Tenemos que especificar que cuando solo se estudian las interacciones, estas ciencias se denominan: fisicoquímica, biofísica, astrofísica y geofísica.
Ahora bien, qué la física contribuya poderosamente al avance de las otras ciencias no quiere decir de ninguna manera que no reciba ayuda de ellas para su propio desarrollo. En resumen, el saber humano es un todo y avanza como tal. (14)
1.1.8El experimento
El experimento, como método de la investigación científica surge como consecuencia del esfuerzo del hombre por penetrar en la esfera de lo desconocido utilizando para ello su actividad transformadora sobre el mundo que le rodea.
El método experimental atravesó un largo camino de desarrollo desde las primeras experiencias esporádicas hasta la técnica contemporánea, altamente desarrollada de la experimentación. En la actualidad somos testigos de la amplitud con que se emplea el experimento no sólo en las ciencias naturales y técnicas, sino también en las ciencias sociales, en las cuales penetra gradualmente.
“El experimento constituye el método más importante del conocimiento empírico. La ciencia contemporánea, en cuyos orígenes se encuentran Galileo y Newton, aparece, precisamente, como ciencia experimental...”.
La ciencia antigua no conocía de hecho el experimento. Era necesario un cierto nivel de desarrollo de la técnica y del conocimiento para que éste surgiera. Sólo cuando empezó a utilizarse el método experimental en el estudio de la naturaleza, las ciencias naturales se convirtieron en una verdadera ciencia.
Ahora bien; ¿qué es el experimento?.
Se conocen muchas definiciones sobre el experimento científico, las que a pesar de diferir en matices, en sentido general, son semejantes. Veamos dos de ellas para analizar y destacar sus particularidades más importantes.
Por experimento se entiende aquella investigación del objeto en cuyo proceso creamos las condiciones (o buscamos y adecuamos las existentes) necesaria y suficientes para medir y revelar las relaciones de los fenómenos que interesan a la ciencia. (14)
Debemos subrayar ante todo, que el método experimental es, en primer lugar, una actividad dirigida a provocar el fenómeno estudiado sin esperar a que la casualidad permita observarlo.
En segundo lugar el experimento conduce a variar, manipular o alterar conscientemente las condiciones que provocan tal o cual fenómeno, a fin de poner al descubierto las propiedades o relaciones que se desean investigar.
En tercer lugar, que las condiciones creadas deben ser las necesarias y suficientes para que se manifieste el fenómeno objeto de estudio, sin interferencias de ningún tipo o influencias fuera de control a que se somete la situación experimental.
Otra definición más detallada del experimento es la siguiente:
“El experimento es un tipo de actividad realizada para obtener conocimientos científicos, descubrir las leyes objetivas y que influyen en el objeto (proceso) estudiado, por medio de mecanismos e instrumentos especiales, gracias a lo cual se obtiene: 1) la separación, el aislamiento del fenómeno estudiado de la influencia de otros semejantes, no esenciales y que ocultan su esencia, así como estudiarlo en forma pura; 2) reproducir muchas veces el curso del proceso en condiciones fijadas y sometidas a control; 3) modificar planificadamente, variar, combinar diferentes condiciones con el fin de obtener el resultado buscado”.
A partir de esta definición podemos destacar dos cuestiones fundamentales del experimento científico: la característica más importante y los elementos componentes del método experimental.
El rasgo más importante del experimento es que constituye una acción sobre el objeto o las condiciones que lo circundan, ejecutada a los fines del conocimiento científico del mundo material.
Por otra parte, en el experimento observamos los siguientes elementos estructurales:
- el objetivo del experimento;- el objeto de experimentación;- las condiciones que rodean o en las cuales se sitúa el objeto;- los medios experimentales;- la acción sobre el objeto del experimento.
El objetivo del experimento consiste en la finalidad, lo que se pretende lograr, comprobar o demostrar a través de la acción experimental sobre el objeto de estudio, el cual a su vez constituye aquella parte de la realidad de la que se precisa descubrir sus propiedades y las leyes que la condicionan.
Las condiciones que rodean al objeto, son aquellas condiciones naturales o artificialmente creadas en cuyo marco se desarrollará la acción sobre el objeto del experimento, utilizando los medios (instrumentos) experimentales que desencadenarán el fenómeno que se pretende investigar.
Por requerir el experimento de la realización de una acción sobre el objeto, éste necesita de una planificación y una organización previas, es decir de un conjunto de operaciones ordenadas en una relación temporal capaces de provocar el resultado esperado.
En este sentido, para llevar a cabo un experimento es necesario transitar, al menos, por las siguientes etapas:
- Formulación del problema para cuya solución se plantea el experimento.- Constatar la existencia y las características del objeto estudiado en su estado
inicial.- Variar el objeto, o las condiciones que enmarcan el objeto para provocar la
aparición del fenómeno que se desea obtener (acción experimental).- Controlar las condiciones en que se desarrolla el experimento, para garantizar
que no se produzcan elementos indeseables en la situación de estudio.- Analizar y valorar los cambios producidos en el objeto estudiado, después de
concluida la acción experimental (ejecución del experimento), a fin de comparar éstos con su estado inicial.
- Contrastar el estado inicial y final del objeto estudiado determinando los cambios que se han producido.
- Descubrir las diferencias que se han producido entre los estados inicial y final del objeto y establecer sus interconexiones con las variaciones introducidas en la situación experimental.
Cuando un fenómeno se estudia experimentalmente, o lo que es lo mismo, se produce con ayuda de procedimientos especiales, las circunstancias de su aparición las determina el propio investigador apoyándose, claro está, en las leyes objetivas que rigen el fenómeno en cuestión. Por lo tanto, el fenómeno se estudia en condiciones artificiales, creadas por el experimentador.
El método experimental reúne una serie de ventajas sobre los demás métodos de investigación empírica. En primer lugar, el experimento permite estudiar el fenómeno en condiciones variadas.
En segundo lugar, en el experimento puede repetirse, todas las veces que se quiera, el mismo fenómeno en condiciones iguales o distintas.
En tercer lugar, por medio del experimento el objeto puede estudiarse en detalle y con mayor exactitud, desmembrando sus partes y separando las que nos interesan.
Por estas razones, a través del experimento puede arribarse a conclusiones más exactas y fidedignas que por medio de otros métodos del conocimiento empírico.
Un lugar importante en el experimento lo ocupa el problema de las variables. Se considera que la variable es aquella propiedad o nexo del objeto que posee un mayor o menor grado de intensidad y puede ser medido. Todas las propiedades o relaciones a las que se les puede aplicar la magnitud de “mayor” o “menor” se incluyen dentro del concepto de variable. Por el contrario, las propiedades que poseen un solo significado y que no pueden ser sometidas a gradaciones caen en el grupo de propiedad.
Así por ejemplo, propiedades como “ser abuelo”, “ser representante del sexo femenino”, etc., no pueden cuantificarse en magnitudes, ni poseen dos o más significados: son propiedades.
Otras propiedades tales como el sexo biológico, la raza , la nacionalidad, la edad, etc., constituyen variables, ya que poseen más de un significado, o pueden cuantificarse en grados de intensidad de la propiedad. En efecto, el sexo es una variable porque tiene dos significados, el masculino y el femenino; la raza también es una variable por cuanto puede expresarse en más de una acepción: negra, blanca, amarilla; lo mismo ocurre con la edad, cuya gradación abarca años, meses, días, etc.
La cantidad de significados que puede adoptar una variable depende de la forma en que se seleccione la información, así como de la posibilidad de fraccionar en mayor o menor grado la estructura objetiva de la propiedad.
En el lenguaje experimental se distinguen dos grupos de variables: la experimental y la no experimental. A las variables experimentales pertenecen las características y relaciones del objeto que se investiga en un experimento. Las variables no experimentales representan todos los demás factores que componen el sistema de relaciones del objeto de experimento.
Las variables experimentales se dividen, a su vez en variables independientes y dependientes. Generalmente se denomina variable independiente al elemento que el investigador varía voluntariamente para producir un resultado determinado, mientras que se entiende por variable dependiente la característica del objeto que se supone habrá de variar en dependencia directa con la variable independiente. En el ejemplo relativo a la existencia del nexo casual entre la variación de las condiciones de trabajo y el aumento de la satisfacción laboral y del grado de participación de los obreros, tenemos que este último factor es la variable dependiente, por cuanto su gradación se encuentra en dependencia directa con la variación de las condiciones de trabajo que, siendo manipuladas por el investigador, constituye la variable independiente en el experimento en la fábrica de piezas de repuesto y accesorios.
Las variables no experimentales desempeñan un papel importante en la realización del experimento, ya que ejercen su influencia en el resultado de la investigación. Volviendo al ejemplo anterior, tenemos que el aumento de la satisfacción laboral y del grado de participación de los obreros, no solo depende de la variación de las condiciones de trabajo, sino también del aprovisionamiento de materia prima, del trabajo organizativo de la dirección de la fábrica, de la calificación de los cuadros de control de la gestión económico-productiva por parte de las organizaciones del partido, de la emulación sindical, etc. La acción de todas estas variables no experimentales sobre la ejecución y los resultados del experimento deberá ser controlada de forma tal que se neutralice la influencia que pueden ejercer sobre los resultados.
1.1.8.1 Tipos de experimentos
Existen diversos criterios sobre la clasificación de los experimentos. Atendiendo a los elementos que conforman su estructura podemos clasificarlos de la siguiente forma:
- Por sus objetivos, los experimentos se clasifican en prospectivos y verificadores. El experimento prospectivo es aquel que tiene como objetivo obtener determinada información sobre un fenómeno o una región de fenómenos, explorar alguna de sus características o detectar en el objeto una propiedad dada. El experimento verificador es aquel que se orienta hacia la verificación de una hipótesis o a la comprobación de una teoría.
- Por el objeto de investigación, los experimentos pueden dividirse en: biológicos, químicos, físicos, económicos, psicológicos, pedagógicos, etc.
- Por el grado de dominio sobre el objeto de investigación, los experimentos pueden ser de tres tipos: fijadores, reproductores y creadores. Un experimento fijador está limitado a fijar la manifestación del objeto, en tanto que el experimento reproductor reproduce experimentalmente el objeto natural. Los experimentos creadores son aquellos en los que se crea un objeto que no existía antes en la naturaleza.
- Por las condiciones en las que se sitúa el objeto de investigación, encontramos dos tipos de experimentos: el natural y el de laboratorio. Por experimento natural se entiende aquel que se lleva a cabo en condiciones habituales y naturales, y su esencia estriba en la introducción de nuevas condiciones en una situación natural. Por el contrario el experimento de laboratorio se realiza en condiciones artificiales, creadas al efecto, y con determinados aparatos de estimulación o registro.
- Por la acción experimental, se consideran dos tipos de situaciones experimentales: provocadas y espontáneas. La mayoría de los experimentos se efectúan provocando directamente el fenómeno que se desea estudiar; esta es, precisamente la característica del método experimental. No obstante, hay ocasiones en que una situación experimental se produce de manera espontánea, por ejemplo, cuando al registrarse el estado inicial de un fenómeno (incluso sin un objetivo específicamente experimental), se produce una variación accidental del mismo que nos permite comparar ambos estados y establecer relaciones causales sobre la base de los cambios operados en el fenómeno.
