Experimentació amb tecnologia ExAC des d'una orientació de l'ensenyament com a investigació

ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (1), 173-181 173
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
EXPERIMENTACIÓ AMB TECNOLOGIA EXAC
DES D’UNA ORIENTACIÓ DE L’ENSENYAMENT
COM A INVESTIGACIÓ
SOLER-SELVA, VICENT, F.1 y GRAS MARTÍ ALBERT2
1Ins i u d’Ensenyamen Secunda i Six o Ma co
A . de San a Pola, 6. E-03203 Elx. Alacan
[email p o ec ed]
2 Depa amen de Física Aplicada, Uni e si a d’Alacan
[email p o ec ed]
h p://www.ua.es/d a/agm h p://www.cu iedigi al.ne
Resum. Es p oposa la in eg ació d’expe imen s quan i a ius en les classes de ísica o de química mi jançan l’expe imen ació assis ida
pe calculado a g à ica (ExAC). Aques a in eg ació e o ça el p océs d’ensenyamen -ap enen a ge i encaixa amb l’o ien ació de l’ense-
nyamen com a in es igació di igida. S’insis eix en la con eniència de no sepa a allò que adicionalmen s’ha anomena eball p àc ic
de la eo ia i p oblemes, és a di , d’ha moni za en comp es d’a omi za . Aques a ha moni zació s’a a o eix o ien an l’expe imen ació
cap a dissenys senzills que pe me en cen a l’a enció en l’ús d’idees més que no pas en el mun a ge d’apa ells complexos. S’hi donen
alguns exemples conc e s d’ac uació en l’aula.
Pa aules clau. Calculado a g à ica p ogamable, ensenyamen secunda i, eballs p àc ics.
Summa y. We p opose o in eg a e he pe o mance o quan i a i e expe imen s in he physics o chemis y lec u es by means o ExAC
(Expe imen ing wi h he Aid o a g aphics Calcula o ). This in eg a ion ein o ces he eaching-lea ning p ocess and i s pe ec ly well
in o he amewo k o science eaching by guided esea ch. We insis on he con enience o no sepa a ing wha has adi ionally been
called «p ac ical wo k» om he « eci a ion and p oblem-sol ing sessions», i.e., in ha monizing ins ead o a omizing. This ha moni-
za ion is a ou ed i one o ien s he expe imen s owa ds simple designs ha allow o concen a e one’s a en ion in he manipula ion o
ideas and no in complex se ups. Some speci ic examples o in-class p ac ice a e also gi en.
Keywo ds. G aphing/p og ammable calcula o , high school, labo a o y wo k, guided esea ch.
CIÈNCIES EXPERIMENTALS SENSE EXPE-
RIMENTS?
Mol s alumnes de secundà ia s’in odueixen en l’es u-
di de la ísica i química, ciències expe imen als, en
pocs o cap eball p àc ic. En pa icula , els llib es de
ex no s’es enen gene almen massa en sugge imen s
expe imen als (Ri e a i Izquie do, 1996). Es udis an-
e io s (Tami i Ga cía, 1992) ha ien a iba a conclu-
sions semblan s: «el nomb e d’exe cicis p àc ics de la-
bo a o i con ingu s en mol s dels llib es de ex anali -
za s és p ou baix [...] i gai ebé no es é en comp e el
po encial del eball de labo a o i pe a e e iden
l’ap enen a ge de concep es»; la p oblemà ica, doncs,
e de lluny.
«A Despi a, s’hi a iba de dues mane es:
en aixell o en camell. La ciu a es p esen a di e en
a qui e pe e a o a qui e pe ma .»
I alo Cal ino. Les ciu a s in isibles.
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
174 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (1)
Pe con a, l’expe imen ació é ce amen a ac ius pe a
l’es udian . Així, en p egun a l’alumna de secundà ia què
és el que més li ag ada o què és el que espe a d’un cu s
d’in oducció a la ísica i química, cap alumne no se n’obli-
da de di que « e expe imen s». Po se el que demanen és
« eu e» i «acció» (Di S e ano, 1996). Cald ia no menys-
p ea aques es expec a i es; al con a i, ap o i a -les com
a elemen mo i ado pe a ança en l’ap enen a ge de les
ciències.
L’ac i ud del p o esso a ambé hi comp a. Di e sos e-
balls an palesa una « isió empi is a de la ciència com a
endència majo i à ia en e els p o esso s» (Po lán i Ma ín,
1996), pe ò el que passa dins l’aula és ben dis in : « o i la
impo ància donada [ e balmen ] a l’obse ació i expe i-
men s, l’ensenyamen , en gene al, és pu amen llib esc, sen-
se gai ebé cap eball expe imen al» (Gil, 1993). Així,
doncs, en el desen olupamen de les classes de ciències
sembla dona -se una con adicció.
No hem d’oblida , pe ò, que s’ha cons a a que, mol es
egades, desp és de la eali zació de eballs p àc ics i
malg a la bona p edisposició dels alumnes, aques s han
queda decebu s. Hem d’a egi , a més a més, que aques
« eu e» expe imen a no ens ga an eix un can i du ado i
un ap enen a ge signi ica iu pe manen , com ens eco den
amb exemples Hie ezuelo i Mon e o (1991). Pe aques s
mo ius d’un emps ençà es qües iona l’e icàcia de la eali -
zació d’expe iències en la o ma concebuda clàssicamen
(González, 1992; Hodson, 1994; Ga cía-Sas e, 1998;
Izquie do e al., 1999). En conc e , es p oposa una e isió
dels eballs p àc ics (com ambé del p océs global d’ense-
nyamen -ap enen a ge), in oduin -hi uns can is que l’ap o-
pen e s les mane es del eball cien í ic (Gil, 1993). Val a
di que aques s plan ejamen s de eno ació es an di igi s a
o s els ni ells educa ius, incloen -hi l’uni e si a i (Insaus i,
1997; Ga cía-Sas e, 1998; Salinas, 1998).
