Sobre una Metodología con enfoque integrador (página 2)

Si bien es cierto que en la mayoría de los casos
que se encuentran (tanto de programas como de
libros) y
particularmente en Cuba, se puede
constatar la tendencia de estructurar la Física de acuerdo a
un enfoque histórico-lógico; o sea, desde las
formas de movimiento
físico más asequibles a los órganos
sensoriales y más antiguamente reconocidas por el hombre
(movimiento mecánico del macrocuerpo), hasta las
más indetectables para la percepción
humana directa y que han sido más modernamente estudiadas
(movimiento cuántico de micropartículas);
también es una realidad, el que se encuentre con relativa
frecuencia el que se cometan imprecisiones con relación a
los aspectos fundamentales a tener en cuenta para poder
diferenciar con verdadero rigor científico, los diferentes
tipos de movimiento físico de la materia.

Así las cosas, en ocasiones se comete la
imprecisión de utilizar solamente la pequeñez de
tamaño del objeto de estudio, como indicador suficiente
para distinguir entre un movimiento físico de tipo
mecánico-newtoniano y uno de tipo cuántico;
llegándose por implicación, a la incorrecta
conclusión de que el movimiento de los microcuerpos
sólo puede ser descrito conforme al segundo de los tipos
de movimiento anteriormente citados. Esta cuestión es
evidentemente incierta y como contraejemplo basta recordar lo
satisfactorio que resulta la descripción newtoniana del movimiento de
los electrones cuando se trata del movimiento de estos dentro de
un tubo de pantalla de televisión.

Dificultades análogas surgen, pero provenientes
de la cronología histórica real con que fueron
estudiados diferentes tipos de movimiento físico y
consecuentemente elaboradas sus teorías
fundamentales. Así el presentar a los alumnos fronteras
divisorias dentro de esta disciplina,
como la que hace la escisión entre: Física
clásica y Física Moderna, obviamente conlleva a
formar una equivocada noción en el alumno, quien llega a
pensar que en última instancia es dudosa la unidad de la
Física, por cuanto desde dicho enfoque todo parece indicar
que los fenómenos y las leyes objetivas
de la naturaleza que
existían "antes", son absolutamente diferentes a los que
existen "ahora".

Tipos de movimientos físicos en lugar de
evolución histórica del cuadro
físico.

Con vistas a eliminar dificultades como las
anteriormente planteadas, en este trabajo se
considera que una manera eficaz de presentar a los alumnos los
tipos verdaderamente diferentes de movimiento físico de la
materia que estudia esta disciplina (mecánico,
térmico, electromagnético y cuántico) se
logra, si al sistema de
indicadores
que para este fin han sido propuestos por J.
Ducongé:

• Tipo de portador del movimiento.
• Principales características del
  movimiento.
• Leyes que describen las regularidades.
• Se le añade el indicador:
• Modelo físico usado

Y además se le hacen las precisiones a los
restantes indicadores que se muestran en la Tabla 2 (ver Anexo
1); la cual ha sido elaborada en el presente trabajo para los dos
tipos de movimientos que se abordan dentro de la asignatura
Física I en cuestión.

Por cuanto lo "fundamental" en la Física
está basado en las ideas y teorías que van
mostrando su relevancia en determinados períodos del
desarrollo de
esta ciencia, esta
categoría posee indiscutiblemente un carácter históricamente determinado.
La historia de la
Física es pródiga en situaciones que ilustran este
hecho; baste citar como ejemplo de ello que durante el predominio
del llamado hoy Cuadro Mecánico-Clásico del Mundo y
que surgiera a partir de los finales del siglo XVII, sólo
se reconocía un tipo de materia (la sustancia); mientras
que posteriormente a partir del surgimiento del llamado Cuadro
Electromagnético en la segunda mitad del siglo XIX, ya se
comenzó a considerar la existencia de dos tipos de materia
(la sustancia y el campo). Es por ello que a la hora de
establecer aquellos contenidos que por ostentar tal
categoría pasarán a formar parte de la
Física como disciplina docente, es imprescindible realizar
el análisis de lo que resulta "actualmente
fundamental" en dicha ciencia durante el período
histórico concreto de
que se trate.

La inclusión de elementos básicos de la
Teoría
del Caos

Haciendo un estudio de este tipo a partir de información actualizada, se llega a la
conclusión de que en el dominio de los
movimientos de tipo mecánico que se estudian dentro del
programa
tradicional denominado Física I (como es el caso del de
Ingeniería Química), encuentra
uno de sus espacios de manifestación, un tipo muy singular
de movimiento que es denominado como "caótico" y que ocupa
la atención de muchas investigadores de la
Física actual.

Este movimiento caótico, explicado por un cuerpo
de conocimientos ya hoy suficientemente desarrollado y que se
conoce en la literatura como
Teoría del Caos, posee para la vanguardia de
la Física actual, una enorme importancia teórica y
práctica; llegándose a afirmar por algunos que esta
teoría conjuntamente con la Teoría de la
relatividad y la Teoría cuántica pueden
considerarse como los aportes más trascendentales de la
Física del presente siglo.

Esta teoría estremece a la vez que enriquece la
concepción usual que se forman los alumnos en un curso de
mecánica tradicional (no caótica);
al mostrarles cómo ciertos sistemas
aparentemente sencillos y descritos por leyes expresadas
matemáticamente con pleno determinismo; pueden llegar a
presentar un comportamiento
realmente extravagante y que se torna prácticamente
indistinguible del azaroso.

Dada la significación que los resultados
esenciales de esta teoría tienen para la
conformación de una adecuada concepción en los
alumnos de aspectos relevantes del cuadro físico tales
como: predictibilidad, determinismo, causalidad, carácter
y descripción estadísticos de un movimiento, etc.;
en el presente trabajo se considera que en la actualidad un
programa docente de Física no puede dejar de contemplar
dentro de su cuerpo, al menos los elementos esenciales de esta
teoría. Es por ello que se considera la inclusión
de dicha temática en el programa, como un requisito
necesario para que dicho programa pueda alcanzar la
categoría de adecuado, con la significación que le
fue definida a este término al comienzo de este
trabajo.

La anterior inclusión se produce dentro del
bloque correspondiente al movimiento de tipo mecánico, y
da lugar a las modificaciones siguientes:

• A la predictibilidad total hay que añadir la
  predictibilidad "limitada" (o a corto plazo).
• A las teorías de estudio hay que añadir
  la T. del Caos.

Por su parte, los aspectos relativos a la
implementación más detallada de tales elementos
dentro del programa e incluso dentro
del proceso
docente propiamente dicho, además de poder ser apreciadas
en una sección posterior de este trabajo, puede
también ser analizadas en un artículo del mismo
autor de este estudio.

El último gran elemento que la Física como
ciencia le tributa a esta disciplina en su carácter
docente, es el relacionado con su lógica
propia; o sea, con el sistema de nexos y procedimientos de
carácter esencialmente científico que son los
responsables en última instancia, de que el cuerpo de
conocimientos de esta materia rebase la condición de una
simple rama del saber y se reconozca bajo la categoría de
ciencia.

La lógica de la ciencia
responde a la estructura y
movimiento propio de su objeto, a la vez que a las relaciones del
hombre con
dicho objeto; siendo en ella lo fundamental la
determinación de las relaciones esenciales que constituyen
el núcleo de la teoría que puede ser capaz de
explicar todo un conjunto de fenómenos y objetos de la
realidad. A estos efectos Albert
Einstein afirmó: "la tarea suprema de la Física
consiste en descubrir las leyes fundamentales más
generales, de las cuales lógicamente se podría
extraer el cuadro del mundo".

Es por las razones anteriormente expresadas que en el
presente trabajo se defiende la validez de la confección
de programas de Física que consideren importante la
incorporación de la lógica de esta ciencia, a fin
de que propicien el desarrollo de un curriculum de
tipo epistemológico. Ello significa concebir para el
alumno el modo de aprender que se expresa en el espíritu
científico, en el modo típicamente humano de
aprender que partiendo de lo cotidiano, se va autocorrigiendo y
perfeccionando. Es el concebir la ciencia no como un saber
dogmático e intocable que hay
que aceptar de forma bíblica; sino como el modo de
proceder de los científicos "que busca la verdad con
esfuerzo y constancia, abordando tanto problemas
reales como ideales, haciendo interactuar la teoría para
mejorar la práctica y revisando aquella con
ésta".

