OTROS
TRABAJOS
INFLUENCIA DEL NIVEL COGNOSCITIVO
EN EL DESEMPEÑO
EN
EL LABORATORIO
TAGLIAFERRI, A.A., URE, J.E.
y
DIBAR URE,
M.C.
Ins i u o de Física. Uni e sidade Fede al Fluminense. B asil.
SUMMARY
In a labo a o y session which in eg a ed he concep s o di ac ion, in e e ence and di ac ion g a ing, planned
o s uden s in hei hi d semes e o elemen a y physics we de ec ed ha a ela i ely la ge pe cen age o s uden s
did no adequa ely sepa a e no con ol he in e ening a iables. We hen co ela ed his cogni i e abili y o he
pe o mance in one sec ion o he labo a o y wo k which was e alua ed sepa a ely.
INTRODUCCION
En un abajo an e io (Diba U e y Quei oz 1977) ha-
bíamos cons a ado que un al o po cen aje de alumnos
de ingenie ía, ísica y química no con olan adecuada-
men e odas las a iables, es o es, al es udia la depen-
dencia de un cie o enómeno con una a iable dada,
no man enían cons an e las o as. En pa icula , de un
g upo de
68
alumnos de ísica que cu saban la p i ne-
a ísica elemen al,
44%
con
S
=
6%
(Ga e , 1971)
no con oló las a iables pa a es udia su in luencia ima
a una. Habíamos usado pa a el es udio mencionado
una e sión esc i a de la p ueba de lexibilidad de la
a e as (Inhelde y Piage , 1955). Piage asocia es a ha-
bilidad con la apa ición de las ope aciones o males,
o sea del azonamien o hipo é ico-deduc i o, unda-
men al pa a la comp ensión de las ciencias.
Al ealiza una p ác ica de óp ica con alumnos que cu -
saban el 3e semes e de ísica básica nos so p endió
..encon a e idencias de que allas en es e con ol de
a iables es aban in e i iendo con la ealización y com-
p ensión del enómeno obse ado. Como es o indica-
ía que es e p oblema pe sis ía un aíío después del in-
g eso a la Uni e sidad nos p opusimos in es iga lo so-
b e la ma cha.
Desc ibi emos aquí es a in es igación ealizada con un
g upo ela i amen e pequeíío de alumnos, así como la
p ác ica de óp ica du an e la cual ealizamos es e es u-
dio pues ella ue pensada ambién con base en la eo-
ía de Piage , dando alo a la ac i idad del alumno.
Pensamos que po es a ca ac ens ica y po deja que
el alumno planee la expe iencia a ealiza pudimos de-
ec a y es udia los p oblemas de azonamien o.
ENSE~ANZA
DE LAS CIENCIAS, 1985,
pp.
209-212
1.
EL CONTEXTO DE LABORATORIO
En los cu sos de óp ica básica, el alumno ealiza, en
gene al, expe iencias de in e e encias y di acción se-
pa adas. Es o es, di ícilmen e se ealizan expe iencias
con dos anu as (Expe iencias de Young) en la cual se
lle e en conside ación el ancho de las anu a: po el
con a io, las anu as se hacen lo su icien emen e es-
echas como pa a que el máximo cen al de di acción
ocupe casi odo el campo de isión.
Luego de la expe iencia de dos anu as, el alumno pa-
sa a ealiza expe iencias con edes de di acción, en
las cuales iene
300,400
o más anu as po mm sin ha-
be is o el esul ado de i aumen ando g adualmen e
el núme o de anu as.
Con la idea de e i a es e incon enien e, nos p opusi-
mos ealiza con alumnos del cua o semes e de Fisi-
ca Gene al del cu so de Física de la Uni e sidad Fede-
al Fluminense, una expe iencia en la cual los concep-
os de in e e encia, di acción y ed de di acción ue-
sen g adualmen e p esen ados en o ma expe imen al,
dando g an impo ancia a la pa icipación de los alum-
nos. Es a pa icipación nos pa ece undamen al en un
ap endizaje que apele al azonamien o y lle e a una
comp ensión p o unda del p oblema plan eado.
