PRESENCIA DE IDEAS ALTERNATIVAS EN IMÁGENES DE DISTINTOS MEDIOS
Vicent Puig Rotglà
DISEÑOS EXPERIMENTALES
5.- DISEÑOS EXPERIMENTALES PARA CONTRAS- TAR LAS HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN.
En la actualidad, prácticamente todos los campos de las ciencias han sido analizados en busca de errores conceptuales e ideas alternativas. Nosotros sólo partiremos de aquellos destinados más concretamente a la especialidad de física, entre los que destacamos, los correspondientes a la mecánica (Mc Dermott, 1984; Sebastiá, 1984; Fernández, 1987; Acevedo, 1989), al calor (Macedo y Soussan, 1985;García Hourcade y Rodríguez de Ávila, 1985; Cervantes, 1987; Brañas et al., 2003), a la electricidad (Varelaet al., 1989; Furió y Guisasola, 2001; Pontes y De Pro, 2001), al magnetismo (Guisasola, Almudí y Ceberio, 2003), …
De todos ellos, hemos hecho una selección de los errores conceptuales causados por ideas alternativas más frecuentes a partir de los cuales analizaremos las imágenes en los distintos instrumentos que hemos comentado. De dicha selección nos ha quedado una lista como la que detallamos a continuación:
- Confundir las gráficas posición-tiempo y rapidez-tiempo con la trayectoria seguida por el móvil, lo que pone de manifiesto que el alumno da a la representación una interpretación iconográfica como si fuera el gráfico de la trayectoria.
- Siempre que un cuerpo frena, la aceleración es negativa.
- Confundir velocidad con rapidez.
- En una gráfica rapidez-tiempo no son conscientes de la proporcionalidad existente entre el valor de la pendiente y el valor de la aceleración, es decir, no asocian la pendiente con la derivada de la función.
- Confunden el gráfico rapidez-tiempo con el de posición-tiempo, lo que pone de manifiesto que no son conscientes de toda la información que aparece en la gráfica.
- No diferencian entre los términos posición y cambio de posición, es decir, que confunden entre un intervalo y un punto.
- En una gráfica posición-tiempo no asocian la derivada a la rapidez, en cambio, sí la asocian con la ordenada.
- No distinguen el significado entre pendiente y altura en una gráfica posición-tiempo, pues interpretan la forma de la gráfica como la trayectoria seguida por el móvil sin tener en cuenta la información que nos proporcionan las variables de la función que estamos representando.
- Asocian rapideces negativas a las ordenadas negativas en las gráficas posición-tiempo, volviendo a poner de relieve lo comentado en la idea anterior.
- Relacionar la fuerza con el movimiento en lugar de con el cambio de movimiento.
- Sobre todo cuerpo en movimiento debe estar actuando una fuerza de tal modo que si cesa dicha fuerza el cuerpo se para, lo que significa que no conciben el movimiento sin la aplicación de una fuerza.
- A mayor velocidad mayor será el valor de la fuerza, lo que sigue a la idea anterior puesto que la fuerza y el movimiento van unidos y el movimiento se caracteriza por la velocidad.
- El movimiento siempre se realizará en la misma dirección y sentido que la fuerza resultante, donde nuevamente se pone de manifiesto la misma interpretación de la fuerza.
- Si la velocidad vale cero, la fuerza resultante sobre el cuerpo en dicho instante vale cero.
- Un cuerpo cuanto más pesa más deprisa cae, lo que pone de manifiesto que relacionan mediante una proporcionalidad directa la fuerza peso con la velocidad de caída.
- Los gases no pesan. Interpretan que al expandirse constantemente, estos no son atraídos por nada y por lo tanto no pesan.
- Usar la fuerza como sinónimo de velocidad (por ejemplo, decir que iba muy fuerte, en lugar de, muy rápido, o decir, la fuerza que se le comunicó al lanzarlo, en lugar de, la velocidad inicial con que salió).
- Creer que un cuerpo se puede acelerar a sí mismo, lo que pone de manifiesto que no se ha comprendido la ley de acción y reacción, pues cada fuerza actúa sobre un cuerpo distinto.
- La fuerza de acción y reacción aparecen en un mismo cuerpo y por tanto se anulan (lo cual no es correcto ya que actúan en cuerpos distintos, por lo que no se pueden componer).
- Los cuerpos tienen fuerza, es decir, que consideran la fuerza como una propiedad inherente a un cuerpo y no como una medida de la intensidad con que interacciona con otro.
- Dificultades para representar en un dibujo las fuerzas que actúan sobre los cuerpos, lo que revela las dificultades que poseen para entender el origen y las aplicaciones de las fuerzas.
- Consideran el peso como la fuerza que ejerce un cuerpo sobre la superficie en la que éste se halla, en lugar de la fuerza con que la Tierra lo atrae hacia su centro.
- En el vacío no hay gravedad, pues interpretan la misma como un fenómeno existente sólo en nuestro planeta.
- Invertir el signo de la aceleración de la gravedad en función del sentido del movimiento del cuerpo, lo que pone de manifiesto que no terminan de entender el origen de la fuerza gravitatoria.
- No distinguen entre la presión que ejerce un cuerpo sobre una superficie y la fuerza que se aplica en un punto.
- Los cuerpos pierden peso y las personas masa ósea en determinadas situaciones, es decir, que no diferencian entre el peso y peso aparente de un cuerpo.
- Identificar el trabajo con esfuerzo y cansancio, en lugar de realizar cambios en la materia mediante la aplicación de fuerzas, es decir, a través de interacciones.
- Se realiza trabajo sobre un cuerpo sólo cuando éste se desplaza bajo la acción de una fuerza capaz de vencer obstáculos que se oponen a ello.
- Interpretan la energía como la capacidad para realizar trabajo, en lugar de como una magnitud fundamental de los sistemas, por la cual, éstos pueden transformarse, así como actuar sobre otros sistemas originando en ellos procesos de transformación.
- Consideran que la energía se gasta, se consume, se acaba, se pierde,… Lo que implica no tener claro el concepto de transformación de la energía.
- Piensan que la energía de las personas se genera descansando mientras duermen, es decir, que asocian el recuperarse de un esfuerzo con la ganancia de energía, y no relacionan la ganancia de energía con el consumo de alimentación.
- Identificar energía con trabajo, pues consideran que este también se puede acumular en los cuerpos, por tanto, interpretan el trabajo como una propiedad de un cuerpo, en lugar de como un proceso.
- Los términos energía interna y temperatura los utilizan como sinónimos, pues en general, no consideran la temperatura como una magnitud que nos informa de la energía cinética promedio de las partículas que forman un sistema.
- El calor es algo (una sustancia o una energía) que puede entrar o salir y pasar de unos cuerpos a otros. No se considera como una forma de transferencia de energía entre dos sistemas que se encuentran a diferente temperatura y, por tanto, un proceso como el trabajo.
- Identifican el calor con la energía interna de un cuerpo o la energía térmica pues, en general, no consideran la energía interna como el conjunto de interacciones y de movimientos que hay en la estructura interna a nivel atómico.
- Consideran como sinónimo calor y temperatura.
- Interpretan el calor como el paso de la energía interna de un cuerpo a otro.
- Tratan por igual a la energía térmica y a la temperatura de un cuerpo, por lo que tampoco aparece nítida la idea de temperatura como medida o indicador.
- La corriente eléctrica se gasta al pasar por una bombilla.
- El avance de los electrones que constituyen la corriente eléctrica continua por un cable se realiza a una velocidad enorme, asocian la velocidad de la luz a la velocidad de los electrones, no ven que lo que realmente ocurre es el efecto manguera.
- Puede haber corriente eléctrica aunque el circuito esté abierto y no haya diferencia de potencial, no entienden cuál es la causa por la que los electrones se mueven.
- Para generar corriente inducida es necesario que haya movimiento de un imán o una bobina, lo que indica que no saben el verdadero origen de la inducción, pues si entre los cables ponemos una f.e.m., solo con la presencia de una bobina y un imán ya se genera.
- Consideran que las pilas y los generadores de corriente aportan electrones al circuito, por tanto, nuevamente aquí ponen de manifiesto que no entienden la función de la diferencia de potencial en un circuito.
- La corriente eléctrica y los electrones van en el mismo sentido, lo que tiene origen en un error histórico, pues al principio se pensaba que los portadores de la electricidad eran cargas positivas.
- La intensidad de la corriente va disminuyendo a medida que atraviesa los diferentes elementos del circuito.
- La pila o generador proporciona una corriente constante independientemente del circuito en que esté conectada.
- La corriente almacenada en la pila se gasta (consumo de corriente, atenuación,…)
- Se piensa que el voltaje es una propiedad de la corriente que indica su fortaleza, fuerza o potencia.
- La pila se concibe como un aparato que suministra corriente constante en lugar de como que mantiene una diferencia de potencial entre sus terminales.
- Cuando tienen que hacer predicciones sobre el brillo relativo de una bombilla, confunden voltaje y corriente.
- La luz se puede ver como si ella misma fuese un objeto ordinario.
- Los cuerpos se hunden en los líquidos porque no existe el empuje.
- Cuando un cuerpo flota totalmente, éste está completamente fuera del agua, pues no asocian la necesidad de que exista una parte del cuerpo sumergido sobre la que actúe el empuje, ya que al estar el cuerpo en equilibrio consideran que no deben existir fuerzas actuando sobre él, pues las fuerzas implican movimiento.
- Un cuerpo está parcialmente sumergido cuando está mitad dentro del agua y mitad fuera, dando así un significado literal a la expresión parcialmente y quedándose con la idea más superficial.
- Consideran que un cuerpo está totalmente sumergido cuando está en el fondo del recipiente, dando así un papel demasiado activo al sólido y demasiado pasivo al líquido.
5.1.- DISEÑO EXPERIMENTAL PARA LA PRIMERA HIPÓTESIS SOBRE IDEAS ALTERNATIVAS EN CÓMICS E HISTORIETAS.
Vamos a analizar diversos cómics de Mortadelo y Filemón, SuperLópez y Zipi y Zape. En ellos pretendemos localizar las viñetas en las que aparezcan acciones físicamente imposibles, y destacaremos las ideas alternativas que vayamos encontrando, que son las responsables, en parte, de los errores conceptuales de nuestros alumnos.
A modo de síntesis, citaremos el total de cómics analizados y presentaremos una tabla de resultados donde indicaremos el porcentaje que presentan errores conceptuales y a qué campo de la física corresponden. De modo que la tabla tendrá el siguiente aspecto:
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Número
de errores
conceptuales |
Porcentaje de errores conceptuales |
Cinemática |
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Dinámica |
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Gravitación |
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Fluidos |
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Trabajo y energía |
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Calor |
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Electromagnetismo |
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Partículas |
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Ondas |
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Óptica |
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Por supuesto, no pretendemos criticar que en los cómics aparezcan cosas imposibles desde el punto de vista de la física, sino, más bien, detectar esas situaciones y aprovecharlas dentro del aula para que nuestros alumnos estén motivados y comprendan las leyes físicas que rigen el mundo donde viven.
5.2.- DISEÑO EXPERIMENTAL PARA LA SEGUNDA HIPÓTESIS SOBRE IDEAS ALTERNATIVAS EN PRENSA Y OTROS MEDIOS DE COMUNICACIÓN.
Aquí, el análisis lo haremos de una forma más superficial para coger alguna idea y ver si merece la pena hacerlo más a fondo en otro momento. Para ello lo vamos a dividir en diferentes partes, donde en cada una de ellas abordaremos un medio de comunicación diferente:
- Con lo que respecta a prensa, hemos examinado los siguientes periódicos: La Verdad, La Razón e Información, correspondientes al período del 8 al 19 de noviembre de 2010.
- En cuanto a revistas, nos hemos centrado únicamente en algunas de investigación didáctica que hemos utilizado al documentarnos para hacer el presente trabajo (consultar bibliografía en página 227).
- Por último, para analizar la publicidad, a causa de la escasez de tiempo, nos hemos centrado en la televisión. La manera de proceder ha sido ver anuncios durante varios días en diferentes sesiones horarias de las distintas cadenas televisivas.
5.3.- DISEÑO EXPERIMENTAL PARA LA TERCERA HIPÓTESIS SOBRE IDEAS ALTERNATIVAS EN LIBROS DE TEXTO DE LA ENSEÑANZA PREUNIVERSITARIA COMO SON EL ANTIGUO B.U.P. Y C.O.U Y LA ACTUAL E.S.O. Y BACHILLERATO.
En este apartado, el análisis será algo más riguroso. Empezaremos confeccionando una tabla para cada uno de los libros de texto que analicemos, en la que constarán los siguientes datos: el total de temas de la especialidad de física, el global de ilustraciones, la parte de imágenes que únicamente tienen finalidad decorativa, las que cometen errores conceptuales o apoyan y refuerzan ideas alternativas de los estudiantes, y por último, las que se utilizan para cuestionar las ideas alternativas o las que no dejan lugar a ellas. De modo que tendrá el siguiente aspecto:
Temas de física |
Total de imágenes |
Solamente decorativas |
Presentan errores conceptuales |
Se utilizan para cuestionar ideas alternativas |
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A partir de ella iremos analizando los resultados, de varias maneras, sacando porcentajes, mirando si ha cambiado o no la función de las imágenes, si hay diferencias entre los distintos autores, si los autores mejoran la calidad cuando hacen nuevas ediciones, si hay diferencia entre el B.U.P. y C.O.U. antiguos y la E.S.O. y bachillerato actuales, qué tipos de errores conceptuales se cometen con mayor frecuencia, si en los autores persisten dichos errores a pesar de las múltiples investigaciones que se hacen en el campo de la didáctica,…
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