EXPERIMENTS AMB OBJECTIUS I MÈTO-
DES INNOVADORS
Da an d’aques a pano àmica, cal posa emei a l’absèn-
cia de eballs p àc ics en la docència habi ual de les
ciències, pe ò cal e -ho enin en comp e les conside aci-
ons an e io s i les o ien acions didàc iques més
onamen ades.
El que es p esen a ací no suposa cap e olució me odolò-
gica, ni és o almen o iginal: els can is més impo an s
p oposa s pe al eball p àc ic énen de ben en e e
(Cala ayud e al., 1978, 1980). Tampoc no es p e én di ací
el que cal e –els èxi s semp e són pa cials–, sinó el que
an els au o s: es p oposa e lexiona sob e el p o i que
se’n po de i a de la eali zació de demos acions d’aula
seguin de e minades o ien acions i amb el concu s d’una
ecnologia didàc ica ecen . És àcil a iba al con enci-
men que la seua execució és més bene iciosa que pe judi-
cial. Sob e o si aques s eballs p àc ics són subs i uï s pe
no- es. Es ac a, en de ini i a, de mos a un ecu s més al
qual po acudi el docen d’una mane a ela i amen
àcil.
No es ac a, ampoc, de ecupe a un empi isme-
induc i isme, o amen i ei e adamen con es a
(Ca ascosa e al., 1993), ni ampoc apun a -se a co en s
que a ibuï en a l’expe imen ació i la ecnologia un pape
an secunda i que sembla se’n pogués p escindi . Ja s’ha
insis i su icien men en al es llocs (Gil, 1994) que l’en-
senyamen habi ual (llib e de ex , ansmissió e bal, p àc-
iques de labo a o i massa di igides...) no ha con ibuï gai e
a p odui ap enen a ges signi ica ius. Pe aques mo iu, com
s’ha di adés, el que aquí s’exposa és ecó e a l’expe i-
men ació pe a c ea si uacions p oblema i zades, en de i-
ni i a, pe a con ibui a «la c eació d’un con ex de eso-
lució de p oblemes» (Ma ínez-To eg osa i Ve dú, 1992).
El eball p àc ic s’en én in eg a en el conjun d’ac i i a s
p og amades pel p o esso a pe ac ua en l’aula o o a. Al
cap i a la i, s’ha de eni p esen que en la p àc ica cien í-
ica mai no s’expe imen a al ma ge d’una eo ia o d’un
model sob e el p oblema in es iga . A més a més, la eali -
zació «d’expe imen s sense pensa o esc iu e sob e ells no
apo a g an cosa a la classe de ciències» (Izquie do, 1996).
Pe o això, assoli à una impo ància onamen al allò que
es aça an p è iamen com amb pos e io i a a l’e apa p ò-
pia de mesu a i obse ació.
S’a egeixen a con inuació unes conside acions gene als
sob e els eballs p àc ics, que poden con ibui a cla i ica
posicionamen s ac uals. La p ime a p egun a que cald ia
plan eja -se és si cal e o no eballs p àc ics en l’ensenya-
men de la ísica i química. De la consul a de la li e a u a
ci ada més amun podem ex au e les conclusions següen s:
• Ningú no p oposa que les ac i i a s p àc iques s’han
d’abandona .
• Cal ( e)pensa el pape , na u alesa i objec ius de les p àc iques.
• No s’ha de edui el eball p àc ic a exe cicis en els quals
els es udian s eali zen ac i i a s o manipulacions guia s
pe cla es i p ecises ins uccions (« ecep es de cuina»).
• L’adquisició de ècniques o des eses de labo a o i enen
poc alo en si ma eixes, en pa icula si no han de e -se
se i més enda an .
• Les demos acions d’aula poden se ú ils en una àmplia
ex ensió de si uacions.
En les ma eixes e e ències es poden oba algunes o ien-
acions pe al desen olupamen de les expe iències:
• El eball p àc ic s’ha de conside a com un mè ode que
pe me a amplia el coneixemen eò ic o comp end e’l, més
que una ac i i a elacionada amb el desen olupamen d’ha-
bili a s especí icamen p àc iques.
• Els alumnes necessi en uni les p àc iques a la seua es-
uc u a concep ual; en cas con a i, les eco da an com
una sè ie d’expe iències desconnec ades (D i e , 1986).
• Les p àc iques han d’emp a -se pe a «posa l’alumne en
si uació de p odui –o econs ui – aquells coneixemen s
que la didàc ica adicional es limi a a ansme e ja elabo-
a s» (Cala ayud e al., 1980).
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (1) 175
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
• S’ha de eni cla el p opòsi d’una lliçó conc e a i ia
l’ac i i a d’ap enen a ge que s’adap e millo als objec ius
(Hodson, 1994).
• No é sen i di e encia en e « eo ia», «p oblemes» i « e-
balls p àc ics» (Gil e al., 1999)
• Els expe imen s poden c ea opo uni a s de e lexió so-
b e l’en ama ciència, ècnica i socie a , CTS (Laza owi z
i Tami , 1993; Solbes i Vilches, 1997).
Dona em algun exemple de la con ibució de les no es ec-
nologies –en conc e , de l’EXAC (expe imen ació assis i-
da pe calculado a g à ica)– a la in eg ació d’expe imen s
en les p og amacions didàc iques. Enume a em ambé
alguns a an a ges i incon enien s que compo a, en
l’ensenyamen -ap enen a ge de les ciències l’ús d’aques a
ecnologia.
