El rol de los trabajos prácticos de laboratorio en la enseñanza de física

El año 2008 ha sido declarado como el Año de la Enseñanza de las Ciencias por los Ministerios de Educación y de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, con el objetivo de mejorar la enseñanza de las Ciencias Naturales y la Matemática. Entre las preocupaciones de ambos Ministerios se encuentran los pobres resultados obtenidos por los alumnos argentinos en evaluaciones nacionales e internacionales y la disminución de las vocaciones científicas entre los estudiantes que continúan estudios en el nivel universitario, según consta en el Plan de Mejoramiento de la Enseñanza de las Ciencias. El proyecto de mejora incluye medidas variadas y dispares: la promoción de las ciencias a través de actividades de difusión y divulgación, la creación del portal de internet www.educaciencias.gov.ar, capacitaciones diversas para docentes, la revisión de contenidos y metodologías de enseñanza, y la asignación de dinero para equipamiento de laboratorio y material didáctico para escuelas e institutos de formación docente.Pero aún en el caso en que todas estas medidas resultaran exitosas y los jóvenes emprendieran con entusiasmo el estudio de carreras científicas y tecnológicas, el problema distaría de estar resuelto. ¿Qué ocurrirá cuando estos estudiantes ingresen a la Universidad? Muchos de ellos quedarán en el camino rápidamente y sólo unos pocos obtendrán su título. Para ilustrar esto podemos citar datos oficiales del total de las universidades nacionales: en el año 2002 hubieron en las Universidades Nacionales 1.243.880 alumnos, de los cuales 305.496 fueron nuevos inscriptos, y egresaron sólo 47.4751.

¿Cuáles son los obstáculos que los hacen desistir? ¿Cómo puede mejorarse la enseñanza universitaria de ciencias? Estas y otras preguntas similares, en particular sobre el aprendizaje de física, son planteadas en la Universidad de General Sarmiento (UNGS) por el Grupo de Investigación en Didáctica de la Física, integrado por el físico José Ure y los profesores en física Diego Petrucci, Silvia M. Pérez, Marisol Montino, Gladys Antúnez, Alejandra Aleman.

Laboratorio: Integrantes del grupo de investigación en un aula de UNGS.

Laboratorio: Integrantes del grupo de investigación en un aula de UNGSLa física es una asignatura presente en las carreras tanto del área de las ciencias exactas y naturales como tecnológicas, e incluye contenidos de mecánica, ondas, termodinámica y fluidos, entre otros. Está planteada en general mediante el dictado de clases teóricas, la resolución de problemas en papel, y la realización de trabajos prácticos de laboratorio (TPL): experimentos con sistemas simples y ya modelizados, diseñados para la observación de fenómenos y verificación de leyes y/o la medición de observables físicos. Por ejemplo, la medición de la aceleración de la gravedad mediante un péndulo, y el cálculo del error cometido.

En los últimos años el grupo se ha dedicado a estudiar el rol que tienen estos TPL en el aprendizaje de los contenidos, ya que a pesar de ser escasamente discutidos como herramientas, su presencia en los cursos es incuestionable para los docentes y constituyen el caballito de batalla de la mayoría de las acciones –emprendidas tanto desde Ministerios como desde Facultades- destinadas al mejoramiento de la enseñanza. Muchas de estas propuestas comienzan (y terminan) en el envío de equipo y el montaje de laboratorios en las escuelas.

En esta línea de trabajo, los investigadores han comenzado por reseñar en la bibliografía específica qué cosa se entiende por trabajo práctico de laboratorio. Posteriormente, entrevistaron a docentes y alumnos de cursos de física general sobre diferentes aspectos de los TPL. Exponemos aquí algunos de sus resultados:

Qué dicen los docentes

Los objetivos y finalidades de los TPL más mencionados están referidos a la medición de variables, el cálculo de errores y la visualización del fenómeno, y en menor medida la adquisición de habilidades y el desarrollo de la intuición. Afirman que los TPL son importantes por diversos motivos, pero en todos los argumentos presentados parece subyacer una explicación epistemológica: debido a que la física es una ciencia fáctica, ver o comprobar un fenómeno le daría sentido a la teoría. Además, si bien los docentes no discuten la importancia de lo que se aprende a través de los TPL, no reconocen estrategias didácticas específicas para lograr el aprendizaje en situación de laboratorio.