Este proceder, aunque también utilizado en las
clases tanto teóricas como prácticas que se
desarrollan usualmente fuera de un ambiente
típico de laboratorio,
es precisamente durante la aplicación del método
científico experimental que hacen los alumnos en sus
clases de laboratorio, donde éste alcanza su más
pleno campo de ejercitación y de apropiación por
parte los alumnos. En este tipo de actividad; a través de
la modelación, de la formulación de hipótesis, de la aplicación de
teorías; así como por medio de la
verificación o falsación de los resultados a que
dicha teoría conduce; es que logra el alumno el más
preciso modo de determinar tanto el tipo de movimiento
físico que se le presenta, como la teoría
fundamental que él debe tomar para explicarlo.

Luego en conclusión se llega a que de los
últimos o actuales resultados obtenidos en el campo de la
Física como ciencia, lo que por su notable significado en
las concepciones esenciales que deben alcanzar los alumnos
(vinculadas con la apropiación del cuadro físico
que se aborda dentro del programa de la asignatura Física
I, o sea con los movimientos de tipo mecánico y
térmico); debe ser incorporado en el citado programa,
resulta ser lo referente a la Teoría del Caos.
Evidentemente, conforme a lo planteado anteriormente y debido a
la complejidad de dicha teoría, sólo se
prevé a este nivel el estudio de sus rudimentos o
elementos fundamentales.

Así mismo se reconoce la importancia de la
utilización de la lógica de la ciencia como
elemento indispensable para poder desarrollar en los alumnos la
capacidad de identificar y lograr explicar los diferentes tipos
de movimiento físico del objeto de estudio; así
como para conformar a partir de dichos movimientos, un
verdaderamente científico Cuadro Físico del
Mundo.

LA PROFESIONALIZACIÓN

La dirección del Ministerio de Educación
Superior en Cuba desde hace algunos años ha convertido
en una de sus direcciones de trabajo priorizadas, la
búsqueda de la excelencia de la enseñanza de la Ingeniería;
concibiendo esta sobre la base de su integración con el contorno social y de
modo que se enfatice en los conocimientos y habilidades que
satisfagan por una parte, la versatilidad en el desempeño profesional del graduado, y por
otra, los niveles científicos que permitan tanto asimilar
y aplicar los logros científico-técnicos, como
generar nuevos conocimientos.

Respecto a la anterior problemática, el
Viceministro primero de este organismo, Dr. Miguel Torres
Hernándes ha apuntado que: "más que suministrar
información, el formador de Ingenieros tiene que
enseñar a procesar e
interpretar la información; más que demostrar hay
que enseñar a hacer".

Estos criterios están en plena concordancia con
los propósitos que en este sentido se establecen las
instituciones
formadoras de ingenieros en muchos otros países. Es
particularmente interesante apuntar como se da tal congruencia en
un país de alto desarrollo tecnológico como es el
caso de los Estados Unidos de
Norteamérica. En este país, el presidente de la
llamada Sociedad
Americana de Enseñanza de la Ingeniería (A.S.E.E.)
ha planteado que la piedra angular para el perfeccionamiento de
la enseñanza de la Ingeniería con vistas al siglo
XXI está constituida por los llamados "Criterios del 2000
de la A.B.E.T." (Acreditation Board for Engineering and
Technology), los cuales expresan que los programas de
Ingenierías deben contribuir a que sus graduados tengan
habilidades como las siguientes:

Aplicar conocimientos de matemática, ciencias
naturales e
ingeniería.

Diseñar y conducir experimentos,
así como de analizar e
interpretar datas.

Funcionar en equipos multidisciplinarios.

Identificar, formular y resolver problemas
ingenieriles.

Comunicarse eficazmente.

Estos criterios además de evidenciar una gran
analogía con respecto a los establecidos en Cuba; permiten
apreciar la vinculación que los mismos tienen con la
disciplina de Física, según las ideas que
actualmente se tienen acerca de qué y cómo debe
enseñarse esta ciencia.

Estudio de la importancia de la Física dentro
del contexto de una asignatura integradora.

Con respecto a la disciplina Física, el Plan de Estudios
de la carrera de Ingeniería Química plantea que a
la misma le corresponde la función de
presentar las principales teorías de la Física y
sus aplicaciones en el campo de acción
de este tipo de ingeniero; por lo que se reconoce tanto la
importancia gnoseológica de las teorías
fundamentales, como que sus aplicaciones deben estar dirigidas
fundamentalmente hacia aquellos objetos o procesos que
resultan de interés
dentro del dominio de desenvolvimiento de este profesional. Estos
últimos aspectos, como se podrá notar, guardan una
gran correspondencia con las ideas acerca de la
fundamentalización y la profesionalización de la Física que
se han venido manejando en este trabajo.

Es por ello que con vistas a determinar con
precisión las condiciones específicas en que los
conocimientos y las aplicaciones de la Física, resultan
necesarias para que los alumnos puedan lograr una adecuada
comprensión de las propiedades y el movimiento del objeto
de la profesión; como parte de este trabajo se
realizó un estudio a este respecto con las
características que se describen a
continuación.

Se partió por realizar un grupo de
entrevistas o
consultas a profesores de experiencia de dicha carrera y que
ocupan cargos de responsabilidad
científico-metodológica, tales como Jefes de
Carrera, de Disciplina, etc.

Por medio de estas consultas fue recogido un grupo de
criterios que conjuntamente con otros que de la propia
Física maneja el autor de este trabajo, permitieron
conformar una determinada relación de elementos y
condiciones de aplicación que resultan de vital
importancia para la profesionalización de la Física
en esta carrera.

A pesar de no estar explícitamente contemplados
en el correspondiente programa de la disciplina de Física,
varios de los componentes de la citada relación, ya se
venían trabajando desde hace algún tiempo durante
la impartición de las asignaturas de esta materia, debido
a la iniciativa y al afán de perfeccionar la misma que
poseen los miembros del colectivo de profesores de esta
disciplina en la Univ. de Camagüey.

Esto a su vez permitió confeccionar y aplicar un
instrumento de medición que posibilitara la evaluación
de la importancia real que en el contexto territorial
específico de los futuros graduados, tienen los citados
elementos.

Conforme a los propósitos perseguidos, se
consideró como una forma apropiada, la medición del
reconocimiento que hacen los propios alumnos de que lo aprendido
en Física, les hubiera realmente ayudado a satisfacer los
requerimientos de trabajo práctico-profesional que impone
el desempeño de ellos dentro de una asignatura principal
integradora.

La carrera de Ingeniería Química posee
como núcleo fundamental de la enseñanza de la
profesión, una disciplina principal integradora que como
"columna vertebral" de la carrera se imparte a lo largo de los 5
años que dura la misma y que se denomina Ingeniería
de Procesos, constituida a su vez por 5 asignaturas de igual
carácter.

La asignatura principal integradora elegida fue
Ingeniería de Procesos II, la cual se desarrolla de forma
concentrada en el período que media entre el primer y
segundo semestre del segundo año de la carrera. A esta
altura, los alumnos ya han terminado su segunda asignatura de
Física; lo cual significa que han recibido los contenidos
de Física relativos a la Teoría newtoniana de la
Mecánica, la Teoría Especial de la
Relatividad, la Teoría cinético-molecular, la
Termodinámica, la Teoría
electromagnética de Maxwell y la Optica
ondulatoria.

Como instrumento de medición fue utilizada una
encuesta,
sobre la base de preguntas en su mayoría de tipo cerrado,
aunque también incluyó algunas de tipo abierto
donde los alumnos pudieran expresar respuestas no directamente
previstas por el diseño.
Este cuestionario
contempló el análisis por parte de los alumnos de
la relación que se había establecido entre
conocimientos y habilidades aprendidas en Física y los
requerimientos que les había impuesto durante
el trabajo, la
ya citada asignatura principal integradora.

