II CURSO BOLIVIANO DE ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Carrera de Física, UMSA

1. II CURSO BOLIVIANODE ENSEÑANZA DE LA FÍSICACarrera de Física, UMSA Simulación y Modelado computacionales para facilitar la interpretación de gráficas en cinemática Eliane Veit Instituto de Física - UFRGS La Paz Agosto 2005

2. Gráficas en cinemática, o sea, ...

3. ¿Por qué el estudio de gráficas de la cinemática ? • Una gran cantidad de información puede ser resumida en una gráfica. • La comprensión de contenidos de Física requiere de la construcción e interpretación de gráficas. • Los gráficos de cinemática son los primeros tratados en la enseñanza de la Física. • Los profesores suelen usar gráficas como si los alumnos los comprendiesen, pero muchas veces esto no es verdad.

4. Referencial Teórico • Teoria del Aprendizaje Verbal Significativo de Ausubel: • Teniendo en cuenta los conocimientos previos de los estudiantes. • Utilizando el software Modellus como un elemento motivador para el estudiante. • Construyendo un material potencialmente significativo.

5. En esta presentación: • dificultades de aprendizaje en la interpretación de gráficas de cinemática. • actividades de modelado y simulación computacionales creadas para facilitar el aprendizaje de los alumnos. • resultados de un trabajo de investigación sobre las mejoras en interpretación de las gráficas de cinemática.

6. Dificultad 1: Visión de gráficas como una fotografia del movimiento

7. Dificultad 1: Visión de gráficas como una fotografia del movimiento Observar el movimiento junto con el trazado de la gráfica no ayuda a vencer esta dificultad. (Beichner)

8. Dificultad 2: Confusión entre altura y inclinación ¿ Dónde la velocidad és máxima?

9. Dificultad 3: Confusión entre variables cinemáticas ¿ En cuántos puntos las velocidades de los automóviles A y B son la misma?

10. Dificultad 4: Errores en la determinación de la inclinación de líneas que no pasan por el origen

11. Dificultad 5: Desconocimiento del significado de las áreas bajo de las curvas cinemáticas ¿Quál és lo significado físico da área en azul?

12. Dificultad 6: Confusión entre área / inclinación / altura

13. Dificultades de los estudiantes en interpretación de gráficas de cinemática: BEICHNER; McDERMOTT

14. En esta presentación: • dificultades de aprendizaje en la interpretación de gráficas de cinemática. • actividades de modelado y simulación computacionales creadas para facilitar el aprendizaje de los alumnos. • resultados de un trabajo de investigación sobre las mejoras en interpretación de las gráficas de cinemática.

15. Objetivos de las actividades computacionales creadas

16. Guía para los alumnos en cada una de las actividades Guia para el alumno Guia para el profesor (1, 2, 3, 4)

17. Modelos, dificultades y objetivos:

18. En esta presentación: • dificultades de aprendizaje en la interpretación de gráficas de cinemática. • actividades de modelado y simulación computacionales creadas para facilitar el aprendizaje de los alumnos. • resultados de un trabajo de investigación sobre las mejoras en interpretación de las gráficas de cinemática.

19. ¿Qué investigaciones se han hecho? • uso de un conjunto de actividades de simulación y modelado computacionales exploratorias y de creación en 12 horas-aula extra clase Hipótesis de investigación: • el uso de actividades de simulación y modelado computacionales promueven la predisposición del alumno para aprender de modo que él perciba la relevancia de los contenidos estudiados. Araujo, I.S.; Veit, E. A; Moreira, M. A.

20. Diseño de la investigación: 01 = Test inicial X = actividades computacionales 02 = Test final

21. Instrumentos de la investigación: • Test inicial • Test final • Relevamiento de opiniones y entrevistas

22. Experiencia didáctica: • alumnos trabajaron en actividades de simulación y modelado computacionales, en pares o individualmente, siempre con la supervisión del profesor. • Duración (12h-aula extra-clase).

23. Comparación entre las medias de los dos grupos en los tests inicial y final: Comparación entre las medias ajustadas del test final para los dos grupos:

24. Conclusiones: • El desempeño de los alumnos en el grupo experimental fue mejor que en el grupo control (diferencia estadísticamente significativa). • Las actividades de simulación y modelado computacionales con el software Modellus pueden facilitar la interpretación de gráficas de cinemática en los alumnos. • El procedimento didáctico adoptado requirió mucha interacción de los estudiantes con las actividades computacionales, de los estudiantes entre sí y con el profesor, tornándose un elemento motivador en el aprendizaje de los estudiantes (análisis cualitativo).

25. Creemos que: Para mejorar la enseñanza de la Física es importante incorporar resultados de investigación en la práctica docente. Estos materiales didácticos están disponibles en: http://www.if.ufrgs.br/gpef/graficos_cinematica.zip eav@if.ufrgs.br

26. Referências • ARAUJO, I. S.; VEIT, E. A; MOREIRA, M. A. Atividades de modelagem computacional no auxílio da interpretação de gráficos da CinemáticaRev. Bras. Ens. Fís., v. 26, n. 2, p. 179 - 184, 2004. • BEICHNER, R. J. The effect of simultaneous motion presentation and graph generation in a kinematics lab. Journal Research in Science Teaching, New York, v. 27, n. 8, p. 803-815, Nov. 1990. • BEICHNER, R. J. Testing student interpretation of kinematics graphs. American Journal of Physics, Woodbury, v. 62, n. 8, p. 750-768, Aug. 1994. • BEICHNER, R. J. The impact of video motion analysis on kinematics graph interpretation skills. American Journal of Physics, Woodbury, v. 64, n. 10, p. 1272-1277, Oct. 1996. • BRASSEL, H. The effect of real-time laboratory graphing on learning graphic representations of distance and velocity. Journal of Research in Science Teaching, New York, v. 24, n. 4, p. 385-395, Apr. 1987. • McDERMOTT, L. C.; ROSENQUIST, M. L.; van ZEE, E. H. Student difficulties in connecting graphs and physics: examples from kinematics. American Journal of Physics, Woodbury, v. 55, n. 6, p. 503-513, June 1987.