MUNTATGES SENZILLS, CONCEPTUAL-
MENT SENSE LÍMITS
En el disseny dels eballs p àc ics adicionals, el p o es-
so a é mol p esen les di icul a s que es de i en de l’es-
uc u a o gani za i a del cen e escola (Ga cía-Sas e,
1998): nomb e d’alumnes pe g up, ma e ials i espais dis-
ponibles, du ada de cada sessió i nomb e d’aques es, p o-
g ames eò ics massa densos, e c. Anys en e e de e mina s
cen es educa ius expe imen a en algunes millo es; les
seues ei indicacions, pe ò, es an lluny de se a eses en la
o ali a i la polí ica d’adquisició de ma e ials i disseny dels
labo a o is de ísica i química en els cen es de secundà ia
me eixe ia algunes e lexions en el u u . Les p opos es
d’ac uació en l’aula han de eni en comp e aques a eali-
a , ambé, a més de les o ien acions que es donen des dels
«labo a o is» de didàc ica de les ciències, pe al que siguen
eali zables i donen lloc a un p og és signi ica iu en
l’ensenyamen -ap enen a ge de les ciències.
Hi ha, doncs, mol es aons que apun en cap al disseny de
mun a ges senzills. Les pa aules, an es egades ci ades,
de Maxwell énen a e o ça aques a idea: «el alo edu-
ca iu d’un expe imen és, so in , in e samen p opo cio-
nal a la complexi a del disposi iu expe imen al». Això no
obs an , la iquesa enomenològica que acompanya un ex-
pe imen po se il·limi ada, com opina a lo d Kel in:
« es una bombolla de sabó i obse a-la. Po s es udia -la
du an o a la eua ida i ex eu e d’ella una lliçó de ísica
e e l’al a».
La so is icació, en p incipi, pod ia dis au e l’a enció, p o-
oca «in e e ències», men e que un expe imen senzill,
en ce a mesu a, pe me aïlla enòmens. Amb una expe i-
men senzill:
• No depenem de mi jans especials (labo a o i, anspo ...).
• S’a a o eix una ocali zació de l’a enció en el enomen a
es udia .
• No hem d’in e i mol de emps en mun a ges i comp o-
acions.
• S’a a o eix la uni icació cohe en de l’en ama adicio-
nal eo ia-p oblemes-p àc iques.
• No enim, en p incipi, la di icul a del cos .
• P opiciem que, abans o desp és de la demos ació d’aula,
les puga eali za l’alumna .
Pe al a banda, els expe imen s poden e -se ambé en l’au-
la de « eo ia». Cald ia epe i ací, po se ins i o compa -
i , l’opinió que «quan la eali zació d’un expe imen
exigesca una habili a que els es udian s no han de o na a
necessi a , o ni ells de compe ència que no poden assoli
àpidamen , s’han de oba p ocedimen s al e na ius, com
a a p emun a ges d’apa ells, demos acions del p o esso
o la simulació amb o dinado » (Hodson, 1994). Així, po-
dem enume a una sè ie de aons que e idencien en què
poden se p o i oses les demos acions d’aula senzilles:
• Facili en als es udian s una p ime a expe iència, un con-
ac e amb la na u alesa i amb el enomen que es udien
(Woolmough i Allsop, 1985).
• Resul a a ac i a l’opo uni a de posa en p àc ica mè o-
des d’ap enen a ge més ac ius, pe a in e ac ua lliu emen
amb el p o esso i amb els al es alumnes (Hodson, 1994).
• Són un es ímul pe a p o oca con adiccions i incong u-
ències (o ins i o aco ds!) en e les idees de l’alumne i les
econegudes com a cien í iques.
• Pel ca àc e «pe suasiu que la eali a i l’expe imen ació
juguen en un ex cien í ic» (Ri e a i Izquie do, 1996).
• Les demos acions d’aula poden connec a concep es e-
ò ics de la ciència amb l’expe iència quo idiana de l’alum-
na , incloen -hi els can is ecnològics. Com diu Solomon
(1987): «Un bon cu ículum no hau ia de c ea un bui en e
les ac i i a s escola s i les al es expe iències de la ida.
Més a ia , al con a i.»
Un disseny senzill de l’expe imen no implica, insis im,
necessà iamen –ni en gene al oco e– que els concep es
in oluc a s són escassos o i elle an s. Ben al con a i, un
eball adien del p o esso a po do a els expe imen s sen-
zills de condicions pe assoli mol s objec ius educa ius i
p o oca can is (ac i udinals, epis emològics i me odolò-
gics) en l’alumna .
L’ús de no es ecnologies, com l’EXAC, en el disseny de
demos acions d’aula senzilles po con ibui , ambé, que
l’alumna comence a e lexiona sob e l’en ama de cièn-
cia i ecnologia, i així eu à connec ada la cul u a ecnolò-
gica ex aacadèmica amb la ciència escola . A con inuació es
desc iuen els onamen s de l’EXAC; es po oba una expo-
sició més ex ensa en Sole -Sel a i G as-Ma í (1998 i 2000).
L’EXPERIMENTACIÓ ASSISTIDA AMB CAL-
CULADORA GRÀFICA (EXAC)
En e les mol es aplicacions po encials de la in o mà ica
en l’ensenyamen de la ísica i química es con empla l’ús
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
176 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (1)
de l’o dinado en el labo a o i (expe imen ació o labo a o-
i assis i pe o dinado , EXAO o LAO). Aques es eines
pe me en modi ica subs ancialmen la p og amació didàc-
ica i acili en que l’es udi dels p ocessos na u als en els
labo a o is es puga abo da com el esul a de pe i es in-
es igacions (Cala ayud e al., 1980): o gani za s en pe i s
g ups o en g an g up com a pa de demos acions d’aula,
amb un majo emps dedica a dissenya l’expe imen i a
e lexiona , i menys emps dedica a les mesu es.
C eiem que el disseny d’expe iències assis ides amb cal-
culado a g à ica (EXAC) po cons i ui un ins umen di-
dàc ic amb mol s a an a ges sob e al es opcions, especi-
almen l’EXAO o LAO, i que a a o eix l’ensenyamen i
l’ap enen a ge de les ciències seguin les o ien acions que
la plan egen com una in es igació di igida pel p o esso
(F ase i Tobin, 1998).
Com mos a la igu a 1, els disposi ius elec ònics que com-
ponen l’EXAC són els següen s: una calculado a g à ica
p og amable (que pe me p og ama l’a eplegada, l’em-
maga zema ge i l’anàlisi de dades en emps eal), una in-
e ase (CBL - Calcula o Based Labo a o y), i almenys
una sonda o senso (que espon a la magni ud o magni uds
que es desi ja mesu a ). La CBL és un disposi iu elec ò-
nic de mà pe a l’a eplegada au omà ica de dades del la-
bo a o i o del món que ens en ol a. Aques es dades, en e-
gis ades en la CBL, s’expo en de o ma au omà ica a la
calculado a g à ica pe a una anàlisi pos e io . Amb son-
des adequades es poden mesu a mo imen s, empe a u-
es, lluminosi a , pH, o ces, CO2, conduc i i a s, camps
magnè ics i mol es al es magni uds.
Cal des aca que l’equipamen EXAC no necessi a d’un
o dinado (enca a que l’ús pos e io a l’expe imen po e-
sul a d’u ili a , amb paque s de ac amen de dades com
EXCEL, G aphical Analysis, e c.). En aques e , l’absèn-
cia de l’o dinado en l’execució de l’expe imen , au un
dels a an a ges de l’equipamen EXAC en on d’al es
opcions, al egada un poc més p ecises i de majo capaci-
a de memò ia, pe ò de maneig més complica i que no
poden mou e’s de lloc amb acili a . L’EXAC és de àcil
ap enen a ge i maneig, i pe me e ec ua expe imen s an
en l’ensenyamen secunda i com el l’uni e si a i (Sole -
Sel a i G as-Ma í, 2000).
En compa ació amb el labo a o i adicional, l’EXAC gau-
deix d’a an a ges comuns amb els sis emes LAO/EXAO,
que enume a em a con inuació (A anda i Ruiz, 1991;
He an i Pa illa, 1994):
1) deixa més emps pe al disseny dels expe imen s i la
alo ació de les dades ob ingudes;
2) la epe ició de la mesu a o, ins i o , de l’expe iència, és
àcil i àpida;
3) elimina bona pa de l’e o manual, ja que pe me espe-
ci ica el nomb e de mesu es i l’in e al en e mesu es;
4) en p ocessos quali a ius, pe me ap ecia elacions o
e olucions;
5) pe me conside a p ocessos de du ada p olongada;
6) p opo ciona, al inal del p océs, i de mane a immedia a,
un egis e de aules de alo s i g à ics, pe a un es udi més
ap o undi ;
7) inc emen a la quali a de les mesu es espec e dels equi-
pamen s adicionals;
Figu a 1
Elemen s que in e enen en el disseny d’expe imen s assis i s amb calculado a g à ica p og amable (ExAC).
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (1) 177
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
8) é majo apidesa, acili a , quan i a i segu e a en l’ad-
quisició de dades, ja que, una egada p epa a l’expe i-
men , es limi a la in luència de ac o s dis o sionado s del
p océs de mesu a; i, inalmen ,
9) pe me la cons ucció de «biblio eques de egis es ex-
pe imen als» en supo magnè ic, amb la qual cosa es aci-
li a l’elabo ació d’in o mes i s’a a o eix l’in e can i i la
comunicació de esul a s.
A banda d’aques s a an a ges da an el labo a o i adici-
onal, l’EXAC p esen a una sè ie d’a an a ges p opis, en
compa ació amb els sis emes EXAO/LAO, que enume a-
em ambé:
10) les nocions bàsiques de la calculado a g à ica s’ap e-
nen àpidamen (en unes poques ho es);
11) la manejabili a de l’EXAC es à ga an ida pel seu escàs
pes (poc més de mig kg), la qual cosa ens pe me de des-
plaça l’equip àcilmen i e egis es de camp;
12) es poden e expe imen s a casa (explo ació de enò-
mens quo idians de la ida de l’alumna ) o o a del cen e
educa iu;
13) l’ús compa i dels componen s EXAC és un a an a ge
en cen es de pocs ecu sos: el p o esso de ma emà iques
po usa la calculado a g à ica, i al es p o esso s de cièn-
cies poden ambé e se i l’EXAC;
14) no es eque eixen coneixemen s in o mà ics: l’ús de
l’o dinado és opcional en l’EXAC;
15) hi ha una g an acili a d’in e can i d’in o mació en e
calculado es g à iques, i així es poden dis ibui mesu es
d’un g up d’alumnes a d’al es;
16) el sis ema, compac e i ben p o egi , es à dissenya a
p o a de p o esso a i alumna ;
17) el cos de l’equipamen EXAC mínim és mol in e io
al d’un equipamen EXAO/LAO i, ins i o , de mol s dels
equipamen s adicionals dels labo a o is de secundà ia; i,
inalmen ,
18) es po e se i una pan alla de c is all líquid i isua-
li za la pan alla de la calculado a g à ica amb un
e op ojec o ; això acili a la eali zació i la discussió amb
el p o esso , en emps eal, d’expe imen s pe pa d’un
g up d’alumnes o de o s els del cu s. Es po encia així la
demos ació d’aula i la discussió o posada en comú del
g up comple d’alumnes.
S’apun en com a c i e is addicionals que han guia la in-
co po ació de l’EXAC com a no a ecnologia didàc ica els
següen s:
• con ibueix a desen olupa ac i uds i p àc iques de coo-
pe ació;
• acili a la pa icipació de l’alumna en la ece ca, gene a-
ció, assimilació i aplicació del coneixemen ;
• é en comp e les ca ac e ís iques dels usua is;
• o e eix al docen i a l’alumna la possibili a de pensa i
e expe imen s que di ícilmen es poden desen olupa amb
al es mi jans;
• amplia la di e si a de mè odes que po e se i el p o-
esso pe a man eni l’in e ès dels es udian s;
• con ibueix a c ea un en o n educa iu a o able pe a la
e lexió sob e l’en ama ciència i ecnologia.
No s’hau ia d’acaba aques a enume ació sense pa la dels
iscos de l’EXAC, és a di , op a pe una de e minada ec-
nologia no ha de compo a una ac i ud ac í ica (Sancho,
1994). Poden de i a -se « iscos pedagògics» d’un ús abu-
siu, com a conseqüència d’un acapa amen de les ac i i-
a s del labo a o i pe l’equip au oma i za . Aques s pe ills
es co esponen amb una in e p e ació e ònia basada en el
con encimen que, pel e de se possible mesu a més i
millo , els objec ius educa ius i cien í ics del eball en els
labo a o is s’aconsegueixen au omà icamen ; açò p odu-
eix en l’alumna una alsa imp essió de joc, de màgia o
d’au oma isme. D’igual mane a que no o es les ac i i a s
són necessà iamen adequades pe a una sessió de labo a-
o i adicional, no hem d’espe a que o es les expe iènci-
es siguen adequades pe a e -les amb l’EXAC, a banda del
e ben conegu que és necessa i ad e i els es udian s que
no é cap sen i una mesu a que no inga acompanyada
d’una alo ació dins del con ex global de l’expe imen .
En esum, no cal o ça l’ús de l’EXAC en expe imen s
que no esul en cla amen bene icia s amb la seua in o-
ducció. No s’ha de pe d e el e e en gene al: l’objec iu és
aconsegui un ap enen a ge signi ica iu i e lexiona sob e
les no es ecnologies i les ciències.
EXEMPLES D’ACTUACIÓ EN L’AULA AMB
L’EXAC
En aques apa a mos a em exemples d’expe imen s sen-
zills i ics en enomenologia ísica que han e els nos es
alumnes en pe i s g ups i que ambé hem desen olupa en
l’aula com a demos acions. Les demos acions d’aula han
segui les pau es gene als següen s:
a) dis ibució de l’alumna en g ups de qua e es udian s;
b) enuncia pel p o esso a d’un p oblema obe , cla amen
inca dina en la p og amació gene al;
c) eball en g up: aco ació del p oblema, ope a i i zació
d’allò objec e de ece ca, emissió d’hipò esis, disseny ex-
pe imen al i e lexió sob e la ecnologia escollida;
d) elabo ació d’un in o me p o isional ( e bali zació: a an-
ça en l’elabo ació del discu s o, de o ma més modes a,
p ac ica la comunicació o al i pe esc i ) pe a con as a -
lo amb les p opos es d’al es g ups i que el p o esso a
p opose no es o ien acions;
e) a con inuació es eali za l’expe iència com a demos ació
d’aula, acompanyada del con as de les hipò esis emeses;

INNOVACIONES DIDÁCTICAS
178 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (1)
) inalmen , desp és de la e isió (si cal), s’elabo a un in-
o me.
L’an e io és un camí senzill d’enuncia i di ícil de ecó -
e . Hi ha di icul a s de o a mena; pe exemple, no és asca
àcil sabe com di igi la discussió de o ma que l’alumna
no cen e la seua a enció i es o ç a ac a d’ende ina què
és allò que l’ensenyan espe a escol a . L’apa en lineali a
aquí exp essada pel que a al eball en l’aula a acompa-
nyada, en la eali a , de e o ns i des iamen s que, ben o i-
en a s, esde enen igualmen opo uns i p oduc ius.
S’obse a, una egada més, que el pes impo an no au en
la manipulació d’ins umen s, sinó en l’ac i i a an e io i
pos e io a la eali zació de la mesu a. No obs an això, pe
als au o s no és una e apa secundà ia en el p océs d’in es-
igació o ien ada en el que c eiem que encaixa la o ma
d’ac uació en l’aula que hem enuncia (Cala ayud e al.,
1980; Ga cía-Sas e, 1998), l’en egis amen de dades i
l’obse ació del compo amen eal del sis ema objec e
d’es udi. Ben al con a i, i en pa icula , aques p océs de
mesu a implica ia una de e minada ecnologia i això am-
bé –s’ha de eni p esen – con ibueix a de ini l’ac i i a
cien í ica (Valdés, 1999); i ampoc no s’ha d’amaga a
l’alumna que els a enços ecnològics possibili en no es
o mes d’obse a (Sa dà i Sanma í, 2000).
Enca a més: pe a l’alumna , si més no, els p oblemes
obe s, sense el esul a de la mesu a, es en «obe s» pe
semp e i a l’espe a de quelcom imp ecís. L’EXAC cob eix
aques a unció des d’una o ien ació del p océs d’ensenya-
men -ap enen a ge que ens ap oxima a la p opos a d’ense-
nyamen pe in es igació i que, en el nos e cas, de o ma
succin a, es ca ac e i za pe les pau es enunciades an e i-
o men . En esum, es ac a de plan eja una si uació p o-
blemà ica obe a i d’engega un ambien d’ap enen a ge
que emule el eball cien í ic en g ups d’ap enen s «no-
ells», en in e acció en e ells i amb el p o esso , i so a la
di ecció d’aques (Gil e al., 1999).
Cal e l’ad e imen gene al que, «en aques ipus d’ac i-
i a s, el p o esso , en conèixe [una] la espos a co ec a,
no conside a al es possibles in e p e acions» (Lucas i
Ga cía-Rodeja, 1990). En les discussions d’un expe imen
s’ha de eni p esen aques pe ill, que po ep esen a
una di icul a a egida en el p océs d’ensenyamen -
ap enen a ge.
Comen a em b eumen ací alguns exemples d’enuncia s
de p oblemes ac ibles de se abo da s o seguin l’o ien-
ació que hem esbossa i en la qual s’ha inco po a i in e-
g a la demos ació d’aula amb l’EXAO:
P oblema 1. Es udia el mo imen d’una pe sona.
P oblema 2. Com es e eda un ca è?
P oblema 3. Es gene a co en en cau e un iman a a és
d’una bobina?
P oblema 4. Com a ia la o ça que exe ceix una cadena
en cau e sob e una supe ície?
P oblema 1: Es udi del mo imen d’una pe sona
A1. Quin in e és po eni es udia el mo imen d’una pe sona? Re lexiona sob e el mo imen d’un pa acaigudis a, camina , có e , e c.
A2. Delimi a el p oblema a es udia , ixa les es iccions simpli icado es que c egues con enien i conc e a les a iables que mesu a às en
l’es udi d’aques mo imen .
A3. Fes un es udi quali a iu enuncian hipò esis i a ançan possibles esul a s.
A4. Rep esen a els g à ics e- , - , a- que cal espe a si es ac a d’un m. .u. o d’un m. .u.a.
A5. Dissenya el mun a ge expe imen al indican cla amen com mesu a às i en egis a às les a iables. Elabo a un esbo any d’in o me pe
comen a -lo en classe.
A6. Quins ins umen s de mesu a a ia se i Galileo pe es udia el mo imen que p oposes? Compa a’ls amb els de classe (EXAC). Hi ha
elació en e la ecnologia del ada o sona i la de l’equipamen emp a aquí? Comen a la ase «la ciència deu més a la màquina de apo que la
màquina de apo a la ciència».
A7. (Demos ació d’aula) En egis a un mo imen ec ilini de qualse ol alumne caminan .
A8. Anali za els esul a s de les mesu es enin en comp e les hipò esis i el con ingu sob e cinemà ica dels ex os de la biblio eca d’aula.
A9. Desc iu el ipus de mo imen que ha de e una pe sona pe al d’ob eni
el g à ic següen ; o segui , ac a de ep odui -lo i en egis a -lo
en la calculado a g à ica.
A10. Seguin les indicacions gene als
donades en classe, elabo a un in o me inal.
Quad e I
Ac i i a s onamen als p oposades inicialmen pel p o esso a pe a abo da el p oblema 1.
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (1) 179
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
ansco e –des de la p og amació de l’expe imen ins a la
isuali zació dels esul a s en la pan alla– en pocs minu s.
A més d’anali za aques a si uació de du ada ini a d’un
p océs ísic (Sole -Sel a e al., 2001), es poden discu i
ambé les lleis de Fa aday i de Lenz, es poden esmen a els
gene ado s de co en al e n, e c. En cu sos més a ança s
es po a iba a anali za la ela i i a del mo imen , si hom
epe eix l’expe imen amb un iman ix i una bobina en
mo imen .
A més a més, un g up d’alumnes de secundà ia de i à el
p oblema 3 cap a la in es igació d’una p oblemà ica ela-
cionada amb la caiguda d’un iman a a és d’una bobina,
pe ò mol més ica concep ualmen que la p opos a inicial
(la memò ia d’aques eball es po eu e en l’enllaç «Six o
Ma co», dins l’ad eça: h p://www.ua.es/d a/agm/
LAC.h m).
Quan a la iquesa que poden assoli les expe iències, e-
me em el lec o a l’a icle de F aile i al es (1997) que
mos a un exemple que encaixa ia en l’enuncia del
p oblema 2. Igualmen pod ia ha e -se di igi cap a l’es-
udi de l’ene gia d’enllaç in e molecula de di e en s alco-
hols, pe exemple, a pa i del e edamen de la sonda de
empe a u a que oco e en e apo a -se aques s alcohols en
la seua supe ície.
Al es exemples comen a s es poden consul a en el eball
de Sole -Sel a i G as-Ma í (2000) o en la pàgina h p://
www.ua.es/d a/agm/LAC.h m, on es poden oba ambé
exemples de memò ies elabo ades pe l’alumna de secun-
dà ia, desp és d’ha e eballa seguin les o ien acions
discu ides en aques a comunicació.
CONCLUSIÓ
La eali zació de eballs p àc ics (expe imen s de ísica i
química) no s’ha d’abandona , pe ò cal epensa les acci-
ons conc e es de l’ac uació en l’aula (Izquie do e al., 1999,
Gil e al., 1999).
Es p oposa, en el p esen eball, ecupe a les demos aci-
ons d’aula i l’ús de les no es ecnologies, en pa icula
l’EXAC, pe complemen a l’anàlisi quali a i a de p oble-
mes obe s, com p oposen Gil i Ma ínez-To eg osa
(1983), amb expe imen s quan i a ius, o gani zan la asca
de l’alumna com una in es igació o ien ada pel p o esso ,
i que inga ben p esen la me odologia cien í ica.
El jo en de la nos a socie a es à c eixen en una cul u a
al amen ecnològica que, anma eix, so in queda mol
desconnec ada de la ciència que s’ensenya adicionalmen
(Maiz egui e al., 2001). Se ia con enien que l’alumna
que es à con i in amb la ecnologia, la obe ambé als
cen es educa ius, ja que s’adme que no es ecnologies
compo en no es o mes d’obse a ; la seua in oducció,
pe ò, no ha de es a al ma ge de conside acions c í iques.
Una mane a de connec a l’expe imen ació basada en la
ins umen ació que ací s’ha discu i , amb alguns aspec es
essencials de la ecnologia i l’ensenyamen de les ciències
es po eu e en Sole -Sel a i al es (2002).
P oblema 5. Es udia la unció de les pas illes an iàcid usu-
als en l’es ómac.
P oblema 6. De què depén la p essió d’un líquid?
P oblema 7. És con ínua la in ensi a de llum emesa pe
una bombe a o un ub luo escen ?
P oblema 8. Les plan es modi iquen la composició de l’a -
mos e a?
P oblema 9. Com s’a ina un ins umen musical?
P oblema 10. In es iga l’escal amen d’un ecipien pe
adiació sola : e ec e hi e nacle.
El nomb e de p opos es que es poden oba en la biblio-
g a ia (Donald i Sapa ka, 1997) o pe in e ne (h p://
www. e nie .com, www.pico ech.com, www.ua.es/d a/
agm) és gai ebé il·limi a .
En el quad e següen es mos en les ac i i a s onamen als
p oposades inicialmen pel p o esso pe a abo da el p o-
blema 1. La es a de p opos es expe imen als (p oblemes)
enen unes guies pe a l’alumna semblan s a la d’aques
p oblema.
Com a exemple del ipus de mesu es que es poden aconse-
gui amb l’equipamen que p oposem, mos em en la igu-
a 3 unes dades ob ingudes en el desen olupamen del p o-
blema 3. Es ac a de mesu a el po encial induï en una
bobina pe un iman que cau lliu emen a a és d’ella. És
àcil adona -se de la u ili a d’aques expe imen pe a en-
gega discussions quali a i es en l’aula, an abans com
desp és d’ha e is com es a l’expe imen . La eali zació
de l’expe imen és, d’al a banda, ben senzilla i àpida: o
Figu a 2
Vol a ge induï en una bobina de 42
Ω,
2000- ol es pe un iman
cilínd ic que cau a a és d’ella.
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
180 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (1)
REFERÈNCIES BIBLIOGRÀFIQUES
ARANDA, J. i RUIZ, F. (1991). L’EXAO: l’o dinado al
labo a o i. Re is a de Física, 1(1), pp. 50-52.
CARRASCOSA, J., FERNÁNDEZ, I., GIL, D. i OROZCO, A.
(1993). Análisis de algunas isiones de o madas sob e la
na u aleza de la ciencias y las ca ac e ís icas del abajo
cien í ico. Enseñanza de las Ciencias, núm. ex a (IV
Cong eso), pp. 43-44.
CALATAYUD, L., GIL, D., GINER, F., ORTIZ, E., SERO, E. i
SEVILLANA, C. (1978). P oyec o de eno ación de los
abajos p ác icos en bachille a o.València: ICE-València.
CALATAYUD, L., FURIÓ, C., HERNÁNDEZ, J., GIL, D.,
ORTIZ, E., SEVILLANA, C. i SOLER, V. (1980). T abajos
p ác icos de química como pequeñas in es igaciones.
València: ICE-València.
DI STEFANO, R. (1996). S uden eac ions o in-class
demons a ions and o he p esen a ion o a cohe en heme,
Am. J. Phys., 64(1), pp. 58-68.
DONALD, L.V. i SAPATKA, S. (1997). Physical science wi h
CBL. Ve nie So wa e. Po land, O egon. Es ados Unidos.
DRIVER, R. (1986), Psicología cognosci i a y esquemas
concep uales de los alumnos. Enseñanza de las Ciencias, 4(1),
pp. 3-15.
FRAILE DELGADO, J.J., GARCÍA HOURCADE, J.L.,
GARCÍA MONTES, J., RODRÍGUEZ DE ÁVILA, C. i
RUBIO REGUEIRO, J.L. (1997). Es udio expe imen al de
p ocesos de calen amien o y en iamien o. Resul ados e
implicaciones didác icas. Enseñanza de las Ciencias, 15(3),
pp. 329-342.
FRASER, B. i TOBIN, K.G. (eds.) (1998). In e na ional
Handbook o Science Educa ion. Lond es: Klube Academic
Publishe s.
GARCÍA SASTRE, P. (1998). «Los abajos p ác icos en el
modelo cons uc i is a: desa ollo y e aluación». Tesis
doc o al. Uni e sidad de Valladolid.
GIL, D. i MARTÍNEZ-TORREGROSA, J. (1983). A model o
p oblem-sol ing in acco dance wi h scien i ic me hodology.
Eu opean Jou nal o Science Educa ion, 7(3), pp. 231-236.
GIL, D. (1993). Con ibución de la his o ia y de la iloso ia de
las ciencias al desa ollo de un modelo de enseñanza-
ap endizaje po in es igación. Enseñanza de las Ciencias,
11(2), pp. 197-212.
GIL, D. (1994). Diez años de in es igación en didác ica de las
ciencias: ealizaciones y pe spec i as. Enseñanza de las
Ciencias, 12 (2), pp. 154-164.
GIL, D., FURIÓ, C., VALDÉS, P., SALINAS, J., MARTÍNEZ-
TORREGROSA, J., GUISASOLA, J., GONZÁLEZ, E.,
DUMAS-CARRÉ, A., GOFFARD, M. i PESSOA, A.M.