La encuesta abarcó el análisis de aspectos
tales como: magnitudes con sus unidades, conceptos y leyes;
así como expresiones de cálculo.
Según el caso, se preguntaba además si se
había hecho uso de la medición o del
cálculo

La aplicación de este instrumento fue realizada
al total de alumnos del segundo año de la especialidad en
cuestión y se cuidó de que dicho proceso cumpliera
con características tales como: la de ser desarrollada en
una ocasión conveniente, luego de la creación por
parte de los profesores investigadores de un adecuado clima de
colaboración, y consumiendo un tiempo de respuesta de los
alumnos relativamente breve (en realidad fue de aproximadamente
12 minutos); por lo que los resultados de dichas respuestas
pueden considerarse razonablemente confiables.

Expresando el grado de relación que se logra en
cada aspecto, como el valor en
porcentaje de la fracción correspondiente al número
de alumnos que reconocieron la utilización de los
contenidos de Física, respecto del total de alumnos
encuestados; se pueden ordenar algunos de los resultados
más interesantes de los vinculados con los movimientos de
tipo mecánico y térmico que se estudian en la
asignatura de Física I..

Análogamente se encontró el grupo de
unidades de mayor frecuencia de utilización para las
magnitudes físicas más empleadas.

Como conclusiones del anterior análisis se tiene
que no predomina en la esfera de la profesión el uso del
Sistema Internacional de Unidades; por lo que se deriva la
importancia de incluir en las clases de Física el uso de
unidades complementarias a las propias del S.I. que son las que
habitualmente se vienen usando en dichas clases.

Los resultados fundamentales de la citada
evaluación fueron sometidos de nuevo al juicio de
profesores de esta carrera, quedando confirmado que entre los
aspectos más importantes que en el sentido de la
profesionalización y dentro del marco de lo abordado en la
asignatura de Física I, se encuentran los anteriormente
señalados.

Como conclusiones de los resultados del estudio
realizado con ayuda de la encuesta, se pueden derivar las
siguientes:

• Se constata que a pesar de ser la Ingeniería
  de Procesos II una Asignatura Principal Integradora de las de
  menor nivel de exigencia profesional, por encontrarse la misma
  al inicio de la carrera; se manifiesta en ella un satisfactorio
  grado de relación entre contenidos aprendidos en la
  Física hasta ese momento y procesos inherentes a los
  objetivos de
  la acción y a las esferas de actuación de este
  tipo de profesional.
• En la mayoría de las magnitudes físicas
  empleadas por los alumnos en esta asignatura integradora, la
  medición es más frecuente que el
  cálculo.
• Hay aspectos que debido al incipiente
  desempeño profesional de los alumnos en esta etapa,
  alcanzan índices de relación que son bajos; a
  pesar de saberse por vía de los expertos de la
  profesión que fueron consultados, que estos son de gran
  significación para la profesión.
• Debe ampliarse el manejo de unidades de magnitudes
  físicas ajenas al S.I., y el estudio experimental de la
  viscosidad de
  líquidos.

Estrechamente ligado a los aspectos de medición y
estudio experimental que se contemplan en los puntos 2 y 4 de las
anteriores conclusiones derivadas del
análisis de la encuesta; se encuentra uno particularmente
importante, y es el referido a la lógica que caracteriza
el dominio y empleo de los
contenidos de la Física en el campo ingenieril.

La lógica ingenieril no se orienta hacia el
descubrimiento de nuevos conocimientos y a su conformación
en teorías, como corresponde al caso de la lógica
de la ciencia; sino a la modelación de los procesos reales
a partir de los sistemas teóricos de la ciencia que forman
parte del bagaje del profesional, a fin de dar respuestas a
problemas de la producción, con criterios de eficacia no
sólo científico-técnica, sino además
económica y de sostenibilidad ecológica.

Desde hace algún tiempo ya en la literatura se ha
reconocido que la Física es quizás la primera
disciplina que tiene la posibilidad de contribuir al logro de
esta lógica del profesional; de allí que
actualmente, a pesar de que se reconozca plenamente que el objeto
de la Física como disciplina docente no se identifica con
el objeto propio de la profesión; se desarrollan estudios
orientados a que; sin perder el carácter de ciencia
básica que le es esencial a la Física dentro de las
carreras de Ingenierías, ésta pueda contribuir de
forma bastante directa a la conformación del modo de
actuación del profesional. Ello se logra por medio del
empleo de elementos esenciales de dicha lógica, durante
actividades de resolución de problemas que bajo
condiciones cuasi-profesionales pueden llevar a cabo los alumnos
dentro de las clases prácticas de esta materia.

Luego en resumen puede afirmarse que la
profesionalización del programa de una disciplina
básica como la Física, está lejos de
confundirse con un enfoque reduccionista o simplificador que
lleva a implementar un insensato "Practicismo", equivalente a
tomar sólo fragmentos aislados del cuerpo fundamental de
la Física, con el único propósito de
supeditarse plenamente a las necesidades más evidentes
e inmediatas de la profesión
donde ella se imparte.

La profesionalización que en este trabajo se
defiende, lo que se propone es precisar, por un lado, aquellas
condiciones de aplicación de las teorías y principios
físicos fundamentales que elevan la motivación
de los alumnos y evitan la posibilidad de cometer excesivos
"Teoricismos"; mientras que por el otro, permiten contribuir
realmente a que los estudiantes se apropien de los elementos
esenciales de la lógica de su profesión, todo lo
cual redunda en última instancia en un más
orgánico aprendizaje, y en
una mayor posibilidad de transformación de la realidad a
partir de la propia ciencia, cuando se desenvuelvan como
profesionales.

LA FUNDAMENTACIÓN
PSICOPEDAGÓGICA

Durante muchos años se ha venido considerando
como un hecho habitual que los programas docentes, ya
sea de disciplina o de asignatura, estén compuestos por
solo dos dimensiones fundamentales, a saber: los objetivos y los
contenidos; o dicho de otra manera, por componentes de los
llamados no personales del proceso docente educativo.

Lo anterior lleva implícito la concepción
de que para determinar los objetivos y los contenidos de la
enseñanza, no es esencial tener en cuenta ni los
conocimientos y expectativas que portan los alumnos al momento de
ingresar en un curso, ni los resultados actuales de las investigaciones
realizadas acerca de las regularidades del proceso de
asimilación. Esta posición como resulta evidente,
significa asumir un enfoque de la enseñanza que localiza
su centro en el profesor y que
se basa solo en la visión que tiene éste tanto de
la materia de estudio, como de las peculiaridades de los
alumnos.

En conjunción con estas ideas, investigadores del
Centro de Estudios de Educación "Manuel F.
Gran" de Santiago de Cuba, al referirse al perfeccionamiento
actual de la enseñanza de la Física, plantean que
una de las direcciones fundamentales en que debe orientarse el
mismo debe ser "la formación de habilidades
prácticas y profesionales que tienen como premisa el
desarrollo del pensamiento
lógico; aspecto este último que no se aborda en la
actualidad en los programas".

Además también desde hace no poco tiempo y
en el propio país se afirma que la lógica del
proceso docente está fundamentalmente determinada por la
lógica de la asimilación y el dominio de los
contenidos por parte de los alumnos.

Es por ello que en el presente trabajo se considera que
es fundamental la incorporación de una "tercera
dimensión" a los programas de Física, que quede
determinada por lo relacionado con el fundamento
psicopedagógico de la concepción didáctica que se desarrollará. Esto
permite, por un lado, dirigir adecuadamente el aprendizaje de
lo nuevo a partir de lo ya conocido por el alumno; y por el otro
lado, poder desarrollar las habilidades propias del pensamiento
lógico; lo cual significa proceder consecuentemente con el
Principio de la enseñanza que desarrolla, que como se sabe
es uno de los pilares de la teoría
histórico-cultural del destacado psicólogo Lev.
Vigotsky.

Los alumnos deben desarrollar la suficiente destreza en
el razonamiento científico, que les permita aplicar los
conceptos y las representaciones de la Física, en el
análisis y la interpretación de fenómenos simples.
Sin embargo estos objetivos intelectuales
son a menudo ignorados cuando la instrucción está
fundamentalmente concebida de forma tradicional.

Aunque las necesidades de diferentes poblaciones
estudiantiles varían, hay un núcleo común de
aspectos intelectuales que son importantes en cualquier curso de
Física y que resultan de tanta o en ocasiones de mayor
importancia que la elección de cualquier conjunto de
tópicos específicos de esta materia.