- Por la naturaleza de la comparación, los experimentos se clasifican en cuantitativos, cualitativos. Teniendo en cuenta que en el experimento se compara el estado inicial y final del objeto, esta comparación puede ser cuantitativa y cualitativa.(14)
1.1.9 Objeto de estudio de la asignatura
1.1.9.1 Mecánica de los sólidos
La mecánica es el estudio del movimiento y de las interacciones que lo producen. .
Los movimientos reales de los cuerpos son tan complejos que, al estudiarlos, es necesario prescindir de los detalles poco importantes para el movimiento que consideramos. Con este fin se emplean conceptos (abstracciones, idealizaciones), cuyo empleo depende del carácter concreto de los problemas que nos interesan así como el grado de precisión, con el cual queremos obtener el resultado.(15)
Entre estos conceptos juegan gran papel las nociones del punto material y del cuerpo rígido.
Es a partir de los resultados experimentales como se ha establecido los principios de la mecánica. Estos principios se perfeccionan a medida que las experiencias son cada vez más precisas; tienen por objeto poder explicar y preveer los fenómenos naturales.
Con la idea de movimiento, la noción de sistema de referencia es fundamental. Según la aproximación deseada, se toman como sistema de referencia, sean tres ejes perpendiculares y fijos sobre la tierra, sean tres ejes que pasan por tres estrellas que nos parecen fijas. La búsqueda de una mayor precisión conlleva el abandono de las nociones de espacio y de tiempo absolutos, y la adopción de los principios de la relatividad que veremos mucho más tarde. El estudio de la mecánica comprende:
A La mecánica de la partícula, cuando las dimensiones físicas del cuerpo son despreciables al compararlas con su posición. Por ejemplo, si el error con que medimos la posición de un punto del cuerpo es de la magnitud de las dimensiones del cuerpo, no podríamos distinguir un punto de otro punto del cuerpo. Diremos que nuestro cuerpo es un punto material o partícula. Este sencillo modelo elimina las posibles rotaciones internas de un cuerpo.Este concepto de partícula es relativo; la luna con respecto a la tierra o el sol puede ser tomada como partícula, pero no para los astronautas que desembarquen en ella.
B La mecánica de los sistemas de partículas, cuando se trata de un conjunto de puntos materiales este estudio se puede subdividir en:
(a)Mecánica de los cuerpos rígidos, cuando las distancias entre los puntos del sistema son constantes.
(b) Mecánica de los cuerpos elásticos, cuando las distancias entre los puntos del sistema son variables con esfuerzo.
(c) Mecánica de los cuerpos fluidos, cuando las distancias entre los puntos del sistema son variables sin esfuerzos. (12)
El contenido del Laboratorio de Física Básica I, toma en cuenta la mecánica de los cuerpos rígidos, mientras que la física básica II, toma en cuenta la mecánica de los cuerpos fluidos.
Tanto para la mecánica de la partícula como para la mecánica de los diferentes sistemas, se analiza generalmente:
A La cinemática, que estudia el movimiento de los cuerpos independiente de las interacciones que lo producen.
B La estática, que estudia las condiciones de equilibrio de los cuerpos.
C La dinámica, que estudia las interacciones que producen el movimiento de los cuerpos.(12)
1.1.10 Perfil profesional del ingeniero en la Facultad de Tecnología
La carrera de ingeniería química, tiene la misión de dotar al país de un profesional que esta capacitado para la investigación, el diseño, el desarrollo y el control de equipos, procesos y plantas de producción industrial por métodos de transformación físico-químico y biotecnológico. Las principales funciones del profesional ingeniero químico en el país son: la elaboración y evaluación de proyectos industriales; diseño de equipos, plantas y procesos industriales; control de operación de procesos industriales; administración de plantas industriales; investigación aplicada con fines de industrialización de materiales y educación superior.
El universo de trabajo que tiene el ingeniero químico abarca: el área de los hidrocarburos, minerales metálicos, minerales, industria de la química básica, agroindustria e industria alimentaria.
La carrera de ingeniería industrial forma profesionales capacitados para desempeñarse en la industria. El ingeniero industrial estará altamente capacitado para el análisis y solución de problemas en el área agroindustrial, y podrá realizar con éxito las siguientes actividades: planeación, programación de proyectos; elaboración de pronósticos de producción; evaluación, elaboración y requerimiento de proyectos; utilización racional de materias primas y energéticas; análisis de la problemática tecnológica; planeación, programación y control de producción; determinación y evaluación de alternativas para ubicación geográfica de plantas industriales; interpretación de estados financieros; selección e implementación de procesos agroindustriales; prevención y solución de conflictos obrero-patronales; administración de programas de capacitación; implementación de sistemas de control de calidad; distribución optima del equipo dentro de una planta y determinación de costos de producción.
La carrera de ingeniería de alimentos forma profesionales para el sector de producción alimentaria del país. El ingeniero en alimentos deberá ser un profesional de perfil amplio que tenga una formación básica profunda y sólida en los aspectos generales, esenciales y básicos de su objeto de trabajo y que sea capaz de resolver de manera activa, independiente y creadora los problemas de carácter general a los que se enfrentara en su puesto de trabajo una vez graduado. El universo de trabajo del ingeniero de alimentos abarca los sectores: de conservas; industrialización de carnes, frutas y hortalizas; industrias lácticas; cereales; zumos y bebidas; industrias del azúcar, aceites y grasas y bioprocesos industriales.
La carrera de ingeniería mecánica, forma ingenieros mecánicos preparados para dirigir y supervisar la producción en el taller, la fábrica o la planta industrial. Esta capacitado para diseñar y calcular máquinas y equipos mecánicos; construir las máquinas y equipos de funcionamiento mecánico; instalar y poner en marcha equipo mecánico; mantener equipo e instalaciones mecánicas. Las expectativas del sector industrial, están dirigidas hacia un profesional de la ingeniería mecánica, que responda eficientemente en las funciones básicas de la producción de bienes de consumo final, bienes intermedios y bienes de capital. Estas funciones son : instalación, operación y mantenimiento mecánico. El ingeniero mecánico tiene participación directa en casi todos los sectores del desarrollo del país. Podría decirse que son áreas de acción del profesional mecánico las industrias del metal mecánica, automotriz, minero, metalúrgico textil, petrolero, petroquímico, siderurgia, de transformación de energía; proyecto de construcción de máquinas y consultoría.
La carrera de ingeniería de sistemas dota al país de un profesional capaz de obtener y clasificar los datos, definir métodos y técnicas de procesamiento, diseñar y procesar sistemas de información. Debe ser un profesional de perfil amplio que tenga una información básica profunda y sólida en los aspectos generales esenciales básicos de su objeto de trabajo, que sea capaz de resolver de manera activa, independiente y creadora, los problemas de carácter general a los que se enfrentará en su puesto de trabajo una vez graduado.
El universo laboral para el ingeniero de sistemas abarca las siguientes instituciones: empresas tecnológicamente avanzadas; industria y sociedades de servicios; empresas de producción y distribución de energía; bancos; hospitales; administración publica y centro de procesamiento de datos.
Las funciones y las actividades inherentes, que desarrolla el profesional con el propósito de resolver problemas de carácter laboral son: planificar, organizar, controlar el proceso de sistematización de información; proyectar, ejecutar, explorar, administrar, inspeccionar y dirigir sistemas empresariales; coordinar con el personal técnico, y científico de fábricas, oficinas, laboratorios, instituciones estatales y privadas; dirigir, diseñar, desarrollar equipos para el procesamiento automático de datos; integrar al personal directivo, docente científico, técnico y administrativo de la enseñanza y administrar sistemas computacionales.
La carrera de ingeniería civil forma profesionales que tienen por objeto elevar la calidad de vida de la población, mediante la aplicación de la tecnología adecuada, para aprovechar eficaz y eficientemente los recursos materiales y humanos en la realización de obras que permitan el desarrollo, cubriendo las etapas de: planificación, organización, dirección, control, diseño, desarrollo, construcción y mantenimiento de las mismas. Su campo profesional de desempeño esta definido en planificar, elaborar, proyectar, evaluar, dirigir, supervisar, construir y mantener obras civiles como edificios de habitaciones, industriales, públicos, privados y de todo uso; obras de viabilidad; obras de saneamiento, sistemas de agua, alcantarillado; obras hidráulicas y obras urbanas, servicios públicos. El trabajo del ingeniero civil está enmarcado en el trabajo multidisciplinario.
La carrera de ingeniería electromecánica forma profesionales que da apoyo a las industrias del país en cuanto al cálculo y diseño de máquinas electromecánicas, al mantenimiento preventivo, productivo y correctivo de estas, haciendo que exista una optimización en las industrias de manufacturas, de generación y transformación de energía, está además capacitado para la automatización de las máquinas, equipos y plantas industriales mediante la simulación de procesos, puede optimizar industrias a nivel general aplicando sus conocimientos en el área de mecánica y eléctrica. Se persigue la formación profesional en el campo de electromecánica , que pueda desarrollar estudio de diagnóstico en planta industrial y de generación de bienes intangibles y empresas de servicios.
En la carrera de ingeniería eléctrica se forma profesionales capaces de adecuar, diseñar, calcular, construir, instalar, usar y mantener instalaciones equipo y maquinaria eléctrica en forma eficiente y eficaz y de acuerdo con normas establecidas; podrá desenvolverse en el campo de la automatización, la industria o la generación y transformación de energía. Se persigue formar recursos humanos con conocimientos y habilidades para desarrollar, apropiar, explotar y mantener sistemas electromecánicos dentro de altos estándares profesionales, de manera que su aporte sea humano y técnico al desarrollo socioeconómico de la región y del país.
La carrera de ingeniería del medio ambiente, el profesional en ingeniería ambiental tendrá los siguientes conocimientos y destrezas: evaluar los procesos y políticas en el campo ambiental para establecer prioridades técnicas, científicas, económicas y sociales tendentes a su conservación y mejoramiento; resolver con objetividad los problemas relativos al desarrollo económico, técnico y social del país en el campo de la ingeniería ambiental; aplicar conocimientos para realizar análisis del impacto ambiental, sistemas correctivos, a fin de que el manejo de productos y/o procesos este dentro del marco de las leyes; investigar e interpretar y desarrollar los principios que regulan el control ambiental; conocer las normas de ética y moral que le permitan lograr una actuación profesional, acorde con tales normas; interpretar y manejar efectivamente las normas nacionales e internacionales en cuanto a salud y seguridad ocupacional. El campo laboral del ingeniero ambiental es: evaluar la incidencia de los productos y los procesos con el medio ambiente, evaluación técnico-científico y la aplicación de la normatividad existente para minimizar el deterioro del ecosistema; crear empresas técnicamente proyectadas, orientadas al mejoramiento de las condiciones de vida; administrar con propiedad los recursos a su disposición para la conservación, el mejoramiento y recuperación del medio ambiente; desarrollar investigaciones básicas o aplicadas en las áreas de su competencia; planear actividades científicas que permitan optimizar la recolección, manejo, almacenamiento, transformación y recuperación de residuos sólidos y desechos industriales; manejar los procesos químicos, biológicos y físicos para el análisis y tratamiento de aguas y de suelos; aplicar adecuadamente las técnicas para el cuidado; control y prevención de la contaminación atmosférica.