Es a expe iencia nos pa eció en onces pa icula men e
ap opiada po a ias azones, en e las cuales ale la
pena des aca :
a) El alumno iene la posibilidad de abaja con un
mínimo de ins ucciones, ya que la obse ación del e-
nómeno, como sucede gene almen e en óp ica, es di-
ec o y
él
mismo puede decidi en medi las di e en es
OTROS TRABAJOS
igu as que apa ecen en la pan alla.
b) Dejando de lado las complicaciones que puedan
apa ece en la eo ía, es posible abaja , con es a-
iables expe imen ales: ancho de las anu as, sepa a-
ción en e anu as y núme o de anu as. O eciendo
en onces al alumno una g an a iedad de combinacio-
nes, él puede descub i y es udia el e ec o de a ia
cada una de ellas independien emen e y (es jus amen e
aquí donde apa ecie on p oblemas).
c) Pe mi e la ealización de una expe iencia del ipo
p e isión e i icación en la que el p opio alumno e i-
ica sus conclusiones.
1.1
Ma e ial u ilizado
;
Las anu as empleadas en es e abajo ue on ob eni-
;
das o og á icamen e, u ilizando película de al o con-
as e (Taglia e i, 1983). Fue on dibujadas sob e ca -
ulina blanca, usando in a china neg a, una se ie de
líneas pa alelas de ancho de 3 mm y sepa ación de 3,
6
mm... El núme o de es as líneas en cada hoja de ca -
ulina ue a iado en e 1 y 40.
El obje i o no mal de una cáma a o og á ica, -50
mm, p oduce una educción en el nega i o de 45 eces
pa a un obje o a 3 m, de 90 eces pa a un obje o a 6
m, y así sucesi amen e. Ap o echando es e hecho, ue-
on o og a iados los dibujos p e iamen e ealizados
ob eniéndose así líneas anspa en es sob e ondo ne-
g o en los nega i os, los que pasan a se u ilizados co-
mo anu as. Las dimensiones de es as anu as son del
o den de décimas o cen ésimas de mm, su cos o es muy
bajo y es muy ácil ob ene las anspa encias con las
dimensiones deseadas y en can idades que pe mi an a
cada alumno hace expe iencias pa icipando de un g u-
po pequeño.
La expe iencia ue ealizada u ilizando un lase de He-
Ne de 0,5mw de po encia; es o pe mi e p oyec a las
igu as en una pan alla a lm de dis ancia de las anu-
as, posibili ando así su Acil isualización y medición.
1.2
Realización de la expe iencia
La expe iencia ue ealizada en es pa es. El p ime
día se abajó en o ma o almen e cuali a i a. Los
alumnos obse a on las igu as p oducidas po di e-
en es anspa encias, guiados sólo po es p egun as:
qué obse a cuando a ía la dis ancia de sepa ación en-
e las anu as (b)? cuándo ana el ancho (a)? y el
núme o de anu as (N)? Usamos pa a es e in ans-
pa encias de a= 0.014 mm, 0.034 mm y 0.042
mi,
b=
0.049 mm, 0.028 mm (con un e o es imado en
L
0.007 mm en odos los casos), y N de 1,2, 3,4,
5,
10,
20, 30, anu as; con es as anspa encias se consigue
e cla amen e el nacimien o de una ed de di acción.
Fue posible ambién obse a la in luencia del ancho
de las anu as.
En el segundo día se p esen ó y discu ió la eo ía co-
espondien e, co ejando con inuamen e con lo que ha
bía sido obse ado en el labo a o io.
Finalmen e, en el e ce día se ol ió al labo a o io y
la a ea de los alumnos ue iden i ica una anspa en-
cia que con enía un núme o desconocido de anu as,
de ancho y sepa ación ambién desconocido. Usamos
pa a es as anspa encias los siguien es alo es: N
=
3,465, a= 0.014 mm y b= 0.042 mm.
El diseño de la e ce a pa e de la expe iencia es á den-
o del espí i u de las expe iencias de p e isión-
e i icación p opues a po Neldeski (L. Nedelski, 1965).
