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ELABORACIÓN DE UNA GUÍA PARA LA ENSEÑANZA DE LA MEDICIÓN

UTILIZANDO LA EXPLORACIÓN EXPERIMENTAL CON ELEMENTOS DE

USO COTIDIANO COMO HERRAMIENTA DE DIAGNÓSTICO

ANA MILENA ÁLVAREZ RÍOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓN

PALMIRA, COLOMBIA

2013

ELABORACIÓN DE UNA GUÍA PARA LA ENSEÑANZA DE LA MEDICIÓN

UTILIZANDO LA EXPLORACIÓN EXPERIMENTAL CON ELEMENTOS DE

USO COTIDIANO COMO HERRAMIENTA DE DIAGNÓSTICO

ANA MILENA ÁLVAREZ RÍOS

Tesis o trabajo de investigaciónpresentada(o) como requisito parcial para optar al

título de:

Magister en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales

Director:

Oscar Yovany Checa

Doctor en Ciencias Físicas y Magíster en Física

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓN

PALMIRA, COLOMBIA

2013

A Dios, por haberme concedido la vida,

por hacer realidad todos mis sueños,

dándome siempre más de lo que

merezco, permitiendo que comparta cada

día mis conocimientos con quienes lo

necesitan.

A mi madre porque me enseñó a

conocerte, amarte y seguirte, por ser mi

razón de vivir, por su apoyo incondicional,

y por estar presente en todos y cada uno

de los momentos de mi vida.

A mi esposo y a mi hijo, por el amor que

me demuestran cada día.

A mi hermano por creer en mí y ser mi

punto de apoyo.

A Mercedes por haberme animado a dar

este importante paso.

AGRADECIMIENTOS

A la Universidad Nacional de Colombia, por haber emprendido esta titánica labor

a través de la cual hacen posible que los docentes podamos superarnos

contribuyendo a elevar el nivel de la educación en nuestro país y así brindarles la

oportunidad de tener un mejor futuro a nuestros jóvenes.

Al profesor Oscar Yovany Checa, por apoyarme y hacer posible la realización de

este trabajo.

Al Rector Ángel María Morales Castrillón y la Coordinadora Mercedes Perlaza

Calle dela Institución Educativa María Antonia Penagos, por su apoyo y el

espacio que me brindaron para poner en práctica mi propuesta de aula.

A mis estudiantes, quienes siempre llegan dispuestos a aprender y con su espíritu

inquieto hacen que cada amanecer tenga una razón de ser en mi existencia.

Resumen XI

RESUMEN

En el trabajo realizado con estudiantes de grado décimo de la I.E. María Antonia

Penagos, mixta y de carácter oficial, ubicada en la comuna 7 de la ciudad de

Palmira, se propone la elaboración de una guía para la enseñanza de la medición

tomando como base las dificultades en el desarrollo de las competencias,

exigidas para este tema por los Estándares en Ciencias Naturales del Ministerio

de Educación Nacional, identificadas a partir de prácticas realizadas con

elementos de uso cotidiano de fácil consecución y bajo costo, con las cuales se

enfrenta el problema de escasez de recursos que presentan las instituciones

educativas públicas.

Los menores porcentajes de error se presentaron en las competencias

interpretativas (1,6%), las cuales se evaluaron mediante la determinación de

medidas no convencionales, como las utilizadas en la antigüedad. En segundo

lugar se encontraron las competencias propositivas (36,5%) y en el tercero las

argumentativas (40,3%). En las competencias propositivas los mayores

porcentajes de error se encontraron en la determinación del volumen y la masa

de un líquido, dificultándose en el primer caso la identificación del instrumento

adecuado y en el segundo la interpretación de la escala. En las competencias

argumentativas, los errores estuvieron principalmente en la elaboración de

conceptos relacionados con el tema de la medición y en la selección de

instrumentos adecuados para la determinación del volumen de un líquido. Los

mejores desempeños, para todas las competencias, se observaron en los

trabajos realizados con las medidas de longitud.

XII Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración

experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico

Las prácticas realizadas, además de resultar útiles para la enseñanza específica

del tema de la medición, generaron motivación en los estudiantes y permitieron

observar otras falencias relacionadas con otras áreas tales como capacidad de

redacción, ortografía, conocimientos de historia y manejo de conflictos, entre

otras, convirtiéndose en una valiosa herramienta de enseñanza transversal.

De manera adicional, la “Guía para la enseñanza de la medición” propuesta, se

convierte en un insumo para otros posibles proyectos y en un modelo para su

aplicación en otros temas y/ó asignaturas.

Palabras clave: prácticas experimentales, medidas, competencias.

Abstract XIII

ABSTRACT

In the study with tenth grade students of the school Maria Antonia Penagos,

mixed and official kind, located in the district 7 of the city of Palmira, it is proposed

the development of a guide for teaching measurement based on the difficulties in

the development of skills required for Standards in Natural Sciences of the

Ministry of Education, identified from practices undertaken everyday items easy

acquisition and low cost, which is facing the problem of lack of resources that

present public schools.

The lower error rates were observed in the interpretative skills (1.6%), which were

evaluated by determining unconventional measures such as those used long ago.

In second place were purposeful skills (36.5%) and in the third the argumentative

one (40.3%). In propositional skills the higher error rates were found in the

determination of the volume and mass of a liquid, making difficult in the first case,

the identification of the appropriate instrument and the second interpretation of the

scale. In argumentative skills, errors were mainly in the development of concepts

related to the topic of measurement and selection of appropriate tools for

determining the volume of a liquid. The best performances, for all skills, were

observed in the work done with the measures of length.

The practices done, and are not just useful for teaching subject-specific

measurement, generating motivation and let students observe other shortcomings

related to other areas such as writing skills, spelling, knowledge of history and

conflict management, among others, becoming a valuable teaching tool section.

Besides, the "Guide to teaching measurement” becomes an input for other

potential projects and a model for its application in other subjects.

Key words: experimental practices, measures, skills

Contenido XV

CONTENIDO

Pág.

RESUMEN ............................................................................................................ XI

LISTA DE FIGURAS .......................................................................................... XVII

LISTA DE TABLAS ............................................................................................ XIX

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 21 1.1 ¿CÓMO ENSEÑAR CIENCIAS NATURALES? .................................... 23

1.2 LA MEDICIÓN A TRAVÉS DE LA HISTORIA ....................................... 24 1.2.1 ORIGEN DE LA MEDICIÓN ........................................................ 24

2. RELACIÓN ENTRE LA MEDICIÓN Y LA EXPERIMENTACIÓN .................. 29 2.1 ENSEÑANZA DE LA MEDICIÓN .......................................................... 32

3. METODOLOGÍA ............................................................................................. 37 3.1 DESCRIPCIÓN DE LA POBLACIÓN .................................................... 37

3.2 PLANEACIÓN ....................................................................................... 39

3.3 DISEÑO DE LA ACTIVIDAD EXPLORATORIA .................................... 39 3.3.1 Organizando mis ideas ............................................................... 41 3.3.2 Midiendo como los primitivos ...................................................... 42

3.3.3 Pongámonos de acuerdo ............................................................ 43 3.4 DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD EXPLORATORIA ......................... 44 3.5 ANÁLISIS DE DATOS Y ESTABLECIMIENTO DEL NIVEL DE COMPETENCIA DE LOS ESTUDIANTES EN EL TEMA DE LA MEDICIÓN . 45 3.6 ELABORACIÓN DE LA GUÍA ............................................................... 46

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................................................... 47 4.1 RESULTADOS ETAPA 1 ORGANIZANDO MIS IDEAS ....................... 52

4.1.1 Elaboración de conceptos ........................................................... 54

4.1.2 Identificación de instrumentos ..................................................... 55 4.1.3 Identificación de magnitudes ....................................................... 56

4.2 RESULTADOS ETAPA 2: MIDIENDO COMO LOS PRIMITIVOS ........ 57 4.3 RESULTADOS ETAPA 3: PONGÁMONOS DE ACUERDO ................ 58

4.3.1 Medición de longitudes ............................................................... 61

4.3.2 Determinación de la masa de un líquido ..................................... 63 4.3.3 Determinación del volumen de un líquido ................................... 64

4.4 GUÍA PROPUESTA PARA LA ENSEÑANZA DE LA MEDICIÓN ......... 66

4.4.1 Fundamentos .............................................................................. 66

XVI Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración


4.4.2 Estructura .................................................................................... 67 4.4.3 Metodología de trabajo ............................................................... 68

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................. 71 5.1 CONCLUSIONES ................................................................................. 71 5.2 RECOMENDACIONES ......................................................................... 73

A. Anexo: Formatos actividad exploratoria .................................................... 75

B. Anexo: Guía para la enseñanza de la medición ......................................... 79

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 87

Contenido XVII

LISTA DE FIGURAS

Pág. Figura 1-1: Pesas cúbicas del valle del Indo [19] ........................................... 25

Figura 1-2: Intihuatana (piedra sagrada) o reloj solar Inca [19] ....................... 25

Figura 1-3: Medidas utilizando partes del cuerpo [5] ....................................... 26

Figura 2-1: Medición de la circunferencia terrestre por Eratóstenes [17]......... 30

Figura 3-1: Etapa 1 de la actividad exploratoria experimental ......................... 41



Figura 4-1: Elementos utilizados para llevar a cabo la práctica experimental . 47

Figura 4-2: Distribución de los errores cometidos por los estudiantes en la

etapa 1 (Organizando mis ideas) al resolver los cuestionamientos planteados ... 50

Figura 4-3: Distribución de los errores cometidos por los estudiantes en la

etapa 3 (Pongámonos de acuerdo) ...................................................................... 51

Figura 4-4: Estudiantes realizando la etapa 1, organizando mis ideas. ........... 52

Figura 4-5: Distribución porcentual de los estudiantes que fallaron en cada

cuestionamiento de la etapa 1 (Organizando mis ideas) ...................................... 54

Figura 4-6: Respuesta de uno de los grupos de estudiantes ante la solicitud de

la definición del término “medir”. .......................................................................... 54

Figura 4-7: Distribución porcentual de las respuestas de los estudiantes ante la

pregunta de la etapa 1:¿Qué instrumentos de medida conoces? ........................ 55

Figura 4-8: Distribución porcentual de las respuestas de los estudiantes ante la

pregunta de la etapa 1:¿Qué magnitudes se le pueden medir a un cuerpo?. ...... 56

Figura 4-9: Estudiantes determinando el largo del tablero con una medida no

convencional a la que dieron el nombre de “abrazos”. ......................................... 57

Figura 4-10: Estudiantes realizando las actividades experimentales propuestas

en la etapa 3, pongámonos de acuerdo. .............................................................. 58

XVIII Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración


Figura 4-11: Distribución porcentual de los estudiantes que cometieron cada tipo

de error en la determinación de las magnitudes propuestas ................................ 60

Figura 4-12: Estudiantes determinando su estatura usando una cinta métrica . 61

Figura 4-13: Distribución porcentual para cada aspecto evaluado de los

estudiantes que cometieron error en la determinación de la estatura .................. 61


estudiantes que cometieron error en la determinación del espesor de un cuerpo 62

Figura 4-15: Estudiantes realizando la lectura de una medida durante la

determinación de la masa de un líquido ............................................................... 63


estudiantes que cometieron error en la determinación de la masa de un líquido . 64


estudiantes que cometieron error en la determinación del volumen de un líquido65

Figura 4-18: Error cometido por los estudiantes al pretender determinar el

volumen de un líquido con un instrumento de medir longitud .............................. 65

Contenido XIX

LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 2-1: Eventos más representativos en la historia de la medición [19] ....... 32

Tabla 2-2: Competencias relacionadas con el tema de la medición establecidas

por los Estándares Básicos de Competencias en Ciencias Naturales[11] ........... 34

Tabla 3-1: Ficha sociográfica Institución Educativa María Antonia Penagos ..... 38

Tabla 3-2: Etapas de la actividad exploratoria experimental ............................. 40

Tabla 3-3: Competencias trabajadas en la práctica experimental ..................... 45

Tabla 4-1: Porcentaje de error cometido por los estudiantes para cada tipo de

competencia durante la exploración experimental ............................................... 49

Tabla 4-2 Porcentaje de estudiantes que cometieron error en cada uno de los

cuestionamientos de la etapa 1: Organizando mis ideas ..................................... 53

Tabla 4-3: Resultados obtenidos en la etapa 3 Pongámonos de acuerdo ......... 59

1. INTRODUCCIÓN

A pesar de que el Ministerio de Educación Nacional presenta unos lineamientos o

estándares bajo los cuales debe impartirse la formación en Ciencias Naturales en

nuestro país, los docentes se ven enfrentados a tener que definir la forma en la

cual deben llevar a cabo su labor educativa con el fin de lograr que los

estudiantes alcancen las competencias definidas en los mismos, contando en la

mayoría de los casos, con una limitada cantidad de recursos.