La carrera de informática forma profesionales a nivel de técnico superior en informática, deberá estar capacitado para obtener y clasificar datos, definir y emplear técnicas de procesamiento, implementar en programas de computadora el diseño de sistemas informativos, seleccionar e instalar equipos de computación. Debe ser un profesional de perfil amplio que tenga una formación básica, profunda y sólida en los aspectos generales, esenciales y básicos de su objeto de trabajo, que sea capaz de resolver de manera activa, independiente y creadora, los problemas de carácter general a los que se enfrentará en su puesto de trabajo una vez graduado. (16)
1.1.11 Factores y causas para un cambio de concepción de la enseñanza de la Física
Entre los factores que más han incidido en un cambio en las concepciones acerca de la didáctica de la física están las siguientes:
- Alto índice de reprobados en la asignatura de física y aumento de estudiantes que ingresan a estudiar carreras que no tienen la física, dentro de sus currículos.
- La culpa del insuficiente aprendizaje de los estudiantes no es de los profesores universitarios, sino de cómo se diseña y desarrolla el proceso de enseñanza-aprendizaje.
- Los estudiantes que han aprobado los cursos de física, un tiempo después, dominan poco los conocimientos y métodos de trabajo de la física, en muchas ocasiones, parece como si los estudiantes nunca hubieran estudiado física.
- Rechazo de la física por los estudiantes. La consideran una asignatura difícil, sin utilidad para su vida profesional.
Entre las causas que originan estos factores están las siguientes:
- El estudiante es un ente pasivo en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la física.
- Experimentos de laboratorio preestablecidos, con enunciado cerrado. Esta forma de trabajo no exige el razonamiento del estudiante.
- No variabilidad en el uso de los métodos de enseñanza-aprendizaje.- La no adecuada articulación de los cursos con el nivel precedente y una
insuficiente correspondencia con la preparación del nivel de educación precedente.
- Poca o casi nula relación del curso de física con la profesión para la que se forma el estudiante y con la vida en general.
- El desconocimiento de los estudiantes por el profesor.- Número mayor de clases teóricas que de clases prácticas.- Un número elevado de estudiantes para ser atendido por un profesor.- La existencia de una evaluación que promueva un aprendizaje memorístico en
los estudiantes.
1.2 Aspectos conceptuales y fundamentación del Proceso Docente Educativo Objeto de la Física
Para el investigador, “La ciencia viene a ser el conjunto de métodos y técnicas de trabajo que emplea para llegar a descubrir las leyes que rigen los fenómenos físicos”. Por eso la física se llama ciencia fenomenológica, porque el objetivo principal es el estudio de los fenómenos físicos, para deducir de éste estudio los principios que los rigen. Se llama también ciencia experimental, porque el método empleado en el estudio de los fenómenos es el método experimental o empírico. (17)
Se entiende por fenómeno físico todo cambio experimentado por un cuerpo material, conservando íntegra su naturaleza. Son fenómenos físicos el movimiento de un cuerpo, la caída de un objeto, el desplazamiento de un proyectil formando una trayectoria parabólica por el espacio, etc.
1.2.1 El método de la física
El método para el estudio del fenómeno físico es el método experimental. El primer hombre de ciencia que introdujo la observación y experimentación de modo sistemático en la física fue Galileo Galilei (1564-1642). Con él empezó, propiamente la ciencia experimental.
El método experimental comprende varias etapas:(18)
La observación, experimentación, medición, hipótesis y la ley física.
Se inicia con la observación del hecho o fenómeno natural.
Generalmente se repite la observación estudiando todas las circunstancias y variables mediante la experimentación, “Entendemos por experimentación el proceso completo de identificar una porción del mundo que nos rodea, obtener información de ella e interpretarla”.(19) Cuando las variables corresponden a magnitudes físicas medibles hay que tomar datos.
“La observación cuantitativa -señala M. Bunge -, es la medición. Siempre que se atribuyan números a ciertos fenómenos sobre la base de la observación se están practicando mediciones”.(14)
A partir de la observación y de la experimentación se elaboran unas conjeturas o hipótesis que a su vez hay que comprobar mediante nuevos experimentos.
Cuando los resultados de los experimentos concuerdan con las hipótesis, se establecen unas leyes válidas para interpretar los hechos que se están analizando. La validez de estas leyes, por lo mismo, no es absoluta y hay que aplicarlas con cautela al referirnos a esos hechos.
A veces, diversas leyes de naturaleza empírica o experimental, que tienen relación entre si, constituyen una teoría.
1.2.2 El Proceso Docente Educativo (PDE)
El Proceso Docente Educativo se define como “las etapas por las que transita el estudiante para su formación profesional. En el mismo, el estudiante se instruye y educa, es decir forma su pensamiento y sentimientos”.(20)
Su intención es de preparar a las nuevas generaciones para la vida social y el trabajo, es el instrumento fundamental para satisfacer el encargo social. Se entiende por encargo social la necesidad de formar a las nuevas generaciones de acuerdo con sus intereses.
Los componentes del proceso docente educativo son: el problema, que expresa la necesidad social; el objeto es el portador del problema; el objetivo, como aspiración; el contenido, como cultura de la humanidad que debe ser objeto de aprendizaje de los estudiantes para alcanzar el objetivo y resolver el problema; el método, es el orden, la secuencia que debe seguirse en el proceso enseñanza-aprendizaje para cumplir el objetivo; la forma, es la organización externa que se establece en el proceso enseñanza-aprendizaje en el espacio y en el tiempo; los medios, son los objetos que se utilizan en el proceso enseñanza-aprendizaje como soporte material de los métodos; y la evaluación del aprendizaje, como constatación de las transformaciones que se lograron alcanzar en los estudiantes, que satisface o no el objetivo.
En el análisis del comportamiento del PDE, las causas de su movimiento, se establecen dos leyes pedagógicas generales:
1ra Ley de La Didáctica
Expresa la relación del PDE, como objeto, como sistema, con el medio exterior: Universidad (PDE) y sociedad (encargo social) y se sintetiza en el objetivo como expresión pedagógica de la necesidad social.
En esta ley se interrelacionan de forma dialéctica los componentes: el problema, el objetivo y el objeto.
Problema
Objeto
El problema es la situación inicial del proceso; el objeto, es el proceso en si mismo; y el objetivo, es la situación esperada a que debe arribar el proceso en su desarrollo.
La contradicción problema-objetivo, son sus situaciones, la primera no satisface la necesidad social y la segunda sí por lo que los tres componentes establecen una triada dialéctica que como ley caracteriza el desenvolvimiento del proceso.
2da Ley: Relación Objetivo-Contenido-Método
Esta ley relaciona los tres componentes y determina la lógica interna del proceso de enseñanza-aprendizaje.
El cumplimiento de los objetivos mediante el desarrollo de los contenidos y la ejecución de los métodos de enseñanza y aprendizaje se convierten en la vía para la formación de las nuevas generaciones.
- Relación Objetivo-Contenido.- Más general que el contenido. El objetivo expresa la cualidad del todo, el contenido manifiesta sus partes. Esta relación entre el todo y las partes se resuelve en el PDE mediante la resolución de las tareas docentes.
- Relación Objetivo-Método.- La relación entre el objetivo y el método, por su carácter dialéctico, se convierte en la contradicción fundamental del proceso y su fuente de desarrollo: lo que la sociedad aspira que se logre y lo alcanzado realmente en el PDE, hace que se trabaje en el perfeccionamiento continuamente de dicho proceso.
- El objetivo como aspiración final es la meta, se logra cuando el alumno se ha apropiado del contenido y solo es posible a través del método.
- Relación Contenido-Método.- Se da cuando el profesor y el estudiante trabajan con el contenido, utilizando los métodos adecuados es que se da el vínculo instrucción-educación.
El estudiante, a través del método, se apropia del contenido y alcanza el objetivo instructivo. La instrucción es inseparable de la educación. El profesor a la vez que enseña e instruye también educa.
1.2.2.1Método de Enseñanza Aprendizaje
“Es el modo de desarrollar el proceso docente educativo para que los estudiantes se apropien del contenido y alcancen los objetivos del modo más eficiente. Se caracteriza porque establece la lógica, el orden, la secuencia en la dinámica del proceso para arribar a un fin deseado, en correspondencia con las distintas condiciones docentes que puedan estar presentes”(21).
“El método es el componente del proceso docente educativo que expresa la configuración interna del proceso, para que trasformado el contenido se alcance el objetivo, que se manifiesta a través de la vía, el camino que escoge el sujeto para desarrollarlo”(22).
1.2.3 Consideraciones teóricas sobre los enfoques curriculares
En la literatura referida al currículo se encuentran conceptos que definen éste término de diversas maneras, así se tiene:
Currículum, el brindado por la Dra Rita Ma. Álvarez de Zayas (1995), “Proyecto Educativo que asume un modelo didáctico como base y posee la estructura de su objeto: la enseñanza y el aprendizaje”.
“Expresa una naturaleza dinámica e interdependiente con el contenido histórico-social, la ciencia y los alumnos, condición que le permite adaptarse al desarrollo social, a las necesidades del estudiante y a los progresos de la ciencia”. (24) tienen en cuenta al sujeto que aprende en su justa medida bajo una concepción humanista de la Educación y por considerar como fuentes para la constitución del currículum, a los fundamentos de las ciencias: pedagógica, psicológica, sociológica, filosófica y antropológica.
Diseño Curricular, de hecho, diseñar implica la previsión de la acción antes de realizarla. Educar es la capacidad del profesor en una dialéctica constante entre el diseño curricular y el currículum vivo, evitando separase de la vida. Entendiendo entonces por diseño curricular, el plan organizado para: (23)
- Producir conocimientos.- Introducir conocimientos en la práctica.- Transformar la práctica.
Por consiguiente, en el diseño curricular hay que garantizar:
- Los conocimientos y habilidades.- Los métodos y los medios.- Instrumentos y estrategias.- Alcanzar un Enfoque Interdisciplinario.- Y un Enfoque Sistémico que propicie, sobre todo el desarrollo de capacidades.
Dentro de la conceptualización del Diseño Curricular podemos apreciar que para autores como H. Taba exige “....la identificación de los elementos del currículum, sus relaciones, los principios de organización y las condiciones administrativas necesarias para implantarlo “(24). En 1970 Saylor y Alexander consideraron que el diseño curricular es equiparable con la organización estructural requerida para seleccionar, planificar y realizar las experiencias educativas en la escuela.
Beauchamp menciona dos dimensiones para el diseño curricular: “los elementos del diseño y los modos de organización de los mismos...”.
Definiendo el diseño curricular como “...la ordenación sucesiva de los diferentes niveles del sistema educativo...la organización de las finalidades educativas y de los contenidos culturales, de tal forma que pongan de manifiesto la progresión del potencial por diferentes niveles de escolaridad”.
Estos autores centran su atención en el diseño de objetivos, experiencias de enseñanza-aprendizaje, métodos, medios y sistemas de evaluación.
En opinión de otros especialistas, entre ellos Gress y G. Sacristán los diseños pueden hacer hincapié en una o varias de las siguientes categorías: competencias específicas, disciplinas académicas, problemas y actividades sociales.