Los objetivos que se deben pretender con respecto a los
aspectos del pensamiento lógico de los alumnos quedan
esencialmente formulados a través de un conjunto de
interrogantes como las siguientes:

• ¿Qué valor se le otorgará a la
  adquisición del conocimiento
  descriptivo, frente a las habilidades de razonamiento
  científico?
• ¿Se espera que los alumnos desarrollen la
  suficiente destreza en el razonamiento cualitativo que les
  permita interpretar nuevas situaciones físicas en
  términos de los conceptos que han sido
  desarrollados?
• ¿Se quiere que los alumnos vean a la ciencia
  como un conocimiento estático (un cuerpo de hechos
  establecidos), o como un proceso dinámico (un modo de
  indagar acerca de la naturaleza del mundo)?
• ¿Cuánto énfasis se hará
  en el cómo se sabe a diferencia de lo que se
  sabe?
• ¿Cuán importante es que los alumnos
  aprendan a reconocer que es y que no es una evidencia
  científica, que es y que no es una explicación
  científica?

En las últimas décadas las investigaciones
relacionadas con las teorías del pensamiento y los
modelos de
aprendizaje han alcanzado importantes logros que sin duda han
tenido su repercusión en la esfera de la
enseñanza.

Si en particular se trata de la enseñanza de las
ciencias, la
literatura internacional muestra tanto de
forma explícita como implícita, que los modelos de
asimilación mayoritariamente utilizados en la actualidad
pertenecen al paradigma
denominado constructivista.

Aunque los propios autores de revisiones
bibliográficas de este campo hacen la salvedad que dentro
de este paradigma subsisten un grupo de diversas corrientes
constructivistas que se distinguen por pequeñas
diferencias de enfoque; en lo fundamental se puede plantear que
el enfoque constructivista acerca de cómo es adquirido el
conocimiento
científico, se puede resumir de la siguiente forma
"todos los individuos deben construir sus propios conceptos, y
el
conocimiento que ya ellos tienen afecta significativamente lo
que ellos pueden aprender. El estudiante ha de ser visto no como
un pasivo recipiente de información, sino como un
participante activo en su creación. El aprendizaje
significativo, el cual denota la habilidad de interpretar y
usar el conocimiento en situaciones no idénticas a
aquellas en las cuales este fue inicialmente adquirido, requiere
de un compromiso mental profundo del aprendiz".

Aunque los especialistas en psicología consideran
que el enfoque constructivista a lo largo de su desarrollo ha
estado
vinculado a notables autores como J. Piaget,
J.Bruner, D. Ausubel, y J.
Novak, entre otros; es un hecho también ampliamente
reconocido, que le corresponde a L. Vigotsky, el mérito de
haber desarrollado un sistema de ideas, que al incorporar la
naturaleza esencialmente social y no individual que posee el
proceso constructivo de aprendizaje, y en el que juega un papel
crucial su concepción acerca de la denominada "zona de
desarrollo próximo"; se convierte en el marco
teórico y metodológico más
satisfactoriamente hasta ahora obtenido para el entendimiento y
aplicación del citado enfoque constructivista.

Por cuanto el presente trabajo se adscribe a la
posición de un constructivismo
social como paradigma fundamental de aprendizaje, y con vistas a
que pueda apreciarse como los modelos de aprendizaje que dentro
de este enfoque han sido elaborados en la actualidad para el
campo específico de la Física, se corresponden en
última instancia con los presupuestos
teóricos esenciales de Vigotsky; a continuación se
describen los elementos básicos del enfoque de este
autor.

De acuerdo a estudios recientes, el asumir el llamado
enfoque histórico-cultural de L.Vigotsky como fundamento
de una concepción pedagógica, significa considerar
como rectoras de la educación a un
grupo de regularidades como las que se exponen a
continuación:

Principio del carácter científico del
proceso de enseñanza. Con una concepción
dialéctica del reflejo mental de la realidad por medio de
la ascensión de lo abstracto a lo concreto en el
pensamiento y que se relaciona con la formación de
abstracciones y generalizaciones de tipo no sólo
empírico, sino y sobre todo de tipo teórico; se
considera que uno de los objetivos centrales del aprendizaje
escolar, consiste en la asimilación por el estudiante de
los conocimientos científicos de su época y la
formación en su personalidad
de una actitud
científica hacia los fenómenos de la realidad
natural y social, en fin un pensamiento
científico.

Principio de la enseñanza que desarrolla. Si
importante es considerar las características
psicológicas logradas por los alumnos en un determinado
período de la vida, más esencial aún resulta
tener en cuenta la esfera de sus posibilidades de desarrollo
(zona de desarrollo próximo).

Principio del carácter consciente. Los
estudiantes sólo pueden llegar a un verdadero nivel de
conciencia de los
conocimientos, cuando éstos no son recibidos de forma ya
previamente elaborada, sino cuando los propios alumnos en su
actividad revelan las condiciones de su origen y
transformación.

Principio del carácter objetal. Es importante
determinar aquellas acciones
específicas que son necesarias para revelar el contenido
del concepto que se
pretende formar y para representar dicho contenido primario en
forma de modelos conocidos, ya sean de tipo material,
gráfico o verbal.

Estas ideas anteriores, han sido reconocidas como de
gran valor en una gran variedad de comunidades de educadores. En
el campo particular de la enseñanza de la Física,
estas regularidades han ido encontrando expresiones
específicas que contribuyen a elevar la posibilidad y
eficacia de su aplicación en el proceso educativo. Una
síntesis de tales formulaciones, conforme a
la opinión tan autorizada en esta esfera como la del
Profesor: E. Redish (Editor principal de la Comisión
Internacional de Enseñanza de la Física) y L.
McDermott (Directora del Grupo de Enseñanza de la
Física de la Universidad de
Washington y ganadora del Premio R.A.Millikan en 1990), se
presenta a continuación:

El Principio constructivista. Los estudiantes construyen
sus ideas y observaciones, organizando en patrones o modelos
mentales lo que ellos ven y oyen. Los modelos mentales constan de
proposiciones, imágenes,
reglas de procedimiento y
condiciones como las de los contextos en los que ellos han de ser
usados. Pueden ser incompletos y contener elementos
contradictorios; no tienen fronteras rígidas, por lo que
elementos similares pueden generar confusión; y pueden
además ser localizados, o sea, que ellos pueden estar
asociados con un ambiente particular o una clase de
problemas.

El Principio del contexto. Es razonablemente
fácil aprender algo que se acopla o que amplía un
modelo mental
ya existente. Es difícil aprender algo de lo que casi no
se sabe nada. Todo lo que se aprende es por vía de la
interpretación desde cierto contexto, por lo que las
analogías juegan un papel fundamental en el
aprendizaje.

El Principio del cambio. Es muy
difícil cambiar sustancialmente un modelo mental
establecido. Los ambientes donde los alumnos son convocados a
esclarecer y someter a confrontación los modelos mentales
que ellos tienen; son más efectivos para lograr el cambio,
que aquellos donde simplemente se les presenta desde el inicio la
información correcta. Para cambiar un modelo mental, el
sustituto debe poseer rasgos tales como: ser comprensible, ser
factible, debe estar en fuerte conflicto con
predicciones basadas en el modelo existente y además debe
parecer útil.

El Principio de Función de distribución. Debido a que cada individuo
construye sus modelos mentales basándose en experiencias y
elaboraciones propias, diferentes alumnos tienen distintos
estilos de aprendizajes y respuestas. No hay una única
respuesta a la pregunta de cuál es la mejor forma de
enseñar un tema particular. La experiencia propia del
profesor en su aprendizaje, suele ser una guía
pésima para obrar con los alumnos. Para saber lo que los
alumnos conocen no basta con preguntarles, es menester aprender a
observarles y a escucharles casuísticamente.

Con relación al último de estos principios
y especificando el análisis al dominio de alumnos que
usualmente ingresan a realizar estudios de Ingenierías, se
han realizado interesantes estudios que aportan modelos
clasificatorios de los distintos estilos de aprendizaje de los
estudiantes; o sea, las diferentes preferencias, fortalezas,
debilidades, etc. que éstos muestran para recibir y
procesar la información.

Unos estudiantes tienden a concentrarse en los hechos,
datos y
algoritmos
mientras que otros se sienten más cómodos con las
teorías y los modelos matemáticos. Algunos
responden intensamente a formas visuales de información
como cuadros diagramas y
esquemas, mientras que otros toman más a partir de formas
verbales como explicaciones escritas u orales. Algunos prefieren
aprender activa e interactivamente, mientras que otros operan
más introspectiva e individualmente.