Se considera entonces que estas dificultades en lugar de ser una excusa, deben

convertirse en una motivación adicional que permita a los docentes desarrollar

metodologías que estén a su alcance y se adapten a las necesidades de los

estudiantes permitiéndoles el logro de los objetivos establecidos, como se trata de

demostrar con el presente trabajo, desarrollado con estudiantes de secundaria de

la Institución Educativa María Antonia Penagos de la ciudad de Palmira, la cual es

una institución de carácter oficial, de tipo mixto y que alberga en su mayoría

estudiantes pertenecientes a los estratos 1 y 2.

En consecuencia se plantea el interrogante, ¿será posible establecer una

metodología para la enseñanza del tema de la medición, que permita a los

estudiantes alcanzar los estándares básicos de competencias en Ciencias

Naturales, a partir de un diagnóstico de competencias realizado con prácticas

experimentales, donde se utilicen elementos de uso cotidiano de fácil

consecución y bajo costo?.

Teniendo en cuenta, que el tema de la Medición, es uno de los temas que

presenta un buen número de competencias, asociadas a los estándares de

ciencias naturales planteados por el Ministerio de Educación Nacional para

22 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico

diferentes grados de educación primaria, secundaria básica y media vocacional, y

dada su importancia en la vida diaria, se ha seleccionado como objeto de estudio,

considerando que el método aplicado puede extenderse para el tratamiento de

cualquier temática relacionada con las ciencias naturales.

Este trabajo plantea una propuesta para abordar los contenidos relacionados con

la medición, realizando un diagnóstico a partir de la exploración experimental con

elementos de uso cotidiano, de fácil consecución y bajo costo, de modo que se

oriente de manera adecuada a los estudiantes, teniendo en cuenta los

conocimientos previos o nivel de competencia que poseen, evitando repetir lo que

ya han aprendido y concentrándose en las falencias o debilidades que puedan

tener.

La exploración experimental, además de proporcionar información al docente,

también servirá para contextualizar al estudiante y despertar su interés por el

tema a medida que se enfrenta con situaciones muy similares a las que se le

pueden presentar en la vida real, el cual, es uno de los principales objetivos del

Ministerio de Educación Nacional al momento de establecer los estándares.

En el caso específico del tema de la medición, durante la exploración

experimental, el estudiante se cuestionará viviendo situaciones similares a las del

hombre primitivo, lo que despertará su interés por el tema, haciendo que

desarrolle su creatividad y ponga en práctica experiencias o conocimientos

adquiridos previamente de un modo divertido. ¿Cómo medía el hombre primitivo?

¿Qué haríamos si no existieran en la actualidad los instrumentos de medición?,

temas en los que constantemente están inmersos cuando miden su estatura, el

tiempo que dura cada clase, etc.

Capítulo 1 23

Finalmente, a partir del diagnóstico realizado, se propone una guía de trabajo

para desarrollar el tema de la medición, la cual está elaborada a la medida de sus

necesidades. La guía propone la realización de prácticas con elementos de uso

cotidiano y los orienta de un modo adecuado para alcanzar las competencias

básicas requeridas por los Estándares de Ciencias Naturales del Ministerio de

Educación Nacional.

1.1 ¿CÓMO ENSEÑAR CIENCIAS NATURALES?

Siempre que se habla de competencias, tema muy de moda en la actualidad, se

está hablando del “saber hacer”, lo que resulta muy familiar en el caso de la

enseñanza de las Ciencias Naturales, donde normalmente asociamos ese “saber

hacer” con la experimentación.

La dificultad que siempre se presenta en este caso dentro del ámbito docente es

cómo enseñar ese saber hacer a través de la experimentación si las instituciones

carecen de laboratorios, materiales y recursos que se puedan invertir en este

aspecto, dejando esta problemática a los docentes, quienes se deben ingeniar la

manera de resolverlo y obtener los resultados exigidos, los cuales en cierto modo

se medirán cuando los estudiantes presenten unas pruebas de estado que si los

evalúan en este sentido.

Una situación similar es la que se vive en la Institución Educativa María Antonia

Penagos de la ciudad de Palmira la cual es de carácter oficial y mixto, con

estudiantes pertenecientes en su mayoría a los estratos 1 y 2, a raíz de lo cual se

ha planteado para el siguiente trabajo el interrogante:

¿Será posible diseñar una guía para la enseñanza del tema de la medición que

permita a los estudiantes alcanzar los estándares básicos de competencias en

Ciencias Naturales requeridos por el Ministerio de Educación Nacional a partir de

un diagnóstico de competencias realizado con prácticas experimentales donde se

utilicen elementos de uso cotidiano de fácil consecución y bajo costo?


1.2 LA MEDICIÓN A TRAVÉS DE LA HISTORIA

Dentro de las ciencias naturales resulta vital la enseñanza del tema de la

medición, pues junto con la experimentación se convirtió en la principal

herramienta que le ha permitido al hombre evolucionar y hacer grandes

descubrimientos.

Surgiendo en un inicio como un mecanismo necesario para realizar intercambios

comerciales, la medición le ha permitido al hombre conocer el universo que lo

rodea, partiendo desde el conocimiento de las distancias cósmicas a través de la

determinación de la velocidad de la luz, pasando por la medición de la

circunferencia terrestre, las grandes fosas oceánicas y la montaña más alta de la

tierra, hasta llegar finalmente a desentrañar la mínima composición de la materia,

a través de la célula, el átomo, los electrones, los neutrones, los neutrinos, los

quarks y en la actualidad el bosón de Higgs, llamado por su importancia, la

partícula de Dios.

1.2.1 ORIGEN DE LA MEDICIÓN

En la historia de la metrología se pueden considerar tres períodos:

El período antiguo, en el cual se originaron los viejos patrones clásicos,

que comienza hacia el año 5000 a.C. cuando el hombre utilizó su propio

cuerpo para realizar medidas llamadas antropomórficas, y que terminó

hacia el siglo III con la decadencia del Imperio Romano.

El período medieval que se extendió hasta el siglo XVI, durante el cual se

perdieron los antiguos patrones pero se conservaron sus nombres y las

naciones europeas adoptaron diversos patrones independientes.

El período moderno, que se extiende desde el siglo XVI hasta la

actualidad, durante el cual las naciones más avanzadas se han orientado

hacia la exactitud y la simplicidad científica para lograr la uniformidad

internacional [13].

Capítulo 1 25

Al revisar la aparición de los sistemas de medición se encuentra que el sistema

más antiguo consiste en una serie de pesas de piedra estandarizadas de la

civilización del valle del Indo, que datan del 2500 A.C. y que se observan en la

Figura 1-1, y aunque puede resultar sorprendente que aparezca un sistema de

peso antes que la longitud, el área o el volumen, debe tenerse en cuenta que el

peso es la más importante de todas las medidas cuando se compra o vende

comida, o metales preciosos como el oro y la plata [19] .

Figura 1-1: Pesas cúbicas del valle del Indo [19]

Cuando el hombre primitivo tuvo la necesidad de tener referencias que le

permitieran determinar lapsos menores a los transcurridos entre la salida del sol o

la luna, sus observaciones le permitieron efectuar mediciones más cortas

basándose en las sombras proyectadas por las rocas, una de cuyas aplicaciones

se observa en el reloj Inca de la Figura 1-2.

Figura 1-2: Intihuatana (piedra sagrada) o reloj solar Inca [19]

Por otra parte, para medir distancias, recurría a su cuerpo. Así, en el Egipto

antiguo, hacia el año 3000 A.C. se comenzó a emplear como unidad de medida el

http://arqueologiadigital.com/photo/1988290:Photo:1503/next?context=late


codo que era la longitud desde el extremo del brazo hasta las puntas de los

dedos estirados como se observa en la Figura 1-3.

Figura 1-3: Medidas utilizando partes del cuerpo [5]

Los egipcios también usaban la brazada, cuya longitud equivalía a las

dimensiones de un hombre con los brazos extendidos.

Los intercambios comerciales y culturales entre Grecia y su entorno hacen que el

sistema de medidas egipcio influya en el adoptado por los griegos. La unidad

fundamental de longitud del sistema griego es el dedo, a su vez 16 dedos

equivalían a un pie, y en coincidencia con las medidas egipcias, 24 dedos

equivalían a un codo olímpico.

Corría el año 1101 cuando el rey Enrique I de Inglaterra tomó una decisión

histórica. Estiró el brazo y permitió que un monje colocara una vara desde su

nariz hasta su dedo pulgar, estableciéndose de este modo el primer patrón de

medida.

Los ingleses usaban como patrón de longitud el pie de su rey. Los romanos, el

paso y la milla, equivalente a mil pasos. Para ellos un paso era igual a dos de los

actuales, pues cada uno valía el doble. También se utilizaron otras partes del

cuerpo humano: el palmo o la cuarta era la distancia entre el extremo del dedo

Capítulo 1 27

pulgar y el meñique teniendo la mano abierta. Es fácil imaginar el desconcierto

reinante en esos tiempos para el comercio entre los pueblos.

Cuando Roma se integró en un imperio trató de poner orden a la diversidad de

unidades, por lo que estableció la libra como unidad de peso y el pie como unidad

de longitud: para ello modeló un cuerpo representativo del peso de una libra

patrón y una barra de bronce con la longitud equivalente al pie.

Las unidades romanas se mantienen a lo largo del tiempo pero con variaciones

locales, de forma que la misma unidad podía cambiar de valor numérico de una

región a otra. Pero a pesar de contar con esta variación de gama de unidades de

una misma magnitud, nuestros antepasados no pensaban que ello fuera un

auténtico problema, porque fundamentalmente se viajaba poco y no había mucha

necesidad de buscar las relaciones entre diversos sistemas de medida.

A la caída del Imperio Romano, surgió de nuevo la anarquía de las unidades de

medida. El aumento del comercio y de las relaciones económicas entre los

países hace urgente buscar en el siglo XVII un sistema de medidas que sirviera

en el mundo entero y es así como en 1790 cuando la Asamblea Constituyente de

Francia, por medio de la Academia de Ciencia en París, extendió una invitación a

los países con el objetivo de unificar los sistemas de pesas y medidas y nace,

dentro del fragor de la Revolución Francesa, el metro como unidad de longitud.

Posteriormente se definen patrones de masa y tiempo [4].

Hacia el año de 1960 durante la Decimoprimera Conferencia General de Pesas y

Medidas, se creó el Sistema Internacional de Unidades (SI), el cual se compone

de 7 unidades básicas: el metro, unidad de medida de longitud, el cual se

representa con el símbolo m; el kilogramo, unidad de medida de masa, el cual se

representa con el símbolo Kg; el segundo, unidad de medida de tiempo, el cual se

representa con el símbolo s; el amperio, unidad de medida de corriente eléctrica,

el cual se representa con el símbolo A; el Kelvin, unidad de medida de

temperatura, el cual se representa con el símbolo K; el mol, unidad de medida de

la cantidad de sustancia, el cual se representa con el símbolo mol; la candela,


unidad de medida de la intensidad luminosa, la cual se representa con el símbolo

cd [12].