Los estudiantes

Los estudiantes los valoran como una herramienta mediante la cual “ven” los conceptos explicados en el pizarrón; además, aprovechan la instancia de redacción del informe como el momento de unificar y comprender lo que hicieron en el laboratorio. Sin embargo, tienen dificultades para comprender los objetivos del TPL que los docentes plantean, para darle significado a las tareas que realizan y para desarrollar los TPL en general. En relación con el error en la medición no se registraron opiniones positivas: el cálculo de errores les fue presentado con un grado de dificultad formal que superaba su capacidad de comprensión.

Mediante observaciones de clases de laboratorio, se detectó además que los estudiantes no utilizan criterios de validación internos, recurriendo a la lógica o al saber disciplinar. Los criterios suelen apelar a una autoridad: el docente, un libro, la guía de trabajos prácticos o un compañero. Estas observaciones reflejan que los estudiantes realizan los TPL mecánicamente, sin tomar decisiones en función de los objetivos, probablemente porque no les resultan claros: siguen el procedimiento pero sin saber cuál es la pregunta a contestar.

Propuesta

Como conclusión, y en palabras de Diego Petrucci: “Hay mucha distancia entre lo que los docentes proponen y lo que a los estudiantes les resulta útil para su aprendizaje. Por ello pensamos en diseñar laboratorios cuya finalidad es asistir al aprendizaje de aquellos conceptos más difíciles de asimilar.”

Sobre la base de sus investigaciones, el grupo avanzó en el diseño de TPL con una modalidad no tradicional, en la cual se propone que los estudiantes se involucren con la tarea y que ésta les represente un desafío que puedan resolver experimentalmente. La tarea se constituye en una secuencia de actividades integradas, en la cual los alumnos toman decisiones de modo no arbitrario, avanzando hacia el objetivo y entendiendo lo que hacen. Tres TPL diseñados con esta modalidad han sido implementados con resultado satisfactorio. “De este modo, no sólo se favorece el aprendizaje de conceptos, sino que estos laboratorios fomentan una forma de hacer y de concebir a la física que supera la idea de un montón de fórmulas y conocimientos arbitrarios, mostrándola como un campo al que ellos pueden darle sentido y tomar dediciones en función de lo que saben”.

Después de todo, quienes enseñamos física mediante experimentos y demostraciones estamos presentando a los alumnos una forma nueva de dialogar con la Naturaleza: hacemos las preguntas mediante el experimento e interpretamos la respuesta que ella nos da a nuestra manera particular de preguntar. Y como sucede con cualquier presentación, las primeras impresiones son importantes, de modo que les debemos a los interlocutores la reflexión sobre qué queremos enseñar y qué es lo que realmente enseñamos con los laboratorios.

Para contactarse con el grupo, escribir a dpetrucc@ungs.edu.ar

Referencias:

  1. Programa Mejoramiento del Sistema de Información Universitario
  2. “Propuesta de modalidad de trabajo práctico de laboratorio para el nivel universitario básico”. Petrucci Montino, Pérez y Ure. VI ENPEC, Universidade de Santa Catarina, 2007.
  3. “Concepciones de los docentes universitarios sobre los trabajos prácticos de laboratorio”. Antúnez, Pérez y Petrucci. En prensa en la Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências. 2008.
  4. “¿Magia o Física? Los estudiantes universitarios y los trabajos prácticos de laboratorio”. Petrucci, Montino y Ure. Memorias del 8vo SIEF 2006.
  5. “Cómo ven a los trabajos prácticos de laboratorio de física los estudiantes universitarios” Petrucci, Ure, Salomone. Revista de Enseñanza de Física, 19 (1), pp. 7-20. APFA, 2006.

Nota: Las referencias 2, 3 y 4 pueden solicitarse en formato PDF a la dirección de e-mail mencionada arriba.

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