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investigación educativa

Revista Argentina de Enseñanza de la Ingeniería / Año 2 / Nº 3 / Marzo / 2013

ResumenEste documento da cuenta del trabajo de investigación en desarrollo, titulado “Implementación de una estrategia para el desarrollo de competencias básicas desde los laboratorios didácticos de física que se desarrollan en la Uni-versidad Autónoma de Colombia” y cuyo objetivo se centra en describir una secuencia didáctica para el trabajo en el Laboratorio Didáctico de Física en Ingeniería, la cual es ilustrada por medio de una actividad del curso de Mecánica de sólidos, como lo es el péndulo simple. La metodología se trabaja a partir de cuatro fases: diseño y desarrollo de la experiencia, socialización de la información, procesamiento de la información e informe fi nal. Los resultados muestran que el trabajo colaborativo es fundamental en la formación del ingeniero, y a su vez dicha me-todología, apoya la idea que los Laboratorios Didácticos de Física LDF aportan en la construcción de una realidad vivenciada en las prácticas experimentales. La principal refl exión, es que la esencia de los LDF se sesga hacia la didáctica como epistemología aplicada, es decir, la forma en cómo se construyen y desarrollan y en general se ven los experimentos en las ciencias fácticas como la física.

Abstract This paper reports part of a research paper entitled Developing an implementation strategy for the development of basic skills from physics teaching laboratories that develop in the Autonomous University of Colombia and focuses on the objective is to describe a teaching sequence for Laboratory work in the Teaching of Physics for Engineering illustrated with an activity of solid Mechanics course in particular the simple pendulum. The me-thodology works through four phases: design and development experience, sharing data, information processing and fi nal report. The results show that collaborative work is essential in engineering education, supports the idea that the PDL Physics Didactic Laboratories contribute in building a reality about their work in laboratories. The main point is that the essence of the PDL is that it is skewed toward the didactic and applied epistemology, ie how are constructed and developed and often see the experiments in the factual sciences like physics infl uence the confi guration the PDL.

por Oscar Jardey Suárez y Alejandro Hurtado Márquez

Los autores son profesores del Departamento de Ciencias Naturales y Exactas, de la Facultad de Ingeniería de la Fundación Universidad Autónoma de Colombia. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación “implementación de una estrategia para el desarrollo de competencias básicas desde los laboratorios didácticos de física que se desarrollan en la Universidad Autónoma de Colombia”.Grupo de Investigación Pedagogía y Didáctica de la Enseñanza Aprendizaje de las Ciencias Básicas.Dirección de contacto: [email protected] [email protected] / [email protected] recibido: 26/06/2012Aceptado sin correcciones: 05/10/2012

Laboratorios Didácticos de Física orientados a la formación de ingenieros: un trabajo en desarrollo

8 Revista Argentina de Enseñanza de la Ingeniería / Año 2 / Nº 3 / Marzo / 2013


Introducción El grupo Pedagogía y Didáctica de la Enseñanza Aprendizaje de las Ciencias

Básicas ha venido refl exionando alrededor de la Didáctica de la Matemática, la Es-tadística y la Física, uno de los temas en discusión es el referido a las prácticas de laboratorio para la formación de Ingenieros. El objetivo de este documento es des-cribir una secuencia didáctica para el trabajo en el Laboratorio Didáctico de Física para Ingeniería ilustrada a través de una actividad del curso de Mecánica de sólidos en particular el péndulo simple, que se fundamenta en la revisión de la literatura presente en el tema, en el marco del proyecto de investigación en desarrollo titula-do “Implementación de una estrategia para el desarrollo de competencias básicas desde los laboratorios didácticos de física que se desarrollan en la Universidad Au-tónoma de Colombia”.

Las categorías dinámicas, adaptables y evolutivas son inherentes a la actividad de la Ingeniería. Duderstadt (2008) afi rma que la economía global va cambiando dramáticamente la naturaleza de la ingeniería, exigiendo habilidades mucho más amplias que los dominios de las disciplinas científi cas y tecnológicas, apuntando a señalar que se requiere de nuevos paradigmas en el ejercicio, la investigación y la formación en ingeniería.

El profesor Igor Aleksander (2010) plantea la difi cultad existente en aproximarse a defi nir la ingeniería en un tiempo específi co, desde una postura fi losófi ca fenome-nológica se aproxima a distinguir diferencias entre la ciencia y la ingeniería, distin-ción que se desvanece encontrándose áreas en las que no se distingue la una de la otra, lo anterior para señalar semejanzas, diferencias e interacciones de la ciencia y la ingeniería en la que ubicar las diversas prácticas que podrían trasponerse a la forma-ción del ingeniero deben conducir a lograr ingenieros con cualidades investigativas, adaptables y críticos.