2. RELACIÓN ENTRE LA MEDICIÓN Y LA EXPERIMENTACIÓN

La medición en Ciencias es una actividad importante dentro de la

experimentación, pues a través de ella es posible interpretar los fenómenos que

acontecen en el mundo natural [8].

Desde sus orígenes el hombre siempre se ha interesado por conocer el mundo

que le rodea, utilizando en un principio como mecanismo de aprendizaje la

observación, posteriormente durante la época filosófica la experimentación mental

y durante una etapa más evolucionada la integración de ellas a través de la

experimentación, lo cual lo ha llevado a tener grandes logros relacionados con el

desarrollo científico.

A pesar de lo complejos que pueden llegar a ser estos descubrimientos, lo que

resulta interesante es el hecho de que muchos de ellos pueden ser reproducidos

de una manera muy sencilla a partir de elementos que se encuentran en nuestro

medio, y utilizados como mecanismo para la enseñanza de las Ciencias

Naturales, contextualizando y motivando a los estudiantes.

A medida que el hombre primitivo iba conociendo el mundo que lo rodeaba se

despertaba un gran interés por reproducir aquellos fenómenos de la naturaleza

que podían mejorar sus condiciones de vida, como por ejemplo el caso del fuego

producido a partir de descargas eléctricas o rayos, el cual le permitía obtener luz,

calor o ahuyentar a los animales salvajes.

Son los griegos los primeros que comienzan a realizar un proceso de análisis

mental con el fin de entender el por qué de las cosas y es entonces cuando se ve


la necesidad de realizar sencillos pero contundentes experimentos a partir de los

cuales se encontraron las explicaciones físicas de nuestra cotidianidad, aunque

debido a que se fundamentaban solo en un análisis cualitativo en muchos casos

se cometían errores como los planteados por Aristóteles respecto a la caída libre

cuando decía que: “Un cuerpo en caída libre recorre una distancia en tiempo

inversamente proporcional a su peso. Así, si su peso se duplica, el cuerpo

invertirá la mitad del tiempo, para una distancia dada” [20]. Teoría que solo pudo

ser refutada más adelante por Galileo Galilei gracias a la aplicación de la

experimentación y la medición.

Una de las aplicaciones más asombrosas de la medición en la historia es la

medición de la circunferencia terrestre realizada por Eratóstenes, pensador

griego nacido en el año 276 a.C., la cual puede resultar en un experimento

fácilmente reproducible para la enseñanza de las Ciencias Naturales.

Figura 2-1: Medición de la circunferencia terrestre por Eratóstenes [17]

Según la tradición usó un pozo en la lejana ciudad de Siena y un obelisco en la

biblioteca de Alejandría. El día en que el sol brillaba directamente dentro del pozo

sin proyectar ninguna sombra en sus paredes Eratóstenes midió en Alejandría el

ángulo creado por el obelisco y su sombra. Como ambos lugares se encuentran

casi en el mismo meridiano de longitud el ángulo mide la diferencia de latitud

Capítulo 2 31

entre Siena y Alejandría, y por simple geometría el ángulo descrito en el centro de

la tierra por el pozo y Alejandría es igual al ángulo de la sombra.

Teniendo en cuenta que el ángulo era de 7,2° y que la distancia entre Alejandría y

Siena era de unos 5000 estadios (medidos con pasos), unidad de longitud griega,

que tomaba como patrón la longitud del estadio de Olimpia, la circunferencia de la

tierra podía ser calculada multiplicando 5000 por la razón 360:7,2, dando una

circunferencia de 250000 estadios, que al convertirlos serían equivalentes a uno

39690 km, un valor muy aproximado para la circunferencia ecuatorial de la tierra

considerando que el valor aceptado es de 40075 km.

Con Galileo Galilei (1564 - 1642) la medición y la ciencia comienzan su evolución

en paralelo. Galileo fue el primero en percatarse de que las cosas tenían

propiedades medibles y propiedades no medibles. Él mismo identificó las

propiedades medibles como magnitudes, momento que puede ser considerado

como el inicio de la metrología tal y como la entendemos ahora. Galileo decía que

su propósito era "contar lo que se puede contar, medir lo que se puede medir y, lo

que no se puede medir, hacerlo medible" [6].

Galileo inicia sus trabajos relacionados con el péndulo a partir de la experiencia

que vivió mientras se encontraba escuchando misa, al observar que una de las

lámparas que se mecía sobre el techo se demoraba el mismo tiempo en ir y venir

sin importar la distancia que la separaba del punto de equilibrio, tiempo que fue

medido al contar sus pulsaciones colocando un dedo sobre su garganta, trabajo

que fue utilizado más adelante para la construcción del reloj de péndulo que se

usa en la actualidad.

A partir de este momento la medición y la experimentación serán prácticamente

inseparables, y juntas, llevarán al hombre a realizar los grandes descubrimientos

que han impulsado el desarrollo de la ciencia hasta nuestros tiempos (Tabla 2-1),

valiéndose para ello de las situaciones o elementos que tiene a su alcance sin

importar lo sencillos o básicos que parezcan.

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_longitud

http://es.wikipedia.org/wiki/Antigua_Grecia

http://es.wikipedia.org/wiki/Olimpia


Tabla 2-1: Eventos más representativos en la historia de la medición [19]

Fecha Evento

Siglo III a.C Medida de la circunferencia terrestre

1215 La Carta Magna requiere uniformidad en los pesos y medidas de Inglaterra

1676 Medición de la velocidad de la luz

Década de 1720 Invención del termómetro de mercurio y la escala Fahrenheit

1742 Introducción de la escala Celsius

1791 Aprobación en Francia del estándar de medida basado en el meridiano

1801 Imposición del sistema métrico en toda Francia

1830-1840 Medición de los fenómenos eléctricos y magnéticos

1859 Medición de los espectros de emisión y absorción

1875 17 países firman la Convención del Metro en París; establecimiento de la

Oficina Internacional de Pesas y Medidas

Década de 1880 Invención del sismógrafo. Medición de las ondas electromagnéticas.

1884 Establecimiento del Tiempo Medio de Greenwich (GTM) y de los husos

horarios.

1911 Medición de la estructura nuclear.

1923 Introducción de la escala de decibelios

1929 Medida de la expansión del universo

1935 Introducción de la escala sísmica de Richter

1960 Introducción del Sistema Internacional (SI)

Década de 1970 Invención del Sistema de Posicionamiento Global (GPS)

Década de 1980 Invención de la resonancia magnética nuclear (RMN)

2007 Inauguración del Gran Colisionador de Hadrones (acelerador de partículas)

2.1 ENSEÑANZA DE LA MEDICIÓN

A pesar de que son muchos los modelos de enseñanza que se han utilizado a

través del tiempo para impartir las diversas formas de conocimiento y en

particular el relacionado con las ciencias naturales, las diferentes investigaciones

han demostrado que el modelo constructivista, y dentro del mismo la metodología

del aprendizaje significativo, es una de las que ha brindado mejores resultados,

teniendo en cuenta que bajo este modelo el conocimiento adquirido por el

estudiante debe ser elaborado a partir de las interacciones del mismo con su

entorno, con los demás y con los conocimientos internos que tenía y/o externos a

los cuales acceda a través de un proceso debidamente orientado por un docente,

que lo motive o despierte su interés [2].

Capítulo 2 33

Algunas estrategias de enseñanza acogen aspectos que se han integrado para

llevar a cabo el trabajo propuesto, tales como en el curso de física desarrollado

en la Universidad de Harvard [3] donde se retoman aspectos históricos que han

sido significativos para la física y se usan como motivación para los estudiantes

obteniendo una respuesta muy positiva ya que permite acercar los temas a la

realidad o contexto de los estudiantes evitando que los vean como algo

complicado o de poca aplicación.

Otro trabajo importante lo representa el Taller de Ciencias para niños de la

Universidad de Costa Rica [1] donde se ha dado una nueva visión para la

enseñanza de la física a través de actividades experimentales que tienen un

carácter recreativo haciendo que resulten atractivas para los estudiantes.

Otros estudios como el llevado a cabo en Colombia por la Universidad EAFIT,

muestra la factibilidad de los experimentos en el aula de la clase para la

enseñanza de la física [16], a partir de experiencias sencillas que requieren de

muy pocos materiales y permiten brindar mayor claridad y aplicación de los temas

visto.

Lo novedoso de la propuesta que se realiza en este caso para la enseñanza de la

medición lo conforma el hecho de que se integran los trabajos anteriores

elaborando una guía que tiene en cuenta el contexto histórico, posteriormente

propone actividades experimentales y se usan elementos de uso cotidiano de fácil

consecución y bajo costo.

En Colombia los lineamientos bajo los cuales el docente debe realizar su trabajo

se encuentran establecidos en el documento de “Estándares Básicos de

Competencias en Ciencias Naturales y Ciencias Sociales” [11] emitido por el

Ministerio de Educación Nacional, y cuyo objetivo es hacer que los estudiantes

adquieran conocimientos que se vean reflejados en competencias que le permitan

enfrentar las diversas situaciones que se puedan presentar en su vida diaria

(Tabla 2-2).


Tabla 2-2: Competencias relacionadas con el tema de la medición establecidas por los Estándares Básicos de Competencias en Ciencias Naturales[11]

Grados

Competencias

Me aproximo al conocimiento como científico natural

Entorno físico

Primero a Quinto

Realizo mediciones con instrumentos convencionales (balanza, báscula, cronómetro, termómetro...) y no convencionales (paso, cuarta, pie, braza, vaso...).

Establezco relaciones entre magnitudes y unidades de medida apropiadas.

Sexto a séptimo

Realizo mediciones con instrumentos y equipos adecuados a las características y magnitudes de los objetos y las expreso en las unidades correspondientes.

Comparo masa, peso y densidad de diferentes materiales mediante experimentos.

Octavo a noveno

Realizo mediciones con instrumentos adecuados a las características y magnitudes de los objetos de estudio y las expreso en las unidades correspondientes.

Comparo masa, peso, cantidad de sustancia y densidad de diferentes materiales.

Décimo a undécimo Realizo mediciones con instrumentos y equipos adecuados.

Aunque los docentes son libres de establecer la didáctica que emplearán para

lograr estos objetivos, hay que tener en cuenta que existen otros factores que se

deben considerar al momento de plantearla tales como son el contexto, los

recursos y el interés de los estudiantes, los que representan una de las mayores

dificultades a las cuales deben enfrentarse, sumados en algunos casos, al

desconocimiento del nivel de competencia que alcanzaron los estudiantes en el

grado anterior o los conocimientos previos que traen al respecto.

En este sentido puede pensarse en la utilidad de la experimentación dentro del

aprendizaje significativo, resaltando que todo trabajo no debe estar centrado en la

actividad experimental, pues podría caerse en el error de hacerles pensar que la

ciencia solo se fundamenta en razonamientos inductivos basados en el empirismo

[14], pero esta si puede ser utilizada como una herramienta exploratoria que

permita identificar la competencia de los estudiantes respecto a un determinado

tema o sus conocimientos previos, lo que en si mismo, constituye un enfoque

alternativo para la enseñanza de las ciencias [7].

Capítulo 2 35

Al elegir como alternativa la experimentación debe considerarse una forma simple

de llevarla a cabo utilizando, en cuanto sea posible, elementos que se consigan

fácilmente o que sean de bajo costo, teniendo en cuenta los limitados recursos

con los cuales se cuenta en las instituciones de nuestro país, lo cual resulta

verdaderamente factible cuando se observan los grandes descubrimientos que se

han realizado en la historia a partir de sencillos elementos o los casos como el

que se llevó a cabo en la sede del Atlántico de la Universidad de Costa Rica.

