Concepciones y razonamientos de expertos y aprendices sobre electrocinética : consecuencias para la enseñanza y la formación de profesores

INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 103 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1), 103-121 CONCEPCIONES Y RAZONAMIENTOS DE EXPERTOS Y APRENDICES SOBRE ELECTROCINÉTICA: CONSECUENCIAS PARA LA ENSEÑANZA Y LA FORMACIÓN DE PROFESORES PONTES, ALFONSO1 y DE PRO, ANTONIO2 1Departamento de Física de la Universidad de Córdoba 2Departamento de Didáctica de las Ciencias de la Universidad de Murcia SUMMARY In this work we analyse the conceptions that the students of different degree of instruction use when they interpret and make predictions on the functioning of the electrical circuits, in various problematic situations. For this reason we have studied the evolution of such ideas, in different educational levels, from high school until the end their university studies. The obtained results have shown the existence of important differences of conceptual type between apprentices and experts and the persistence of numerous alternative conceptions in all the teaching levels, even in individuals who have finished their studies in the university and aspire to be physics teachers. Also we have observed that the students maintain a considerable degree of confidence in their personal conceptions and that this safety increases with the instruction level. On this base we have formulated, finally, some interesting implications for the teaching of the electrical circuits and the initial training of the secondary education teachers. INTRODUCCIÓN Los resultados de muchas investigaciones ponen de manifiesto que existe un bajo rendimiento de los estudiantes en física. Son muchos los factores que explican esta circunstancia: las dificultades que presenta el aprendizaje de los conocimientos conceptuales, la existencia de un fracaso bastante generalizado en la resolución de problemas, la ineficacia de los trabajos prácticos (cuando se realizan...) comprobatorios o descontextualizados «de la teoría», la existencia de actitudes negativas hacia las clases de esta disciplina, etc. (Gil et al., 1991; Solbes et al., 1994; Afonso et al., 1998...). Conscientes de esta problemática, hemos realizado una investigación sobre el aprendizaje de los alumnos en el dominio del electromagnetismo (Pontes, 1999). En ella, realizamos un estudio completo de los conocimientos de estudiantes de 3º de BUP, de COU y de 2º curso de ingeniería técnica, y de titulados universitarios (análisis semántico; estudio de la consistencia, persistencia y seguridad; relaciones entre las concepciones...). A partir de los resultados encontrados, diseñamos una propuesta de enseñanza para el bachillerato, con sus materiales correspondientes, para paliar las dificultades detectadas y aprovechar los logros que indudablemente también tienen los alumnos. Por último, se ha analizado críticamente su puesta en práctica por varios profesores, estudiando sus efectos en el aprendizaje de contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales, a corto plazo y una vez trascurridos unos meses desde las intervenciones en el aula. No obstante, en este artículo, sólo nos centraremos en las características de los conocimientos conceptuales sobre electrocinética, analizando las explicaciones que dan alumnos de diferentes niveles educativos al funcionamiento de circuitos eléctricos de corriente continua. Además, al incluir a titulados universitarios que pueden ser profesores de física de educación secundaria, hemos INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 104 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) realizado algunas reflexiones sobre la formación científica inicial del profesorado. Somos conscientes de que el estudio de las concepciones de los estudiantes no es muy novedoso, porque se han realizado muchos estudios sobre este tema y diversas revisiones bibliográficas (Closset, 1983; Shipstone, 1989; Manrique et al., 1989; Hierrezuelo y Montero, 1990). Pero este tema sigue interesando todavía a los investigadores (Metioui et al., 1996; Koumaras et al., 1997) y, por otra parte, nuestra intención es abordar este problema desde perspectivas diferentes a las que se han realizado hasta ahora, como la que se apunta en el trabajo de Stocklmayer y Treagust (1996). MARCO TEÓRICO Las dificultades de aprendizaje significativo de conceptos constituyen un problema central de la didáctica de la física (Carmichael et al., 1990; Duit, 1993). Probablemente por ello, ha habido en la última década una gran producción en esta línea de trabajo, lo que nos ha permitido detectar que: a) existen factores psicológicos y sociológicos que influyen en la construcción de concepciones alternativas (Driver et al., 1989); b) hay otros aspectos de carácter pedagógico y epistemológico (la inadecuada selección de objetivos y contenidos, las metodologías habituales de enseñanza, los materiales didácticos, los criterios de evaluación, la formación del profesorado...) que condicionan el aprendizaje (Del Carmen et al., 1997). La necesidad de prestar una atención especial al estudio de las concepciones de los estudiantes y a la función que desempeñan en los procesos de aprendizaje de la ciencia ha posibilitado que, desde finales de los años setenta, se haya investigado en casi todas las áreas de contenidos científicos del currículo, con alumnos de todos los niveles y en diferentes países. De hecho, en la actualidad se dispone de trabajos que han recopilado y clasificado una parte importante de las investigaciones realizadas específicamente en el tema de electrocinética (Manrique et al., 1989; Hierrezuelo y Montero, 1990; Carmichael et al., 1990; Duit, 1993...), o referidas a la problemática didáctica general del electromagnetismo (Cudmani y Fontdevilla, 1990; Greca y Moreira, 1998; Pontes, 1999), y otros cuyo objetivo ha sido analizar las características de estas concepciones y su influencia en el proceso de aprendizaje (Pozo, 1992; Oliva, 1996; Pintó et al., 1996...). Sin duda, este amplio conjunto de aportaciones ha permitido adquirir un conocimiento valioso y necesario, aunque no suficiente, para mejorar la enseñanza de la física. En nuestra opinión, uno de los mayores obstáculos de la investigación sobre las concepciones de los alumnos es la comprensión del auténtico significado que tienen las expresiones y términos que utilizan en la comunicación de sus ideas. La imprecisión en el lenguaje, la