En es os expe imen os, la me a de los alumnos es com-
p ende los enómenos ele an es que les pe mi an p e-
deci los esul ados de una expe iencia de p ueba. El
paso inal es la e i icación expe imen al de la p edic-
ción, consis en e en compa a con los da os de cons-
ucción de la anspa encia. La comp ensión del e-
nómeno pasa po un es udio cuali a i o an es de una
discusión eó ica.
Es amos de acue do con Nedelski en que «es e es un
desa ío explíci o a la habilidad de los alumnos. (La ex-
pe iencia) se ealiza como una genuina búsqueda de co-
nocimien o expe imen al o eó ico que (el alumno)
posee».
2.
EL PROBLEMA DE LAS ESTRUCTURAS
COGNOSCITIVAS DE LOS ALUMNOS
Como imos en la p ime a pa e, el p oblema expe i-
men al p opues o a los alumnos consis ió en es udia
la in luencia de 3 pa áme os en las igu as de
di acción.
Al de ec a que muchos de ellos pa ecían no con ola
bien es os 3 pa áme os, decidimos in es iga es o usan-
do un p oblema esc i o que nos pe mi i ía es udia más
cla amen e como es aban con olando las a iables. Es-
e p oblema ( e apéndice) simulaba una si uación ex-
pe imen al muy pa ecida a la que habían ealizado la
clase an e io : dadas las ca ac e ís icas de
8
anspa-
encias con di e en es alo es de a, b,
y
N, se les pide
que elijan cuáles usa pa a es udia la dependencia de
la igu a de di acción con a, b, y N, en las p egun as
a,, b,, c,, y ambién se les p egun a qué obse a on en
cada caso en el labo a o io (p egun as
3,
b, y
%).
Pensamos que la esolución de un p oblema esc i o ba-
sado en si uaciones ya abajadas en el labo a o io se
ap oxima de la en e is a clínica u ilizada po la escuela
de Gineb a (Inhelde 1975) en la cual el alumno es-
ponde a las p egun as del en e is ado mien as ma-
nipula el ma e ial p o is o.
Encon amos que 35% (S
=
1 1 Yo) de nues os 20 alum-
nos no con oló las a iables que no es aban es udian-
do, mien as que 20% e ó en el i em c, (o sea que al
es udia el e ec o de N no con ola on que a y b ue-
sen cons an es).
Si bien hubo una mayo ía (si no enemos en conside-
ación los que e a on el i em c,) en el con ol de las
ENSEÑANZA DE
LAS
CIENCIAS
OTROS TRABAJOS
a iables de los alumnos del 1
O
semes e a los dlel4"
semes e, encon amos muy ala man e el hecho que un
núme o an al o de alumnos del 4O semes e alle en
una habilidad an elemen al.
La pe sis encia de es a di icul ad desde Física 1 has a
Física IV, nos ma ca la necesidad de ealiza pe ma-
nen emen e ac i idades de labo a o io que eje ci en, en
su ejecución, és a y o as ac i idades básicas del azo-
namien o. Es a ue una p opues a que nos lle ó a mo-
di ica la mane a de en oca la Física
1
(Quei oz
y
Di-
ba U e, 1981) pe o si bien no es de ex aña que un
semes e no llegue a modi ica el ni el ope a o io de
los alumnos, da una se ia p eocupación encon a es e
po cen aje an al o de e o es es semes es después.
Las p egun as sob e la obse ación cuali a i a
(%,
b,,
c
)
que acompañan al p oblema de con ol de a ia-
ble ue on co egidas en o ma comple amen e inde-
pendien e po o o p o eso que dio a cada alumno una
no a en e ce o y es.
Es o nos pe mi ió es udia la in luencia del ni el cog-
nosci i o ( e lejado en el con ol de a iables) en la
comp ensión de lo obse ado en el labo a o io. El p o-
medio de las no as ob enidas po los alumnos
que
no
con olan a iables
en es as p egun as es 1,14 (S
=
0,37)
mien as que del es o es 1,73 (S= 0,24). Usando la
p ueba bila e al de S uden (Spiegel, 1977) pa a com-
pa a los p omedios como la más adecuada debido al
amaño de nues a mues a, ob enemos
=
4,02, con
18 g ados de libe ad. Po lo an o podemos echaza
la hipó esis nula (que los p omedios ob enidos en la
ob-
se ación son iguales) en un ni el de signi icacion
<
0,001.