En tanto que para ellos el diseño curricular es realmente la plasmación en proyectos de las teorías educativas. Por ejemplo Gimeno Sacristán define que “...el diseño curricular tiene que ver con la operación de darle forma a la práctica de la enseñanza. Desde una óptica procesual, el diseño agrupa una acumulación de decisiones que dan forma al currículum y a la acción misma, es el puente entre la intención y la acción, entre la teoría y la práctica”.
Entonces, el concepto de diseño curricular lo vemos como la estructuración y organización de una serie de elementos orientados a la solución de problemas detectados previamente y donde se hace necesario considerar el conjunto de fases o etapas que se deberán integrar en el proceso conducente a la conformación de un proyecto o propuesta curricular particular. El punto central de este proyecto, se vislumbra en su práctica o praxis, debiendo ser flexible, adaptable y en gran medida originado por los principales actores del acto educativo.
1.2.3.1 Modelos curriculares
En la ciencia, la modelación es un tipo peculiar de idealización, ya que por modelo se comprende”...un sistema representado mentalmente o realizado materialmente, el cual reflejando o reproduciendo el objeto de investigación es capaz de sustituirlo de manera que su estudio nos de una información sobre este objeto”. (23).
Para el caso que nos ocupa, o sea el Diseño Curricular, entendemos a los modelos curriculares como estrategias de diseño y desarrollo que permiten la concreción de proyectos curriculares específicos pero que a la vez, pueden tener un carácter genérico que les permite ser aplicados en una variedad más o menos amplia de propuestas.
- Modelo centrado en los objetivos:
Origen: tiene sus primeras referencias en la década del 50 en los Estados Unidos y su mayor auge se manifiesta en la década del 70 llegando hasta nuestros días.
Objetivo: Sus propuestas curriculares responden a la necesidad de lograr una mayor eficiencia de los resultados educativos, el aprendizaje es considerado sólo como un resultado y no como proceso.
Representantes: El primer diseño curricular se genera a partir de B. Bloom y R. Mager propugnando un modelo de instrucción basados en objetivos conductuales. Otra propuesta fue realizada por R. Tyler y H. Taba.
Principales críticas al modelo:
- Planificación del curso cerrado conlleva a la rigidez y el esquematismo.- Hay un exceso de conductas insignificantes y memorísticas.- Los conocimientos impartidos son superficiales.- Los diagnósticos de necesidades o los “filtros” (filosófico y Psicológicos) son
externos y funcionalistas.- Modelo de currículum como estructura organizada de conocimientos.(23)
Origen: en las décadas de los años 60 y 70 toma auge.
Objetivos: este enfoque se orienta hacia la búsqueda de la integración equilibrada de los contenidos y procesos formativos o educativos; así como al desarrollo de modos peculiares y genuinos del pensamiento(“ aprender a pensar”).
Representantes: se cita a Schwab, Phenix y Belth.
- Modelo de la tecnología educativa.
Origen: surge en su primera concepción en las décadas de los años 60 y70. Su auge lo adquiere a partir de la aparición de la enseñanza programada y llega a extenderse a otras formas: educación a distancia, enseñanza por correspondencia y radiofónica.
Objetivos: dispensar una educación más eficaz a través de la utilización de un conjunto de medios humanos y materiales.
Representantes: se destaca Skinner por su contribución a la aparición de la enseñanza programada y la automatización del proceso docente.
Principales críticas al modelo:
- Centra su análisis en la conducta individual.- Subvalora el papel del profesor, proponiendo su posible sustitución por los
medios.- No permite el cumplimiento de las funciones regulativas y afectivas de la
comunicación pedagógica.- Permite el riesgo de afectar la identidad cultural de los pueblos de países en vías
de desarrollo.- Modelo de currículum como sistema tecnológico de producción: (23)
Origen: su origen histórico nace en los Estados Unidos a partir de la 2da Guerra Mundial y por la necesidad de adiestrar a jóvenes soldados en el ejército.
Objetivos: en aras de que “el alumno haga”, el currículum expresa objetivos de aprendizaje que deben traducirse en comportamientos operacionalizados.
Representantes: como autores de esta tendencia o enfoque, se encuentran a Popham, Baker, R. Mager y Gagné entre otros.
Principales críticas al modelo:
- Poseen una fuerte base conductista en su concepción curricular - El currículo se convierte en un documento donde se especifican los resultados
obtenidos en el sistema de producción.- El currículum se refiere a la especificación de intenciones, más que de medios o
estrategias particulares.- Utiliza como mecanismo comunicativo el estímulo-respuesta, propiciando la
retroalimentación sólo para comprobar efectos en los alumnos.- Modelo de sistema de instrucción personalizada: (23)
Origen: en 1968 en los Estados Unidos y a inicios de los años 70 en Brasil.
Objetivo: aparece como un intento de solucionar los problemas de dirección y retención escolar y la baja eficiencia del sistema de instrucción, derivando un enfoque con el propósito fundamental de flexibilizar el currículum.
Representantes: Fred. S. Séller y su colaborador J.G. Sherman, profesores ambos de la universidad Georgetawn en Washington (EUA) y de Harvard (Inglaterra), así como en algunos países latinoamericanos.
Principales críticas al modelo
- La extrema individualización en la instrucción, elimina toda posibilidad de interacción social (entre alumnos y con el profesor).
- Es difícil de aplicar y generalizar por los cambios que hay que operar en la enseñanza y centros universitarios.
- Abarca la teoría curricular como teoría de la instrucción ya que con la planeación solo pretende incidir en la intervención didáctica del proceso educativo.
- Modelo de currículum desde un enfoque histórico-cultural: (23)- Origen y representantes: el enfoque histórico-cultural desarrollado por Vigotski
y sus continuadores, a partir de un modelo psicológico del hombre, postula una concepción original de la relación entre la enseñanza y el aprendizaje.
Características
- Este modelo toma en cuenta: las exigencias de la teoría general de la dirección y las regularidades del proceso de asimilación de los conocimientos.
- se traduce en la elaboración de tres modelos específicos: de los objetivos, de los contenidos de la enseñanza y del proceso de asimilación.
- Utiliza el perfil o modelo del profesional como punto de partida para la elaboración del plan de estudio y del proceso docente.
- Considera tres enfoques. El modelo de las cualidades, el modelo de los conocimientos y el modelo de la actividad.
- Es posible diferenciar cuatro formas de organización de la enseñanza, las formas académicas, laboral, investigativa y autosuperación.
- La implementación del currículum involucra a planificadores, profesores y estudiantes, de forma que articule el proyecto por consenso.
- La eficacia del currículum está matizada por la forma que asumen los objetivos previstos como fines personales, tanto alumnos como profesores.
Capítulo II
Análisis e interpretación de los resultados de las indagaciones
2.1 Tendencias de la física en el contexto internacional.
2.1.1 México
- Universidad Autónoma de Puebla
Tanto el sistema educativo nacional como los centros donde se preparan físicos, parecieran estar diseñados para desestimular a los estudiantes, las causas de esto son complejas e incluyen factores socioeconómicos que tienen que ver con problemas estructurales en México; baja calidad de la enseñanza en niveles fundamentales, bajos salarios, graves problemas psicológicos y sociales de los individuos involucrados en el proceso educativo. Usualmente la mayor parte de los estudiantes que ingresan a la carrera de física, no la concluyen resultado que nos hace reflexionar sobre las actividades docentes y los esquemas actuales en el proceso enseñanza-aprendizaje, de forma concisa se propone lo siguiente: contribuir al mejoramiento en la calidad de la enseñanza de la física en el nivel superior básico, a través del proceso enseñanza-aprendizaje que requiere de un cambio conceptual y de actitud por parte de los docentes, de los estudiantes y de una reestructuración en los contenidos de los programas de estudio, donde fuera necesario.
Son dos los aspectos fundamentales que engloban esta actitud para los docentes:
- Reconocer que cada estudiante tiene y construye su propia realidad y- Reconocer y aceptar que los docentes actuamos como facilitadores del
aprendizaje, más que como meros transmisores del conocimiento.
Algunas de las condiciones para incidir positivamente, son:
- Que los docentes que impartimos la materia de física, además de saber lo que enseñamos, sepamos cómo y para qué enseñarlo.
- Que los docentes que tengamos el dominio de los conceptos fundamentales de la materia que impartimos.
- Que los docentes tengamos una formación teórico-experimental.
El docente debe conocer una alternativa al proceso enseñanza-aprendizaje tradicional, para que establezca las diferencias entre este método y el constructivo que parte de dos bases: el estudiante construye su propia realidad y los docentes somos facilitadores del conocimiento.(25)
2.1.2 Argentina
Universidad Nacional de San Martín
Reflexionemos acerca de algunos problemas que se afrontan en la enseñanza de la física.
- La resistencia al cambio. - No se usa el texto como una herramienta de trabajo diario de los alumnos en el
aula. - Insuficiencia de los enfoques experimentales en las clases de física.
- Otros aspectos complementarios observados en el estudio de la física:- Falta de una adecuada integración de la física con otras disciplinas científicas y
tecnológicas. - Solo se transmiten conocimientos de física olvidando muchos conceptos y
metodologías comunes a otras ciencias.- Falta un mayor contacto con la investigación. - La falta de investigación ha provocado un serio estancamiento en la utilización
de distintas estrategias didácticas y metodológicas.- A partir de lo dicho hasta aquí, hay en nuestro medio un imperativo que parece
indiscutible: promover una profunda renovación en el proceso enseñanza-aprendizaje, sino:
- ¿De qué manera, entonces, puede acelerarse la búsqueda caminos alternativos más eficaces para satisfacer la demanda educacional en cantidad y calidad adecuados?
- ¿Cómo resolver la carencia de recursos humanos aptos para ella?- ¿Cómo superar los fracasos de estrategias y procedimientos didácticos y
metodológicos convencionales?- Es posible mencionar algunas alternativas de solución, para tratar de asegurar la
mayor eficiencia posible en la formación en física:- Garantizar la formación teórico-práctica, a partir de la experimentación.- Involucrar a los docentes en programas de capacitación que sean
multidisciplinarios en la introducción de alternativas didácticas.- Organización de actividades de carácter práctico, en lo que los alumnos puedan
observar directamente los fenómenos estudiados, que la enseñanza parta de la realidad de los estudiantes. (26)
2.1.3 Cuba
Universidad de Matanzas
La necesidad de ir perfeccionando cada día más los métodos y formas de enseñanza, así como de qué asignaturas básicas tributen al perfil del futuro egresado, ha sido uno de los propósitos. La Msc. Josefina Barrera Kalhil de la Universidad de Matanzas, Cuba, propone: que los contenidos de la enseñanza deben ser estructurados según el enfoque sistémico y por tanto interrelacionando todos sus componentes: conocimientos, habilidades y valores.
Deben priorizarse los métodos activos de enseñanza, especialmente el método investigativo. Deben utilizarse los métodos y procedimientos a utilizar basados en la lógica de la ciencia y a lógica del modo de actuación del futuro profesional.
La forma de enseñanza fundamental es la conferencia, pero realizada de una manera interactiva.