El proyecto didáctico-recreativo denominado “Taller de Ciencias para Niños de

Segundo Ciclo” que se viene desarrollando desde el año de 1997, ha permitido

lograr el acercamiento de los niños y de las niñas a un sistema diferente de

enseñanza de las ciencias naturales, a través de un método más atrayente y

efectivo, basado en la experimentación [1].

No debe perderse de vista que una buena parte del éxito dentro del proceso de

enseñanza está representado por el interés que logre despertarse en los

estudiantes, para lo cual, además de la experimentación, que en sí misma

representa un atractivo, también se puede aprovechar el contexto histórico en el

cual se fueron desarrollando cada uno de los temas, así, el solo hecho de darle a

conocer al estudiante que alguna vez las manos o los pies fueron los únicos

elementos de medición con los cuales se contaba y que eran usados por los

egipcios, puede ser suficiente para captar su atención y lograr un exitoso

desarrollo del tema, integrando el conocimiento técnico con su mismo impacto

social [3].

3. METODOLOGÍA

A partir de la problemática planteada en cuanto a si ¿será posible diseñar una

guía para la enseñanza del tema de la medición que permita a los estudiantes

alcanzar los estándares básicos de competencias en Ciencias Naturales

requeridos por el Ministerio de Educación Nacional a partir de un diagnóstico de

competencias realizado con prácticas experimentales donde se utilicen elementos

de uso cotidiano de fácil consecución y bajo costo? se propone la realización de

un trabajo siguiendo la metodología de estudio de caso, mediante el cual se

analice la problemática que presentan los estudiantes de la Institución Educativa

María Antonia Penagos en cuanto al desarrollo de sus competencias relacionadas

con el tema de la medición.

A lo largo del trabajo, los estudiantes serán expuestos a diferentes situaciones

cotidianas, en las cuales deberán hacer uso de las competencias que poseen en

cuanto al tema de la medición, con el fin de resolver los problemas planteados. A

partir de las observaciones realizadas se diagnosticará el nivel de competencia

que poseen y se elaborará una guía para la enseñanza del tema de la medición

con el fin de superar las deficiencias detectadas.

3.1 DESCRIPCIÓN DE LA POBLACIÓN

La Institución Educativa María Antonia Penagos se encuentra ubicada en la

comuna 7 de la ciudad de Palmira y cuenta con los niveles de educación

preescolar, básica secundaria y media vocacional. La Institución Educativa

cuenta con cuatro sedes: sede Central y sede Penaguitos ubicadas en el barrio

chapinero, sede Francisco de Paula Santander ubicada en las delicias, uno de los


sectores más vulnerables de la ciudad, y sede Susana López de Valencia ubicada

en el barrio sesquicentenario (Tabla 3-1).

Tabla 3-1: Ficha sociográfica Institución Educativa María Antonia Penagos

INSTITUCIÓN EDUCATIVA MARÍA ANTONIA PENAGOS

Ubicación Comuna 7 Palmira, Valle del Cauca

Carácter Mixto Oficial

Clase Urbana Académica

Calendario A

Estrato de la población atendida

1,2 y 3 En su mayoría 1 y 2

Sedes

Penaguitos María Antonia Penagos Susana López de Valencia Francisco de Paula Santander

Preescolar y Primero Primaria Básica secundaria y media vocacional Primaria

Jornadas 2 Mañana y tarde

Grupos por jornada 28 en la mañana 20 en la tarde

Distribuidos en las diferentes sedes

Estudiantes matriculados

1952 Al inicio del año lectivo

Directivos docentes 4 Rector y 3 Coordinadores

Docentes 55 Distribuidos en las diferentes sedes

Personal Administrativo y de vigilancia

6 Distribuidos en las diferentes sedes

La institución brinda el título de bachiller técnico y en la actualidad se encuentra

en un proceso de articulación con el Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA)

con el fin de implementar la especialidad de Técnicos Ambientales.

Además de que la población estudiantil presenta dificultades de carácter

económico al pertenecer en su mayoría a los estratos 1 y 2 también se presenta

la problemática de que sus hogares son disfuncionales, donde un alto porcentaje

tienen a la madre como cabeza de hogar.

La institución tiene algunas ventajas como la promoción de las TIC dentro de sus

procesos formativos pero también tiene limitantes en el sentido de que no cuenta

con laboratorios de ciencias naturales ni los espacios físicos o recursos

suficientes para pensar en hacerlo en un futuro.

A pesar de las dificultades planteadas, cabe resaltar que la institución se destaca

por contar con un personal directivo y docente que siempre está dispuesto a

actualizar sus conocimientos a través de diferentes procesos de formación

Capítulo 3 39

académica, lo que ha hecho posible que a través de sus propuestas se haya

logrado mantener a los estudiantes durante los últimos seis años en un

desempeño superior en las pruebas de estado ahora llamadas saber 11.

Es precisamente con el fin de contribuir a este proceso formativo que se plantea

el presente trabajo, el cual fue realizado con los 80 estudiantes de grado décimo

pertenecientes a la sede Susana López de Valencia, los cuales se subdividieron

en grupos de 4 y 5 integrantes y se trabajaron en dos sesiones independientes

(grado 10-1 y grado 10-2), cada una con una duración de 2 horas.

3.2 PLANEACIÓN

Una vez realizada la respectiva revisión bibliográfica relacionada con la historia

de la medición, relación de la medición y la experimentación y las didácticas para

la enseñanza de las ciencias, se planteó la ejecución del trabajo mediante el

desarrollo de las siguientes actividades principales:

Diseño de la actividad exploratoria.

Desarrollo de la actividad exploratoria.

Diagnóstico del nivel de competencia de los estudiantes.

Análisis de resultados.

Diseño de una guía para la enseñanza de la medición.

3.3 DISEÑO DE LA ACTIVIDAD EXPLORATORIA

A partir de la consulta bibliográfica realizada se confirmó que la mejor forma de

realizar un diagnóstico sobre el nivel de competencia de los estudiantes en

cuanto al tema de la medición era mediante la utilización de una actividad de

exploración experimental teniendo en cuenta que a través de ella se puede

evidenciar de manera más clara su competencia o “saber hacer”.

La selección de los elementos a utilizar durante la actividad se realizó teniendo en

cuenta que estos deberían ser de uso cotidiano o que se pudieran conseguir


fácilmente siguiendo el principio de que muchos de los grandes descubrimientos

de la humanidad se han llevado a cabo a partir de cosas muy simples, lo cual

resulta acorde con las limitantes que se presentan en las instituciones educativas.

En el diseño de la actividad también se consideró que pudiera ser llevada a cabo

en su mayor parte dentro de la misma aula y en los corredores externos, debido a

la limitante de espacio con la cual se cuenta.

Para la orientación de la actividad exploratoria, se elaboró un cuestionario con

tres etapas básicas, cada una de las cuales tiene un objetivo específico y se

identificó con un nombre que fuera llamativo para los estudiantes: Organizando

mis ideas, midiendo como los primitivos y pongámonos de acuerdo (Tabla 3-2).

Tabla 3-2: Etapas de la actividad exploratoria experimental

Etapa Competencia Tipo Descripción

1. Organizando

mis ideas

Establezco relaciones entre

magnitudes y unidades de medida

apropiadas.

Argumentativas

Articula

conceptos

relacionados con

la medición,

presenta

ejemplos de

magnitudes e

instrumentos de

medición, expone

sus ideas

respecto a la

importancia de la

medición.

2. Midiendo

como los

primitivos

Realizo mediciones con instrumentos

no convencionales (paso, cuarta, pie,

braza, vaso...). Interpretativas

Comprende e

interpreta la

situación que se

plantea y

propone posibles

soluciones

3. Pongámonos

de acuerdo

Realizo mediciones con instrumentos

convencionales (balanza, báscula,

cronómetro, termómetro...).

Realizo mediciones con instrumentos y

equipos adecuados a las

características y magnitudes de los

objetos y las expreso en las unidades

correspondientes.

Propositivas

Propone

hipótesis para

solucionar el

problema que se

le plantea y

procede a

solucionarlo

Capítulo 3 41

3.3.1 Organizando mis ideas

El objetivo de esta etapa es identificar los conocimientos previos del estudiante y

su competencia argumentativa a través de una serie de preguntas abiertas que se

pueden observar en la Figura 3-1.

ORGANIZANDO MIS IDEAS

1. ¿Qué es medir?

2. ¿Qué instrumentos de medida conoces? Menciona por lo menos 5

3. ¿Qué magnitudes se le pueden medir a un cuerpo?

4. ¿Cómo crees que se medía en la antigüedad cuando no habían instrumentos?

Menciona algunos ejemplos

5. ¿Por qué crees que el hombre inventó los instrumentos de medida?

6. ¿Qué instrumentos crees que podrías utilizar para determinar cada una de las

siguientes magnitudes?

La masa de tu cuaderno:

El largo de tu lápiz:

El volumen de una gaseosa:

Figura 3-1: Etapa 1 de la actividad exploratoria experimental

Estas preguntas se plantean teniendo en cuenta que los estudiantes con los

cuales se está desarrollando el trabajo pertenecen a los grados décimo y que

según lo especifican los estándares ya deben manejar como mínimo estos

conceptos.

A partir de aquí se identificará si los estudiantes tienen claros los conceptos de

medición, instrumento y magnitud y si pueden seleccionar el instrumento

adecuado de acuerdo a la magnitud que desean medir.


3.3.2 Midiendo como los primitivos

El objetivo de esta etapa es hacer que el estudiante recuerde el origen del

concepto de medición a partir de una situación histórica y de una manera

divertida, poniendo en evidencia principalmente sus competencias interpretativas,

al comprender la situación que se le plantea y tomar una posición al respecto

como se describe en la Figura 3-2.

MIDIENDO COMO LOS PRIMITIVOS

Sin utilizar ningún tipo de instrumento, solo el cuerpo, cada integrante debe:

a) Medir el largo y el ancho del tablero

Integrante Largo Ancho

1

2

3

4

5

¿Cómo lo hicieron?

¿Qué unidad de medida utilizaron?

¿Dieron igual todas las medidas?

¿Por qué? b) Medir el largo y el ancho de tu salón


1

2

3

4

5

¿Cómo lo hicieron?

¿Qué unidad de medida utilizaron?


¿Por qué?


De acuerdo a los estándares de competencias en Ciencias Naturales, al culminar

el nivel de primaria los estudiantes deben haber superado la competencia que se

refiere a “Realizo mediciones con instrumentos convencionales (balanza, báscula,

Capítulo 3 43

cronómetro, termómetro...) y no convencionales (paso, cuarta, pie, braza,

vaso...)”.

3.3.3 Pongámonos de acuerdo

En esta etapa se pretende establecer, la capacidad que tiene el estudiante, para

seleccionar el tipo de instrumento adecuado a la medida que debe determinar,

ejercicio que permite evidenciar principalmente sus competencias propositivas.

Una vez comprendida la situación, el estudiante toma una decisión y la confronta

con la de sus compañeros, decidiendo en equipo la mejor alternativa de acuerdo

a la argumentación de cada uno. Se espera, que el estudiante registre de manera

adecuada los datos, colocando las unidades de acuerdo a la magnitud

determinada y al instrumento seleccionado como se observa en la Figura 3-3.

