Un cambio significativo en la enseñanza de las ciencias: el uso del ordenador en la resolución de situaciones experimentales de física en el nivel universitario básico

Abstract

Las actuales tecnologías de la información y la comunicación han impactado en todas las áreas de desarrollo de las personas, cambiando la visión del mundo. En consecuencia, también se han modificado y complejizado las pautas de acceso al conocimiento y de relación interpersonal. En particular, en la formación de los futuros ingenieros la introducción del ordenador en las prácticas de laboratorio de Física universitaria básica posibilita la configuración de una nueva distribución temporal de las actividades, otorgando mayor énfasis a la reflexión acerca del experimento, la interpretación de resultados y la elaboración de conclusiones. Desde esta perspectiva, esta tesis estuvo orientada a identificar el alcance y las perspectivas que tiene la incorporación del ordenador en la enseñanza de la Física; conocer las formas en que los estudiantes re-estructuran los conocimientos de nivel concreto en el plano mental, las ideas que desarrollan, los niveles de simbolización y abstracción que alcanzan y las habilidades cognitivas específicas que ponen en juego cuando resuelven situaciones experimentales utilizando un sistema informático de adquisición de datos en tiempo real. Como referencial teórico se consideraron las teorías del Aprendizaje Significativo de Ausubel, de los Modelos Mentales de Johnson-Laird y de la Mediación de Vygotsky. La investigación se desarrolló en tres fases apelando a una pluralidad de enfoques metodológicos, combinando las perspectivas cualitativa y cuantitativa. Al efectuar el análisis de los resultados, cada una de ellas suministró de manera única un punto de vista particular. En la primera fase se caracterizaron las prácticas de apropiación y uso de las actuales tecnologías, en particular, del ordenador. En la segunda, se identificaron los modelos mentales construidos por los estudiantes sobre el uso y función de un sistema informático y, finalmente, en la tercera fase se reconocieron los procesos de razonamiento y las habilidades cognitivas específicas asociadas al uso del sistema informático. Los resultados obtenidos evidencian que los estudiantes adoptan diferentes prácticas de apropiación y uso vinculadas al ordenador que permiten establecer un continuo desde “usuarios avanzados” con nivel medio o alto en cuanto a su uso doméstico y escolar hasta “usuarios intuitivos” donde dicho uso tiene un nivel bajo o nulo. Asimismo, se detectaron 4 tipologías de modelos mentales asociados al funcionamiento y uso del sistema informático que sugieren una gradación en función de la organización de la estructura interna de los mismos. El estudio da indicios que el desarrollo de habilidades cognitivas específicas estaría asociado a la apropiada selección de sensores, la comunicación interactiva al elegir la forma de representación de los datos, los elementos de estadística puestos en juego y el análisis explícito sobre la evolución de las gráficas registradas con el ordenador. Estos resultados dan cuenta que el sistema informático en tanto instrumento mediacional que comparte aspectos tanto de herramienta física como semiótica, contribuyó a generar un ambiente de aprendizaje propicio para la internalización de conocimientos científicos.