El sistema de evaluación debe tomar como elemento rector el trabajo activo del alumno en clase. Debe utilizar una bibliografía actualizada sobre los temas a tratar. (27)
Enrique José Varona. La Habana, Cuba
Existe una preocupación creciente por poner sobre bases científicas el proceso de enseñanza-aprendizaje de la física, en los países de Iberoamérica. Los indicadores que fundamentan la valoración planteada, son los siguientes:
- El incremento del número de publicaciones de proyectos de investigaciones y reuniones científicas, de carácter nacional y regional relacionadas con el tema.
- La realización de estudios de postgrado, con el objetivo de obtener grados científicos y académicos en la didáctica de la física, por parte de un número cada vez mayor de profesionales.
- Creciente número de sistemas de superación para preparar a los profesores de física. (28)
2.1.4 Tendencias actuales en Iberoamérica
Para evitar la situación planteada, se comienza a manifestar, con mayor o menor desarrollo en los diferentes países, las siguientes tendencias:
- La física debe ser adecuada a las necesidades de la profesión, y al contexto en el que se va a desenvolver el profesional una vez graduado.
- El incremento del número de clases prácticas- El uso de técnicas para el aprendizaje de conocimientos como son: la
elaboración por los estudiantes de mapas conceptuales, la V de Goin y otros.
2.1.4.1 España
El curso interactivo de física en Internet
El uso de Internet traerá grandes beneficios al sistema educativo; aunque su impacto real es difícil de prever en este momento.
- El estudiante tendrá la posibilidad de acceder a los materiales de enseñanza desde cualquier lugar y a cualquier hora.
- Los materiales de enseñanza se podrán actualizar constantemente. - Los estudiantes se comunican entre sí y con el profesor vía correo electrónico.
El curso interactivo de física trata de aprovechar una de las características de Internet, la interactividad entre el estudiante y el programa de manera que el estudiante sea un participante activo en su propio proceso de aprendizaje. (29)
2.2 Realidad de la física en el contexto nacional
A nivel nacional la Física Básica I se estudia en todas las universidades del Sistema Universitario Boliviano, en especial en las carreras denominadas técnicas y de nivel licenciatura, incluyendo las carreras de física de las escuelas normales, algunas de ellas hoy universidades pedagógicas.
“El contenido de la asignatura en esencia es el mismo en todas las carreras de ingeniería del país”.(30) La asignatura presente en su plan de estudios versa sobre cinemática, estática, dinámica de la partícula y cuerpo rígido trabajo y energía.
En la universidad de La Paz, Universidad Mayor de San Andrés, funciona la Facultad de Ciencias donde se forman licenciados en física.
Por ser esta universidad parte del eje de mayor desarrollo del país y por estar ubicada en la cede de gobierno cuenta en la actualidad con laboratorios de mayor especialidad.
La universidad de Potosí Universidad autónoma Tomás Frías, cuenta con una carrera de física y la exigencia de esta asignatura se da sobre todo en las carreras de ingeniería.
En la universidad de Oruro, Universidad Técnica de Oruro, la asignatura de física tiene una exigencia muy fuerte, en las carreras de ingeniería, de la Facultad Nacional de Ingeniería.
Gonzalo Mendoza en su texto “Física Experimental”:(31) indica que el estudio de la física en su parte mecánica, siguiendo el programa analítico de la Física Básica I, sigue un enfoque que no es el tradicional, por el contrario se trata de desarrollar los conceptos con suficiente rigor y en una extensión y profundidad en la parte experimental.
El contenido del texto, en los primeros capítulos desarrolla una introducción al proceso de la experimentación, se pone énfasis en la construcción y ajuste de curvas así mismo, un detalle de los equipos y materiales con los que se desarrollaran las prácticas experimentales. Continúa el texto con prácticas experimentales y finalmente con un ejemplo de proyectos de física donde se aplican los conceptos teóricos desarrollados en el curso.
El texto contiene diecinueve prácticas experimentales desarrolladas con detalle. Contiene ejemplos de aplicación resueltos detalladamente, y se pone énfasis en la construcción de gráficas y en la determinación de la dependencia entre las distintas variables, pero las actividades no están sistematizadas.
En general en Bolivia, la enseñanza de la Física Básica I esta caracterizada por: (32)
- El uso de métodos tradicionales de enseñanza.- Elevado índice de reprobación en pruebas de ingreso a la universidad.- Bajos índices de aprovechamiento.- Bajos índices dedicados a la docencia y la producción científico didáctica.- Ningún incentivo y fomento a la investigación.
2.3 La enseñanza de la Física en la Facultad de Tecnología
En la Facultad de Tecnología, específicamente en la formación del ingeniero, la situación de fracaso y la deserción en el aprendizaje de la física es un común denominador, igual que en todas las universidades del país. Indudablemente estos problemas también caracterizan la enseñanza de la física en los países de Iberoamérica.
Elevados índices de reprobación en los exámenes de admisión a la universidad, atribuido al bajo nivel de preparación de los estudiantes del nivel secundario.
Métodos de enseñanza-aprendizaje tradicionales donde las actividades giran en torno al docente, los intereses del alumno quedan relegados a un segundo término, se basa en el cultivo de la memoria y el aprendizaje mecánico.
Escasa o ninguna producción científico-tecnológico, basado en el estudio de la física.
Insuficiente motivación en el estudio de la física, debido a la reducida importancia que los alumnos reconocen a esta asignatura.
La Física Básica I, es una asignatura de primer semestre que tiene como fundamentación matemática para su estudio al álgebra I y cálculo I. Dentro el sistema de la malla curricular es una asignatura con un contenido único en la parte teórica así como en la experimental. De ahí que la asignatura corresponde al sistema matricial en el plan de estudios de la formación del ingeniero.
La evolución permanente y rápida de la física exige del profesor actualización permanente, estudio e investigación constantes, dedicación en tiempo y estar atento a los inventos, descubrimientos, teorías y nuevas aplicaciones de la física, ya que el profesor de física debe ser el investigador que inicie a sus alumnos en igual tarea. “A él le está prohibido dejarse estar en la rutina de los programas anuales o entretenerse demasiado con la base matemática o los problemas teóricos de la mecánica clásica, ondas o electrostática, mientras los conocimientos modernos del átomo y la bomba de vacío permitirá avanzar en la física nuclear, cuántica y relativa; la sucesión de inventos inundan los medios de comunicación y sus productos llegan al hombre empujados por la publicidad y el consumo”.(33)
La reformulación de contenidos, la aplicación de los métodos propios de la física para el desarrollo del proceso enseñanza-aprendizaje en el laboratorio, así como el material didáctico para la realización de habilidades y hábitos, cumplir de ésta manera el objetivo de vincular dialécticamente la teoría con la práctica en busca de una formación idónea.
2.4. Población y muestra
La población está conformada por docentes y estudiantes de la asignatura de Física Básica I, de donde se obtendrá una muestra representativa de manera que los resultados obtenidos de esta indagación se puedan generalizar a toda la población docente como estudiantil. El criterio muestral utilizado es el probabilístico escogida al azar
Asignatura población muestra
EstudiantesDocentesEstudiantes Docentes
Física Básica I300 10 100 (33%) 8 ( 80%)
Física Básica II200 10 80 (40%) 8 ( 80%)
2.5 Encuesta a estudiantes
Se encuestó a los estudiantes que cursan Laboratorio de Física Básica I, con el objetivo de establecer el nivel de efectividad que tiene el actual Proceso Docente Educativo de Laboratorio de Física Básica I. Los resultados son los siguientes.
En relación a la primera pregunta, el 60% de los estudiantes opina que es bueno, razón por la cual es importante prestar mayor atención al desarrollo de esta asignatura.
El 50% señala que los contenidos del laboratorio de Física Básica I, están referidos a los conocimientos, y solo el 10% manifiesta que está referido a las habilidades, estos resultados nos muestran que no existe la suficiente integración en el contenido en Laboratorio de Física Básica I.
Con relación a si los contenidos son los suficientemente sistematizados el 70% señala que si lo son.
Las actividades que se realizan en Laboratorio de Física Básica I son más demostrativas según el 50%, sin embargo, para el 50% de los estudiantes estas actividades tienen un papel pasivo, ya que según el 70% no utilizan ni manipulan el material, estos resultados son significativos porque se hace necesario cambiar las actividades, de modo que el estudiante sea más activo y tenga mayor participación en su aprendizaje.
Otro aspecto importante que señala el 70% de los estudiantes es el referido a que los docentes no toman en cuenta sus intereses ni sus necesidades, lo que no promueve que estos, obtengan mejores resultados en su aprendizaje.
Asimismo el tiempo de las actividades según el 70% no es suficiente, razón que nos lleva a establecer la forma de reestructurar las actividades.
Para el 80% los contenidos de Laboratorio de Física Básica I se relacionan con el avance de la teoría.
El experimento es una actividad que se realiza en el Laboratorio de Física Básica I, sin embargo, en esta actividad los alumnos solo observan,
El medio más utilizado en ésta asignatura es la pizarra, aunque el desarrollo del contenido mejoraría en gran medida si se utilizaría otros medios de modo que el contenido sea más objetivo.
Las actividades que se realizan en el Laboratorio de Física Básica I son de tipo individual y grupal para el 90%, además de que éste mismo porcentaje considera necesario sistematizar las actividades en una guía didáctica, lo que propiciaría una mejor asimilación de los contenidos según el 60%.
En relación al tiempo que se dedica a las actividades de laboratorio en relación al avance de la teoría, éste es muy poco, la evaluación se la realiza a través de un examen semanal, asimismo los estudiantes sugieren tener conocimiento anticipado, sobre las actividades y el contenido a desarrollar en el laboratorio, aspecto que facilitaría, la comprensión y por lo tanto un adecuado desarrollo de conocimientos y habilidades.
2.6 Encuesta a docentes de teoría de Física I y II
Se aplicó el instrumento a los docentes, con el objetivo de determinar el grado de relación de Laboratorio de Física I con la teoría , los resultados son los siguientes.
El 60% señala que existe correspondencia entre la teoría y el laboratorio, sin embargo el 80% señala que no se realizan de forma coordinada y sistemática, ya que el 60% no conoce la metodología que se emplea en el Laboratorio; tampoco los objetivos están relacionados entre asignaturas para el 80%.
De este modo las actividades que se realizan no les permite desarrollar los conocimientos y habilidades necesarias para el 80%, por ello es importante sistematizarlas en una guía didáctica para el 100%.
2.7 Encuesta a docentes de Laboratorio de Física Básica I
Los docentes encuestados señalan que el Laboratorio es muy importante dentro del Proceso Docente – Educativo de la carrera, ya que permite la integración de la teoría y la práctica. Los criterios que ellos toman en cuenta para la selección de los contenidos es la parte teórica de la asignatura.
Los contenidos en el Laboratorio están referidos principalmente a conocimientos para el 80%, aunque estos no son desarrollados de forma sistemática, pero se desarrollan en actividades de tipo demostrativas para el 80% en la que los estudiantes no manejan ni manipulan los materiales, es decir que para el 80% el estudiante tiene una posición pasiva.
Las actividades que los docentes realizan se estructura generalmente de la siguiente forma: examen previo, desarrollo experimental de la práctica, cálculos e informe y generalmente estas son explicativas, demostrativas y de evaluación.
Los criterios para seleccionar las actividades generalmente depende mucho del docente y de los temas de la teoría, no se toma en cuenta las necesidades de los estudiantes, las dificultades que pudieran tener con el contenido.
Para el 60% los objetivos del Laboratorio si se relacionan con los de la teoría, sin embargo el método que utilizamos propicia el trabajo independiente, para el 80%; aunque el avance de la teoría y el Laboratorio está relacionado para el 100%.
2.8 Valoraciones generales
- La asignatura de Física Básica y el Laboratorio no están lo suficientemente relacionados.
- Los estudiantes en Laboratorio tienen una posición pasiva, solamente son observadores de las actividades que realiza el docente.
- La metodología de Laboratorio no propicia el trabajo independiente en los alumnos.
- Las actividades no están lo suficientemente sistematizadas.- Los docentes de Laboratorio de Física Básica I desarrollan contenidos en
actividades meramente demostrativas.- Se hace necesario sistematizar la actividades en una guía didáctica que favorezca
la mejor asimilación del contenido. - No se toma en cuenta los intereses, necesidades de los estudiantes para organizar
y desarrollar las actividades en el Laboratorio de física Básica I
Capítulo III
Presentación de la propuesta teórica y su fundamentación
3.1 Modelo Teórico
El modelo teórico que se propone para la planificación y desarrollo del Proceso Docente Educativo de la asignatura de Laboratorio de Física Básica I, está gobernado por las leyes y principios de la didáctica descritas en el capítulo I, así como las leyes y principios de la mecánica de los sólidos
3.1.1 Contradicción dialéctica del objeto de estudio
Éste esquema muestra la contradicción del objeto de estudio que está referida a una necesidad que es el insuficiente desarrollo de conocimientos y habilidades y la posibilidad de satisfacer esa necesidad que se plasma en la sistematización de las actividades.
Esta contradicción nos permite establecer las siguientes relaciones:
Comprobar
Teoría- práctica
Experimental
Experimentalmente
Propio De La Física
Existe una relación dialéctica entre CIENCIA – DOCENCIA – PROFESIÓN, porque el objetivo responde a la ciencia objeto de estudio de la asignatura, en ella se expresa la habilidad integradora. La docencia vincula al contenido, a través de la relación dialéctica TEORÍA – PRÁCTICA y cuyas dimensiones del contenido son: Sistema de conocimiento, habilidades y valores, mientras que la Profesión está relacionada con el método propio de la ciencia, para la Física es el experimental traslado a los métodos de la didáctica, para que el modo de actuación del alumno sea a través del método experimental y se exprese en el lenguaje de la física.
Las relaciones esenciales permiten fundamentar el objetivo de la investigación concretado en el campo de acción, desde los siguientes enfoques:
3.2 Fundamentación de la propuesta
Psicológico
Porque se toma en cuenta los intereses, motivaciones, aspiraciones del alumno, para realizar las actividades.
Pedagógico
Porque en las actividades sistematizadas en el Proceso Docente - Educativo, el alumno tiene una posición más activa, lo cual, le permitirá un mayor desarrollo de conocimientos y habilidades.
Científico
Porque está basado en leyes, principios y regularidades de la Física lo que promueve el desarrollo del conocimiento científico en los educandos.
Metodológico
La presente propuesta sistematiza las actividades a desarrollar en la asignatura de laboratorio sobre la base de una metodología participativa, que busca principalmente la integración de la teoría y la práctica.
3.3 Organización Curricular a la que tributa el Programa
La Facultad de Tecnología, tiene una organización curricular lineal, pues comprende un conjunto de asignaturas que se clasifican en cuatro grupos, general, básicas, básicas específicas y del ejercicio de la profesión.
De formación general, son aquellas que contribuyen al desarrollo de cualidades muy generales de la personalidad del estudiante.
Las asignaturas del grupo básicas son aquellas que sin ser propias de la actividad del egresado, si aportan habilidades que se convierten en herramientas o medios imprescindibles para su modo futuro de actuar. A este grupo pertenece la Física Básica I.
Las Básicas específicas son el fundamento, la esencia misma de la actuación del egresado. Por último, las asignaturas propias del ejercicio de la profesión, se identifica con la integradora donde el alumno aprende lo mismo que hará en su desempeño laboral.
La asignatura de Física Básica I tiene una carga horaria de 7 horas semanales: 5 dedicadas a la parte teórica y 2 horas a la realización de prácticas en el laboratorio. Un semestre, contempla un período de 16 semanas lo que hace que: en teoría sean 80 hrs/semestre, en el laboratorio 32 hrs/semestre, los que están distribuidos de la siguiente manera:
Registro de inscripción de los alumnos.
Act.I Temas introductorios.
Act.II Desarrollo teórico del tratamiento de datos experimentales y error en las mediciones físicas.
Desarrollo de la práctica del tratamiento de datos experimentales y error en las mediciones físicas.
Act. III Cinemática de una partícula I (primera parte).
Act. IV Cinemática de una partícula I (segunda parte).
Act. V Cinemática de una partícula II (primera parte).
Act.VI Cinemática de un cuerpo rígido.
Act. VII Equilibrio de una partícula y un cuerpo rígido.
Act. VIII Dinámica de una partícula
Act.IX Dinámica de un cuerpo rígido.
Act. X Trabajo, Energía y Potencia.
Act. XI Impulsión y cantidad de movimiento.
Semana de recuperación de prácticas perdidas.
Semana de evaluación final.
3.3.1. Estructura de la clase
Estructura
Externa
Funciones Didácticas
Estructura Interna
Aspectos a destacar
Aspectos metodológicos y organizativos
Introducción Aseguramiento de las condiciones previas para asimilar el nuevo conocimiento Garantizar que el estudiante tenga los conocimientos necesarios, para asimilar los fenómenos observados en el laboratorio. Al inicio de cada clase se debe recordar lo visto anteriormente y absolver las dudas antes de empezar con la nueva materia. Esta parte introductoria, requiere de 10 a 15 minutos de tiempo.
Desarrollo
Motivación del nuevo contenido.
Orientación hacia el objetivo.
Tratamiento del nuevo contenido.
Retroalimentación
Se planteará un razonamiento sencillo para asegurarnos que las condiciones están dadas para desarrollar el nuevo contenido.
El objetivo de la clase es caracterizar el movimiento vertical de caída libre de los cuerpos y aplicarlos en la práctica de laboratorio.
Se desarrollará la clase práctica en el laboratorio, con la sistematicidad y coherencia, pretendiendo en todo momento la solidéz en la asimilación.
A través de preguntas y planteamientos durante cada acción que el grupo desarrolle en la práctica de laboratorio, buscando eficiencia en el cumplimiento de los objetivos propuestos.
Se orientará sobre la importancia de un nuevo contenido en función de sus aplicaciones.
Se reiteran los objetivos de la clase.
Se desarrolla los contenidos, en la forma más clara posible y coherente.
Se desarrollará la práctica en grupos pequeños, el profesor solo será el guía.
Los medios serán el pizarrón, los equipos de laboratorio, el texto guía entre otros.
Conclusiones Generalización del contenido
Comparando resultados experimentales con los analíticos. * Se toma el contenido esencial de la clase. La secuencia sistemática de pasos en el laboratorio para demostrar leyes y principios, garantizando la solidéz en la asimilación del contenido. * Los alumnos que concluyan primero sus prácticas pueden tener acceso al computador para probar a través de simulación de experimentos sus analogías.
3.3.2. El problema, el objeto y el objetivo de la asignatura
EL PROBLEMA: la necesidad de comprobar experimentalmente fenómenos físicos que corresponden a la “Mecánica de los sólidos”.
EL OBJETO: la teoría de la mecánica de los sólidos.
EL OBJETIVO: comprobar experimentalmente los fenómenos, principios y leyes de la mecánica de los sólidos, que se abordan en la Física Básica
1.- Actividad I
Notación científica
Cifras significativas
Unidades y conversiones
Magnitudes
Vectores.
2.- Actividad II
Tratamiento de datos experimentales y error en las mediciones físicas.
3.- Actividad III
Cinemática de una partícula I (parte I).
4 Actividad IV
Cinemática de una partícula I (parte II).
5.- Actividad V
Cinemática de una partícula II
6.- Actividad VI
Cinemática de un cuerpo rígido
7.- Actividad VII
Equilibrio de una partícula y de un cuerpo rígido.
8.- Actividad VIII
Dinámica de una partícula.
9.- Actividad IX
Dinámica de un cuerpo rígido.
10.- Actividad X
Trabajo, Energía y Potencia
11.- Actividad XI
Impulsión y cantidad de movimientoA LA CONCLUSIÓN DE CADA UNA DE LAS ACTIVIDADES SIGUIENTES EL ALUMNO DEBE SER CAPAZ DE:
Realizar operaciones con la notación científica.
Establecer los conceptos de orden magnitud y cifras significativas, aplicándolas a situaciones prácticas.
Manejar con precisión los factores de conversión.
Reconocer y aplicar magnitudes escalares y vectoriales.
Desarrollar una conciencia del error, de manera que el estudiante esté familiarizado con el valor relativo de sus mediciones.
Caracterizar el movimiento rectilíneo uniforme (MRU) y el movimiento uniformemente variado (MUV).
Verificar los conceptos y ecuaciones del MRU, MRUV y del movimiento de caída libre de los cuerpos para las diferentes pruebas experimentales.
Verificar los conceptos y ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente variado (aceleración constante) vertical, que corresponde a la caída libre de los cuerpos.
Verificar los conceptos y ecuaciones de la cinemática y movimiento de un proyectil en coordenadas rectangulares en las diferentes pruebas experimentales.
Explicar en que consiste el movimiento compuesto.
Aplicar el principio de independencia de los movimientos en la solución de problemas con datos experimentales.
Verificar los conceptos y ecuaciones del movimiento rotacional y uniformemente acelerado y las analogías entre el movimiento rotacional y el movimiento traslacional en las diferentes pruebas experimentales.
Realizar experimentos y determinar, a través de ellos las variables, que caracterizan al movimiento rotacional.
Aplicar correctamente la primera y tercera de ley de Newton para verificar las dos condiciones de equilibrio para las diferentes pruebas experimentales.
Verificar la segunda ley de Newton y aplicar las ecuaciones de cinemática a las diferentes pruebas experimentales, para el caso del movimiento traslacional de una partícula.
Verificar la segunda ley de Newton y aplicar las ecuaciones de la cinemática a las diferentes pruebas experimentales, para el caso del movimiento rotacional de un cuerpo rígido.
Verificar los conceptos de trabajo, energía, energía cinética, Energía potencial gravitatoria y otros; potencia, conservación de la energía y el movimiento de un proyectil en las diferentes pruebas experimentales.
Verificar los conceptos y ecuaciones de la impulsión y cantidad de movimiento y las leyes de conservación de la energía y del ímpetu lineal con las diferentes pruebas experimentales, para el caso de colisiones entre objetos. - Aplicar los conceptos de:
Notación científica.
Cifras significativas.
Unidades y conversiones.
Magnitudes.
Vectores.
A todos los experimentos de manera que contribuyan a que los estudiantes mejoren el aprendizaje de los conceptos fundamentales de la física.
Determinar en el trabajo del laboratorio los conceptos de: Medición de magnitudes, Tipos de medición, Error y tipos de errores.
Diferenciar los instrumentos por la precisión y exactitud de las mediciones que realizan.
Analizar los resultados obtenidos para calificar el instrumento de medición como: preciso o exacto.
Manejar adecuadamente los instrumentos de medición de: longitud, masa y tiempo.
Manipular los equipos de laboratorio.
Determinar los conceptos: desplazamiento, tiempo, velocidad, aceleración.
Diferenciar el movimiento rectilíneo uniforme (MRU) del movimiento rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV).
Caracterizar los gráficos del MRU.X VS T, V VS T, V VS T Y A VS T.
Interpretar correctamente una gráfica aplicando ideas de ajuste de curvas a través del método de los mínimos cuadrados.
Realizar cálculos algebraicos adecuadamente, utilizando los modelos matemáticos.
Representar gráficamente las tablas de valores y resultados experimentales usando escalas adecuadas.
Elaborar el reporte de la práctica y presentarlo adecuadamente.
Interpretar los resultados experimentales obtenidos para la aceleración de la gravedad en función de los datos experimentales y los modelos matemáticos empíricos.
Evaluar los datos y resultados experimentales y verificar la sustentación de los mismos en los principios de la experimentación.
Tomar datos experimentales, resultado de una medición adecuada.
Manejar los instrumentos de medición para poder determinar magnitudes derivadas como velocidad y aceleración de la gravedad.
Caracterizar el movimiento compuesto.
Caracterizar el lanzamiento de un proyectil.
Determinar el principio de independencia de los movimientos:
Velocidad del movimiento horizontal.
Velocidad del movimiento vertical.
Evaluar los datos y resultados experimentales obtenidos a través de modelos matemáticos.
Verificar la sustentación de los resultados en los principios básicos de la experimentación.
Tomar datos experimentales, resultado de las mediciones correspondientes.
Manejo adecuado de los diferentes instrumentos de medición de magnitudes derivados como velocidad y aceleración para el movimiento parabólico.
Realizar y presentar adecuadamente el reporte de la práctica
Comparar las ecuaciones del movimiento lineal y angular.
Utilizar adecuadamente los modelos matemáticos para realizar cálculos y encontrar los resultados experimentales.
Evaluar los resultados experimentales y verificar la sustentación de los mismos en los principios básicos de la experimentación.
Manejar adecuadamente los diferentes instrumentos de medición para determinar magnitudes derivadas como velocidad y aceleración lineal, velocidad y aceleración angular para el caso del movimiento rotacional de un cuerpo rígido
Registrar los datos experimentales a través del manejo adecuado de los instrumentos de medición de las diferentes magnitudes.
Tabular datos y resultados experimentales en el reporte de la práctica.
Caracterizar el término equilibrio y aplicarlo a una partícula y un cuerpo rígido.
Interpretar las leyes de Newton: 1ra y 2da y sus correspondientes condiciones de equilibrio.
Establecer una estrategia de cálculos utilizando modelos matemáticos para encontrar los resultados experimentales.
Evaluar los resultados experimentales, verificar la sustentación de los mismos en los principios básicos de la experimentación.
Registrar los datos experimentales a través del manejo adecuado de los instrumentos de medición de las diferentes magnitudes.
Tabular los datos y resultados experimentales en el reporte de la práctica
Establecer el comportamiento de las masas y pesos en movimiento en el fenómeno producido.
Producir y explicar el fenómeno experimental para su correspondiente aplicación de la ley descrita.
Aplicar los conocimientos de masa, peso, tensión a la práctica.
Evaluar los datos y resultados experimentales y verificar la sustentación de los mismos en los principios de la experimentación.
Registrar los datos experimentales a través del uso adecuado de los instrumentos de medición.
Determinar magnitudes derivadas como: velocidad, aceleración, masa y fuerza para el caso del movimiento de una partícula.
- Tabular datos y resultados experimentales en el reporte de la práctica.
Explicar: cuerpo rígido, momento, brazo de momento, momento de inercia.
Manejo adecuado y aplicación de la segunda ley de Newton a los cuerpos rígidos sobre ejes fijos de la práctica.
Evaluar los datos y resultados experimentales, verificar la sustentación de los mismos en los principios básicos de la experimentación e interpretar adecuadamente para redactar conclusiones y recomendaciones.
Tomar los datos experimentales a través de los diferentes instrumentos de medición. Manejo adecuado de los diferentes instrumentos de medición para obtener magnitudes físicas derivadas: como velocidad, aceleración, masa, momento de inercia y torque, para el caso específico de un cuerpo rígido.
Realizar cálculos algebraicos a través del uso de los diferentes modelos matemáticos aplicados a la práctica.
Determinar los conceptos propios del tema para su aplicación en el desarrollo de la práctica.
Evaluar los resultados experimentales y verificar la sustentación de los mismos en los principios básicos de la experimentación.
Calcular errores e interpretarlos.
Analizar y discutir resultados experimentales para redactar conclusiones y recomendaciones.
Tomar datos experimentales producto de las mediciones.
Manejo adecuado de los diferentes instrumentos de medición para obtener magnitudes físicas derivados como: velocidad, aceleración, masa, energía, trabajo, para el caso del movimiento de una partícula.
Tabular datos y resultados experimentales en un reporte de práctica
Determinar los conceptos y leyes propias del tema para su aplicación en la realización del experimento.
Tomar los datos experimentales a través del uso adecuado de los instrumentos
Tabular los datos experimentales, interpretarlos y redactar conclusiones
3.3.3 Métodos de enseñanza
El método se refiere a como se desarrolla el proceso para alcanzar el objetivo, el camino, la vía que debe recorrer para lograr el objetivo del modo más eficiente. Si identificamos el proceso con la actividad, el método es la forma de orientación del proceso, de la actividad, para lograr la comunicación entre el estudiante y el profesor, entre el contenido y el estudiante.
Los métodos que se propone utilizar son: expositivo, participativo, problémico, elaboración conjunta, trabajo independiente e investigativo, pero estos métodos no definidos uno a uno en cada actividad sino como la combinación de los mismos en las diferentes formas de enseñanza. Se considera que debe reforzarse el método de elaboración conjunta donde debe existir un proceso de retroalimentación permanente entre los alumnos y el profesor, y el desarrollo del método investigativo en la realización de cada práctica de laboratorio.
El trabajo con el texto guía constituirá una de las fuentes más importantes de adquisición de conocimientos ya que en él encontrarán lo fundamental de cada tema en resumen.
3.3.4 Medios de enseñanza
Los medios de enseñanza son los objetos utilizados en el Proceso Docente Educativo que portan contenido, para que los estudiantes puedan, de una manera más eficiente y eficaz, apropiarse de éste, adquirir y desarrollar las habilidades, desarrollar los valores, ejecutar el método y lograr los objetivos propuestos.
El pizarrón es el medio más utilizado en el aula, por ser un medio muy accesible; la palabra de los sujetos que participan en el proceso; el equipamiento del laboratorio; el texto guía, porque constituye la fuente principal de obtención de la información; pues contiene: prácticas para ejecutar en el laboratorio; preguntas que tienen la finalidad de facilitar el trabajo individual de fijación, control y auto control; tiene también algunos ejercicios propuestos. Todas estas tareas tienen la finalidad de relacionar dialécticamente teoría con prácticas de laboratorio, desarrollar habilidades y hábitos en los estudiantes y acostumbrarlos al trabajo independiente. Los medios de proyección de imagen fija más utilizados son: las diapositivas elaborados en Power Point, y las transparencias. La computadora y el uso de los medios interactivos que resulta un complemento eficaz a la de la física; por este medio también se tiene acceso a simulación de experiencias de laboratorio; el juego, la física recreativa que tienen como propósito el de hacer una física más divertida y estimular al estudiante.
3.3.5 Formas de organización
Atendiendo a la relación profesor - estudiante, el proceso es de carácter grupal y se lo conoce con el nombre de clase.
La clase es la forma organizativa de la actividad académica y tiene como propósito la adquisición de conocimientos, la formación de habilidades donde los estudiantes tienen intereses cognoscitivos y profesionales.
Se propone que las formas de enseñanza deben ser fundamentalmente:
La conferencia.
La clase práctica.
El seminario.
“La práctica de laboratorio que es el tipo de clase que tiene como objetivo instructivo fundamental que el estudiante adquiera las habilidades propias de los métodos de la investigación científica y compruebe los fundamentos teóricos de la asignatura mediante la experimentación”.(34)
3.3.6 Relación de la física I con otras asignaturas
La Física es una ciencia cuyo objetivo es estudiar los componentes de la materia y sus interacciones mutuas, para conseguir este objetivo existen varios caminos: Teórico, Experimental o una combinación de ambos. En el primer caso no se realiza experimentos. En el segundo caso los esfuerzos se concentran en la realización de experimentos en el Laboratorio, esto permite corroborar lo aprendido en la teoría.
La disciplina Física, contiene tres asignaturas (Física Básica I, II, III), corresponden a los tres primeros semestres de cada carrera respectivamente.
La física Básica I tiene por objeto de estudio los conceptos, leyes y principios de la mecánica de los sólidos: la Física Básica II comprende oscilaciones, Fluidos, Termodinámica y ondas acústicas, mientras que la Física Básica III abarca los temas, de electricidad, magnetismo, fenómenos que involucran cargas electromagnéticas tiene una directa relación con la Física Básica I, debido a que los principios básicos empleados para comprender los sistemas mecánicos pueden emplearse para describir fenómenos como la cinemática, el flujo de fluidos y flujo de electrones (electricidad) o como las ondas, la transferencia de calor, campo eléctrico, campo magnético y otros. De igual manera, las leyes de la conservación de la energía y de la cantidad de movimiento introducidos en la mecánica, mantienen su importancia en las teorías fundamentales de la mecánica de fluidos, termodinámica, ondas y electro -magnetismo, incluyendo a la Física Moderna.
A partir de diagnósticos hechos en los planes de estudio y programas de asignatura se ha podido detectar que la Física Básica I, tiene una estrecha relación con las asignaturas de su nivel de curso (1er semestre), ya que el cumplimiento de los objetivos de cada una de estas asignaturas permite alcanzar los objetivos del semestre. La relación de la Física Básica I se da particularmente con las asignaturas de Cálculo I, y Álgebra I son quienes proporcionan los conceptos matemáticos esenciales para deducir las leyes de la mecánica.
La Física Básica I además guarda relación con asignaturas de otros semestres y también con otras disciplinas de matemáticas, puesto que la Física utiliza las matemáticas como su lenguaje, pues éstas permiten su desarrollo. El logro de los objetivos de las asignaturas se van integrando para conformar el perfil del profesional.
3.3.7 Sistema de evaluación
La evaluación del aprendizaje es una parte esencial del proceso docente y constituye una vía de retroalimentación. Comprueba el grado en que se han logrado los objetivos propuestos a través de la “valoración de los conocimientos, habilidades, hábitos y formas de conducta que los estudiantes adquieren como resultado del proceso”.(34) El control del aprendizaje es tarea permanente; para el presente trabajo se asume la evaluación frecuente: basada en la observación y valoración continua del docente, a través el planteamiento de las preguntas y ejercicios cortos. La evaluación es semanal previa la realización de las prácticas programadas, para comprobar si los estudiantes están en conocimiento del fundamento teórico, requisito indispensable para entender la sustentación de los diferentes fenómenos físicos.