utilización indiferenciada del mismo y la escasa implicación en las respuestas de los estudiantes condicionan algunos de los resultados que aparecen en los trabajos publicados. Pero, incluso con estas limitaciones, parece existir consenso en admitir que hay ideas bastante arraigadas en la estructura cognitiva de las personas y que son resistentes a un «cambio fácil» con la enseñanza. Tales ideas, a pesar de la instrucción, persisten en sucesivos niveles educativos como concepciones incorrectas o alternativas, desde una perspectiva científica, ante las que los profesores parecemos incapaces de encontrar alguna alternativa didáctica. Aunque algunos trabajos han reflejado el interés de las investigaciones descriptivas sobre las ideas de los alumnos, también se resalta la necesidad de avanzar hacia investigaciones de carácter explicativo en las que se analicen las causas que contribuyen a la construcción de nociones alternativas (Hashweh, 1988) y a la utilización de técnicas, con suficiente grado de validación, que permitan determinar cuáles son las concepciones intuitivas que obstaculizan en mayor grado el proceso de cambio conceptual en cada tema. En esta perspectiva se ha apuntado también la necesidad de profundizar en nuevas líneas de trabajo, dentro de este campo, que permitan la superación de los estudios puramente descriptivos (Oliva, 1994), entre las que podemos resaltar: la identificación de los esquemas de razonamiento y de acción que utilizan los alumnos, el estudio de los elementos que facilitan la evolución de los mismos, las diferencias entre las concepciones de los expertos y novatos, la consistencia y estabilidad de tales concepciones en diferentes contextos y etapas del proceso educativo, la influencia de los conocimientos del profesor en el aprendizaje de los estudiantes... Centrándose en uno de estos aspectos, Kempa (1991) manifiesta que las investigaciones sobre las diferencias entre expertos y novatos constituyen uno de los temas en los que la ciencia cognitiva y la inteligencia artificial pueden aportar mayor ayuda a la enseñanza de las ciencias. En esta perspectiva se considera que el estudio de los procesos cognitivos desarrollados por los estudiantes en la interpretación de fenómenos físicos y en la resolución de problemas ayuda a mejorar la comprensión sobre los razonamientos espontáneos, las dificultades de aprendizaje y los obstáculos en la utilización del conocimiento (Gutiérrez, 1990). En un principio, los trabajos en este ámbito se centraron en analizar el conocimiento del experto, en un dominio concreto, para elaborar una representación computacional del mismo que después se utilizaba como referencia para analizar y representar las diferencias del novato. Pero más tarde ha crecido el interés por modelizar al aprendiz de forma independiente al primero (Bajo y Cañas, 1991). A esta línea, que parece recibir ciertas influencias procedentes de las investigaciones sobre las concepciones de los alumnos, se incorporan las aportaciones realizadas desde la teoría de los esquemas y desde los estudios sobre la representación del conocimiento físico mediante modelos mentales (Gentner y Stevens, 1983; Gutiérrez, 1996...). INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) 105 Por otra parte, la generalización de las concepciones alternativas en diferentes niveles de enseñanza ha llevado a algunos investigadores a indagar en el conocimiento científico de los profesores en ejercicio (Viennot y Kaminski, 1991; Lee, 1995; Tobin et al., 1994...) y de los futuros profesores de educación secundaria, en su periodo de formación inicial (Pozo 1987; Calvo et al., 1992; Gunstone et al., 1993; Vázquez, 1994...). En lo que respecta al tema de los circuitos eléctricos o electrocinética podemos citar algunos trabajos (Cohen et al., 1983; Weeb, 1992; Heywood y Parker, 1997...) en los que se aprecia que los profesores participan de las mismas ideas alternativas de los estudiantes, ampliamente investigadas en otros estudios (Varela et al., 1988; Licht, 1991; Sebastiá, 1993; Metioui et al., 1996; Salinas et al., 1996...). OBJETIVOS DEL ESTUDIO A la vista de los argumentos que se han desarrollado en la revisión anterior creemos que existen suficientes razones para desarrollar un estudio específico centrado en los siguientes interrogantes: – ¿Cuáles son las concepciones personales sobre electrocinética, de los estudiantes de diversos niveles educativos, que presentan mayor grado de resistencia al cambio en la enseñanza habitual y cuál es el origen de tales ideas? – ¿Tienen alguna relación interna las ideas intuitivas de los alumnos en este dominio o se trata de concepciones aisladas? – ¿Cuál es el grado de confianza o seguridad de los estudiantes en sus concepciones sobre los circuitos de corriente eléctrica? – ¿Existen diferencias en las concepciones sobre electrocinética entre los estudiantes de bachillerato y de la universidad, y de futuros profesores de tales niveles educativos? – ¿Cuáles son los razonamientos que utilizan los expertos en el dominio investigado, y en qué medida participan los futuros profesores de física de las ideas alternativas de sus alumnos? – ¿Qué implicaciones se derivan del estudio de las concepciones de los estudiantes para la enseñanza de la electricidad y para la formación científica inicial de los profesores de secundaria? Los objetivos concretos de este estudio consistirán, por tanto, en la búsqueda de respuestas a tales cuestiones. En este trabajo nos hemos limitado al estudio de las concepciones en electrocinética y al análisis de algunas de sus características más relevantes como son la persistencia y la seguridad de tales ideas o las diferencias entre expertos y novatos, sin desdeñar la posibilidad de validar o verificar en nuestro país algunos resultados ya recogidos en anteriores investigaciones. No obstante, hay que recordar que este trabajo se inscribe en un proyecto de investigación más amplio en el se aborda el estudio de las dificultades de aprendizaje en electricidad y magnetismo, tratando de profundizar en el estudio de las características generales de las concepciones personales que permiten identificar la existencia de verdaderos esquemas conceptuales para favorecer su evolución (Pontes, 1999). METODOLOGÍA DEL TRABAJO Para el desarrollo de este estudio específico hemos seleccionado seis cuestiones de otros trabajos realizados en este ámbito (Evans, 1978; Closset, 1983; Cohen et al., 1983; Acevedo, 1989; Shipstone et al., 1988). Corresponden