Si los profesores enseñan exclusivamente en la
forma que menos se aviene al estilo de aprendizaje de sus
alumnos; el nivel de inconformidad de estos puede ser tan grande
que llegue a interferir significativamente en el aprendizaje.
Pero por otro lado, si los profesores enseñan en la forma
que más se adapta al estilo de aprendizaje que sus alumnos
prefieren, los estudiantes no desarrollan la capacidad mental que
ellos necesitan para alcanzar su potencial de éxito
como alumno y como futuro profesional.

Por tanto uno de los objetivos de la educación
debe ser ayudar a los alumnos a construir sus habilidades tanto
en los modos de aprendizaje que ellos prefieran como en los que
no. Los modelos de estilos de aprendizaje que caracterizan estos
modos, proporcionan buenas referencias para diseñar la
instrucción con la amplitud deseada.

Según se plantea, uno de los modelos de estilos
de aprendizaje que más ha ayudado al perfeccionamiento de
la enseñanza en el área de Ingenierías es el
denominado Modelo de Estilos de Aprendizaje de Kolb. Este modelo
clasifica a los alumnos teniendo en cuenta sus preferencias
por:

• Experiencia concreta o conceptualización
  abstracta (cómo toman la información)
• Experimentación activa u observación reflexiva (cómo
  interiorizan la información)
• Los 4 tipos de alumnos según este esquema de
  clasificación son:
• Tipo1- Concreto, reflexivo (lo característico
  es el ¿por qué?)
• Tipo2- Abstracto, reflexivo ( " ¿qué?
  )
• Tipo3- Abstracto, activo ( "
  ¿cómo?)
• Tipo4- Concreto, activo ( " ¿qué
  si?)

Sin embargo, la enseñanza en Ingenierías
tradicionalmente se ha focalizado casi exclusivamente en la
presentación formal del contenido (conferencias), un
estilo que resulta cómodo sólo para los alumnos del
tipo2. Para llegar a todos los tipos de alumnos, que es lo que
según este autor se ha dado en llamar "enseñanza en
círculo"; el profesor debe explicar la relevancia de cada
nuevo tópico (tipo1), presentar la información y
los métodos
que son básicos para el nuevo material (tipo2),
proporcionar oportunidades para practicar en los métodos
(tipo3), y estimular la búsqueda de aplicaciones
(tipo4).

Estas poderosas generalizaciones han sido logradas a
partir de un minucioso trabajo que en el campo investigativo de
la enseñanza de las ciencias en general, y en particular
en la investigación en la enseñanza de la
Física, se ha venido desarrollando con considerable auge
en el ámbito internacional durante los últimos 15
años.

Tal ha sido el impacto de los resultados investigativos
provenientes del área de la enseñanza, que muchos
profesores, como es el caso del autor de este estudio; se suman
al reconocimiento de la importancia y la necesidad de llevar a
cabo un trabajo profesoral en la Física que se corresponda
con lo que se ha dado en llamar "el ciclo de la McDermott".
Según esta autora, el desarrollo curricular de la
Física debe estar orientado a la búsqueda de un
adecuado balance entre contenido y proceso, entre ciencia como
conocimiento y ciencia como un modo de saber; por lo que para que
el curriculum de esta materia resulte eficaz, es necesario
desarrollar un proceso compuesto de tres partes:

• Conducir investigaciones sistemáticas de
  cómo piensan los alumnos acerca de la Física,
  antes, durante y después de la
  instrucción.
• Utilizar los resultados de estas investigaciones para
  guiar el desarrollo curricular.
• Diseñar, probar, modificar y revisar los
  materiales
  instruccionales en el salón de clases, en el cual se
  encuentra continuamente disponible la retroalimentación detallada a partir de
  los alumnos.

En este enfoque se considera además que estas
tres partes, a saber, la investigación, el desarrollo
curricular y la instrucción propiamente dicha; constituyen
componentes de un proceso que a la vez es continuo, interactivo e
iterativo.

Especialmente relacionado con la investigación
acerca de los conocimientos y expectativas con que ingresan los
alumnos a los cursos de Física y la modificación
esencial que estos aspectos experimentan una vez finalizadas las
clases, han sido realizados diversos estudios. Uno de los
resultados más comunes, a la vez que más
sorprendente para la metodología de enseñanza tradicional
que se centra en el profesor; es el que no existe una
correlación necesariamente positiva entre el éxito
de los alumnos y la buena reputación que tenga el
conferencista o profesor principal del curso. Según se
afirma "no importa cuan lucidas sean las conferencias, el
aprendizaje significativo prácticamente no ocurre en la
enseñanza tradicional".

Como ha sido recientemente expresado de forma muy
convincente por F. Reif, los investigadores en enseñanza
de la Física desde hace tiempo se han venido ocupando de
desarrollar instrumentos evaluativos que permitan establecer
determinados "comportamientos típicos" que posibiliten,
por vía de la comparación, llegar a conclusiones
acerca de la eficiencia de los
diferentes métodos de enseñanza empleados. Un
ejemplo muy prestigioso de tales instrumentos es el conocido como
el F.C.I. (The Force Concept Inventory), el cual está
concebido para la evaluación de la eficacia de un curso de
Mecánica en lo referente a lograr un comportamiento
standard mínimo con relación a seis aspectos
fundamentales del concepto newtoniano de fuerza.

Por otra parte, y ya relacionada con las habilidades que
resultan fundamentales para un adecuado desenvolvimiento y
desarrollo de los alumnos de Ingenierías en el aprendizaje
de la Física, se ha encontrado; que la asimilación
de las teorías físicas se realiza por un conjunto
de acciones a desarrollar por el alumno y que se ha dado en
llamar el "invariante de la apropiación de la
teoría". Este modelo pedagógico contempla que el
alumno debe ser capaz de:

• Inducir a partir del experimento (objetivo o
  mental), los modelos, las leyes y los principios
  fundamentales.
• Definir los conceptos y magnitudes fundamentales,
  explicando los vínculos existentes entre la calidad y la
  cantidad.
• Interpretar física, filosófica y
  partidistamente, los conceptos, magnitudes, modelos, leyes y
  principios fundamentales.
• Explicar fenómenos particulares mediante la
  aplicación deductiva de las leyes
  fundamentales.
• Comprobar experimentalmente las leyes y ecuaciones
  derivadas.
• Aplicar mediante el cálculo, las leyes y
  ecuaciones derivadas explicando y obteniendo los
  vínculos existentes entre calidad y
  cantidad.
• Explicar las ideas básicas que sustentan los
  conceptos, magnitudes, modelos, leyes y principios
  fundamentales, mostrando el papel que ellos desempeñan
  en los mismos.

En el anterior modelo pedagógico, subyacen un
grupo de habilidades lógicas de carácter muy
general, sin las cuales es imposible llevar a cabo el conjunto de
acciones que dicho modelo establece.

Aunque el empleo de habilidades lógicas
está presente prácticamente en el manejo de todos
los tipos de contenidos, algunas temáticas o disciplinas
requieren de algunas de ellas, en mayor grado que
otras.

Investigaciones más recientes desarrolladas por
el Centro de Estudios M.F. Gran de la Universidad de Oriente; y
que han analizado la lógica inductivo-deductiva que
subyace en el citado modelo de apropiación de la
teoría para la disciplina de Física que se imparte
a alumnos de Ciencias Técnicas,
han concluido que para dicha materia resultan esenciales las 4
habilidades lógicas siguientes: comparación,
abstracción, generalización y
concreción.

Esto encuentra fundamento en el hecho de que la
comparación tiene un gran peso tanto en la etapa inicial
del proceso docente cuando se hacen generalizaciones a partir de
hechos empíricos; como cuando posteriormente se pasa a la
realización de comprobaciones y aplicaciones de las
leyes.

Por su parte, la generalización es imprescindible
para la elaboración y manejo de cualquier conocimiento
teórico; mientras que la abstracción no puede estar
ajena a los procesos de modelación, por cuanto ella
permite revelar la esencia de los objetos.