Callaos (2010) en el artículo utilizado para el lanzamiento de la Cuarta Con-ferencia Iberoamericana de Ingeniería 2012, propone a partir de un análisis de la ingeniería desde la ingeniería, un enfoque integrador apostándole a la ingeniería como un todo, identifi cando tres dimensiones: nuevo conocimiento generado por la ciencia (Science), nuevas formas de trabajar (Praxis) y el diseño de artefactos (Techné), éstos conformando un cluster de conocimiento en el que confl uyen el nuevo conocimiento proposicional o saber qué, conocimiento procedimental o saber cómo, conocimiento personal, aquí se identifi ca la necesidad de tener una mirada integral y orientada al contexto en la formación del ingeniero.

En este mismo sentido se aproxima la mirada del aprendizaje situado en ingenie-ría Johri y Oldsa (2011) a partir de identifi car un escaso crecimiento hacia el estudio del aprendizaje en la ingeniería en los últimos 5 años, y después de retomar las con-tribuciones desde las ciencias de la educación, proponen tres elementos a considerar en el aprendizaje situado, el contexto social y material, las actividades e interaccio-nes y la participación y formación de la identidad de los ingenieros. La interacción en el contexto una categoría que se hace relevante y a considerar en las prácticas de formación de ingenieros.

Específi camente ubicados en los laboratorios orientados a la ingeniería basados en la simulación como una actividad epistémica que incluye la exploración, la gene-ración y comprobación de hipótesis, la explicación y la inferencia (Nersessian, 2009), otra óptica concordante con la necesidad de ubicar los laboratorios didácticos en el ámbito de la investigación. Para formar los estudiantes, plantea que ésta es una forma de producir conocimiento aproximando la física y la realidad, desarrollando concep-tos y habilidades procedimentales, como ambiente para problematizar diferentes dominios de conocimiento, como lugar privilegiado para trabajo en equipo, como elemento motivante en la enseñanza de las ciencias, como ambiente cognitivo fér-til para aprender ciencias, como ilustración de la teoría, descubrimiento individual y autónomo, entrenamiento de procesos de las ciencias, escenario de cuestionamien-

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to de paradigmas y como investigación colectiva orientada por situaciones proble-ma (Barolli, Laburú, & Guridi, 2010) ubican una diversidad y riqueza de opciones para efecto de abordar las posibilidades de trabajo en el Laboratorio Didáctico de Física, que cruzado con la intención en la formación de ingenieros se ubican entre los de mayor pertinencia.

Por ejemplo, la experiencia descrita por Abdulwahed y Nagy (2009) indica que a partir de un laboratorio experiencial, como complemento a las explicaciones teó-ricas, en Química se lograron mejores aprendizajes del ciclo de Kolb a partir de las explicaciones de tipo cualitativo. Esta práctica se complementó con actividades de simulación.

Partiendo de que la praxis de la ingeniería implica manipulación de materiales, energía e información en pro de mejor calidad de vida para la humanidad, se requiere de una buena fundamentación teórica de los laboratorios didácticos con altos grados de efi ciencia que propicien el logro de objetivos que subyacen a estas intenciones y que a estas alturas están con algo de incoherencia (Feisel & Rosa, 2005).

El trabajo particular, a nivel exploratorio y con encuesta de opinión, desarro-llado en los primeros cursos de física para ingeniería, da la noción de mayor proxi-midad por parte de estudiantes y docentes en el marco de los Trabajos Prácticos Contextualizados TPC, que relacionan la lógica, la epistemología, en un contex-to didáctico y tecnológico, con el atenuante de ser muy extensos y reñir con los tiempos institucionales para el desarrollo del curso (Stelpini, Cornejo, & Iglesias, 2006), lo que nos indica el tiempo como limitación para el desarrollo de las pro-puestas didácticas, y a la vez la posibilidad de confi guración de cluster que marcan el derrotero de la propuesta.

La mirada de los estudiantes a las prácticas de laboratorio en ingeniería las inda-ga Norrie (2001), quien indica que hay coherencia entre los objetivos de las prácticas y la que los estudiantes persiguen. Sin embargo en la descripción de los resultados resaltan la labor de registrar datos, manejar equipos y hacer informes, éstos con toda la difi cultad para describir la práctica y apartes del informe, manifestando los estu-diantes “que ni saben escribir”, aspecto interesante dado que es uno de los elementos que notamos en los actuales estudiantes de ingeniería.

Otra mirada más reciente de los estudiantes de ingeniería frente a laboratorios naturales y virtuales situados, encuentra una mayor riqueza en el diseño experi-mental, en las posturas críticas y en el manejo de contenidos del laboratorio en lo referido a la parte virtual. Hay que precisar que la diferencia identifi cada debe interpretarse como oportunidades que los laboratorios situados ofrecen (Koretsky, Cristine, & Edith, 2011), lo que resulta importante y se concatena con lo ya expre-sado anteriormente pues se sigue ubicando una gran riqueza en las posibilidades para abordar los Laboratorios Didácticos de Física.

En Colombia, a partir de la revisión de materiales dirigidos al desarrollo de las prácticas de laboratorio en ciencias se encuentran, en universidad pública y priva-da, las Notas de clases prácticas de laboratorio: Biología celular (González & Spi-nel, 2004) en la que se plantea que se deben seguir los siguientes parámetros, para el desarrollo de la práctica y su respectivo informe: a) objetivos, b) introducción, c) marco teórico, d) materiales, e) procedimiento, f) cuestionario de consulta, g) bibliografía. Este tipo de connotación no difi ere mucho de la versión presentada en las Guías de laboratorio de Química Orgánica I, (Cisneros, 2008), puesto que allí se trazan los siguientes ítem: a) título de la práctica, b) introducción, c) objetivos, d) procedimiento, e) resultados experimentales y cálculos, f) análisis de resulta-dos, g) conclusiones, h) preguntas y i) bibliografía.

Hay otras versiones para el trabajo experimental asociadas a textos comerciales, como es el caso de la Química I, (Chang, 2009), en donde se mantiene el esquema tradicional de presentación de informes y secuencia de actividades, que incluyen:



a) introducción, b) objetivo, c) materiales y reactivos, d) procedimiento (análisis de resultados), e) preguntas.

Es importante resaltar que en el texto: Guía de los mejores proyectos para la feria de la ciencia, (Vancleave, 2005), se presenta una interesante propuesta, clara y coherente, para la elaboración de proyectos en las áreas de ciencias. La propues-ta no sólo se basa en el seguimiento y uso del método científi co sino también en la construcción, elaboración y socialización de los elementos desarrollados dentro del proyecto. La propuesta se estructura en los siguientes pasos: 1) método cien-tífi co, 2) investigación de temas, 3) categorías, 4) investigación del proyecto, 5) proyecto de muestra, 6) informe del proyecto, 7) módulo de exhibición y 8) pre-sentación y evaluación.

En el mismo orden de ideas y dirigido a niños, en el módulo: Los cinco senti-dos, Pequeños científi cos (Universidad de los Andes, Maloka, Liceo Francés, 2002), está la presentación y ejecución del trabajo experimental por parte de los estudian-tes que se pueden convertir en verdaderos aprendices científi cos. Los pasos allí presentados son: a) tiempo sugerido, b) términos científi cos, c) presentación, d) ob-jetivos, e) materiales, f) preparación preliminar, g) evaluación, h) cómo empezar, i) actividades complementarias, trabajo en casa, notas del profesor. En el texto se presenta toda la estructura basada en esquemas de: 1) Enseñanza/aprendizaje, 2) Razonamiento y procedimiento científi co y 3) Evaluación.

Las prácticas de laboratorio como soporte a la enseñanza de la física parecieran un objetivo solo de la educación superior. Existen trabajos en otros ámbitos educativos y de divulgación científi ca que hacen y permiten una concepción de las prácticas de laboratorio no tan de corte instruccional. Sin embargo, sólo se pueden quedar en ex-plicaciones generales sin ningún fundamento teórico, que den razón de los modelos físicos y/o matemáticos que explican ciertas fenomenologías. Es así como en el libro: Física para niños, 49 experimentos sencillos con electricidad y magnetismo (Wood, 1995), se presentan los siguientes pasos: a) nombre del experimento y ma-teriales a utilizar, b) procedimiento y explicaciones generales de manera secuencial.

De la anterior revisión se observa que las propuestas se ciñen a la propuesta tradi-cional de las prácticas de laboratorio, en el sentido de atender y seguir detenidamen-te algunas instrucciones o el paso a paso al efecto de obtener unos resultados próxi-mos a una teoría, o a experiencias previamente realizadas, con un informe en el que se reporta la secuencia del paso a paso. Podemos afi rmar que, excepto la propuesta de Vancleave (2005), estas propuestas se ubican muy en la instrucción y repetición del paso a paso.

La experiencia de la que da cuenta este documento se fundamenta en la idea de Laboratorios Didácticos de Física (LDF) orientados a ingeniería. Quienes en una primera aproximación a una taxonomía lo identifi can desde el punto de vista curricular los profesores Suárez y Navas (2006) de la siguiente manera:

• Laboratorio Didáctico de Física Curricular (LDFC): Es aquel tipo de activi-dad didáctica educativa con el propósito de contribuir a la formación de com-petencias básicas experimentales a través del cumplimiento de un programa disciplinar.

• Laboratorio Didáctico de Física de Profundización (LDFP): Es aquel tipo de actividad didáctica educativa con el propósito bien defi nido de afi anzar algún o algunos aspectos tratados en el Laboratorios Didáctico Curricular y son programados en días y horarios independientes, fuera de los espacios planifi cados a los Laboratorios Curriculares.

• Laboratorio Didáctico de Física Demostrativo (LDFD): Este tipo de acti-vidad didáctica educativa tiene dos acepciones: en primera instancia aque-lla práctica de laboratorio que permite comprobar una teoría y realizada por

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los estudiantes y en segunda instancia aquella práctica didáctica realizada por el docente, con el propósito de mostrar a la comunidad estudiantil algún procedimiento, técnica o la concordancia entre la teoría y la práctica. Es una actividad docente que tiene como propósito contribuir a la motivación de los estudiantes a explorar una u otras variantes en experimentación de un problema o fenómeno planteado.

• Laboratorio Didáctico de Física Exploratorio (LDFE): Es aquel tipo de actividad didáctica educativa donde el estudiante indaga sobre un tema en particular, usando como pretexto una situación particular que genere un am-biente propicio para apropiar una teoría.

• Laboratorio Didáctico de Física Libre (LDFL): Es el tipo de actividad didáctica educativa con el propósito de que los estudiantes con la tutoría de un docente o grupo de ellos puedan validar y poner en práctica un diseño experimental sin que medie un tema o aspectos tratados en el currículo de la disciplina. Son aspectos de las prácticas que los estudiantes o profesores deciden llevar a cabo para verifi car o desmentir una hipótesis, consolidar conceptos o afi anzar o profundizar en un tema específi co de la teoría.

Retomando las posturas desde la ingeniería referidas a la formación del ingenie-ro (Callaos, 2010; Duderstadt, 2008; Igor, 2010) en el marco de la ingeniería actual, dirigidas a formar ingenieros en la ciencia, la práctica, el diseño y el desarrollo de artefactos con elementos de adaptabilidad dinámica, en general competentes para enfrentar los retos en el devenir propio de la profesión, reta a los Laboratorios Di-dácticos de la Física LDF desde los estudios básicos en Ingeniería a aportar en este sentido.

Así entonces, y en la búsqueda de respuestas a las preguntas que subyacen a esta refl exión, emerge la secuencia didáctica de la que se da cuenta en este docu-mento no como una práctica generalizable, pero sí como una opción en la búsque-da de los principios que deben estar presentes al formular secuencias didácticas para la formación de ingenieros en lo expuesto anteriormente.

Esta secuencia la denominamos didáctica y al laboratorio de física le damos la connotación de didáctico en el sentido de Chevallar (1998), quien refi ere y diferencia dos aspectos, el conocimiento y el saber, el primero referido a la evo-lución de la ciencia, coincidiendo con Callaos, y el segundo al que se forja en la escuela (para el caso nuestro la universidad), y ubica la didáctica o mejor la transposición didáctica como el paso de conocimiento científi co al saber en la escuela. Así, los LDF cumplen la función de transponer el conocimiento de la Física Experimental enriquecido con las características de la profesión del inge-niero futuro y es claro entonces que el denominado laboratorio de física será el que desarrollan los científi cos para probar sus teorías en las denominadas ciencias fácticas (Bunge, 1969).

Esta secuencia didáctica se caracteriza por considerar un concepto físico en el curso de mecánica de sólidos dirigido a ingenieros, en el que no está solamente la situación para el trabajo del ingeniero sino que ella, intencionalmente, se aproxima a la relación matemática entre dos variables y escribir o describir la experiencia en un documento “estándar de divulgación científi ca”, pasarlo por la evaluación de “pares” y posteriormente corregirlo para fi nalmente publicarlo.

Metodología La experiencia se desarrolla en 4 fases: diseño y desarrollo de la experiencia,

socialización de la información, procesamiento de la información e informe fi nal (fi gura 1), las que se describen a continuación.



Fase 1. Diseño y desarrollo de la experiencia.En los cursos de Mecánica de Partículas, Mecánica de Sólidos y Electromagne-

tismo, en ocasiones se emplea el método de “aproximación visual” y punto pendien-te llevando todo a una recta, para lo que todos los datos se transforman basados en el modelo teórico, es decir se “forza” el experimento a la teoría.

Lo que aquí se propone es realizar el experimento en consenso con los estu-diantes, registrar los datos, procesarlos apoyados en las TIC, contrastarlo con los compañeros, compararlos con el modelo teórico, interpretarlo, analizar y discutir los resultados pero aproximándose a que el experimento no necesariamente debe refl ejar un modelo teórico. En este último aspecto se hace especial énfasis toda vez que lo que se quiere es evaluar la relación entre dos variables.

El tema de esta experiencia es el del péndulo simple. La fi gura 2 ilustra el mon-taje y se pretende abordar la relación entre el período T y la longitud L. Los aspec-tos teóricos del tema los referimos a los textos de física para ciencias e ingeniería (Serway & Jewett, 2008; Tipler & Mosca, 2010) en los que se desarrollan las condi-ciones para determinar el período del péndulo simple para oscilaciones con un ángulo θ pequeño -en el que el sen (- llegando a la conclusión de la ecuación (1).

En el desarrollo de la práctica se les facilita el material que se considera se requiere para abordar la experiencia: un cronómetro, una regla o fl uxómetro y una calculadora Casio FX – 82 MS. En relación a las longitudes del péndulo el grupo de estudiantes acuerda éstas.

Figura 2. Montaje del péndulo simple para el desarrollo del Laboratorio Didácti-co de Física. Las condiciones del experimento se consensuan con los estudiantes

haciendo especial énfasis en que queremos analizar la relación entre dos variables: período T y longitud L.

Figura 1. Fases de la secuencia metodológica que forman parte de la propuesta didáctica que no necesariamente es lineal, pues si en alguna de las fases se encuentran difi cultades

que requieren volver a fases anteriores es posible y además necesario hacerlo.

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Como se espera observar la relación entre el período T y la longitud L, frente a la difi cultad de medir el período en una sola oscilación, después de algunos en-sayos se acuerda cuantas oscilaciones n se medirán en el tiempo tn para utilizar la ecuación 2 que permita determinar un periodo T requerido.

Fase 2. Socialización de la informaciónEsta fase se concreta de manera especial en 3 partes, la primera el momento en

el que se comparten los datos, la segunda referida al momento en el que se coeva-lúan los informes tipo artículo que los estudiantes hacen para describir y comentar la experiencia, y la tercera al cierre en el que se circula la publicación y se evalúa ésta de manera integral.

Figura 3. Parte inicial del formato para la escritura del informe del Laboratorio Didáctico de Física adaptado y ceñido a las recomendaciones de la Sociedad Cubana de Física.



La socialización de los datos se hace dado que en los LDF los grupos de estu-diantes varían entre 16 y 24, y se organizan grupos para el desarrollo de la expe-riencia. Una vez que se registra la información, los estudiantes socializan las me-didas escribiéndolas en el tablero en el tiempo de la clase, lo anterior para efecto de tener otros resultados diferentes a los de su práctica, con los cuales puede hacer la discusión de los datos registrados.

La segunda referida a la coevaluación de los informes tipo artículo estándar de divulgación científi ca adaptado de la Sociedad Cubana de Física (2011) y enfocado hacia una confi guración de una revista de estudiantes como actividad de la clase (Figura 3).

Una vez que cada grupo elabora su documento considerando la información registrada en las prácticas, éste se somete a la evaluación de dos o tres grupos. Para esta actividad se reparte un formato en el que se registra la evaluación (Figu-ra 4), formato construido bajo 2 categorías, una de rigor y la otra de formalidad. Se les informa que pueden consultar en Internet a efecto de identifi car el plagio o material transcripto sin la respectiva referencia. Se dispone de dos computadores con acceso a Internet.

Fase 3. Procesamiento de la InformaciónLos grupos de estudiantes, apoyados en la calculadora Casio FX 82 MS, utili-

zan los modelos de regresión (Suárez & Sarmiento, 2011) en la que la calculadora es una herramienta útil en identifi car las rutas cortas para el procesamiento de la infor-mación, así como las demás TIC que contribuyen en este sentido (Suárez, Hurtado, & Sarmiento, 2011) y que aportan en superar el obstáculo que en ocasiones este proceso tiene.

Para efecto de modelar los datos registrados por cada uno de los grupos, en este momento los alumnos realizan las gráfi cas del período T vs longitud L en papel milimetrado de los datos registrados, así como del modelo obtenido en la calcula-dora a efecto de facilitar su comparación y posterior análisis.

En este procesamiento de información se hace especial énfasis en que los estu-diantes con los datos registrados por los diferentes grupos, elaboren una gráfi ca y de manera alternativa ubiquen el modelo obtenido y relacionarlo con la ecuación 1, proceso que es el resultado de la manipulación de los datos de la longitud L considerados al momento del experimento.

Fase 4. Informe fi nalEsta fase se cruza con la fase 3, en la medida que allí se hace previamente un

informe tipo artículo científi co que se somete a evaluación de los pares para pos-teriormente adelantar la reescritura o corrección, para luego presentar el artículo fi nal.

Con los artículos que presentan los estudiantes y que han participado de los fi ltros previstos, un grupo de estudiantes elabora la revista denominada “Revista de Estudiantes de Ingeniería de la Fundación Universidad Autónoma de Colom-bia - REIFUAC”.

Resultados y discusión de resultadosEste apartado se dedica a presentar los resultados de la experiencia, guardando

una estrecha relación con la forma en cómo se planifi có, luego se presentan los resultados del diseño de la experiencia, la socialización de la información, el pro-cesamiento de la información e informe fi nal.

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Figura 4. Formato utilizado para la coevaluación de los artículos escritos por los estudiantes de Física en Ingeniería.



Fase 1. Diseño y Desarrollo de la Experiencia En esta parte, inicialmente liderada por el docente en lo referido a proponer el

tema de la experiencia, emergieron y se observaron algunos elementos derivados del planteamiento inicial, el cual se asume que fue semiestructurado. Tales elemen-tos son:

• Si bien ya se había trabajado el tema de movimiento oscilatorio en la clase de teoría, al momento de abordar la experiencia ningún estudiante refi rió lo visto, no se acudió a los constructos teóricos y ninguna modelación se hizo presente.

• Después de incitar la refl exión por parte del docente, a través de preguntas, se decidió no considerar la masa del objeto que se suspende de la cuerda y utilizar pequeños ángulos de oscilación de manera que los resultados obte-nidos puedan ser contrastados con el modelo teórico (ecuación 1), precisan-do que éste no es el objetivo de la práctica, para una práctica complemen-taria y posterior se decide analizar la variación del período con la masa y el ángulo.

• Teniendo en cuenta las difi cultades en medir el tiempo de una oscilación, los estudiantes midieron más de 7 oscilaciones, basados en los criterios de expe-riencias anteriores. Después de realizar varias medidas de tiempo con dife-rente número de oscilaciones, notando que a partir de éste número y realizan-do el cálculo del período (ecuación 2) se observaban pequeñas variaciones en el período de oscilación.

• Los estudiantes utilizaron el cronómetro que se les dio e incluyeron sus dis-positivos móviles (celulares) para medir de manera simultánea varios tiem-pos de un mismo evento, y así determinan el promedio, la desviación están-dar y error estadístico en cada uno de los períodos de oscilación de acuerdo a la longitud del péndulo tomado.

• Finalmente los datos se vuelcan en una tabla en la que se registra la lon-gitud L, 7 Períodos, el período promedio, la desviación estándar y el error estadístico de los 7 períodos registrados.

• La precisión en la medida de la longitud L es 0,001 m y la del período T es 0,01 s.

Fase 2. Socialización de la InformaciónSe conforman cinco (5) grupos y en el tablero de clase cada grupo escribe los

datos registrados en el tiempo de las oscilaciones asumidas y luego son consolida-dos en una tabla. Allí mismo se inicia la discusión en relación a cómo se debe abor-dar el tratamiento de la información y es el colectivo, de estudiantes y profesor, quienes construyen una ruta para el procesamiento y posterior análisis de la mis-ma. Decidiendo grafi car los datos, el modelo teórico, hacer la regresión potencial (después de probar todas las opciones) para luego entrar a la comparación.

Los estudiantes después de registrar los datos en el tablero, elaboraron en pa-pel milimetrado las gráfi cas y la primera discusión a la información capturada de los grupos. En este ejercicio se encontró disposición y respeto para manifestar los diferentes puntos de vista.

En la fi gura 5, está el escrito de un grupo, si bien la escritura no es amplia se ob-serva cómo están refi riendo elementos derivados del procesamiento de la informa-ción y en alguna medida incorporando en el discurso los elementos que dan cuenta de la actividad, específi camente cuando refi ere “en este caso “la potencial” se puede apreciar que en los grupos que el coefi ciente…” es evidente la inclusión de éstos elementos al analizar.

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Después de esta etapa de análisis y socialización un grupo concluyó que ha-bían tomado a la ligera los datos y que debían repetir la experiencia, la desarro-llaron en tiempo extra clase y luego la divulgaron a través de correo electrónico a los compañeros a efecto que la incorporarán en el análisis, lo anterior nos muestra la ganancia de un estado de conciencia frente al compromiso a su formación y de trabajo en grupo.

Figura 5. Discusión de los resultados de un grupo de estudiantes en el que se identifi ca la comparación de resultados entre grupos y el teórico.

Figura 6. Comentarios retomados de tres grupos frente a un mismo documento presenta-do para su evaluación.

El formato, mostrado en la fi gura 4, fue de gran utilidad toda vez que permitió ilustrar cada uno de los apartes en el documento y algunas aspectos básicos de éste. La fi gura 6 retoma el aparte referido a los comentarios del equipo evaluador, en ella se identifi ca la necesidad de hacer modifi caciones al documento y en lo que se entiende importantes modifi caciones, todos coinciden en estar prestos a revisar nuevamente el documento.

En cuanto a los comentarios se encuentra la riqueza al tener varias miradas frente al mismo documento, algunos de ellos como: “al sumario le falta; los re-



sultados más relevantes y mencionar que se piensa obtener. La introducción falta marco teórico y la presentación del trabajo”,…”el trabajo experimental está bien desarrollado, pero no presenta referentes con relación al tema del artículo…”, “…Falta realizar análisis más detallado, enfocar más los objetivos…”, permiten iden-tifi car: la validez del formato, la conciencia en el papel del evaluador, las orienta-ciones respetuosas y de orden académico para la retroalimentación.

Esta parte de la actividad permitió a los estudiantes, en el papel de evaluador, re-fl exionar sobre su propio documento, sobre su propia forma de escribir, de presentar los resultados, de concluir, en general de la forma en cómo se describe y presenta la actividad.

Fase 3. Procesamiento de la información.Después de usar diferentes modelos matemáticos de las regresiones, observaron

que el más apropiado es el modelo de regresión potencial, luego para la tabla de datos reportada por los grupos los estudiantes hicieron el modelo de regresión, calcularon los períodos basados en el modelo e hicieron la gráfi ca para cada grupo apoyados en la orientación y trabajo propio de Suárez y Sarmiento (2011) en el apoyo de los modelos de regresión para modelar los datos obtenidos en el experimento, al igual que el trabajo de Suárez, Hurtado y Sarmiento (2011) para apoyarse en el uso de las TIC en este mismo sentido.

Los grupos utilizaron diferentes elementos y estrategias para efecto de tener argumentos y criterios para el procesamiento y análisis de la información, varios grupos hicieron en una sola hoja las gráfi cas (Figura 7) lo que sirvió como apoyo visual para inferir el modelo de mejor ajuste y la comparación con el modelo teó-rico (ecuación 1).

Figura 7. Gráfi ca utilizada por uno de los grupos para hacer la comparación entre los datos con los demás grupos.

Otros grupos, en una minoría, se apoyaron en tablas comparativas de resultados (fi gura 8), las que buscaban tener algún elemento de juicio cuyo efecto fuese el de discernir entre los datos registrados, los modelos obtenidos de la regresión potencial (utilizando la calculadora Casio FX 82 MS), los coefi cientes de correlación obteni-dos por cada grupo y en donde también se incluyen las incertidumbres porcentuales en el exponente y el coefi ciente del término en relación con el modelo teórico.

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Los elementos anteriormente señalados, emergieron desde los estudiantes en acuerdo con los docentes y se confi guran en herramientas para facilitar el análisis por parte de los mismos futuros profesionales de la ingeniería.

Es importante notar como estas estrategias o técnicas de comparación, que sur-gen de la interacción estudiante y docente, tienen pertenencia en los estudiantes, toda vez que aparecen en la propuesta y estrategia metodológica usada y que de alguna manera está aportando a respuestas a la pregunta ¿cómo aprenden los es-tudiantes hoy?

Fase 4. Informe FinalAquí se obtuvo como resultado los artículos corregidos por los estudiantes, que

junto con otras actividades de los estudiantes terminaron haciendo parte de la Revis-ta de Estudiantes de Ingeniería Reifuac. La revista no tiene secciones, simplemente se elabora con una portada, lista de autores, organización de la revista, índice, pró-logo y los documentos.

Interesante observar como los estudiantes en relación con esta actividad se sen-tían comprometidos y de alguna manera obliga con el grupo a responder con las acti-vidades que le correspondían, pues se identifi caba un compromiso de trabajo en equipo. Hay que mencionar que hubo diferencias, reorganizaciones de grupos, llamados de atención y demás actividades propias de la autorregulación de los grupos, lo que indica que la actividad terminó aportando en lo referido al trabajo intragrupo y extragrupo.

El producto objeto de todo el trabajo fue valorado por los estudiantes como algo interesante y digno de seguir trabajando, mejorando hasta formalizarlo con unos buenos niveles de compromiso académico hasta publicarlo en la red para que sirva

Figura 8. Tabla diseñada para comparar los modelos de regresión.



de material de referencia para futuros estudiantes de ingeniería. La revista (ver fi gura 9) fue impresa en formato PDF, montada en una página web y se realizo una presentación en Flash hecha con efectos disponibles en el sitio web CODEBOX Web coders in a box (http://www.codebox.es/).

Figura 9. Portada de la Revista de Estudiantes de Ingeniería Reifuac.

Los resultados aquí expuestos emergen como una aproximación de respuesta conciliatoria a lo expuesto por Sebastia (1987), ya hace tres décadas, quien identi-fi có una correlación alta entre lo que pensaba el estudiante y el docente en relación con lo que se hace en el laboratorio y lo que es el ideal de hacer en el LDF. Esta experiencia e investigación se está aproximando, si es que hay lugar, a hacer más pertinentes las actividades del LDF orientados a ingenieros.

Cuando los estudiantes identifi can que las relaciones cuantitativas que se bus-can en el LDF pueden discrepar de las ecuaciones que están en los modelos teó-ricos, pero que a su vez se utilizan los modelos de regresión para aproximarnos a concretar una ecuación que describa la relación en cuestión y de alguna manera la realidad que se vive en el LDF se coincide y va mas allá o emerge como res-

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puesta a los presupuestos y preocupaciones de Barolli, Laburú, & Guridi (2010, pág. 105) cuando manifi estan que “..la función y organización del laboratorio didáctico y las actividades desarrolladas en él, viene ocurriendo más de acuerdo con lo que se piensa que son las posibilidades del laboratorio como instrumento de adquisición de conocimiento y menos de acuerdo con un conocimiento de la realidad del laboratorio…”.

De alguna manera la experiencia del LDF se identifi ca como un ambiente de aprendizaje dinámico y abierto, en el sentido que permite transformarse en la medida en que éste se va realizando en busca de las metas propuestas al inicio, basado en la interacción estudiante y docente desde unos referentes semiestructu-rados lo que coincide en parte cuando se afi rma que el “contexto didáctico estaría defi nido entonces en todo momento del trabajo experimental, de acuerdo con una dinámica propia, activando una red de signifi cados” (Barolli, Laburú, & Guridi, 2010) de cada estudiante en interacción con el profesor.

Esta experiencia coincide con los objetivos propuestos para la introducción de los laboratorios de física de la American Association Teachers, (1998) cuando en la categoría “el arte de la experimentación” identifi ca que las actividades de laboratorio en alguna medida deben ser signifi cativas y ubicarse en el diseño de investigaciones y cuando aquí se centra en la forma en como se valida y socializa el conocimiento de la física epistemológicamente se está tomando posición y uti-lizando la misma en el proceso de formación.

En cuanto a la categoría “habilidades experimentales y analíticas” (American Association of Physics Teachers, 1998) en el sentido de propender por habilidades básicas y herramientas de la física experimental y análisis de datos, este tipo de experiencia enriquece toda vez que parte de identifi car relaciones cuantitativas, analizar e interpretarlas a partir de la comparación de varias experiencias y de los supuestos teóricos.

En la “categoría conceptual” (American Association of Physics Teachers, 1998), no necesariamente tiende a reforzar la idea de ciencia como verdades absolutas, sino en la identifi cación de la realidad del LDF a partir de la epistemología subya-cente en los LDF muy cercano a los planteamientos refl exivos de Barolli, Laburú, & Gurid (2010). Lo anterior, basado en los supuestos descriptos a lo largo del artí-culo y en donde se comparte la idea que para el docente exige conocimiento temá-tico, manejo de herramientas pero discrepa parcialmente de la afi rmación totalitaria Integrar experimentación y base teórica para construir conocimiento signifi cativo (Agudelo Giraldo, Arango Arango, & Vega, 2009, pág. 51).

En la categoría “entender la base del conocimiento de la física” (American As-sociation of Physics Teachers, 1998) como ciencia fáctica (Bunge, 1969) en una posición clara de la observación como percepción basada en un sistema de conoci-mientos (Wartofsky, 1968), lo aquí expuesto por naturaleza está basado en la expe-riencia del laboratorio denominado LDF y está, con su práctica, haciendo énfasis en que la búsqueda de relaciones cuantitativas a partir de registro de información es necesaria y si existen otros resultados de la “misma” experiencia. Además, cuando se puede contrastar con una teoría es propio de un proceso de validación y aproxi-mación a la realidad del LDF.

Esta experiencia, partiendo de la actividad en grupo e intergrupos hace notar cómo esa relación se vivencia, se facilita, se potencia y exige a partir de las diferen-tes etapas de la metodología, aquí utilizada, y coincide plenamente con los plantea-mientos de la categoría “desarrollo de las habilidades de aprendizaje colaborativo” (American Association of Physics Teachers, 1998).

Refl exiones fi nalesEn el desarrollo del trabajo se ha intentado aproximar los discursos de la di-



dáctica de la física en el contexto de la formación de la ingeniería, toda vez que el LDF se propone en el contexto de la formación de ingenieros que parte y bus-ca aspectos teóricos de la ciencia, la práctica y los procesos. Esta articulación no es sencilla y en la revisión adelantada se identifi ca el llamado, de una población “emergente” de profesionales de la ingeniería, a refl exionar sobre la enseñanza y el aprendizaje en la ingeniería y como desde las ciencias de la educación e investiga-ciones se aporta en este sentido.

En ese mismo sentido, la escasa producción de conocimiento en el campo de la didáctica orientada a la formación de ingenieros, perfi la y hace un llamado a quie-nes trabajan en la docencia de las ciencias naturales y las matemáticas para aportar en este campo. Sin duda el trabajo en los LDF es un escenario enriquecido para converger en los diferentes aspectos de la ingeniería (ciencia, praxis, Tecné) y es en esta refl exión desde estamos aquí aportando.

Los LDF podemos considerarlos como un Ambiente de Aprendizaje AA pro-picio para que junto con los estudiantes se identifi quen herramientas que aportan en la elaboración de representaciones de la “realidad” vivenciada en el LDF junto a la cual están presentes la construcción de conocimiento, el trabajo científi co e ingenieril, procesos de investigación y trabajo en grupo.

Cuando en el desarrollo de los LDF se participa en la preparación del experi-mento, se hace el experimento, se registran los datos, se hacen tablas, se grafi ca, se aproximan a modelos, se comparan, se interpretan, se analiza y se escribe; se puede, en alguna medida, afi rmar que se está formando e intentando aproximar éstos ele-mentos a procesos inherentes de la investigación.

Los LDF como Ambientes de Aprendizaje AA son un contexto didáctico semies-tructurado caracterizado por permitir la interacción entre docentes–estudiantes y es-tudiantes–estudiantes, en un propósito o meta común. Este LDF se caracteriza por ser abierto en la medida en que acepta la participación de quienes en el participan (estudiantes docentes), se adapta acorde a las necesidades y metas planteadas así como de las limitaciones y posibilidades de los materiales, dinámico porque evo-luciona con la experiencia y conocimiento de grupo a grupo basado en el dominio de contenido y quienes en el participan. Lo anterior es interesante dado que hace viva la categoría de fl exible.

Para el trabajo que adelantamos, y que esperamos motivar, se abren posibilida-des para refl exionar y analizar en diferentes líneas o sublíneas de investigación y es que en el campo de la física y del LDF orientado a la formación de ingenieros está por hacer. Pensar en la forma en como se trabaja “didácticamente” modelos con tres o más variables, así como la medida, los errores y demás aspectos relevantes en el trabajo de laboratorio, reiteramos, pensando en la formación de ingenieros.

Agradecimientos A la Fundación Universidad Autónoma de Colombia, quien a través del Instituto

Superior de Pedagogía y en coordinación con el Departamento de Ciencias Natura-les y Exactas, aprobaron y fi nanciaron el proyecto de investigación que se encuentra en desarrollo y del cual se deriva este artículo.

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