Es e esul ado incula di ec amen e la capacidad de se-
pa a
y
con ola a iables que in e ienen en una ex-
pe iencia con la desc ipción y comp ensión de las olb-
se aciones de labo a o io. Es in e esan e acla a que
es o ocu e a pesa de que cuando ue ealizado el la-
bo a o io el ma e ial en egado p esen aba las a ia-
bles p ác icamen e sepa adas pues las anspa encias
con enían a ias se ies de anu as, po ejemplo una se-
ie con
3
anchos (b) con el mismo núme o de anu as
(N)
y la misma dis ancia (a) en una única anspa en-
cia y así sucesi amen e.
Segu amen e asociado a es a misma di icul ad de es-
udia el enómeno sepa ando
y
con olando las a ia-
bles, no amos que a ios alumnos du an e el labo a-
o io
y
has a en la e aluación inal del abajo, se e-
e ían al es udio de las anspa encias p e is as (4) co..
no a «cua o expe iencias ealizadas)), como si no pu-,
diesen e la expe iencia en su o alidad como la eali-
zación de una expe iencia que es udia la in luencia de
3 a iables en un enómeno, si no que se cen aban en
la desc ipción del ma e ial al como se les p esen aba.
Es e compo amien o ambién sena ca ac ens ico de los
alumnos que usan esquemas ípicos del pe iodo de las
ope aciones conc e as.
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS
Ya el in o me de labo a o io, hecho en g upo, mos o
muy buenos esul ados, sin g andes e o es. Es de no-
a que los g upos (de 3
ó
4 pe sonas), o mados lib e-
men e, e an bas an e simila es; odos enían po lo me-
nos algún componen e que con olaba a iables y po
lo menos
1
componen e que no con olaba a iables
o e aba en la Úl ima p egun a del p oblema.
3.
EVALUACION DE LOS ALUMNOS SOBRE
LA PRACTICA ACTIVA
Los alumnos espondie on anónimamen e a a p egun-
a: qué les gus ó y qué no les gus ó de las úl imas
2
ex-
pe iencias de labo a o io.
Apa e de algunos ac o es p ác icos que incomoda on,
como mucha gen e en una sala, no ene posibilidad
de con ola la luz indi idualmen e,
y
iempo limi a-
do, odas las e aluaciones ue on posi i as, muchas in-
dicando especi icamen e que es e labo a o io ue «de
los más lindos y p o echosos»
y
que ((consiguió jun-
a cosas que habían quedado dispe sas en la cabeza
después de habe leído la eo ía)). Un alumno sugi ió
que odas las clases de ísica uesen así.
A algunos les gus ó más la pa e cuali a i a. Va ios in-
dica on que les ag adó la « elación» (sic) conjun a de
explicación expe imen ación po que hace que la ija-
ción de ap endizaje sea ápida y sólida)).
4.
CONCLUSIONES
La medida ealizada aún cuando no muy p ecisa po
a a se de una mues a pequeña nos mos o que un
po cen aje, que conside amos al o, de alumnos no a-
baja aún co ec amen e, con olando las a iables que
in e ienen, ni puede desc ibi co ec amen e lo obse -
ado en el labo a o io.
Es e po cen aje ha a iado poco desde Física
1,
po lo
an o nos indica que se debe da más impo ancia a a-
a de desa olla es e ipo de habilidades, que son in-
dispensables pa a un buen desempeiio y comp ensión
del labo a o io, a la ez que es anan inculadas según
la epis emología gené ica a o as capacidades igualmen-
e impo an es asociadas al azonamien o hipo é ico de-
duc i o ( abajo con p opo ciones y capacidad de p o-
ba hipó esis).