Finalmente, la concreción se manifiesta en la
etapa final de la lógica inductivo-deductiva, cuando se
realiza el proceso de transferencia de las conclusiones y
resultados generales a la esfera de los objetivos
singulares.

La inclusión de clases del tipo de
Taller.

Teniendo en cuenta por una parte, los requerimientos de
los modernos métodos de enseñanza; y por la otra,
que la incorporación de modificaciones en el terreno de lo
educativo ha de ser sumamente cautelosa y gradual, a fin de que
los "objetos", (en este caso seres humanos), no corran riesgos
significativos; muchos innovadores del curriculum, como es el
caso del autor de este trabajo, consideran lo más adecuado
comenzar por variantes intermedias que consisten en ir
perfeccionando el método
tradicional a partir de la incorporación de modificaciones
"locales" que puedan ir progresivamente ampliándose en el
tiempo, hasta revolucionar plenamente el curriculum
tradicional.

Una estrategia de
este tipo y que en el presente trabajo se considera adecuada, es
la de introducir en el curriculum tradicional un tipo de
actividad docente que puede llamársele Taller. A
diferencia de los tipos habituales de clase, este Taller permite
la utilización de una metodología de
enseñanza basada en un modelo de aprendizaje como el
discutido en la parte anterior de este trabajo, o sea, del tipo
de un constructivismo colaborativo o social bajo la
dirección del profesor.

Existen antecedentes de este tipo reportados en la
literatura, elaborados incluso para temas comprendidos dentro de
la Física I, como es el caso de la llamada Máquina
de Atwood Modificada, del Choque inelástico lento, del
Péndulo magnético para el estudio del caos
determinista y de la Entropía como resurrección del
calórico.

Estos talleres se caracterizan por estar orientados no a
la enseñanza de algoritmos de aplicación de los
formalismos o modelos matemáticos ya establecidos; sino a
la profundización en la comprensión de los
conceptos fundamentales y al desarrollo del razonamiento
cualitativo en los alumnos. Estos Talleres se desarrollan sobre
una estrategia que en esencia se compone de tres fases, a saber:
esclarecer, confrontar y resolver.

El esclarecimiento abarca lo relacionado con la
detección de las preconcepciones que poseen los alumnos
con respecto a determinados temas físicos de estudio; y
usualmente puede instrumentarse a través de encuestas o
entrevistas del profesor con los estudiantes, que son realizadas
con anterioridad a la realización del Taller propiamente
dicho. Como resultado de esta etapa el docente queda equipado con
un conjunto de equivocaciones o nociones ingenuas que portan los
alumnos con relación a la Física.

La confrontación constituye ya una parte
fundamental del Taller y consiste en enfrentar a los alumnos a
ciertos problemas cuidadosamente seleccionados o elaborados por
el profesor sobre la base de las dificultades que fueron
previamente detectadas; de forma que en la mentalidad del alumno
surja un conflicto entre lo que debería suceder conforme a
sus concepciones y lo que objetivamente ocurre.

En general las situaciones o problemas de estudio
durante esta fase son más fragmentados o menos integrados
que aquellos problemas que en las Clases Prácticas
tradicionales se suelen presentar a los alumnos para que estos lo
resuelvan. Esto último lleva el propósito de que en
tanto sea más específico el objeto de
análisis, más profunda puede llegar a ser la
comprensión por parte del estudiante; posibilitando con
ello que la nueva noción pueda llegar a rebatir y
definitivamente a sustituir a la noción incorrecta que
originalmente poseía el alumno sobre el tópico en
cuestión. Esta última etapa es la conocida como de
resolución o corrección de las preconcepciones
incorrectas.

Es importante destacar que en este Taller resulta
fundamental el trabajo de los alumnos en forma de equipos, donde
se ponga de manifiesto el papel activo y colaborativo de estos
como un elemento esencial del modelo de aprendizaje que se ha
asumido en este trabajo y que se sustenta en el constructivismo
social de L. Vigotsky.

Por último es necesario destacar que la
inclusión de estos Talleres, dentro del proceso de
ordenamiento de las actividades docentes correspondientes a un
tema; se concibe de forma tal que en ningún momento deje
de cumplirse con lo establecido con la lógica de las
etapas funcionales de la acción (orientadora, ejecutora y
de control), cuya
eficacia particularmente en la enseñanza de la
Física ha sido probada en estudios anteriores.
Especialmente se concibe que dichos talleres se deben introducir
al final de la etapa orientadora, etapa en la que deben darse las
fases de motivación y comprensión de los
alumnos; quedando a su vez en posición antelada respecto
de actividades típicas de la etapa ejecutora como son las
clases prácticas y seminarios, y donde como se sabe se
persiguen las fases de dominio y generalización de la
acción por parte de los estudiantes.

Así mismo se considera, que las restantes formas
habituales (conferencias, clases prácticas, seminarios y
laboratorios), sólo deben de conservar de lo tradicional
el nombre, debiendo evolucionar consecuentemente hacia las
variantes de participación activa, colaborativa
e indagativa de los alumnos, que son
rasgos característicos del método de
enseñanza que en este trabajo se defiende y se ha ido
fundamentando.

Es según esta lógica que se propone
incluir las ideas y métodos innovadores de la
enseñanza de la Física, en el programa y el
curriculum cubano de esta materia para estudiantes de
Ingenierías.

UNA
METODOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓN DE PROGRAMAS DE
ASIGNATURA EN FÍSICA

El análisis con enfoque de sistema del programa
de asignatura de Física, ha permitido revelar en la
estructura de dicho objeto de estudio, un conjunto de elementos
como los estudiados en los epígrafes anteriores. En estos
se analizó como cada una de las "tres dimensiones"
(fundamentalización, profesionalización y
psicofundamentación); están a su vez compuestas de
una estructura que se basa en la presencia de los "tres
componentes" (objetivos, contenidos y método) que
según se ha argumentado, deben integrar el programa de la
asignatura.

Teniendo en cuenta lo anterior, se llega a la
conclusión de que se puede formular una metodología
para la elaboración de programas de asignatura de
Física, que de forma sintética y
diagramática se puede expresar a través de una
matriz de
3´ 3, cuyo contenido por filas
(componentes) y columnas (dimensiones) es el que se muestra en la
Tabla 7.

Tabla 7. Componentes y dimensiones que conforman la
metodología propuesta

para elaborar un programa de asignatura de Física
adecuado.

La metodología que de manera sucinta ha sido
mostrada en la tabla anterior, en su variante desplegada
significa realizar secuencialmente el conjunto de pasos que se
relacionan a continuación:

Establecer los tres componentes (OCM: objetivos,
contenido y método) de la dimensión denominada como
Fundamentalización; partiendo del programa que con
carácter nacional está definido para la disciplina
Física; y teniendo en cuenta además los resultados
de actualidad que se han obtenido en el campo de la Física
como ciencia; para a partir de estos últimos, elegir
aquellos aspectos que deben pasar a formar parte del programa
docente de la asignatura en cuestión. Para tal
incorporación de nuevos contenidos en el programa, se
usará como criterio no el simple snobismo, sino la
significación que dichos nuevos elementos tengan en la
modificación de algunos de los rasgos esenciales del
Cuadro Físico del Mundo que debe quedar conformado de la
manera más precisa posible en la mente de los
alumnos.

En este trabajo, este tipo de análisis
llevó a la inclusión en el programa, de elementos
básicos de la llamada Teoría del Caos.

Establecer los tres componentes (OCM) de la
dimensión denominada como Profesionalización;
partiendo de lo definido en el Plan de Estudios de la carrera
dada; y de los elementos adquiridos a partir de un proceso de
consultas tanto a profesionales de la especialidad ingenieril
dada, como a alumnos que recientemente hayan cursado asignaturas
propias de la disciplina integradora de la carrera, y que por
tanto poseen vivencias de los vínculos reales que ellos
hayan detectado a ese nivel entre la Física y aspectos
propios del movimiento del objeto de la
profesión.

En este trabajo, este tipo de relación
permitió por un lado, llegar a la conclusión de que
es fundamental para dicha carrera que en el marco de las
teorías físicas que se manejen dentro del estudio
del movimiento mecánico que se realiza a través de
la asignatura Física I, fuera incluido de nuevo (porque en
programas antiguos ya estaba) un tema fundamental para el
desenvolvimiento de los alumnos en las posteriores disciplinas de
la profesión y que es el de Flujo de fluidos.