La evaluación debe cumplir fundamentalmente la función de: retroalimentación para el estudiante como para el profesor, brindando información sobre la asimilación del contenido de la enseñanza por parte del estudiante; instructiva, ya que se está valorando el resultado de su actividad, propiciando la profundización, sistematización y generalización en la asimilación de los contenidos; comprobación, del grado de cumplimiento de los objetivos; Educativa, favorece a que el estudiante se plantee mayores exigencias, defienda y argumente sus explicaciones, contribuyendo a la formación de convicciones, de hábitos de estudio, el desarrollo del sentido de la responsabilidad y la auto - evaluación.
3.3.8 Literatura docente
Al inicio del desarrollo de la asignatura aparece generalmente una dificultad y es que los contenidos a consultar están en diferentes textos por lo que debe realizarse una buena orientación bibliográfica. Para resolver en gran medida esta dificultad se presenta el texto guía de laboratorio, donde se recogen los contenidos básicos a tratar. Algunos libros de consulta adicional son:
- SerwayRaymund. “FÍSICA”, Tomo I, Ed. McGraw Hill, México 1996.- Sears Francis, Zemansky Mark, young Hughy Freedman Roger,
“FísicaUniversitaria”, Ed. Addison_WesleyIberoamericana, S.A. México 1998.- Resnick Robert, Holliday David y Krane Kenneth. “FISICA”, volúmen I, Ed.
Compañía Editorial Continental, S.A. de c.v. México 1996.
3.3.9 Fundamentación principal de la propuesta
La mayor virtud del trabajo, estriba en la sistematización de las actividades en
El laboratorio de Física Básica I.
Este aspecto intenta dar un nuevo enfoque al (PDE) mediante la guía didáctica encaminada a propiciar la creciente asimilación de los contenidos.
La guía didáctica propone en su contenido:
Los fundamentos teóricos en cada actividad.
Un cuestionario que ayude al estudiante a caracterizar las leyes y principios de la mecánica de los sólidos.
Variadas prácticas de laboratorio, donde se plantee claramente el objetivo y las habilidades que se pretende desarrollar al final de cada actividad.
Asimismo, se cree pertinente la enseñanza didáctica del método propio de la física en el desarrollo de las actividades planteadas. Hablamos del método experimental en sus variadas etapas.
Conclusiones
La asignatura de Laboratorio de Física Básica I no desarrolla actividades sistematizadas, ni participativas.
No existe coordinación entre los docentes de la Asignatura de Física Básica I y de laboratorio.
El modelo propuesto toma en cuenta los contenidos de la asignatura de Física Básica I.
La sistematización e integración de las actividades que se desarrollan en Laboratorio puede propiciar un mayor desarrollo de conocimientos y habilidades.
Recomendaciones
Que los estudiantes desarrollen las actividades experimentales, a las cuales se les debe dedicar el tiempo suficiente, tomando en cuenta el objetivo del experimento; el objeto de experimentación; las condiciones que rodean o en las cuales se sitúa el objeto; los medios experimentales y la acción sobre el objeto del experimento.
Procurar que los docentes tomen en cuenta como un criterio importante para la selección y aplicación de las actividades, las necesidades de los estudiantes, sus dificultades con los conceptos, leyes y principios de la Física.
Aplicar la presente propuesta con la participación activa de docentes y estudiantes.
Referencias
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Anexo 1
Cuestionario para docentes de la asignatura de laboratorio de física básica I y II
Estimado colega:
La finalidad de esta encuesta es la de obtener información sobre el Laboratorio de Física Básica I y II. Insinuamos responder con la mayor objetividad posible a las siguientes preguntas:
I. Datos generales:
Experiencia profesional: ............................................................................
Carrera en la que dicta: .............................................................................
II. Cuestionario:
1. ¿Qué papel juega el laboratorio en el desarrollo del proceso de enseñanza - aprendizaje de una carrera?
.............................................................................................................................................
...........................................................................................................
2. ¿En qué criterios se basa para la selección de los contenidos de laboratorio de Física I y II?
.............................................................................................................................................
...........................................................................................................
3. ¿Estos contenidos están referidos a:
Conocimientos ( )
Habilidades ( )
Ambos ( )
4. ¿El desarrollo de estos contenidos se realiza de forma sistemática?
Sí ( ) No ( )
5. ¿El contenido de Laboratorio se desarrolla en actividades de tipo?
Explicativa ( )
Demostrativa ( )
Ambas ( )
6. ¿Cuál es la estructura de las actividades que se desarrollan?
.............................................................................................................................................
...........................................................................................................
7. ¿Cuáles son las actividades que usted realiza para desarrollar los contenidos?
.............................................................................................................................................
...........................................................................................................
8. ¿En estas actividades el estudiante tiene una posición:
Activa ( )
Pasiva ( )
Por qué?...........................................................................................................
9. ¿Los materiales que se utilizan en cada una de las actividades de Laboratorio son manipulados por el estudiante?
Sí ( ) No ( )
10. ¿Cuál es el criterio para seleccionar las actividades?
.............................................................................................................................................
...........................................................................................................
11. ¿Cuáles son los objetivos que se plantean en las actividades de laboratorio de Física Básica I yII?
.............................................................................................................................................
...........................................................................................................
12. ¿ Estos objetivos están relacionados con los de la parte teórica?
Sí ( ) No ( )
13. ¿El método que utiliza promueve que el estudiante realice las actividades de forma independiente?
Sí ( ) No ( )
Por qué?...........................................................................................................
14. ¿El avance del contenido en laboratorio está relacionado con el avance de la asignatura?
Sí ( ) No ( )
Por qué?...........................................................................................................
15. ¿Qué tiempo se le dedica a las actividades de laboratorio en relación al avance de la teoría?
.............................................................................................................................................
...........................................................................................................
16. ¿Cuáles son los medios que se utilizan para desarrollar las actividades en Laboratorio de física Básica I y II?
Retroproyectora ( )
Videos ( )
Pizarra ( )
Otros ( )
Mencione: ......................................................................................................
17. ¿Qué forma de evaluación se practica en el Laboratorio de Física Básica I y II?
.............................................................................................................................................
...........................................................................................................
18. ¿ Considera que la sistematización de las actividades en Laboratorio de Física Básica I y II dentro de una guía didáctica propiciará una mejor asimilación de los contenidos?
Sí ( ) No ( )
Por qué? ..........................................................................................................
19. ¿Qué sugerencia plantearía para sistematizar las actividades en laboratorio de Física Básica I y II?
.............................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
Anexo 2
Cuestionario para estudiantes
Estimado estudiante:
Le insinuamos contestar a las siguientes preguntas referidas a al proceso de enseñanza – aprendizaje de la Asignatura de laboratorio de Física Básica I , la información que nos proporcione será de mucha utilidad para el trabajo de investigación que vengo desarrollando.
I. Datos generales
Curso..........................................................................................................
Carrera.....................................................................................................
II. Cuestionario
1.- ¿El avance en el laboratorio de Física Básica I es:
Muy Bueno( ) Bueno( ) Regular ( ) Malo( ) Pésimo( )
Por qué?..............................................................................................................
2.- ¿En los contenidos de la asignatura de Laboratorio de Física Básica I se presta atención a:
Conocimientos ( )
Habilidades ( )
Ambos ( )
3.- ¿Estos contenidos son desarrollados de forma ordenada?
Sí ( ) No ( )
4.- ¿Qué tipos de actividades se realizan en la asignatura de laboratorio de Física Básica I?
Explicativas ( )
Demostrativas ( )
Ambas ( )
5.- ¿En estas actividades cuál es tu posición?
Activa ( )
Pasiva ( )
6.- ¿Tú, utilizas o manipulas el material en cada actividad?
Sí ( ) No ( )
Por qué?...................................................................................................................
7.- ¿El docente de laboratorio de Física Básica I toma en cuenta tus intereses y necesidades para realizar las actividades?
Sí ( ) No ( )
8.- ¿El tiempo que se dedica a cada una de las actividades de la asignatura de laboratorio de Física Básica I es suficiente?
Sí ( ) No ( )
Por qué?...................................................................................................................
9.-¿Los contenidos desarrollados en laboratorio se relacionan con el avance de la teoría de Física Básica I ?
Sí ( ) No ( )
Por qué?...................................................................................................................
10.- ¿Realizan experimentos en los que se pueda demostrar leyes y principios?
Sí ( ) No ( )
11.- ¿Cuáles son los medios que utiliza el docente para desarrollar las actividades en Laboratorio de física Básica I?
Retroproyectora ( )
Videos ( )
Pizarra ( )
Otros ( )
Mencione: ......................................................................................................
12.- ¿Se realizan actividades grupales e individuales, en Laboratorio de Física Básica I ?
Sí ( ) No ( )
13.- ¿ Considera necesario sistematizar en una guía didáctica las actividades que se realizan en el Laboratorio de Física Básica I ?
Sí ( ) No ( )
Por qué? ..........................................................................................................
Anexo 3
Cuestionario para docentes de la asignatura de física básica I y II
Estimado colega:
Le ruego responder a las siguientes preguntas, ya que será de mucha utilidad para el trabajo que se viene realizando.
I. Datos generales:
Experiencia profesional....................................................................
Carrera en la que dicta.....................................................................
II. Cuestionario:
1. ¿Qué papel juega el laboratorio en el desarrollo del proceso de aprendizaje de una carrera?
.............................................................................................................................................
...........................................................................................................
2. ¿Los contenidos desarrollados en su asignatura están en correspondencia con los desarrollados en Laboratorio?
Sí ( ) No ( )
3. ¿El desarrollo de estos contenidos se realiza de forma sistemática y coordinada?
Sí ( ) No ( )
4. ¿Conoce la metodología que se emplea en laboratorio de física Básica I y II
Sí ( ) No ( )
5. ¿Los objetivos que se plantea en su asignatura están en correspondencia con los objetivos de laboratorio?
Sí ( ) No ( )
6. ¿Las actividades que el estudiante realiza en laboratorio de física Básica I y II le permite desarrollar conocimientos y habilidades?
Sí ( ) No ( )
7. ¿ Considera Ud. importante sistematizar las actividades en el Laboratorio de física Básica I y II para lograr mejores resultados en el aprendizaje de esta ciencia?
Sí ( ) No ( )
8. ¿Qué sugerencia plantearía para sistematizar el contenido en laboratorio de física Básica I y II?
.............................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
9. ¿Es necesario que las actividades de Laboratorio de Física I y II se sistematicen en una guía didáctica?
Sí ( ) No ( )
Por qué? .........................................................................................................
10. ¿ Esto beneficiaria al estudiante?
Sí ( ) No ( )
En qué? ...........................................................................................................
![[INCH-POUND] - Amazon Web Services · Web view3.3.2 Dimensions and weights. The cabinets, exclusive of face hardware and caster base platform, shall be of the maximum dimensions and](https://img.pdfslide.net/doc/110x75/5ad484b47f8b9a0d2d8c7cb9/inch-pound-amazon-web-services-view332-dimensions-and-weights-the-cabinets.jpg)