PONGÁMONOS DE ACUERDO

Encuentra en cada caso la medida solicitada indicando qué instrumento utilizaste y por qué lo consideraste el más adecuado:

Medida Resultado Unidades ¿Qué instrumento usaste? ¿Por qué?

a) Estatura de todos los integrantes del grupo:

b) La masa de 100 ml de agua

c) El volumen que ocupa el líquido que se encuentra en una botella de refresco

d) El largo de un palillo

e) El espesor de una moneda



El diseño de esta actividad se fundamenta en que a partir del grado sexto y a lo

largo de la educación secundaria el estudiante debe haber desarrollado la

competencia que se refiere a “Realizo mediciones con instrumentos adecuados a

las características y magnitudes de los objetos de estudio y las expreso en las

unidades correspondientes”.

3.4 DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD EXPLORATORIA

La actividad de exploración experimental se realizó de manera independiente

para cada uno de los grados décimo. Dentro de cada grado los estudiantes se

subdividieron en grupos de 5 integrantes.

Inicialmente se le solicitó a cada grupo que resolviera el cuestionario

“organizando mis ideas”, teniendo en cuenta solamente sus conocimientos

previos y sin realizar ningún tipo de consulta adicional.

Una vez terminado el primer cuestionario los estudiantes pasaron a resolver la

parte “midiendo como los primitivos”, para lo cual tenían plena libertad de

desplazarse por el aula de clase.

En la última etapa, se pidió a los estudiantes que realizaran la tercera parte del

cuestionario, “pongámonos de acuerdo”, para lo cual, tenían a disposición sobre

una mesa, diferentes instrumentos de uso cotidiano, entre los cuales tendrían que

ir seleccionando el más adecuado de acuerdo al tipo de medición que deseaban

realizar:

Balanza de cocina

Reglilla

Metro para uso en modistería

Flexómetro (3 m)

Recipiente plástico graduado

Mientras se llevaba a cabo el desarrollo de las actividades, se realizó un registro

de los comportamientos, actitudes, dificultades y errores que los estudiantes

Capítulo 3 45

pudieran cometer y a través de los cuales se pudieran evidenciar sus

competencias respecto al tema de la medición.

3.5 ANÁLISIS DE DATOS Y ESTABLECIMIENTO DEL NIVEL DE

COMPETENCIA DE LOS ESTUDIANTES EN EL TEMA DE LA MEDICIÓN

A partir de las observaciones realizadas, durante el desarrollo de la actividad

exploratoria experimental, se evidenció el nivel de los estudiantes respecto a sus

competencias interpretativas, argumentativas y propositivas, de acuerdo a los

parámetros establecidos en la tabla 3-3, permitiendo identificar sus aciertos y

dificultades.

Tabla 3-3: Competencias trabajadas en la práctica experimental

Etapa Competencia Tipo

1. Organizando mis ideas

Articula conceptos relacionados

con la medición, presenta

ejemplos de instrumentos de

medición, expone sus ideas

respecto a la importancia de la

medición.

Argumentativas

2. Midiendo como los primitivos

Comprende la situación que se

plantea y establece posibles

soluciones.

Interpretativas

3. Pongámonos de acuerdo

Propone hipótesis para resolver

el problema que se le plantea y

procede a solucionarlo.

Propositivas

Para asignar un valor cuantitativo a cada una de las competencias los resultados

obtenidos en las prácticas experimentales fueron analizados mediante la

herramienta del paquete estadístico Excel denominada “Estadística descriptiva”.


3.6 ELABORACIÓN DE LA GUÍA

A partir de los resultados obtenidos en la práctica experimental se elaboró una

guía para la enseñanza de la medición, la cual se convierte en una propuesta a

partir de la cual se espera que durante una formación futura, los estudiantes de la

institución educativa puedan superar las falencias observadas, debido a que está

diseñada a la medida de sus necesidades.

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Durante la actividad exploratoria inicialmente los estudiantes conformaron a libre

criterio grupos de trabajo mixtos, entre 4 y 5 integrantes, para dar comienzo a la

primera etapa(Organizando mis ideas), en la cual procedieron a contestar de

manera grupal las preguntas, pero al culminar el cuestionario se mostraron

tímidos y dudosos sobre lo que deberían hacer a continuación en la segunda

etapa (Midiendo como los primitivos),manifestando que tendrían que pararse de

sus puestos para realizar esta labor, a lo cual se les contestó de manera

afirmativa, incentivándolos a hacerlo e indicándoles que incluso para la tercera

etapa (Pongámonos de acuerdo) , tendrían que salir del salón ya que en la parte

externa se encontraban dispuestos todos los elementos que requerían y de los

cuáles deberían ir seleccionando los más adecuados como se aprecia en la

Figura 4-1.

Figura 4-1: Elementos utilizados para llevar a cabo la práctica experimental

Balanza de cocina

Recipiente graduado

Envase de refresco

Cintas métricas

Flexómetro Reglas graduadas


En el desarrollo de cada una de las etapas de la actividad exploratoria planteada

se observó una actitud muy positiva por parte de los estudiantes, los cuales

estuvieron siempre dispuestos a seguir las instrucciones impartidas por el

docente.

El tiempo total de desarrollo de la actividad exploratoria fue de 120 minutos, la

cual se llevó a cabo en una sola sesión y estuvo dividida en 30 minutos para la

etapa 1 (Organizando mis ideas), 30 minutos para la etapa 2 (Midiendo como los

primitivos) y 60 minutos para la etapa 3 (Pongámonos de acuerdo).

A medida que fueron realizando la actividad, los estudiantes prácticamente se

olvidaron de que el docente se encontraba presente en el aula, y con la

orientación que se brindó inicialmente fue suficiente.

Poco a poco, y principalmente durante el desarrollo de la etapa 2, midiendo como

los primitivos, los estudiantes se fueron desinhibiendo y comenzaron a interactuar

tanto con los demás compañeros como con los elementos que se les fueron

brindando con el fin de dar respuesta a las interrogantes que se les plantearon.

El papel del docente en ese momento fue el de un observador activo, el cual fue

recolectando toda la información que percibía del entorno y que le permitiera

evaluar las dificultades presentadas por los estudiantes respecto a las

competencias que se esperaba que este manejara, resolviendo algunas dudas

pero sin brindar información académica sobre la actividad planteada.

Al realizar la estadística descriptiva, para cada una de las actividades realizadas

en las distintas etapas, se pudo obtener un porcentaje de los errores cometidos

por los estudiantes dentro de cada tipo de competencia, los cuales se pueden

observar en la tabla 4-1, donde el porcentaje de error representa las fallas

promedio que tuvieron los estudiantes al realizar las actividades propuestas

dentro de cada una de las etapas.

Capítulo 4 49

Tabla 4-1: Porcentaje de error cometido por los estudiantes para cada tipo de competencia durante la exploración experimental

Etapa Competencias

% error

promedio

Máx. Mín. Desv.est C.V.

1. Organizando mis

ideas Argumentativas 40,3% 66,7% 17,0% 19,5% 48,3%

2. Midiendo como los

primitivos Interpretativas 1,6% 25,0% 0% 6,3% 393,8%

3. Pongámonos de

acuerdo Propositivas 36,5% 16,7% 58,3% 12,1% 33,2%

En términos generales, las competencias en las cuales los estudiantes tuvieron

un desempeño más bajo fueron las argumentativas (etapa 1, organizando mis

ideas), donde los estudiantes presentaron una falla del 40,3% seguidas por las

propositivas (etapa 3, pongámonos de acuerdo) con un error del 36,5%, mientras

las interpretativas (etapa 2, midiendo como los primitivos) estuvieron muy bien,

con un porcentaje de error de apenas el 1,6%.

El bajo porcentaje de error para la etapa 2, midiendo como los primitivos,

corresponde con la buena disposición que mostraron los estudiantes durante el

desarrollo de estas actividades, y el alto coeficiente de variación se debe a que

solo se presentó un caso atípico donde uno de los grupos falló al combinar

medidas durante uno de los ejercicios realizados.

En la figura 4-2 se observa una distribución de los porcentajes de error

observados en la etapa 1, organizando mis ideas, la cual trabajó seis aspectos

fundamentales del tema de la medición: la definición del concepto de medición, la

identificación de instrumentos de medida conocidos, la identificación de

magnitudes, formas de medir en la antigüedad, la importancia de la medición y el

criterio para seleccionar un instrumento de acuerdo a la magnitud que se va a

determinar.


Figura 4-2: Distribución de los errores cometidos por los estudiantes en la etapa 1 (Organizando mis ideas) al resolver los cuestionamientos planteados

Los mayores porcentajes de error que se presentaron durante el desarrollo de la

etapa 1 fueron del 13,7% y correspondieron tanto ala elaboración del concepto de

“medición” como a la selección del instrumento de acuerdo al tipo de magnitud

que se pretendía determinar. Aunque el menor porcentaje de error fue de 1% y

correspondió al reconocimiento de instrumentos de medida, cabe resaltar que

estos en su mayoría estuvieron limitados al conocimiento de instrumentos

destinados a la determinación de medidas de longitud.

En la figura 4-3 se puede observar la distribución de los errores cometidos por los

estudiantes en la etapa 3, pongámonos de acuerdo, la cual correspondió a la

parte práctica y fue donde los estudiantes tuvieron que seleccionar los

instrumentos adecuados y determinar diferentes medidas que tenían que ver con

las magnitudes: longitud, masa y volumen, demostrando sus competencias

propositivas.

13,7%

1,0% 3,9% 2,9%

4,9%

13,7%

Definición medición

Instrumentos de medida

Identificación magnitudes

Historia de la medición

Importancia de la medición

Capítulo 4 51

Figura 4-3: Distribución de los errores cometidos por los estudiantes en la etapa 3 (Pongámonos de acuerdo)

La mayor dificultad en la etapa 3, pongámonos de acuerdo, se presentó en la

determinación del volumen del líquido contenido en una botella de refresco,

donde el error fue del 18,2%, mientras que los errores más bajos, de manera

similar que en la etapa 1, correspondieron a la magnitud de longitud, con un 3,1%

para la determinación del espesor de una moneda y 7,3% para la determinación

de la estatura de los estudiantes de cada grupo de trabajo.

Durante el desarrollo de las prácticas se observó que además de lograr los

objetivos propuestos inicialmente, estas permitieron fortalecer otros aspectos de

los estudiantes tales como su capacidad para resolver conflictos, ya que los

obliga a establecer discusiones y a tomar decisiones como grupo, tal y como

deben hacerlo dentro del papel que juegan en la sociedad.

Otros puntos a resaltar consiste en que este tipo de actividades permiten al

estudiante observar la verdadera utilidad de los conocimientos adquiridos, tal

como fue el caso de los aspectos relacionados con la historia de la medición y las

habilidades matemáticas y de redacción, con las cuales debían contar para

resolver con éxito las situaciones planteadas.

Altura 7,3%

Masa 7,8% Volumen

18,2%

Espesor 3,1%

Altura

Masa

Volumen

Espesor


4.1 RESULTADOS ETAPA 1 ORGANIZANDO MIS IDEAS

Figura 4-4: Estudiantes realizando la etapa 1, organizando mis ideas.

Como se puede observar en la figura 4-4, para el desarrollo de esta etapa los

estudiantes conformaron grupos de trabajo mixtos, que tuvieron entre 4 y 5

integrantes y se desarrolló dentro del aula de clase. La duración aproximada de

la misma fue de 30 minutos, y en ella los estudiantes llevaron a cabo discusiones

con el fin de dar respuesta a las situaciones planteadas de la mejor forma posible.

Los resultados obtenidos al realizar la actividad experimental en la etapa 1

denominada organizando mis ideas y mediante la cual se pretenden evaluar

principalmente las competencias argumentativas de los estudiantes pueden

resumirse en la tabla 4-2.

Los porcentajes de error representan el número de estudiantes que falló en cada

uno de los cuestionamientos u objetivos de la actividad propuesta y para cada

apartado se presenta una descripción general de los errores o dificultades que

presentaron los estudiantes durante la realización de la misma.

Capítulo 4 53

Tabla 4-2 Porcentaje de estudiantes que cometieron error en cada uno de los cuestionamientos de la etapa 1: Organizando mis ideas

Objetivo

%

estudiantes

que se

equivocaron

Descripción

Definir qué es medición 82,4%

Definen utilizando la misma palabra con la cual se

está preguntado.

Limitan la definición utilizando como ejemplo la

determinación de un solo tipo de magnitud, en la

mayoría de los casos, la longitud.

Mencionar

instrumentos de

medida conocidos

6,0%

Confusión entre instrumento y unidades de

medida.

Identifican físicamente que se trata de un

instrumento pero desconocen su nombre.

Identificación de

magnitudes 23,5%

Confusión entre instrumento y magnitud

Limitado número de magnitudes conocidas,

básicamente longitud.

Historia de la medición 17,6% Solo conocen la forma y los instrumentos con los

que se mide actualmente.

Importancia de la

medición 23,5% Dificultad para redactar y articular sus ideas.

Establecer instrumento

a utilizar de acuerdo a

la magnitud

82,4%

Gran dificultad para identificar el instrumento de

medida adecuado para determinar el volumen de

un objeto.

Los puntos que representaron mayor dificultad para los estudiantes fueron la

definición del concepto de medición y el plantear el instrumento adecuado para

determinar cada una de las magnitudes planteadas, los cuales tuvieron un valor

del 82,4%. El menor porcentaje de error correspondió a la mención de diferentes

instrumentos de medida conocidos, el cual tuvo un valor del 6,0%.

Al analizar los resultados obtenidos en esta etapa puede observarse en la figura

4-5, que las mayores dificultades presentadas por los estudiantes estaban

relacionadas con la elaboración de conceptos, las cuales se hicieron evidentes en

las preguntas 1 y 6 de dicha etapa,


4.1.1 Elaboración de conceptos

Figura 4-5: Distribución porcentual de los estudiantes que fallaron en cada cuestionamiento de la etapa 1 (Organizando mis ideas)

E 82,4% de los estudiantes no lograron definir de manera adecuada lo que era la

medición ni establecer los instrumentos adecuados para llevar a cabo mediciones

de longitud, masa y volumen de un cuerpo.

Figura 4-6: Respuesta de uno de los grupos de estudiantes ante la solicitud de la definición del término “medir”.

En términos generales los estudiantes presentaron gran dificultad en la

argumentación y elaboración de conceptos, falta de claridad al exponer sus ideas

82,4%

6,0%

23,5% 17,6%

23,5%

82,4%

Definiciónmedición

Instrumentosde medida

Identificaciónmagnitudes

Historia de lamedición

Importanciade la

medición

Instrumentosegún la

magnitud

% e

stu

dia

nte

s q

ue

co

me

tie

ron

err

or

Aspectos evaluados

Capítulo 4 55

y escaso vocabulario, básicamente relacionan la medición con la determinación

de longitudes como se aprecia en el ejemplo de la figura 4-6.

Ante a solicitud de seleccionar un instrumento a utilizar de acuerdo a la magnitud

que se va a determinar, la mayor dificultad que se presentó fue con la magnitud

volumen, pues en este caso se seleccionaban en la mayoría de los casos

instrumentos para la determinación de longitudes, lo cual tuvo una explicación

coherente durante la realización de la etapa 3 (pongámonos de acuerdo), que

permitió establecer que la causa de dicha confusión era debido a la similitud

entre las palabras milímetro y mililitro.

4.1.2 Identificación de instrumentos

Los instrumentos que mejor identificaron los estudiantes fueron los relacionados

con medidas de longitud (metro, regla), temperatura (termómetro) y masa

(balanza) como se puede observar en la figura 4-7.

Figura 4-7: Distribución porcentual de las respuestas de los estudiantes ante la pregunta de la etapa 1:¿Qué instrumentos de medida conoces?

94% 94% 94%

65%

24%

41%

24%

12% 6%

24% 18%

24%

12% 6% 6% 6% 6% 6% 6% 6% 6%

regl

a

met

ro

term

om

etro

bal

anza

ten

sio

me

tro

bas

cula

dec

amet

ro

sism

ogr

afo

cuar

ta

relo

j

tran

spo

rtad

or

niv

el

cro

no

met

ro

med

ido

r d

e c

alle

s

extr

emid

ade

s

flex

om

etro

cue

rda

bar

om

etr

o

esca

lime

tro

De

cim

etro

velo

cim

etr

o

%e

stu

dia

nte

s q

ue

me

nci

on

aro

n e

l in

stru

me

nto

Instrumento


En general, se pudo evidenciar, que los estudiantes identifican visualmente un

instrumento de medida pero en algunos casos desconocen su nombre, como al

que le asignaron el de medidor de calles, o lo confunden con unidades de medida

como el decímetro y las cuartas. Entre la gran variedad de instrumentos de

medida identificados por los estudiantes, se pudo observar que incluyeron

algunos casos no convencionales como son las cuerdas y extremidades del

cuerpo.

4.1.3 Identificación de magnitudes

Como se puede observar en la figura 4-8 los estudiantes identificaron una gran

variedad de magnitudes, incluyendo algunas directas y otras derivadas tales

como la fuerza, la densidad, la velocidad y la aceleración, y presentando gran

familiaridad con las magnitudes de longitud entre las que mencionaron de manera

independiente perímetro, radio, altura, grosor, diámetro, distancia, ancho y largo.

Figura 4-8: Distribución porcentual de las respuestas de los estudiantes ante la pregunta de la etapa 1:¿Qué magnitudes se le pueden medir a un cuerpo?.

12%

35%

82%

18%

6% 12%

35%

6% 12% 12% 12% 12%

59%

6%

47%

18%

6% 12%

59%

6%

35%

6% 6%

De

nsi

dad

Vo

lum

en

Pe

so

Lon

gitu

d

Lati

tud

Are

a

Mas

a

Pe

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Tiem

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Gro

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Dia

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año

An

cho

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Larg

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Hip

ote

nu

sa

Bás

cula%

est

ud

ian

tes

qu

e m

en

cio

nar

on

la m

agn

itu

d

Magnitud

Capítulo 4 57

Respecto al cuestionamiento ¿Qué magnitudes se le pueden medir a un cuerpo?,

en algunos casos se presentó confusión con instrumentos, como el caso en el

cual mencionan la báscula; con partes de una figura, como en los casos que

mencionan la hipotenusa, el diámetro o el radio, y con términos ambiguos como el

caso del tamaño.

4.2 RESULTADOS ETAPA 2: MIDIENDO COMO LOS PRIMITIVOS

Figura 4-9: Estudiantes determinando el largo del tablero con una medida no convencional a la que dieron el nombre de “abrazos”.

Esta etapa también se llevó a cabo dentro del aula de clases y se convirtió en la

transición entre la actividad escrita y la experimental, permitiendo que el

estudiante, de una manera divertida, se ubicara dentro de un contexto histórico

que lo hizo reflexionar acerca de la importancia de los instrumentos de medida y

su utilidad.

Los estudiantes establecieron un diálogo activo para definir la forma en la cual

iban a realizar las mediciones. En algunos casos, en cada grupo, todos

decidieron utilizar la misma forma de medir (cuartas, brazos, pies, etc.) y luego

compararon los resultados. En otros casos los estudiantes establecieron que

cada uno iba a tomar la medida de una forma diferente y luego reflexionaron al

respecto sobre cuál sería la mejor.


El último comportamiento resultó sorpresivo ya que no era lo que se esperaba

que hicieran los estudiantes, pero a partir de él se pudo reflexionar sobre los

errores que también puede tener el docente al diseñar un cuestionario o al

mostrar poca claridad al momento de impartir una instrucción.

En esta etapa se observaron también algunos casos curiosos que promovieron la

creatividad de los estudiantes al definir nuevas medidas tales como una a la que

ellos llamaron “abrazos”, los cuales se pueden apreciar en la figura 4-9 y

consistieron en la medición de longitudes utilizando los brazos extendidos.

4.3 RESULTADOS ETAPA 3: PONGÁMONOS DE ACUERDO

Esta etapa comprendió la parte experimental de la práctica y para llevarla a cabo

los estudiantes debieron desplazarse fuera del aula de clase, donde se

encontraban los instrumentos de medida necesarios como se observa en la figura

4-10.

Figura 4-10: Estudiantes realizando las actividades experimentales propuestas en la etapa 3, pongámonos de acuerdo.

Capítulo 4 59

Los resultados obtenidos al realizar la actividad experimental, mediante la cual se

evaluaron las competencias propositivas de los estudiantes pueden observarse

en la tabla 4-3, donde los porcentajes de error representan el número de

estudiantes que falló en cada uno de los cuestionamientos u objetivos de la

actividad propuesta. Para cada apartado se presenta una descripción de los

errores o dificultades que presentaron los estudiantes durante la realización de la

actividad.

Tabla 4-3: Resultados obtenidos en la etapa 3 Pongámonos de acuerdo

Magnitud Errores

Descripción Instrumento Valor Unidad

Altura 0% 0% 87,5% Dificultad para expresar de manera acorde el valor de la medida con la unidad correspondiente (cm ó m).

Espesor 6,25% 12,5% 18,75% Se presenta confusión entre las unidades de longitud con las de volumen (mm vs. ml).

Dificultad en la lectura proporcionada por el instrumento cuando se manejan medidas del orden de mm.

Le adjudican nombres equivocados a los instrumentos, confunden una unidad con un instrumento.

Masa 18,75% 62,5% 12,5% Dificultad al realizar la lectura de la escala del instrumento.

Se confunden unidades de masa con las de volumen.

No existe claridad en lo que se está preguntando.

Volumen 75,0% 81,25% 6,25% Existe gran dificultad para identificar el instrumento adecuado para la determinación del volumen de un líquido, los confunden con instrumentos para determinación de longitud o masa.

Confunden los instrumentos con unidades de medida.


Los errores cometidos por los estudiantes se analizaron de manera independiente

en cuanto al instrumento que utilizaron para realizar la medida, el valor de medida

obtenido y las unidades en las cuales expresaron la medida.

Al igual que en la etapa 1, organizando mis ideas, los porcentajes de error más

altos se obtuvieron para la determinación de la magnitud volumen, donde se

solicitaba a los estudiantes determinar el volumen de agua contenido en una

botella de refresco de 250 cc., luego siguió la determinación de la masa de este

mismo líquido y finalmente se encontraron el espesor y la altura, poniendo

nuevamente las medidas de longitud, con los mejores desempeños, lo cual era de

esperarse ya que son las medidas que el estudiante maneja más en su

cotidianidad.

Figura 4-11: Distribución porcentual de los estudiantes que cometieron cada tipo de error en la determinación de las magnitudes propuestas

El alto porcentaje de error que se obtuvo en las unidades de la magnitud longitud

(87,5%), observado en la figura 4-11, se debió a que de manera inesperada los

estudiantes omitieron colocar las unidades cuando determinaron la estatura

debido a que tenían duda sobre las mismas, de acuerdo a las discusiones que se

observaron durante la práctica.

6,3%

18,8%

75,0%

12,5%

62,5%

81,3%

87,5%

18,8%

12,5%

6,3%

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Altura

Espesor

Masa

Volumen

%estudiantes que cometieron el error

Mag

nit

ud

eva

luad

a

Unidad

Valor

Instrumento

Capítulo 4 61

4.3.1 Medición de longitudes

Los casos que menos dificultad presentaron para los estudiantes fueron los

relacionados con las medidas de longitud, siendo el primero de ellos la

determinación de la estatura de los estudiantes como se aprecia en la figura 4-12.

Figura 4-12: Estudiantes determinando su estatura usando una cinta métrica

Figura 4-13: Distribución porcentual para cada aspecto evaluado de los estudiantes que cometieron error en la determinación de la estatura

87,50%

Instrumento Medida Unidad

%e

stu

dia

nte

s q

ue

co

me

tie

ron

el e

rro

r

Aspectos evaluados al determinar el volumen de un líquido


En la figura 4-13 se puede observar que cuando se trató de la determinación de la

estatura, los estudiantes no cometieron ningún error en la selección del

instrumento ni en el reporte de la medición, pero si al utilizar unidades acordes

con la medida (87,5%), por ejemplo en algunos casos se observaron reportes de

estatura de 1,60 cm o por el contrario de 160 m., y en la mayoría de los casos se

omitió colocar las unidades con el fin de evitar equivocarse.

Resultó muy curioso observar durante el desarrollo de la práctica, que aunque los

docentes podrían considerar que para todo estudiante resulta muy obvia la forma

correcta en la cual se determina una estatura ya que es algo común en su vida

cotidiana, algunos estudiantes cometieron errores como el de colocar la cinta

métrica por encima de su cuerpo o incluir su cabello dentro de la medida, errores

que solo pueden ser apreciados cuando se utiliza una práctica de este tipo y no

cuando se llevan a cabo evaluaciones de modo tradicional.

Por otro lado, en la determinación del espesor de un objeto los estudiantes

presentaron confusión entre la unidad de volumen (ml) con la unidad de longitud

(mm), a pesar de realizar correctamente la cuantificación de la medida. También

tuvieron dificultades al momento de nombrar el instrumento utilizado, colocando

en algunos casos nombres de unidades (decímetro).

Figura 4-14: Distribución porcentual para cada aspecto evaluado de los estudiantes que cometieron error en la determinación del espesor de un cuerpo

6,25% 12,50%

18,75%

Instrumento Medida Unidad%e

stu

dia

nte

s q

ue

co

me

tie

ron

err

or

Aspectos evaluados al determinar el espesor de un cuerpo

Capítulo 4 63

En la figura 4-14 se puede observar como el menor porcentaje de error (6,25%)

se obtuvo al momento de seleccionar el instrumento para la determinación del

espesor del cuerpo, mientras el mayor (18,75%) se debió a las unidades en las

cuales se expresó la medida.

Durante el desarrollo de la práctica se pudo observar que al ser la medida inferior

a 1 cm, los estudiantes presentaron dificultad al momento de reportarla, por

ejemplo tenían tendencia a reportar 0,3 mm. en lugar de 0,3 cm., pues a pesar

de que se llevaban a cabo discusiones al interior de los grupos era difícil que

lograran un acuerdo aunque algunos de sus integrantes tuvieran la razón.

4.3.2 Determinación de la masa de un líquido

Durante el desarrollo de esta actividad los estudiantes identificaron fácilmente el

instrumento a utilizar pero tuvieron dificultad al momento de realizar la lectura

tanto al decidir en qué unidades la iban a expresar (en algunos casos hablaron de

“rayitas”), como al determinar la división de escala (hablaron de un peso de 2,5 g

para 100 ml de agua), como se observa en la figura 4-15,

Figura 4-15: Estudiantes realizando la lectura de una medida durante la determinación de la masa de un líquido


En la parte procedimental el error más común fue que no se analizó

adecuadamente la pregunta y la tendencia fue tomar la lectura total de la masa

del líquido más la del recipiente que lo contenía.

Figura 4-16: Distribución porcentual para cada aspecto evaluado de los estudiantes que cometieron error en la determinación de la masa de un líquido

Lo anterior explica el alto porcentaje de error en la medida (62,5%) observado en

la figura 4-16, a pesar de que la selección del instrumento y las unidades en las

cuales se reportó la medida tuvieron valores más bajos.

4.3.3 Determinación del volumen de un líquido

La magnitud que más inconvenientes representó para los estudiantes fue el

volumen, de la cual no tienen un concepto claro. En la figura 4-17 se puede

observar la distribución del porcentaje de estudiantes que cometió error ya fuera

en la selección del instrumento, en el valor medido o en las unidades utilizadas

para reportar dicha medida.

18,75%

62,50%

12,50%


%e

stu

dia

nte

s q

ue

co

me

tie

ron

err

or

Aspectos evaluados en la determinación de la masa de un líquido

Capítulo 4 65

Figura 4-17: Distribución porcentual para cada aspecto evaluado de los estudiantes que cometieron error en la determinación del volumen de un líquido

En el 75% de los casos los estudiantes seleccionaron el instrumento equivocado,

escogiendo en algunas ocasiones un instrumento para determinar longitud (regla

milimetrada) y en otros uno para determinar masa (balanza).

Figura 4-18: Error cometido por los estudiantes al pretender determinar el volumen de un líquido con un instrumento de medir longitud

75,00% 81,25%

6,25%


%e

stu

dia

nte

s q

ue

co

me

tie

ron

el e

rro

r

Aspectos evaluados en la determinación del volumen de un líquido


Se pudo identificar que un factor importante en el error en la selección del

instrumento estuvo asociado a la confusión existente entre las unidades de

longitud (mm) y las de volumen (ml), la cual se da por la similitud tanto en la

pronunciación como en la escritura de las mismas, como se puede observar en la

figura 4-18, donde a pesar de haber colocado el líquido dentro del recipiente

graduado que les permitía determinar su volumen procedieron a utilizar una regla

para realizar la medición respectiva incurriendo en el error en mención.

4.4 GUÍA PROPUESTA PARA LA ENSEÑANZA DE LA MEDICIÓN

4.4.1 Fundamentos

La guía para la enseñanza de la medición propuesta se elaboró teniendo en

cuenta los resultados obtenidos al aplicar la metodología de diagnóstico de

competencias a partir de la exploración experimental planteada y algunos

aspectos tomados de diferentes fuentes tales como: criterios sobre lo que los

estudiantes deben “saber” y “saber hacer” [11]; estrategias de aprendizaje

significativo [10];orientaciones para la elaboración de guías de aprendizaje [20]; y

desarrollo de competencias científicas [15], entre otros.

Teniendo en cuenta que actualmente la institución educativa se encuentra

articulando con el SENA (Servicio Nacional de Aprendizaje) el programa de

formación de Técnicos Ambientales, se tomó como base la estructura de las

guías que ellos manejan.

La estructura planteada para la elaboración de la guía, obedece al mismo

fundamento de las prácticas propuestas en este trabajo, teniendo en cuenta las

competencias que deben ser desarrolladas por los estudiantes en el campo de la

medición de acuerdo a los estándares establecidos por el Ministerio de Educación

Nacional, según los cuales los estudiantes deben aprender lo que es pertinente

para su vida para que puedan aplicarlo en la solución de problemas nuevos en

situaciones cotidianas, en otras palabras, lo que deben “saber hacer”.

Capítulo 4 67

Se aplican estrategias tanto del aprendizaje significativo como del tradicional y del

constructivista, buscando motivar al estudiante y haciendo que se apropie del

conocimiento científico dentro de un ambiente similar al de su cotidianidad, para

lo cual usará elementos comunes a su entorno, de fácil consecución y bajo costo,

los cuales puedan ser facilitados por la institución, el docente e incluso los

mismos estudiantes.

4.4.2 Estructura

La guía comprende diferentes etapas donde se diferencian:

Actividades de contextualización (competencias interpretativas), o

estrategias que cubren funciones como: conceptualización de contenidos,

mantenimiento de la atención y la motivación. Entre las estrategias para

despertar la motivación de los estudiantes se conserva el hecho de diseñar

actividades que lo vinculen con el contexto científico- histórico del tema

que se va a trabajar [3], ya que en las prácticas desarrolladas se pudo

comprobar que se obtienen buenos resultados al utilizar esta metodología..

Actividades de reflexión inicial (competencias argumentativas), o

estrategias de conceptualización que preparan al estudiante en relación a

qué y cómo va a aprender (activación de conocimientos y experiencias

previas pertinentes) y le permiten ubicarse en el contexto del aprendizaje.

Esta etapa se trabajará con preguntas abiertas que buscan fortalecer la

argumentación de los estudiantes y su capacidad de redacción.

Actividades de apropiación (competencias propositivas), o estrategias que

permitan tanto al estudiante como al docente valorar el aprendizaje

adquirido al enfrentarlo a situaciones problémicas que lo obligan a tomar

decisiones y establecer metodologías de trabajo, dentro de un entorno

similar al que enfrenta en su vida cotidiana.


Los puntos básicos de la guía incluyen:

Título de la guía: alusivo al tema que se va a tratar.

Introducción: descripción general de los contenidos y actividades a

desarrollar.

Instrucciones generales

Dentro de cada etapa se incluye:

o Título de la etapa o actividad: Debe ser corto y llamativo para el

estudiante, que despierte su interés.

o Objetivo de esta etapa

o Competencias o logros que se pretenden alcanzar: De acuerdo a

lo establecido por el Ministerio de Educación Nacional para el

tema que se va a trabajar.

o Instrucciones para el docente sobre el desarrollo del tema:

incluye los conceptos que debe brindar al estudiante, el

momento en el cual se desarrolla cada actividad, la posición que

debe tomar durante el desarrollo de las mismas, los materiales

necesarios (los cuales deben ser de fácil consecución y bajo

costo) y el momento en el cual deben ser utilizados.

o Instrucciones para el desarrollo de las actividades por parte de

los estudiantes.

o Actividades a desarrollar

o Resultados obtenidos

4.4.3 Metodología de trabajo

Las prácticas se desarrollarán en grupo con el fin de que se pueda enriquecer la

actividad con los diferentes aportes a partir de las discusiones que se presenten,

permitiendo el fortalecimiento de competencias relacionadas con su desempeño

dentro de la sociedad.

Capítulo 4 69

Cada una de las etapas de la guía debe realizarse en su respectivo orden y solo

debe irse entregando el material impreso al momento en el cual se va a trabajar

con el fin de que los estudiantes no realicen investigaciones previas ni tengan

predisposiciones.

El docente debe estar atento en los casos en que deba alistar materiales, previo

al desarrollo de la práctica.

Al finalizar cada una de las etapas propuestas es altamente importante que el

docente realice una revisión de los resultados obtenidos haciendo que cada uno

de los grupos haga sus aportes para ir revisando los aciertos y dificultades que se

presentaron, a partir de los cuales se irán construyendo los conceptos y

corrigiendo los procedimientos.

La totalidad de la guía propuesta puede observarse en el Anexo B.

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES

Mediante la utilización de elementos de uso cotidiano de fácil consecución y bajo

costo es posible diseñar prácticas basadas en el aprendizaje significativo,

altamente motivadoras para los estudiantes, que permitan evaluar su nivel de

competencia en el tema de la medición, partiendo de la observación de su

desempeño, en un entorno muy similar al que se enfrentan en su vida diaria.

Las mayores dificultades que se identificaron en los estudiantes de grado décimo

de la I.E. María Antonia Penagos en el tema de la medición se encontraron en las

competencias argumentativas y propositivas, donde el porcentaje de error

cometido en las prácticas de medición para cada una de ellas fue del 40,3 y del

36,4% respectivamente, mientras que para las competencias interpretativas este

porcentaje fue del 1,6%.

Dentro de las competencias argumentativas los estudiantes presentaron

dificultades en la elaboración de conceptos relacionados con el tema de la

medición y en la diferenciación entre los conceptos de magnitud, instrumento y

unidad de medida, donde el porcentaje de estudiantes que cometieron este error

llegó a ser del 82,4%.

Al relacionar las competencias interpretativas con un contexto histórico de la

medición se obtuvo una actividad divertida para los estudiantes la cual los motivó


para el aprendizaje del tema y los llevó a proponer soluciones creativas para las

problemáticas planteadas.

Se pudo identificar que los estudiantes presentan un buen desarrollo de las

competencias relacionado con las medidas de longitud, mientras que las

mayores dificultades se encuentran en las medidas de volumen.

En todos los casos en los cuales los estudiantes debieron determinar alguna

magnitud (longitud, masa o volumen), se pudieron observar errores tanto en la

selección del instrumento adecuado como en la determinación de las medidas y

en la adjudicación de las unidades correspondientes.

A partir de las falencias o dificultades observadas en los estudiantes al desarrollar

las prácticas de medición propuestas se diseñó la propuesta de una guía de

trabajo para la enseñanza de la medición adaptada a las necesidades específicas

identificadas.

La metodología de diagnóstico de competencias planteada permite no solo

encontrar falencias en los estudiantes sino también aquellas que puedan

presentarse en los mismos docentes tanto en el diseño de los cuestionarios de

evaluación que se utilicen, como en la falta de claridad al momento de impartir

una instrucción.

La aplicación de las prácticas de aprendizaje significativo permitió el desarrollo de

un trabajo transversal entre asignaturas poniendo a prueba los estudiantes en

otros aspectos tales como su capacidad de redacción, trabajo en equipo,

operaciones matemáticas y solución de conflictos, entre otros.

La falta de recursos y la inexistencia de espacios amplios o laboratorios no son

limitantes para el desarrollo de las competencias científicas de los estudiantes,

pero si oportunidades que deben aprovechar los docentes para poner a prueba

Conclusiones y recomendaciones 73

sus conocimientos y creatividad en el desarrollo de nuevas prácticas que

permiten identificar los aspectos en los cuales deben ser fortalecidos sus

educandos.

5.2 RECOMENDACIONES

Otra posibilidad sería evaluar la utilidad de este método para llevar a cabo la

evaluación de los estudiantes, ya que permite observarlos actuando en

situaciones similares a las que enfrentarán en su vida cotidiana además de que

genera menos tensión y resultados más confiables sobre el aprendizaje que los

métodos tradicionales.

A partir de la “Guía para la enseñanza de la medición” elaborada se podría

desarrollar un nuevo trabajo en el cual se comparen los resultados obtenidos al

llevar a cabo la enseñanza mediante esta metodología versus las prácticas que

se usan tradicionalmente.

A. Anexo: Formatos actividad exploratoria

ETAPA 1: Organizando mis ideas

FECHA: ____________________ GRADO:________

_______________________________ _____________________________________

_______________________________ _____________________________________

_______________________________ _____________________________________

1. ¿Qué es medir?

2. ¿Qué instrumentos de medida conoces? Menciona por lo menos 5

3. ¿Qué magnitudes se le pueden medir a un cuerpo?

4. ¿Cómo crees que se medía en la antigüedad cuando no habían instrumentos? Di algunos ejemplos

5. ¿Por qué crees que el hombre inventó los instrumentos de medida?

6. ¿Qué instrumentos crees que podrías utilizar para determinar cada una de las siguientes magnitudes?

La masa de tu cuaderno:_____________________________________________________________________

El largo de tu lápiz: _________________________________________________________________________

El volumen de una gaseosa: __________________________________________________________________


Etapa 2: Midiendo como los primitivos

FECHA: ____________________ GRADO:________

_______________________________ _____________________________________

_______________________________ _____________________________________

_______________________________ _____________________________________

1. Sin utilizar ningún tipo de instrumento, solo el cuerpo, cada integrante debe:

a) medir el largo y el ancho del tablero


1

2

3

4

5

¿Cómo lo hicieron?¿Qué unidad de medida utilizaron?


¿Por qué?

b) medir el largo y el ancho de tu salón de clases


1

2

3

4

5

¿Cómo lo hicieron? ¿Qué unidad de medida utilizaron?


¿Por qué?

Anexo A. Formatos actividad exploratoria 77

Etapa 3: Pongámonos de acuerdo

Encuentra en cada caso la medida solicitada indicando qué instrumento utilizaste y por qué lo consideraste el más

adecuado:

Medida Resultado ¿Instrumento? ¿Por qué?

a) Estatura de todos los integrantes del grupo:

b) La masa de 100 ml de agua

c) El volumen que ocupa el líquido que se encuentra en una botella de refresco

d) El largo de un palillo

e) El espesor de una moneda

B. Anexo: Guía para la enseñanza de la medición

Introducción

El material de aprendizaje propuesto a continuación va dirigido a la enseñanza

del tema de la medición para estudiantes de grado décimo de la I.E. María

Antonia Penagos y fue diseñada con base en un diagnóstico de competencias

realizado a partir de prácticas basadas en la enseñanza tradicional, el

aprendizaje significativo y el constructivismo utilizando como herramienta

elementos de uso cotidiano de fácil consecución y bajo costo.

La guía se divide en tres etapas que incluyen actividades de contextualización,

conceptualización y apropiación del conocimiento, las cuales deben ser

orientadas por el docente y realizadas por los estudiantes en su respectivo

orden, con el fin de que estos puedan alcanzar las competencias exigidas por

los Estándares en Ciencias Naturales exigidos por el Ministerio de Educación

Nacional para el tema de la medición.

Instrucciones generales

Los estudiantes conformarán grupos de trabajo entre 3 y 5 integrantes.

El material impreso correspondiente a cada etapa solo se entregará a los

estudiantes en el momento en que se va a trabajar.

Durante el desarrollo de las actividades los estudiantes deben evitar el

intercambio de información con los demás grupos o con otro tipo de fuente.

80 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración


ETAPA 1: MIDIENDO COMO LOS PRIMITIVOS

1. Objetivo

Hacer que el estudiante ubique la medición dentro de un contexto y reflexione

acerca de su importancia y evolución a través de la historia.

2. Competencias o logros:

Realizo mediciones con instrumentos no convencionales.

Realizo mediciones con instrumentos adecuados a las características y

magnitudes de los objetos de estudio y las expreso en las unidades

correspondientes.

3. Instrucciones para el docente

Motivar a los estudiantes a realizar la actividad sin brindar información

adicional sobre el tema.

4. Instrucciones para los estudiantes

Realiza la actividad evitando consultar fuentes adicionales a la de tu grupo.

5. Actividades a desarrollar

En este momento de remontarás a la era primitiva y vas a hacer de cuenta

que necesitas algunas medidas pero no cuentas con ningún instrumento,

solamente con tu cuerpo. Debes ponerte de acuerdo con los integrantes

de tu grupo sobre la forma en la cual cada uno determinará las medidas y

luego van a comparar los resultados obtenidos. En caso de que no lo

sepas, puedes colocar a la medida que vas a utilizar el nombre que

consideres más adecuado.

a) Mide el largo y el ancho del tablero de tu salón de clases

Integrante Largo Ancho Nombre de la medida

utilizada

1

2

3

4

5

Anexo B. Guía para la enseñanza de la medición 81

¿Qué unidad de medida utilizaron? Describe, en tus propias palabras, como

se mide de esta forma

¿Dieron igual las medidas tomadas por cada uno de los integrantes del

grupo?¿Por qué?

6. Revisando resultados

Espera las instrucciones de tu docente para que compartas tus respuestas

con el resto del grupo y puedan entre todos aclarar los conceptos trabajados.



ETAPA 2: ORGANIZANDO MIS IDEAS

1. Objetivo:

Construir, a partir del conocimiento previo, los conceptos relacionados con el

tema de la medición fortaleciendo sus competencias argumentativas.


Identifico los principales conceptos relacionados con el tema de la

medición.

Establezco la diferencia entre los conceptos de instrumento, magnitud y

unidad de medida.


Motivar a los estudiantes para la realización de la actividad pero

evitando proporcionar o sesgar las respuestas.

Observar la actitud y comportamiento de los estudiantes durante el

desarrollo de la actividad

Una vez los estudiantes terminen de realizar los cuestionamientos y

discusiones el docente coordinará la socialización de las respuestas de

cada uno de los grupos e irá haciendo que entre todos se construyan

los respectivos conceptos.


Contesta las preguntas propuestas cuidando la elaboración de los

conceptos y la redacción de los mismos.

Para la valoración de la actividad no se tendrá en cuenta lo correcto de

las respuestas sino la honestidad con la cual se lleve a cabo el trabajo y

la realización completa del mismo.


¿Qué entiendes por medición?


¿Por qué crees que surgió la medición?

Clasifica las siguientes palabras en la tabla según se trate de un

instrumento, una magnitud o una unidad de medida haciéndolas

corresponder entre sí de modo correcto:

Masa Litros Segundos Transportador

Termómetro Longitud Kelvin Milímetros

Metro Grados Celsius Centímetros Reloj

Balanza Tiempo Regla libras

Volumen Kilogramo Mililitros cronómetro

Magnitud Instrumentos Unidades de medida

De acuerdo a lo anterior ¿Cuál piensas que es la diferencia entre

instrumento de medición, magnitud y unidad de medida?


Espera las instrucciones de tu docente para que compartas tus respuestas

con el resto del grupo y puedan entre todos aclarar los conceptos.



ETAPA 3: MIDIENDO, MIDIENDO VAMOS APRENDIENDO

1. Objetivo:

Desarrollar las competencias relacionadas con la determinación de

diferentes medidas dentro de un entorno similar al de la vida diaria

utilizando elementos de fácil consecución y bajo costo.


Realizo mediciones con instrumentos convencionales.

Realizo mediciones con instrumentos adecuados a las características y

magnitudes de los objetos de estudio y las expreso en las unidades

correspondientes.


Para el desarrollo de la práctica se debe contar con los siguientes materiales:

Cinta métrica, regla, balanza o gramera de cocina, envase de refresco, dos

jarras o recipientes graduados, un cubo de rubik, una panela, agua.

Durante el desarrollo de la práctica el docente orientará el desarrollo de la

actividad sin brindar información adicional y tomará atenta nota de los errores

que cometan los estudiantes.

Una vez los estudiantes terminen de realizar los cuestionamientos y

discusiones el docente coordinará la socialización de las respuestas de cada

uno de los grupos e irá haciendo que ellos mismos corrijan los errores que

fueron observados durante el desarrollo de la práctica.


Para la valoración de la actividad no se tendrá en cuenta lo correcto de las

respuestas sino la honestidad con la cual se lleve a cabo el trabajo y la

realización completa del mismo.

Evite intercambiar información con otros grupos durante el desarrollo de la

práctica.



Encuentra en cada caso la medida solicitada indicando el tipo de magnitud,

el instrumento de medida utilizado y la unidad de medida correspondiente.

Medida a determinar

Magnitud Instrumento Resultado Unidad

Estatura de cada uno de los integrantes del grupo.

La masa de 100 ml de agua

El volumen del líquido que se encuentra en una botella de refresco

El volumen de un cubo de rubik

La masa de una panela

El grosor de un trozo de madera


Espera las instrucciones de tu docente para que compartas tus respuestas con el

resto del grupo y puedan entre todos aclarar los conceptos.

BIBLIOGRAFÍA [1]ARCE, María Elena. El valor de la experimentación en la enseñanza de las ciencias

naturales. El taller de ciencias para niños de la sede del Atlántico de la Universidad de

Costa Rica: una experiencia para compartir. En: Revista Educación.Vol.26, No. 001

(2002); p. 147-154. ISSN 0379-7082.

[2]BARROS, Juan Fernando. Enseñanza de las Ciencias desde una didáctica de la

escuela francesa. En: Revista Escuela de Ingeniería de Antioquia. No. 10 (2008); p. 55-

71. ISSN 1794-1237.

[3]BRUSH, Stephen G. Historia de la Ciencia y Enseñanza de la Ciencia. En:

Comunicación, lenguaje y educación.(1991); p.169-180.

[4]CABRERIZO, Dulce María; ANTÓN, Juan Luis; BARRIO, Javier. Física y Química.

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http://www.monografias.com/trabajos37/innovacion-tecnologica-empresarial/innovacion-tecnologica-empresarial.shtml



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