a situaciones problemáticas que se centran en el estudio de circuitos simples de corriente continua, formados por lámparas o resistencias y generadores ideales, conectados en serie o en paralelo y que resultan útiles para detectar ideas alternativas bien definidas. En un estudio piloto de carácter exploratorio, realizado con una muestra de estudiantes de primer curso de carrera, se utilizaron cuestiones abiertas y se catalogaron los principales tipos de respuestas, diferenciando entre explicaciones acordes con los conocimientos científicos, razonamientos de carácter alternativo y otras contestaciones. A partir de tales resultados se modificaron los enunciados y se plantearon como preguntas de opción múltiple con justificación de respuesta para que los ítems tuvieran una estructura común, que permitiera identificar fácilmente las concepciones de los alumnos sin perder información sobre sus conocimientos y razonamientos. En el anexo de este trabajo se expone el cuestionario definitivo, aunque los tópicos científicos más importantes de las diversas cuestiones aparecen en el cuadro I. El cuestionario se aplicó, al comienzo del curso académico, a tres grupos de alumnos de diferentes niveles a los que hemos denominado G1 (143 de 3º de BUP con 16,3 años de edad media), G2 (138 de COU con edad media de 17,6 años) y G3 (81 de 2º de ingeniería técnica mecánica con 20’8 años de edad media). Los sujetos de los grupos G1 y G2 pertenecían a centros públicos de varias localidades andaluzas y los del G3 a la Universidad de Córdoba. Para analizar los conocimientos de los futuros profesores e identificar los razonamientos de los expertos en este dominio, se aplicó el cuestionario al grupo G4, integrado por 76 licenciados y diplomados en carreras científico-técnicas (químicos, físicos, ingenieros técnicos y superiores...), con una edad media de 24,5 años, que participaban en el curso de formación inicial de profesores de secundaria para la obtención del certificado de aptitud pedagógica (CAP). INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 106 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) Tras aplicarse el cuestionario en los citados grupos se procedió al análisis de los datos obtenidos. En la categorización de respuestas, hemos considerado los conocimientos básicos y deseables –desde la ciencia escolar– en el nivel educativo más bajo, que en nuestro caso es el bachillerato. Al realizar el estudio cualitativo, se clasificaron las respuestas de los encuestados en tres categorías para cada uno de los ítems de la prueba: I) respuestas en blanco y explicaciones basadas en ideas confusas o ambiguas; II) concepciones alternativas suficientemente explicitadas; III) elección de la opción correcta, incluyendo explicaciones más o menos razonables. Posteriormente se ha realizado un estudio cuantitativo con el fin de poder comparar los resultados de las diferentes muestras utilizadas. Para ello, en función de la categorización de tipo cualitativo, se han procesado las respuestas y se han realizado diversos tratamientos estadísticos, con el paquete informático SPSS: estudio descriptivo de frecuencias y porcentajes de cada categoría de respuesta, recodificación de los datos de cada ítem, inferencia de los principales valores estadísticos (media, desviación típica, rango, etc.) para cada variable. Los contrastes de diferencias se han realizado mediante el análisis de la varianza por rangos de Kruskall-Wallis y la prueba U de Mann-Whitney, ya que en general no existían garantías para aplicar pruebas de tipo paramétrico (Bisquerra, 1987). El tratamiento de los datos de seguridad de respuesta, dado que corresponden a una escala de Likert –con las limitaciones de falta de unidad de criterios en las puntuaciones de los encuestados que conlleva el uso de dicha escala– sólo ha consistido en el análisis descriptivo de tales índices, para cada grupo y para cada ítem. DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS A la hora de presentar y comentar los resultados obtenidos vamos a mantener la secuencia de interrogantes que anteriormente apuntábamos. Así, en primer lugar, analizaremos cuáles son las concepciones que utilizan los estudiantes y futuros profesores que participan en la investigación. Posteriormente discutiremos cuál es el grado de confianza que presentan los alumnos en tales concepciones. Más tarde, contrastaremos y comentaremos las diferencias que se aprecian en función del nivel de instrucción. Por último, trataremos de caracterizar los modelos explicativos de los expertos en este dominio, con objeto de extraer consecuencias que puedan ser útiles para la enseñanza de la electrocinética y para la formación inicial del profesorado. Estructura y evolución de las ideas de los estudiantes en diversos niveles educativos Para la descripción de los resultados en cada ítem hemos realizado unas tablas, en las que se indica la opción de respuesta correcta (III), los distintos tipos de opciones utilizadas como concepciones alternativas incluidas en la categoría II (IIa, IIb...) y las respuestas del tipo Ia y Ib, categorizadas como concepciones indefinidas (I); en cada caso se adjuntan los porcentajes correspondientes. También se incluyen algunos ejemplos de explicaciones utilizadas por los estudiantes como justificaciones de cada una de las opciones de respuesta. La primera cuestión, utilizada en otras investigaciones (Carrascosa, 1987; Shipstone, 1989...) para identificar los «modelos de los niños y adolescentes sobre la corriente eléctrica», nos ha parecido conveniente incluirla en nuestro estudio para ver en qué medida persisten tales ideas en estudiantes universitarios y postgraduados. Los resultados que hemos obtenido aparecen en la tabla I. Se puede observar que más de la mitad de los estudiantes de todos los niveles y casi la mitad de los titulados universitarios asumen el llamado «modelo de consumo o atenuación»; mantienen la idea de que la corriente eléctrica se debilita o se gasta al pasar por la bombilla, aunque admiten el sentido convencional de circulación de la corriente continua (IIa); y de forma esporádica se aprecian explicaciones relacionadas con el llamado modelo de reparto (Shipstone, 1989). Otra concepción alternativa, menos frecuente pero también relacionada con la idea de flujo, es la identificada como «modelo concurrente o modelo de corrientes antagónicas» (IIb). En nuestro estudio, el modelo de corrienCuadro I Principales contenidos conceptuales implícitos en la prueba. ÍTEMS NOCIONES CIENTÍFICAS IMPLICADAS 1 Modelo de corriente eléctrica, concepto de intensidad de corriente. 2 Asociación de elementos en serie y paralelo, resistencia equivalente, ley de Ohm y noción de potencia eléctrica en lámparas. 3 Reestruturación de un circuito, intensidad de corriente, resistencia en paralelo y noción de cortocircuito. 4 Resistencia eléctrica y diferencia de potencial en circuito abierto. 5 Asociación de elementos en montaje mixto, resistencia equivalente, ley de Ohm y primera ley de Kirchoff. 6 Asociación de elementos en serie, ley de Ohm, diferencia de potencial, segunda ley de Kirchoff y reestruturación de un circuito. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) 107 Tabla I Resultados del primer ítem. CATEGORÍAS DE RESPUESTA GRUPOS (%) G1 G2 G3 G4 III. Hay igual corriente y circula en el mismo sentido en ambos cables. 29,4 36,2 46,9 52,6 IIa. La corriente circula en igual sentido por ambos cables, pero es mayor en el primer cable 32,9 35,5 40,8 47,4 que en el segundo. IIb. Las corrientes en ambos cables son iguales pero van en sentido opuesto. 20,3 15,2 3,7 0,0 IIc. Sólo circula corriente por el primer cable. 4,8 2,2 0,0 0,0 Ia. Presentan explicaciones confusas e ininteligibles. 3,5 3,6 3,7 0,0 Ib. No contestan o no explican la opción de respuesta elegida. 9,1 7,3 4,9 0,0 MODELOS EXPLICATIVOS III. «La corriente de este circuito siempre va con igual intensidad.» «Pasan todos los electrones por la bombilla pero sólo gastan energía.» «En un circuito cerrado, las cargas van del polo positivo al negativo.» IIa. «Una parte de la corriente se gasta en encender la bombilla.» «La intensidad de la corriente se transforma en energía luminosa.» «La corriente se disipa en forma de calor.» «Si no se consume corriente, las pilas no se gastarían nunca.» «Los contadores de las casas miden la corriente que se gasta en el alumbrado eléctrico.» IIb. «Los polos de la pila producen una corriente positiva y otra negativa en cada cable.» «La pila da igual corriente por los dos polos.» «Para que brille la bombilla le tiene que llegar la corriente desde los dos polos.» «Las cargas positivas y negativas chocan en la bombilla y producen luz.» IIc. «Solamente es necesario un cable para que llegue electricidad hasta la bombilla.» «En el segundo cable no queda nada, pues la corriente se transforma en luz y calor.» Ia. «La corriente es igual en ambos cables porque así se aprovecha mejor toda su potencia.» «Algo se gasta en la bombilla pero no se bien lo que es.» Tabla II Resultados del segundo ítem. CATEGORÍAS DE RESPUESTA GRUPOS (%) G1 G2 G3 G4 III. Las lámparas brillan más en el segundo montaje (en paralelo). 14,7 21,0 37,0 60,5 IIa. Las lámparas brillan igual en ambos montajes. 31,5 24,6 14,8 7,8 IIb. Las lámparas brillan más en el primer montaje (en serie). 17,5 26,1 19,8 15,8 I.c. Las lámparas (todas o algunas) brillan de forma diferente. 11,2 8,0 11,1 6,6 Ia. Presentan explicaciones confusas e ininteligibles. 10,5 9,4 6,1 0,6 Ib. No contestan o no explican la opción de respuesta elegida. 14,7 10,9 11,2 8,6 MODELOS EXPLICATIVOS III. «En paralelo, el voltaje de cada resistencia es el de la pila y, en serie, el voltaje se reparte.» «La resistencia total es mayor en serie y la intensidad de corriente es menor.» «Las bombillas de las casas se ponen en paralelo porque así brillan más.» IIa. «Hay dos lámparas iguales conectadas a la pila en ambos casos.» «Lo que importa es el número de bombillas conectadas y el voltaje de la pila, que es igual en ambos.» «La energía de la pila se reparte por la mitad en los dos casos.» IIb. «En el montaje 1, las dos lámparas reciben la misma corriente del generador, pero en 2 la corriente se divide.» «En el segundo caso se reparte la energía por la mitad.» «En el montaje 1 les llega el mismo número de voltios a las dos.» IIc. «En el montaje 2 brillan igual pero en 1 brilla más la primera.» «En ambos casos brilla más la lámpara que está en el primer lugar.» «Brillará más la bombilla por donde pasa antes la corriente.» «A la bombilla más alejada (en 2) le llega una corriente más débil.» Ia. «En el segundo montaje les llega corriente por ambos lados a las dos lámparas.» INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 108 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) tes opuestas que chocan en la bombilla para encenderla sólo es asumido por una quinta parte de los alumnos de G1 y un 15% del grupo G2, pero prácticamente desaparece en G3 y G4. Por otra parte, el denominado «modelo unipolar» (IIc) sólo aparece circunstancialmente en los estudiantes de bachillerato y COU pero no es utilizado en los niveles universitarios. En la segunda cuestión, cuyos resultados se describen en la tabla II, presentábamos dos circuitos con dos bombillas iguales –en serie y en paralelo– y pedíamos que predijeran cómo sería la iluminación en ambos montajes. Entre los estudiantes cuyas respuestas se han incluido en la categoría III hay pocos que razonan en términos de diferencia de potencial, ya que utilizan con mayor frecuencia el concepto de intensidad de corriente, unas veces aplicando la ley de Ohm y otras la noción de resistencia equivalente. La concepción alternativa IIa es mayoritaria en el grupo G1 y afecta a una cuarta parte de G2, pero aparece con menor frecuencia en G3 y G4. En las respuestas se mezclan concepciones de diferente origen: el modelo de corrientes antagónicas o concurrentes (Shipstone, 1989), las interpretaciones de los esquemas simbólicos de los circuitos (Joshua, 1984) o el «efecto topológico» en el que sólo importa el número de elementos y no la forma en que se asocian (Hierrezuelo y Montero, 1990). La concepción IIb resulta mayoritaria en el grupo G2 y afecta a un porcentaje importante de G3. Los estudiantes centran sus argumentos en el reparto de «una intensidad de corriente fija que sale del generador», sin considerar la diferencia de potencial en las lámparas o la resistencia equivalente de cada asociación de bombillas. La concepción IIc parece estar muy influenciada por el modelo de consumo: la corriente se va gastando en el circuito; cuánto más lejos esté la bombilla, menos se enciende... Por ultimo, hay que indicar que en esta cuestión se producen los mejores resultados en el grupo G4, lo cual indica que la dificultad de la pregunta no es muy grande y que las concepciones alternativas detectadas son menos persistentes. En la tercera cuestión, cuyos resultados se recogen en la tabla III, se trata de predecir las variaciones que se producen en la intensidad y en el brillo de la lámpara, cuando se conecta un cable (sin resistencia) en paralelo con la bombilla. Tabla III Resultados del tercer ítem. CATEGORÍAS DE RESPUESTA GRUPOS (%) G1 G2 G3 G4 III. La corriente del amperímetro aumenta mucho y la bombilla no brillará. 14,0 22,5 29,6 38,1 IIa. La corriente del amperímetro no cambia pero circula casi toda por el cable situado entre los puntos X-Y. 40,6 36,3 26,0 28,9 IIb. La bombilla dejará de brillar. 16,8 15,2 21,0 23,7 IIc. El brillo de la bombilla no cambia. 10,5 12,3 6,2 4,0 Ia. Presentan explicaciones confusas e ininteligibles. 5,6 5,0 7,4 0,0 Ib. No contestan o no explican la opción de respuesta elegida. 12,6 8,8 9,9 5,3 MODELOS EXPLICATIVOS III. «El amperímetro marcará mas corriente, pues el cable anula la resistencia de la lámpara.» «El cortocircuito (XY) produce aumento de la corriente y disminución del brillo.» IIa. «El amperímetro está antes y no le afecta al poner el cable XY, pero a la bombilla le resta corriente.» «La corriente del generador es constante pero su energía se va por el cable.» «La corriente del generador se divide por la mitad al llegar al cable y la bombilla brilla menos.» IIb. «Al colocar así el cable, la bombilla no recibe energía eléctrica.» «La corriente se va por el camino más fácil y no pasa por la bombilla.» «En el cable XY no hay gasto de energía y toda la corriente se va por él» IIc. «La bombilla brilla igual porque sigue conectada a la pila.» «Un cable sin nada más no afecta al resto del circuito.» «La bombilla sigue recibiendo el voltaje que manda la pila.» «Le sigue llegando corriente de ambos polos de la pila.» Ia. «Disminuye la fuerza del generador y la bombilla brilla menos.» «A causa del cable sin resistencia aumenta la corriente del circuito y la bombilla brilla más que antes.» INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) 109 En este tópico hemos encontrado numerosas dificultades, en todos los niveles de enseñanza. Las principales deficiencias observadas en las respuestas de muchos sujetos son las siguientes: a) mantienen ideas equivocadas o confusas sobre la resistencia de un cable; b) desconocen la función del cortocircuito; c) confunden el voltaje del generador con la intensidad de corriente y estiman que esta magnitud permanece constante en cualquier situación; d) ignoran o no aplican la ley de Ohm generalizada del circuito; e) utilizan mecanismos de razonamiento local o secuencial e ignoran la reestructuración que se produce en un circuito ante cualquier modificación. En realidad estas ideas no aparecen en solitario, sino que suelen combinarse y llegan a producir esquemas conceptuales más complejos, tal como se han detectado en otros trabajos (Cohen et al., 1983; Arnold y Millar, 1987; Shipstone et al., 1988). De las opciones que se presentaban, la respuesta correcta (III) sólo es mayoritaria en los estudiantes y titulados universitarios (G3 y G4). El porcentaje de respuestas adecuadas no llega en ningún caso al 40%, mientras que las concepciones alternativas superan el 50% en todos los grupos. Globalmente, la idea más extendida es la concepción alternativa IIa, en la que prevalecen los tres últimos tipos de dificultades que hemos señalado: generador como fuente de intensidad, inadecuada aplicación de la ley de Ohm y razonamiento local. La presencia de respuestas oscila entre una cuarta parte del G3 y un 40% de G1, y es la más significativa en tres de los grupos. Un porcentaje apreciable de los estudiantes y titulados universitarios (G3 y G4) manifiesta la concepción IIb. Parecen comprender la función del cortocircuito pero no indican nada acerca de lo que ocurre en el amperímetro o consideran que no experimenta ningún cambio. La concepción IIc sólo tiene cierto peso en los grupos G1 y G2, pero no es frecuente en G3 y G4. Se ponen de manifiesto las dificultades ya citadas: resistencia de un cable y desconocimiento de un cortocircuito. También es posible que, en algún caso, la justificación esté muy condicionada por el modelo de corriente que sistemáticamente utilizan en sus razonamientos. En la cuarta cuestión se analiza cómo utilizan los estudiantes el concepto de voltaje o diferencia de potencial, que es uno de los que presentan mayores dificultades de aprendizaje en todo el dominio de la electricidad, a la Tabla IV Resultados del cuarto ítem. CATEGORÍAS DE RESPUESTA GRUPOS (%) G1 G2 G3 G4 III. El voltaje entre M y N es el mismo del generador. 5,6 8,7 12,3 32,9 IIa. El voltímetro no marca nada. No hay voltaje entre M y N. 39,2 42,0 44,4 46,0 IIb. El voltímetro marca la mitad del voltaje del generador. 13,2 16,0 13,6 10,5 IIc. El voltaje entre M y N no varía. 16,1 11,5 4,9 2,6 Ia. Presentan explicaciones confusas e ininteligibles. 9,8 12,3 11,1 1,3 Ib. No contestan o no explican la opción de respuesta elegida. 16,1 9,4 13,6 6,6 MODELOS EXPLICATIVOS III. «Es como si el voltímetro quedara conectado a los polos del generador.» «Ahora no brilla la bombilla B3 y el voltímetro marca todo el voltaje del generador.» IIa. «La bombilla que se funde no deja pasar la corriente y el voltaje se anula.» «Según la ley de Ohm, el voltaje es cero si no hay corriente en la resistencia.» «No puede haber voltaje si no circula corriente por esa rama.» IIb. «La tensión que da el generador se reparte entre el voltímetro y la otra lámpara.» «El voltaje de la pila se divide por la mitad en cada rama.» IIc. «Al voltímetro no le afecta que se funda la bombilla.» «Sigue pasando corriente por el voltímetro, aunque se quite esa bombilla.» «El generador sigue mandando voltios al circuito.» Ia. «Debe aumentar el voltaje en MN porque disminuye la corriente al quitar una lámpara.» INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 110 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) vista de los resultados de otras investigaciones (Psillos et al., 1988; Millar y King, 1993). En concreto se trata de predecir qué ocurre con el voltaje de los extremos de una bombilla, conectada en una rama de un circuito, cuando ésta se funde (o se rompe el filamento). Los resultados obtenidos se recogen en la tabla IV. Podemos observar que el porcentaje de respuestas III es uno de los más bajos de la prueba; en concreto, es el menor de los grupos G2 y G3. Las diferencias de resultados con otros ítems, en los que se utiliza el concepto de intensidad en los razonamientos sobre la corriente eléctrica, son demasiado significativas y, por tanto, no deberían ser ignoradas en la secuenciación de contenidos o en la intervención de los profesores a la hora de explicar y desarrollar el concepto de diferencia de potencial. En consonancia con otros trabajos donde se han planteado cuestiones similares (Cohen et al., 1983), la principal concepción alternativa que se manifiesta, en todos los grupos, es que no puede existir voltaje entre dos puntos si no pasa corriente eléctrica (IIa). Se basan en muchos casos en la ley de Ohm para justificar esta postura, pero olvidan o ignoran que, si el circuito está abierto entre dos puntos, la resistencia es infinita. En otros casos es posible que las predicciones incorrectas obedezcan a un desconocimiento de que el voltímetro posee una resistencia muy elevada. Las concepciones IIb y IIc son minoritarias frente a la anterior en todos los grupos. La utilización una vez más del modelo de reparto o el desconocimiento de la gran resistencia asociada al voltímetro subyacen en las arguTabla V Resultados del quinto ítem. CATEGORÍAS DE RESPUESTA GRUPOS (%) G1 G2 G3 G4 III. La lámpara A brilla más que B. 7,7 14,5 30,9 42,1 IIa. Las lámparas A y B brillan lo mismo. 53,1 49,3 32,1 28,9 IIb. La lámpara A brilla menos que B. 18,2 12,3 17,3 15,8 Ia. Presentan explicaciones confusas e ininteligibles. 9,8 10,1 7,4 5,3 Ib. No contestan o no explican la opción de respuesta elegida. 11,2 13,8 12,3 7,9 MODELOS EXPLICATIVOS III. «La intensidad de corriente debe ser mayor en la segunda rama, por tener menor resistencia.» «Las bombillas en paralelo que hay detrás de A ofrecen menos resistencia que una sola.» IIa. «La intensidad de corriente que sale del generador se divide por la mitad en ambas ramas del circuito.» «La corriente que pasa por B y A es igual, lo que ocurre es que después de A se vuelve a dividir.» IIb. «En la rama de A hay más bombillas y la corriente será menor.» «En la rama de la bombilla B hay menos gasto de corriente o de energía.» Ia. «No se puede saber el brillo de las lámparas sin conocer los datos del circuito.» mentaciones utilizadas por los alumnos para justificar sus respuestas. Globalmente, el análisis de los datos pone de manifiesto un aprendizaje muy limitado de la noción de voltaje o diferencia de potencial. Creemos que se trata de un concepto difícil de comprender –como vemos, incluso para los postgraduados– y que, a la vista de éste y otros resultados, está tratado insuficientemente en la enseñanza habitual. En la quinta cuestión, cuyos resultados se recogen en la tabla V, los sujetos encuestados debían predecir si el brillo de una lámpara es mayor, menor o igual que el de otra, a partir de la asociación de cada una de éstas con otras bombillas en un circuito en paralelo. Se observan grandes diferencias en el número de respuestas incluidas en la categoría III entre los diversos grupos; así, mientras en G1 no se llega al 8%, en G4 se supera el 40%. No obstante, persisten porcentajes altos de concepciones alternativas en toda la muestra. Las dificultades encontradas se pueden explicar por tres causas: a) no aplican las propiedades de la asociación de resistencias; b) utilizan con mucha frecuencia el llamado razonamiento local; c) ignoran o no aplican de forma adecuada la primera ley de Kirchoff. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) 111 La concepción alternativa más frecuente (en todos los grupos) es del tipo IIa, en la que se muestra la persistencia del razonamiento local o secuencial. Está muy extendido especialmente en los grupos G1 y G2 (aproximadamente la mitad de los alumnos en ambos casos). La concepción del tipo IIb tiene su origen en la aplicación inadecuada de la ley de Ohm o de las leyes de asociación de resistencias. Nuevamente se pone de manifiesto la utilización del modelo de reparto en algunas explicaciones; sobre todo, en los estudiantes de bachillerato y COU. En la sexta cuestión, cuyos resultados se recogen en la tabla VI, se aborda de nuevo un problema donde se debe usar la noción de voltaje o diferencia de potencial. Se trata de un circuito que se reestructura al cambiar el valor de una resistencia variable. En otros trabajos se ha observado que los alumnos utilizan ideas personales o razonamientos espontáneos, a los que hay que añadir, como en otras cuestiones, la persistencia del razonamiento secuencial (Closset, 1983; Shipstone et al., 1988) y el hecho de que ignoran que un circuito es un sistema físico con muchas variables interrelacionadas (Hartel, 1982). La resolución del problema resulta bastante compleja para la mayoría, especialmente para los alumnos de BUP Tabla VI Resultados del sexto ítem. CATEGORÍAS DE RESPUESTA GRUPOS (%) G1 G2 G3 G4 III. El voltaje en R2 aumenta y disminuye en R1. 4,2 8,7 18,5 25,0 IIa. Aumenta sólo el voltaje de R2. 26,6 27,5 21,0 19,7 IIb. Disminuye el voltaje de R1 y R2. 27,9 23,2 19,8 21,0 IIc. Los voltajes en R1 y R2 no cambian. 10,5 11,6 13,6 15,8 Ia. Presentan explicaciones confusas e ininteligibles. 10,5 13,0 9,9 7,8 Ib. No contestan o no explican la opción de respuesta elegida. 20,3 16,0 17,2 10,6 MODELOS EXPLICATIVOS III. «La corriente total diminuye y baja el voltaje V1, pero V2 debe subir para compensar, porque entre los dos voltímetros sumarán Vo.» IIa. «La corriente del generador y la resistencia R1 no cambian, de modo que sólo aumenta el valor de R2.» «Si aumenta la resistencia R2, aumenta su voltaje porque el voltaje siempre es proporcional a la resistencia.» «El voltaje cambia en el sitio donde aumenta la resistencia.» IIb. «Al aumentar R2, debe disminuir la corriente que da el generador y bajarán los dos voltajes.» «Ahora hay mayor dificultad para que pase la corriente por las resistencias del circuito, y descenderá el voltaje.» «Cuando sube alguna resistencia, disminuyen los voltios de la corriente en todo el circuito.» IIc. «En R2 aumenta la resistencia pero a la vez disminuye la corriente y ambos factores se compensan de modo que el voltaje es el mismo.» «El voltaje que llega a cada resistencia depende de la fuerza de la corriente que da el generador, pero éste no cambia.» Ia. «Sólo disminuye el voltaje en R2 porque aumenta la resistencia.» «Aumenta el voltaje en ambas resistencias, al aumentar la fuerza de la corriente.» y COU. Esto explica el bajo nivel de respuestas del tipo III, inferior al 25% en todos los grupos; incluso, hemos observado un aumento mayor de las respuestas sin justificación o explicaciones poco claras (categoría I) que en otras cuestiones sobre circuitos. También se observa que existen varias concepciones alternativas (IIa y IIb) con el mismo nivel de persistencia en los diversos grupos, aunque el origen de tales dificultades sea diferente. El problema del razonamiento secuencial parece mayoritario en los niveles de enseñanza no universitarias (G1 y G2), mientras que en los grupos G3 y G4 van cobrando importancia otras ideas un poco más elaboradas, como la disminución global de la intensidad de corriente (IIb) y el razonamiento «compensatorio» que usan al considerar que los voltajes no cambian (IIc). Análisis del grado de confianza de los estudiantes en sus propias ideas En diversas investigaciones se ha realizado un análisis de la confianza que tienen los estudiantes en la utilización de sus propias ideas (Carrascosa, 1987; Oliva, 1994). Por este motivo hemos incluido en cada ítem de la prueba un registro para que el sujeto indicara su seguridad (entre 0 y 10) en la opción de respuesta elegida. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 118 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) CUDMANI, L.C. y FONTDEVILLA, P. (1990). Concepciones previas en el aprendizaje significativo del electromagnetismo. Enseñanza de las Ciencias, 8(3), pp. 215-222. DEL CARMEN, L. et al. (1997). La enseñanza y el aprendizaje de las ciencias de la naturaleza en la educación secundaria. Barcelona: ICE-Horsori. DRIVER, R., GUESNE, E. y TIBERGHIEN, A. (1989). Ideas científicas en la infancia y la adolescencia. Madrid: Morata. DUIT, R. (1993). Research on students’ conceptions. Developments and trends. III International Seminar of Misconceptions and Educational Strategies in Science and Mathematics. Cornell University: Ithaca. EVANS, J. (1978). Teaching electricity with batteries and bulbs. The Physics Teacher, 16, pp. 15-22. FURIÓ, C. (1994). Tendencias actuales en la formación del profesorado de ciencias. Enseñanza de las Ciencias, 12(2), pp. 188-199. GENTNER, D. y STEVENS, A.L. (1983). Mental Models. Hillsdale, Nueva Jersey: Elrbaum. GIL, D. et al. (1991). La enseñanza de las ciencias en la educación secundaria. Barcelona: ICE-Horsori. GRECA, I. y MOREIRA, M. (1998). Modelos mentales y aprendizaje de física en electricidad y magnetismo. Enseñanza de las Ciencias, 16(2), pp. 289-303. GUNSTONE, R. et al. (1993). A case study exploration of development in preservice science teachers. Science Education, 77(1), pp. 47-73. GUTIÉRREZ, R. (1990). Aportaciones de la investigación en inteligencia artificial a la investigación didáctica: el modelo mental mecánico de Kleer y Brown. Educación abierta: Aspectos didácticos de física y química, 4, pp. 155-193. Zaragoza: ICE Universidad. HASHWEH, M. (1988). Descriptive studies of students’ conceptions in sciencie. Journal Research Science Teaching, 25(2), pp. 121-134. GUTIÉRREZ, R. (1996). Modelos mentales y concepciones espontáneas. Alambique, 7, pp. 73-86. HELLER, P. (1987). Use of core propositions in solving current electricity problems. II International Seminar of Misconceptions and educational strategies in Science and Mathematics, Vol. III, pp. 150-161. Cornell University: Ithaca. HEYWOOD, D. y PARKER, J. (1997). Confronting the analogy: primary teachers exploring the usefulness of analogies in the teaching and learning of electricity. International Journal Science Education, 18(8), pp. 869-885. HIERREZUELO, J. y MONTERO, A. (1990). La ciencia de los alumnos. Vélez Málaga: Elzevir. JOHSUA, S. (1984). Student’s interpretation of simple electrical diagrama. European Journal Science Education, 6(3), pp. 271-275. KEMPA, R.F. (1991). Students’ learning difficulties in science. Causes and possible remedies. Enseñanza de las Ciencias, 9(2), pp. 119-128. KOUMARAS, P., KARAIOTOGLOU, P. y PSILLOS, D. (1997). Causal structures and counter-intuitive experiments in electricity. International Journal Science Education, 19(6), pp. 617-630. LEE, O. (1995). Subject matter knowledge, classroom management and instructional practice in Middle Schoool science classroom. Journal Research Science Teaching, 32(4), pp. 423-440. LICHT, P. (1991). Using a diagnostic test of pupils’ alternative conceptions to plan a teaching strategy on electric circuits. European Journal Teacher Education, 14(1), pp. 19-30. McMILLAN, C. y SWADENER, M. (1991). Novice use of qualitative versus quantitative problem solving in electrostatics. Journal of Research in Science Teaching, 28(8), pp. 661-670. MANRIQUE, M., VARELA, P. y FAVIERES, A. (1989). Selección bibliográfica sobre esquemas alternativos de los estudiantes en electricidad. Enseñanza de las Ciencias, 7(3), pp. 292-294. MENESES, J. y CABALLERO, M. (1995). Secuencia de enseñanza sobre el electromagnetismo. Enseñanza de las Ciencias, 13(1), pp. 36-45. METIOUI, A. et al. (1996). The persistence of students’ unfounded beliefs about electrical circuits: the case of Ohm’s law. International Journal Science Education, 18(2), pp. 193-212. MILLAR, R. y KING, T. (1993). Students’ understanding of voltage in simple series circuits. International Journal Science Education, 15(3), pp. 339-349. OLIVA, J.M. (1994). «Influencia de las variables cognitivas en la construcción de conocimientos de mecánica. Un estudio empírico y un análisis computacional». Tesis doctoral. UNED, Madrid. OLIVA, J.M. (1996). Estudios sobre la consistencia de las ideas de los alumnos en ciencias. Enseñanza de las Ciencias, 14(1), pp. 87-92. OSBORNE, R. y FREYBERG. (1991). El aprendizaje de las ciencias, Madrid: Narcea PINTÓ, R., ALIBERAS, J. y GÓMEZ, R. (1996). Tres enfoques de la investigación sobre concepciones alternativas. Enseñanza de las Ciencias, 14(2), pp. 221-232. PONTES, A. (1999). «Aportaciones al estudio de las concepciones de los estudiantes sobre electromagnetismo y sus implicaciones en la didáctica de la física.» Tesis doctoral. Universidad de Córdoba. PONTES, A., PEDRÓS, G. y BLANCA, A. (2000). «Análisis de dificultades de aprendizaje y desarrollo de materiales didácticos para la enseñanza de la física universitaria.» Proyecto de innovación educativa. Universidad de Córdoba. (En prensa). POZO, J. I. (1987). Aprendizaje de la ciencia y pensamiento causal. Madrid: Visor. POZO, J. I. (1992). Psicología de la comprensión y el aprendizaje de las ciencias. Madrid: MEC. PRO, A. y SAURA, O. (1996). Una propuesta metodológica para la enseñanza de la electricidad y magnetismo en la educación secundaria. Investigación en la Escuela, 28, pp. 79-94. PRO, A. y SAURA, O. (1999). ¿Qué podemos mejorar de una propuesta de enseñanza de la electricidad para la ESO? Alambique, 19, pp. 27-38. PSILLOS, D., KOUMARAS, P. y TIBERGHIEN, A. (1988). Voltage presented as a primary concept in an introductory INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) 119 teaching secuence on DC circuits. International Journal Science Education, 10(1), pp. 29-43. RIVAROSSA, A. y PERALES, J. (1998). La transformación de la pedagogía de los profesores universitarios de ciencias desde la reflexión: una propuesta innovadora. Revista Interuniversitaria de Formación del Profesorado, 33, pp. 141-159. SEBASTIÁ, J.M. (1993). ¿Cuál brilla más?: Predicciones y reflexiones acerca del brillo de las bombillas. Enseñanza de las Ciencias, 11(1), pp. 45-50. SHIPSTONE, D. et al. (1988). A study of students’ understanding of electricity in five European countries. International Journal Science Education, 10(3), pp. 303-316. SHIPSTONE, D. (1989). Electricidad en circuitos sencillos, en Driver, Guesne y Tiberghien (eds.). Ideas científicas en la infancia y la adolescencia, pp. 62-88. Madrid: Morata. SALINAS, J., CUDMANI, L.C. y PESA, M. (1996). Modos espontáneos de razonar: un análisis de su incidencia sobre el aprendizaje del conocimiento físico a nivel universitario básico. Enseñanza de las Ciencias, 14(2), pp. 209-220. SOLBES, J., CALVO, A. y POMER, F. (1994). El futuro de la enseñanza de la física. Revista Española de Física, 8(4), pp. 45-49. STOCKLMAYER, S.M. y TREAGUST, D.F. (1996). Images of electricity: how do novices and experts model electric current. International Journal Science Education, 18(2), pp. 163-178. TOBIN, K., TIPPINS, D. y GALARD, A. (1994). Research on instructional strategies for teaching science, en Gabel (eds.). Handbook of Research on Science Teaching and Learning, pp. 3-44. Nueva York: McMillan. VARELA, P., MANRIQUE, M. y FAVIERES, A. (1988). Circuitos eléctricos: una aplicación de un modelo de enseñanzaaprendizaje basado en las ideas previas de los alumnos. Enseñanza de las Ciencias, 6(3), pp. 285-290. VÁZQUEZ, A. (1994). El paradigma de las concepciones alternativas y la formación de profesores de ciencias. Enseñanza de las Ciencias, 12(1), pp. 3-14. VIENNOT, L. y KAMINSKI, W. (1991). Participation des maîtres aux modes de raisonnement des élèves. Enseñanza de las Ciencias, 9(1), pp. 39. WEEB, P. (1992). Primary science teachers’ understandings of electric current. International Journal Science Education, 14(4), pp. 423-429. [Artículo recibido en junio de 1999 y aceptado en diciembre de 1999.] INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 120 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) ANEXO CUESTIONARIO SOBRE CIRCUITOS DE CORRIENTE ELÉCTRICA INSTRUCCIONES – En las siguientes cuestiones sobre circuitos de corriente eléctrica hay que indicar el tipo de respuesta más apropiada, incluyendo a continuación una breve justificación de la misma. También hay que reflejar, en cada caso, el grado de seguridad en la respuesta elegida mediante un índice numérico comprendido entre 0 (seguridad mínima o nula) y 10 (seguridad o certeza máxima). – En todas estas cuestiones se supone que las pilas son generadores ideales de tensión, sin resistencia interna, que proporcionan una tensión fija y el sentido de circulación de la corriente del generador es el convencional de los libros de texto. También se consideran ideales los voltímetros (resistencia interna infinita) y los amperímetros (resistencia interna nula) que aparecen en algunas cuestiones. – En todas las cuestiones se incluyen dibujos o esquemas en los que los diversos elementos de un circuito se representan mediante unos símbolos que muestran a continuación: 1) Se han conectado los polos de una pila mediante los cables 1 y 2 a una lámpara. Indicar si la (intensidad de) corriente es mayor o menor en tales cables y predecir el sentido de circulación en ambos cables, cuando la lámpara está encendida. a) Sólo circula corriente en el cable 1 ____ b) Hay corrientes iguales y opuestas en los cables 1 y 2 ____ c) Hay corriente de igual sentido en ambos cables, pero menor en 2 que en 1 ____ d) Circula igual corriente y en el mismo sentido en ambos cables ____ e) Otra respuesta ... SEGURIDAD: ____ JUSTIFICACIÓN: ____ 2) En los dos circuitos de la figura, todas las bombillas son iguales, ambos generadores son ideales y su tensión es Vo en ambos casos. Predecir cómo será la iluminación que proporcionan las bombillas en ambos montajes. a) Mayor en montaje 1 ____ b) Mayor en montaje 2 ____ c) Igual en los montajes 1 y 2 ____ d) Otra respuesta .... SEGURIDAD: ____ JUSTIFICACION: ____ INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) 121 3) Si en el circuito de la figura se unen los puntos X-Y mediante un cable, predecir si experimenta algún cambio el brillo de la lámpara y la intensidad de corriente del amperímetro. a) El brillo de la bombilla no varía ____ b) No circula corriente entre los puntos X-Y ____ c) La intensidad de la corriente del amperímetro no cambia pero circula casi toda por el cable que hay entre X-Y ____ d) La intensidad de corriente del amperímetro aumenta mucho y la bombilla no brilla ____ e) Otra respuesta ... SEGURIDAD: ____ JUSTIFICACIÓN: ____ 4) El circuito de la figura está formado por un generador ideal de tensión de 6 voltios y tres bombillas iguales. Si se funde la bombilla B2 (o se quita del casquillo), predecir el voltaje entre los puntos M y N que marcará el voltímetro. a) El voltaje no varía ____ b) No hay voltaje ____ c) Es el mismo del generador ____ d) Es la mitad del generador ____ e) Otra respuesta ... SEGURIDAD: ____ JUSTIFICACIÓN: ____ 5) En el circuito de la figura, si todas las lámparas son iguales, indicar si el brillo de la lámpara A es mayor, menor o igual que el de la lámpara B. a) Las lámparas A y B brillan lo mismo ____ b) La lámpara A brilla más que B ____ c) La lámpara A brilla menos que B ____ d) Otra respuesta ... SEGURIDAD: ____ JUSTIFICACIÓN: ____ 6) El circuito de la figura está formado por un generador ideal que produce un voltaje fijo Vo, una resitencia fija R1 y una resistencia variable (o reostato) R2. Los voltímetros V1 y V2 miden el voltaje o caída de tensión en cada una las resistencias. Si la resistencia R2 aumenta, predecir si cambia el voltaje que marcan V1 y V2. a) Sólo sube el voltaje de V2 ____ b) Sólo baja el voltaje de V2 ____ c) Disminuye el voltaje de V1 y V2 ____ d) Aumenta V2 y disminuye V1 ____ e) Los voltajes V1 y V2 no varían ____ f) Otra respuesta ... SEGURIDAD: ____ JUSTIFICACIÓN: ____ V2 Vo V1 R1 R2