(1999). ¿Tiene sen ido segui dis inguiendo en e ap endizaje
de concep os, esolución de p oblemas de lápiz y papel y
ealización de p ác icas de labo a o io? Enseñanza de las
Ciencias, 17 (2), pp. 311-320.
GONZÁLEZ, M. (1992). ¿Qué hay que eno a en los abajos
p ác icos? Enseñanza de las Ciencias, 10(2), pp. 206-211.
HERRAN, D. i PARRILLA, J. L. (1994). La u ilización del
o denado en la ealización de expe iencias de labo a o io.
Enseñanza de las Ciencias, 12(3), pp. 393-398.
HIERREZUELO, J. i MONTERO, A. (1991). La ciencia de los
alumnos: su u ilización en la didác ica de la ísica y química.
Vélez-Málaga: Elze i .
HODSON, D. (1994). Hacia un en oque más c í ico del abajo
de labo a o io. Enseñanza de las Ciencias, 12(3), pp. 299-
313.
INSAUSTI, M.J. (1997). Análisis de los abajos p ác icos de
química gene al en un p ime cu so de uni e sidad. Enseñanza
de las Ciencias, 15(1), pp. 123-130.
IZQUIERDO, M. (1996). Relación en e la his o ia y la iloso ía
de la ciencia y la enseñanza de la ciencia. Alambique, 8, pp.
7-21.
IZQUIERDO, M., SANMARTÍ, N. i ESPINET, M. (1999).
Fundamen ación y diseño de las p ác icas escola es de ciencias
expe imen ales. Enseñanza de las Ciencias, 17(1), pp.
45-59.
LAZAROWITZ, R. i TAMIR, P. (1993), Resea ch on Using
Labo a o y Ins uc ion in Science, en Gabel, D. (ed.).
Handbook o Resea ch on Science Teaching and Lea ning,
pp. 94-128. Nue a Yo k: McMillan Publishing Co.
LUCAS, A.M. i GARCÍA-RODEJA, I. (1990). Con a las
in e p e aciones simplis as de los expe imen os ealizados en
el aula. Enseñanza de las Ciencias, 8(1), pp. 11-16.
MAIZTEGUI, A. e al. (2001). ¿Al abe ización cien í ica o
al abe ización cien í ica y ecnológica? (Comunicació p i ada.
En ia a publica .)
MARTÍNEZ-TORREGROSA, J. i VERDÚ, R. (1992). ¿Cómo
o ganiza la enseñanza pa a un mejo ap endizaje? La
es uc u a de los cu sos y de los emas en la enseñanza po
in es igación. Enseñanza de las Ciencias (IV Cong és).
Núme o ex a.
PORLÁN, R. i MARTÍN, R. (1996). Ciencia, p o eso es y
enseñanza: unas elaciones complejas. Alambique, 8, pp.
23-41.
RIVERA, L. i IZQUIERDO, M. (1996). P esencia de la ealidad
y la expe imen ación en los ex os escola es de ciencias.
Alambique, 7, pp. 117-122.
SALINAS, J. (1998). Las p ác icas de ísica básica en labo a o ios
uni e si a ios. Re is a de Enseñanza de la Física, 2, pp. 112-
119.
SANCHO GIL, J.M. (1994). Hacia una ecnología c í ica.
Cuade nos de Pedagogía, 230, pp. 8-12.
SARDÀ, J. i SANMARTÍ, N. (2000). Ensenya a a gumen a
cien í icamen : un ep e de les classes de ciències. Enseñanza
de las Ciencias, 18(3), pp. 405-422.
SOLBES, J. i VILCHES, A. (1997). STS in e ac ions and he
eaching o Physics and Chemis y. Science Educa ion, 81 (4),
pp. 377-386.
SOLER-SELVA, V.F. i GRAS-MARTÍ, A. (1998). Labo a o i
assis i amb calculado a g à ica (LACG). Re is a de Física,
2(5), pp. 40-43.
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (1) 181
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
SOLER-SELVA, V. F. i GRAS-MARTÍ, A. (2000). In eg ació
del labo a o i assis i amb calculado a g à ica (LACG) en
l’ensenyamen secunda i. Re is a de Física, 2(8), pp.
36-40.
SOLER-SELVA, V.F., RIPOLL-MIRA, E. i GRAS-MARTÍ,
A. (2001). Fini e-size o ini e-du a ion e ec s in he
modelling o physical sys ems. Ac es de GIREP 2000
(Ba celona).
SOLER-SELVA, V.F., VALDÉS-CASTRO, P., BECERRA-
LABRA, C., CANO-VILLALBA, M. i GRAS-MARTÍ, A.
(2002). La expe imen ación asis ida con calculado a
(EXAC): una ía pa a la educación cien í ico- ecnológica.
II Cong eso In e nacional de Didác ica de las Ciencias.
L’Ha ana, Cuba.
SOLOMON, C. (1987). En o nos de ap endizaje con o denado .
Mad id: Paidós-MEC.
TAMIR, P. i GARCÍA, M.P. (1992). Ca ac e ís icas de los
eje cicios de p ác icas de labo a o io incluidos en los lib os
de ex o de ciencias u ilizados en Ca aluña. Enseñanza de las
Ciencias, 10(1), pp. 3-12.
VALDÉS, P. i VALDÉS, R. (1999). Ca ac e ís icas del p oceso
de enseñanza-ap endizaje de la ísica en las condiciones
con empo áneas. Enseñanza de las Ciencias, 17(3), pp.
521-531.
WOOLMOUGH, B.E. i ALLSOP, T. (1985). Ci a pe Miguens,
M. i Ga e , R.M. (1991). Enseñanza de las Ciencias, 9(3),
pp. 229-236.
[A ículo ecibido en sep iemb e de 2001 y acep ado en junio de 2002.]