Además se llegaron a precisar toda una serie de
condiciones ingenieriles de manifestación de elementos de
las teorías físicas, que deben ser dominadas por
los alumnos para lograr posteriormente un apropiado
desempeño como profesional de la especialidad dada. En un
Anexo de este trabajo se relacionan estas condiciones
según los diferentes marcos teóricos de la
asignatura Física I.

Establecer los tres componentes (OCM) de la
dimensión denominada como Psicofundamentación;
partiendo fundamentalmente de la consulta de trabajos publicados
en la literatura científica dentro de áreas tales
como: Teorías de la Psicología
educativa, Estrategias de
aprendizaje y Enseñanza de la Física y
además, de la exploración de la población estudiantil específica que
recibirá el curso. Aquí para ser consecuente con la
tendencia predominante a nivel internacional en la
enseñanza de las ciencias; o sea, con el modelo que
concibe el aprendizaje como un proceso de construcción de conocimientos por parte del
cognoscente y que tiene como requisito fundamental la
relación sujeto-sujeto destacada por el destacado
psicólogo soviético L. Vigotsky (y no simplemente
la relación sujeto-objeto destacada por J. Piaget); es
especialmente importante la consideración de que la mente
del alumno no puede ser considerada como un pizarrón
vacío donde hay que escribir el nuevo conocimiento; sino
que ellos portan siempre determinadas concepciones previas acerca
del contenido a tratar en la enseñanza; y que por tanto
resulta vital la implementación de vías apropiadas,
tanto para explorar el pensamiento de dichos sujetos, como para
la creación en ellos de los conflictos
cognitivos que son necesarios para lograr un aprendizaje
realmente eficaz.

En este trabajo, este tipo de análisis fue
realizado, adquiriéndose una relación o banco de
concepciones previas que se reconocen en la literatura como muy
representativas de esta problemática; a la vez que se
llegó, por medio de la prospección en el dominio
del grupo particular de los alumnos de la especialidad ingenieril
en cuestión, un grupo de concepciones sobre la
Física que incluso llegan a persistir en la mente de estos
alumnos luego de que ellos hubieran aprobado un curso tradicional
de la asignatura Física I. También se llegó
a proponer la utilización de un tipo de clase no
tradicionalmente usado en la enseñanza de pregrado, que se
le denomina Taller y que se concibe orientado al desarrollo del
pensamiento lógico y el razonamiento cualitativo en los
alumnos.

Integrar lo relativo a las tres dimensiones de cada uno
de los tres componentes del programa (OCM), a fin de que el
programa definitivamente obtenido para la asignatura en
cuestión, quede redactado en un formato que cuente con las
secciones principales siguientes:

Datos preliminares: donde se delimiten aspectos tales
como denominación de la asignatura, curso a que
está dirigido y fondo total de tiempo que
considera.

Objetivos: estos deben aparecer formulados en sus
conocidas dos variantes, o sea en los de tipo educativo e
instructivo.

Contenido: en el sistema de conocimientos deben
delimitarse tanto las principales Teorías y Principios
físicos de estudio, como las condiciones de
manifestación o aplicación de éstas que
resultan importantes desde el punto de vista de los intereses de
la profesión.

El sistema de habilidades por su parte, debe precisar
los tipos de éstas que se contemplan, conforme a las
cuatro esferas en que esencialmente se ponen de manifiesto las
habilidades en un curso de Física; es decir: las de
apropiación de la teoría, las de aplicación
de los métodos de trabajo teórico-práctico,
las de aplicación del método científico
experimental y las del pensamiento científico.

Método: debe precisar el modelo
psicopedagógico que ha de utilizarse, particularizando el
estilo de trabajo de los alumnos y el profesor en el
ámbito de los diferentes tipos de clases que se proponen
emplear. Ha de esclarecerse además en que tipo de
actividades es que deberá insistirse en el empleo del
método derivado de la lógica de la ciencia, y en
que otras aquel que es derivado de la lógica de la
profesión; ya que la lógica propia del aprendizaje
según el modelo psicopedagógico asumido
quedará de hecho implícita en la concepción
de cada una de las actividades y el orden de estas dentro del
tema; aspectos estos últimos que deben haberse tratado al
inicio de esta misa sección. Deben también aparecer
aquí las orientaciones relativas a las
características que debe reunir el sistema de
evaluación de la asignatura.

Bibliografía: relacionará no sólo
los libros básicos a manejar por el alumno, sino todas
aquellas fuentes de
información (libros, revistas, etc.) que constituyen
soportes fundamentales para que pueda desarrollarse tanto por
parte del alumno como del profesor, la búsqueda y
profundización en aspectos técnicos y
metodológicos que se son necesarios para un adecuado
desarrollo del curso que sobre este programa se
implemente.

Por último, una vez obtenido el programa
completo, debe realizarse una estimación acerca de la
relación que se ha establecido entre el volumen del
programa en su conjunto y el fondo de tiempo que para dicha
asignatura está definido en el programa de la
correspondiente disciplina a la cual este se integra. A los
efectos de garantizar la debida correspondencia en este sentido;
en los casos de que se hayan producidos inclusiones de temas
adicionales que no estaban previstos en el programa de la
disciplina; han de especificarse las debidas reducciones de otros
contenidos (por concepto de eliminación o de traslado
hacia otras asignaturas), de forma que se produzcan las
necesarias compensaciones en este aspecto.

En el caso de este trabajo, la inclusión de los
temas de Flujo de fluidos y de Teoría del Caos se compensa
por la eliminación en el programa, del estudio del
movimiento plano del cuerpo rígido (que según los
profesionales consultados tiene importancia para los ingenieros
mecánicos pero no para los químicos); y por el
traslado del estudio del movimiento ondulatorio hacia la
asignatura siguiente (Física II) que es donde para el
estudio de las ondas
electromagnéticas y de la óptica
ondulatoria éstas resultan verdaderamente un requisito
fundamental, siendo por demás en el libro de
texto de esta
última asignatura donde aparecen tratadas.

Luego de haber conformado la metodología para
elaborar programas adecuados de asignatura de Física para
ingenierías que acaba de ser descrita, se entiende que se
ha logrado dar solución al problema originalmente
planteado en este trabajo, y que por tanto se verifica la validez
de la hipótesis que
fuera asumida como vía de llegar a tal
transformación.

APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA AL CASO
DE LA FÍSICA I DE INGENIERÍA
QUÍMICA

Para posibilitar la evaluación de la eficacia de
la metodología de elaboración de programa de
asignatura que ha sido expuesta en este trabajo, se
procedió a la aplicación de la misma al caso
específico de una asignatura, en este caso la denominada
como Física I para la carrera de Ingeniería
Química.

Estimación de la validez de la propuesta antes de
su introducción en el curriculum

El curriculum es un sistema complejo, influenciado por 8
factores esenciales (3 genéticos y 5 morfológicos),
que hacen que en un sentido pleno el proceso de perfeccionamiento
del mismo tenga que transitar por las 4 fases que ya fueron
anteriormente planteadas y que son las siguientes:

• Diagnóstico de necesidades
  sociales.
• Diseño curricular propiamente
  dicho.
• Aplicación.
• Evaluación.

Sin embargo dado que en el campo de las investigaciones
pedagógicas, la introducción de nuevas alternativas
está indisolublemente ligada a la realización de
determinadas influencias sobre seres humanos; resulta
particularmente necesario todo un trabajo de estimación de
la validez de las nuevas alternativas educativas que surgen,
antes que se proceda a la intervención con ellas dentro
del proceso docente educativo real.

Es por ello que es una exigencia fundamental de la
ética
científica y pedagógica el realizar análisis
cuidadosos de las propuestas elaboradas, antes de su
introducción en el curriculum, a fin de reducir al
mínimo el grado de riesgo que se
corre con relación a que las personas que reciban la
influencia de la nueva alternativa pedagógica que se
introduzca, puedan resultar dañadas en el sentido de
quedar sometidas a tratamientos que sean menos favorables que los
que ya se venían utilizando con anterioridad.

Hay elementos del curriculum, cuya calidad o eficacia
debe fundamentalmente ser evaluada cuando ellos son sometidos a
la prueba directa con los alumnos (como puede ser el caso de
investigar el efecto de determinados dibujos o
animaciones de un software
educativo, en la fatiga o el mantenimiento
de la atención de los alumnos); ya que en estos casos la
influencia de otros factores ajenos a la nueva propuesta que se
evalúa (como el profesor particular que dirija la clase),
ejercen una influencia que muy bien puede considerarse
despreciable, por no decir nula.

Sin embargo, hay otros elementos del curriculum que para
poderlos evaluar de forma suficientemente confiable, no puede
irse de inicio al proceso de su aplicación real con los
alumnos, (como es el caso de un determinado programa de
asignatura); ya que este es un elemento cuya influencia sobre el
alumno no se ejerce de manera directa o relativamente aislada,
sino que siempre está mediatizada por la acción de
otros factores entre los cuales el propio profesor que lo imparte
juega un papel primordial.

Hay incluso una diferencia esencial entre el valor que
tiene el juicio que puedan hacer los alumnos acerca de la calidad
que tenga cierto elemento del curriculum del cual ellos tengan
criterios de comparación por acumular determinada
experiencia en su utilización (como puede ser un manual de
ejercitación para tareas extraclase); y el valor de la
opinión de estos mismos sujetos, cuando de lo que se trata
es de juzgar algo de lo cual se supone que ellos no tengan
experiencia acumulada en su empleo (como es el caso de un
programa para impartir cursos).

Es precisamente por tener en cuenta los criterios
anteriormente expuestos, que en este trabajo se concibió
que para la validación tanto de la metodología de
elaboración de programas que se propone, como del programa
específico que con ella se obtuvo, lo más adecuado
era la utilización del denominado Método de
Consulta a Expertos.

Análisis de los criterios
recogidos

A continuación se exponen los aspectos más
importantes relacionados con las opiniones que estos
expresaron.

En referencia a los cuatro aspectos cuya calidad los
expertos debieron valorar (la metodología, los objetivos,
el contenido y el método que componen el programa
elaborado); la opinión recogida fue que
unánimemente se considera que estos poseen buena calidad y
que satisfacen los propósitos para los cuales cada uno
está previsto.

Por su parte, de la solicitud que se les hizo a los
expertos de que plantearan cualquier criterio que consideraran
pertinente; se obtuvieron un determinado grupo de sentencias que
se agrupan en dos clases fundamentales, o sea: un primer grupo
(I) que reúne lo referido a las cualidades positivas que
encontraron los expertos en los objetos que analizaron; y un
segundo grupo (II), que contiene sugerencias para perfeccionar
aún más la calidad, particularmente de los
contenidos del programa y que fueron ofrecidas por los expertos
provenientes del área de la profesión en
cuestión (Ingeniería Química).

De esta suerte, en el anteriormente definido grupo I se
encuentran opiniones como las siguientes:

La metodología de elaboración de programas
de asignatura propuesta, logra organizar sistémicamente un
grupo de elementos que tradicionalmente, o no se les consideraba,
o se les tenía en cuenta de forma muy dispersa e
inconcurrente.

La propuesta de inclusión de los denominados
Talleres, resulta realmente novedosa e interesante, por lo que
sería muy conveniente que posteriormente se divulgasen los
resultados obtenidos de su aplicación, con vistas a la
posible generalización de su empleo.

La metodología logra un fuerte carácter
sistémico, porque considera los nexos e interrelaciones no
sólo entre los contenidos, sino entre todos los
componentes fundamentales del proceso de
enseñanza-aprendizaje.

El enfoque constructivista del proceso de aprendizaje y
la utilización de la llamada fase exploratoria de los
conocimientos y expectativas que portan los alumnos antes del
desarrollo de las clases propiamente dichas, contribuye a la
posibilidad de realización de una educación
suficientemente diferenciada.

El sistema de habilidades que abarca el programa, se
encuentra muy bien estructurado en cuatro grupos que son
los realmente fundamentales para la disciplina de
Física.

La metodología se considera apropiada no
sólo para la elaboración de programas de
asignaturas de Física en la Educación Superior;
sino incluso adaptable para la elaboración de
análogos programas en la enseñanza técnica y
profesional de nivel medio superior.

Por su parte, dentro del anteriormente definido grupo II
se encuentran las opiniones planteadas por los ingenieros y que
en todos los casos constituyen condiciones de aplicación
de los aspectos físicos que convienen ser añadidas
a las que ya inicialmente se tenían en el programa
elaborado. A continuación se relacionan estas,
señalando entre paréntesis el aspecto físico
fundamental que se pone de manifiesto en cada caso:

• Homogenizadores para pasteurización de
  leche
  (oscilaciones forzadas).
• Manómetro diferencial y rotámetro
  (flujo de fluidos).
• Hornos y reactores (leyes de la radiación térmica).
• Dependencias de los coeficientes de transporte
  respecto de la temperatura
  y la presión
  en un fluido real como el vapor de agua
  (física molecular).

Ajustes de corrección

Teniendo en cuenta los criterios recogidos de los
expertos, se procedió entonces a realizar las correcciones
al programa elaborado que fueron indicadas; ya que con
relación a la metodología no se obtuvieron
sugerencias de perfeccionamiento; pues las correcciones indicadas
al programa por los especialistas no constituyen aspectos que
fueran ignorados por la metodología; sino más bien,
son criterios de estos últimos especialistas (ahora de
más alto nivel), que logran precisar aún más
algunos elementos que ya en el proceso de aplicación
inicial de la metodología, habían sido esbozados en
primera aproximación por los ingenieros y los alumnos
consultados.

La inclusión de las correcciones en sus
correspondientes marcos teóricos de la asignatura
Física I para Ingeniería Química se presenta
en la versión definitivamente corregida que se presenta en
el Anexo 3.

CONCLUSIONES

Una vez finalizadas todas las etapas del trabajo
investigativo que se han venido exponiendo en las secciones
anteriores de este artículo, y particularmente teniendo en
cuenta los resultados del proceso de perfeccionamiento y
validación de las propuestas de metodología y de
programa que fueron descritos en su última sección;
se arriban a las conclusiones siguientes:

• La metodología conformada en este estudio para
  producir programas adecuados de asignatura de Física
  para carreras de ingeniería, resulta apropiada y eficaz
  conforme al criterio de los expertos consultados, por lo que de
  hecho se considera: resuelto el problema científico
  inicialmente planteado en esta investigación; así
  como veraz la hipótesis utilizada para lograr la
  solución de dicho problema, y que fue formulada en
  términos de la integración sistémica de
  las llamadas tres dimensiones (Fundamentalización,
  Profesionalización y
  Psicofundamentación).
• El programa de la asignatura Física I para la
  carrera de Ingeniería Química que ha sido
  elaborado en este trabajo; a juicio de los expertos resulta
  adecuado, constituyendo un aporte práctico importante
  para el perfeccionamiento de la enseñanza de la
  Física en dicha especialidad; por lo que se puede
  afirmar que con él se satisface el objetivo inicialmente
  planteado para esta investigación.
• La incorporación en forma explícita en
  el programa de asignatura de la categoría didáctica Método de
  enseñanza-aprendizaje, como uno de sus componentes
  fundamentales para poder realizar un proceso docente educativo
  científicamente fundamentado y estable, que pueda
  alcanzar la verdadera categoría de un componente del
  sistema curricular y no la forma libre e improvisada de cada
  profesor que imparte el curso, constituye a juicio de los
  consultados un rasgo muy positivo de la propuesta que hace este
  trabajo.
• La propuesta de empleo del tipo de clase llamada
  Taller, orientada al desarrollo de las habilidades de
  razonamiento cualitativo en los alumnos y que se concibe
  desarrollar siguiendo las denominadas fases de
  exploración, confrontación y corrección de
  las concepciones previas de los alumnos respecto de la
  Física; según todos los consultados; constituye
  una manera eficaz de desarrollar el pensamiento lógico y
  de carácter científico de los alumnos, que
  sistematiza a nivel de la clase, los presupuestos propios de un
  modelo de aprendizaje constructivista y social.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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   Profesionales, Documento base para la nueva etapa del
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Raúl Ortiz Pérez
raul.ortiz[arroba]reduc.edu.cu

Dpto. de Física / Universidad de
Camagüey
Roberto Portuondo Padrón
CECEDUC / Universidad de Camagüey / Cuba.