Pudimos comp oba e ec i amen e que hay una di e-
encia signi ica i a en la comp ensión de los esul a-
dos en e los alumnos que con olan a iables y aque-
llos que no con olan a iables.
Es impo an e esal a la impo ancia de es e esul a-
do que incula di ec amen e la capacidad de sepa a
y con ola las a iables que in e ienen en una expe-
iencia de labo a o io, con la co ec a desc ipci6n de
los enómenos obse ados en la misma.
OTROS TRABAJOS
Co esponde acla a que el ma e ial u ilizado en el la-
bo a o io, esencialmen e las anspa encias, pe mi ía
sepa a ácilmen e las a iables, que ue p ecisamen e
ealizado po los di e en es g upos
y
que se mani ies a
en la edacción de los in o mes. Sin emba go el p o-
blema esc i o nos mues a que pese a que planeamos
una p ác ica con el obje i o de iden i ica la in luen-
cia del ancho, sepa ación y nume o de anu as en la
imagen p oyec ada, y pese a que el abajo g upa1 ue
ealizado básicamen e de acue do a lo planeado, exis-
e un núme o ap eciable de alumnos que no consigue
aisla la in luencia de una a iable y en consecuencia,
cuando abaja ue a del g upo, no alcanza a csmp en-
de la expe iencia.
Es o nos sugie e que a pesa de que se p epa e el ma e-
ial pa a ayuda al alumno, el ni el cogni i o In luye,
como plan eado po la escuela de Piage (Inhelde y
Piage , 1955) en la o ma de abaja en el labo a o-
io. Según la psicología gené ica, un alumno cie ni el
de ope aciones o males se coloca de en ada en e a
los esul ados posibles, sepa a a iables, plan ea hipb
esis y las pone a p ueba. Po el con a io, un alumno
que aun se encuen a en las ope aciones conc e as se
limi a a hace una lec u a de los casos que se p esen-
an sin pode , muchas eces, gene aliza co ec amen e.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
DIBAR URE, M.C.
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NEDELSKI, L., 1965,
Science eaching and es ing
(N,
Yo k,
Ha cou and B ace).
Apéndice
( aducido del po ugués)
Suponga que en el labo a o io le en egan las siguien-
es anu as (hechas o og á icamen e) pa a es udia in-
e e encia y di acción.
anspa encias
(1) a= 0.050 mm b= 0.049 mm N
=
4
(2) a= 0.042mm b= 0.49 mm N
=
2
(3) a= 0.034 mm b= 0.43 mm N
=
2
(4) a= 0.014 mm b= 0.028 mm N
=
10
(5) a= 0.042 mm b= 0.252 mm
N
=
2
(6)
a= 0.014 mm b= 0.028 mm N
=
5
(7)
a= 0.028 mm b= 0.03 mm N
=
4
(8)a=O.O60mm b=0.49 mm N= 2
Responda a las siguien es p egun as
a,) ¿Qué anspa encias elegi ía us ed pa a es udia el
e ec o de
a?
%)
¿Qué obse ó en el labo a o io al a ia a?
b,) ¿Qué anspa encias elegi ía us ed pa a es udia el
e ec o de
b)?
b3 ¿Qué obse ó en el labo a o io al a ia b?
c,) ¿Qué anspa encias elegi ía us ed pa a es udia el
e ec o de N?
CJ
¿Qué obse ó en el labo a o io al a ia N?
a
=
dis ancia en e las anu as
b
=
ancho de las anu as
N
=
núme o de anu as
QUEIROZ, G.R.P.
y
DIBAR URE, M.C., 1981, Una expe-
iencia de ensino na
1
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cadei a de Física Básica na uni-
e sidade
Re is a de Ensino de Flsica,
Vol. 3, no 4, pp.
3-12.
SPIEGEL, M.R., 1977,
Es a k ica
(S50 Paulo, McG aw Hill
de B asil).
TAGLIAFERRI, A.A., 1983, Cons uciio e u ilizac io de en-
das o og á icas pa a o ensino de ó ica (XXXV Reunizo
Anual da Sociedade B asilei a pa a o P og esso de Cien-
cia. 18-D-19. Belém).
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS