Secundaria Preconceptos

[arivasm]

Uno de los mayores obstáculos en el aprendizaje de la Física, y de las ciencias en general, son los preconceptos, o ideas previas, que no se corresponden con el saber científico y que todo alumno porta al tomar contacto con la asignatura. Existen diversas obras al respecto, una de las cuales, ya un poco antigua (de hecho, creo que ya sólo se consigue de segunda mano) es "El aprendizaje de las ciencias" de R. Osborne y P. Freyberg, y cuya lectura recomiendo a cualquier docente.

La gran dificultad al respecto consiste en que se trata de ideas muy persistentes, pues se originan en las primeras etapas de nuestras vidas, tanto que en ocasiones son las que realmente dominan el aprendizaje.

Por esa razón es fundamental que el docente conozca el grado de implantación que tienen entre su alumnado, si bien existen varias que son muy generalizadas, de manera que casi se puede dar por sentado que van a formar parte del acerbo de una buena fracción del aula.

Bien sea para que el propio docente las descubra, como para simplemente hacerlas visibles para el propio alumnado, los tests de preconceptos son una herramienta muy valiosa, que además tienen el valor añadido de aportar nuevos puntos de entrada para la materia que se vaya a estudiar.

Uno de mis favoritos, que suelo emplear en 4º de ESO (15-16 años de edad) es el siguiente: "Cuando lanzamos un objeto verticalmente (un balón, por ejemplo); ¿cómo serán las fuerzas que actúan sobre él una vez que ha dejado de tener contacto con nuestras manos?. Dibuja un esquema para estas tres situaciones: el objeto está ascendiendo; justo cuando alcanza el punto más alto; el objeto está descendiendo.

La gran mayoría de los resultados suelen corresponderse con alguno de los que indicaré a continuación. Permitidme que oculte cuál es el más correcto, por si alguien se anima a decírnoslo... (claro que se supone que en este foro prácticamente todo el mundo debería acertar!).

El dibujo de la izquierda se corresponde a subir, el del centro al punto más alto y el de la derecha a bajar. Por sencillez omito las variantes que incluyen la influencia del aire.

Dibujo nº 1:

Dibujo nº2:

Dibujo nº 3:

Seguro que algunos de los no docentes que leen este foro dirán "¡no es posible que la gente no elija la respuesta correcta!". Probadlo, probadlo. Planteádselo a vuestros conocidos y luego me lo contáis.

Saludos!

[neometalero]

Re: Preconceptos

Sin duda es un clásico donde mucha gente cae...

[angel relativamente]

Re: Preconceptos

¡Pero que tontería! ¿En serio la gente falla en esto? Ya hay que ser burro. Es evidente que si sube, debe de haber una fuerza que le empuje hacia arriba

Otro de los preconceptos puede ser el de que la aceleración gravitatoria depende de la masa. Un colega mío de 2º de bachillerato, que suele sacar 10s en física, y tras acabar un examen de gravitación y haberlo bordado, no se creía que si dejamos caer dos bolas de distinta masa desde la misma altura caían a la vez. ¡Que Galileo no le oiga!

De todos modos, ¿qué es exactamente un preconcepto? Prueba a decirle a tus alumnos de 4º: Estamos en una nave que se mueve a $10^7\; m/s$ y encendemos una linterna. Para un observador externo, ¿a qué velocidad se mueve la luz? Seguro que, salvo alguna curiosa excepción (yo en 4º era un aficionado a leer divulgación, mucho más que ahora), la mayoría caerá en el relativismo galileano. ¿Eso es un preconcepto? ¿Y tienen la culpa de tenerlo?

Un saludo

[neometalero]

Re: Preconceptos

Yo no conocia este libro y acabo de comprarlo online, asi que gracias!!

[Cat_in_a_box]

Re: Preconceptos

Otro de los preconceptos puede ser el de que la aceleración gravitatoria depende de la masa. Un colega mío de 2º de bachillerato, que suele sacar 10s en física, y tras acabar un examen de gravitación y haberlo bordado, no se creía que si dejamos caer dos bolas de distinta masa desde la misma altura caían a la vez. ¡Que Galileo no le oiga!

Yo la verdad es que soy una persona a la que le gusta rizar el rizo, y, desde mi punto de vista, eso también es un preconcepto. Es decir, creer que dos objetos de distinta masa caen a la vez desde una misma altura entra en contradicción con nuestra experiencia cotidiana, y muchas veces, decimos que esto es así sin justificación alguna (algunos pueden justificarlo con la independencia de la masa en las ecuaciones del movimiento de los objetos...) No obstante, deberíamos explicar a qué se debe la contradicción y decir que en ciertas ocasiones, no es del todo incorrecto afirmar que la velocidad con la que caen objetos de masa distinta, es efectivamente distinta.

Para ello, sería bueno introducir el concepto de fuerzas viscosas y la relación que tienen con la contradicción de la caída libre de dos cuerpos de distinta masa. Por tanto, yo presentaría cómo estas fuerzas son proporcionales a la velocidad, y aplicando las leyes de Newton y un poco de integración llegar a la ecuación de la velocidad, siendo esta:

$$v=\dst\frac{mg}{b}\left(1-\mathrm{e}^{-\frac{bt}{m}\right)$$

Para los alumnos que todavía no han visto el cálculo integral, se les podría indicar la expresión directamente, y pasar a analizar los casos límite, el más curioso, cuando el tiempo tiende a infinito:

$$v_{limite}=\lim_{t\to\infty}\left[\dst\frac{mg}{b}\left(1-\mathrm{e}^{-\frac{bt}{m}\right)\right]=\dst\frac{mg}{b}$$

Donde b es el coeficiente de viscosidad, claro está. Así pues, se observa que un cuerpo en el seno de un fluído alcanza una velocidad límite, constante, que es diréctamente proporcional a la masa del cuerpo. De ahí se deduce que cuanto mayor sea la masa, mayor será la velocidad del cuerpo en el fluído, lo cual explica la contradicción que supone los distintos tiempos de caída para cuerpos con distinta masa.

Sé que el hilo no iba de esto, pero me gustaría aportar también ese preconcepto que nos inculcan como algo sagrado (algunos hasta recurriendo a criterios de autoridad) y ver que la Física explica la naturaleza y no la contradice, como parece ser con este hecho

Saludos,

[arivasm]

Re: Preconceptos

Insisto, no es un tema baladí. Son una dificultad realmente grande para el aprendizaje. Cuando pensamos en cuestiones físicas quizá quienes escribimos en este foro estaremos libres de una buena parte de ellos, pero no todos. De hecho, muchos hilos en los que se tratan temas avanzados acaban revelando preconceptos que están ocultos en nuestro pensamiento. Pero, ¿qué sucede cuando se trata de otras ciencias?, aunque no sean tan "duras" como la Física. ¿Cuántos preconceptos erróneos manejamos a la hora de pensar en el medio ambiente, la medicina, la psicología o el comportamiento del sistema social, por mencionar sólo algunos?. Sin duda serán muchos, que sin darnos cuenta condicionarán nuestra forma de entender la vida y lo que debemos hacer en cada momento y que estarán alojados bajo eso que llamamos el "sentido común".

Quiero decir que los preconceptos surgen de la necesidad de manejar conocimiento con poca información. En realidad es un mecanismo necesario para la supervivencia, que sería imposible si sólo pudiésemos actuar al contar con la formación que realmente permitiese el conocimiento necesario para manejar adecuadamente una situación dada.

Volviendo a la Física, el ejemplo que puse anteriormente es sólo uno (Ángel, prueba a pasárselo a algunos colegas no físicos, te sorprenderás -prepárate para discutir sobre "la fuerza que le queda de la mano"-). En el libro de Osborne hay más y también hay alguna literatura al respecto. Por cierto que aprovecho para preguntar si alguien conoce alguna otra obra que trate el tema con cierta extensión, pues yo sólo tengo esa y algunos artículos que tratan algún preconcepto aislado.

Si el tema interesa, otro día pondré algún otro ejemplo.

[neometalero]

Re: Preconceptos

Yo obras no conozco pero si autores que publican mucho al respecto, como Daniel Gil y Vilches, esta última es mujer, creo que se llama Amparo.

[angel relativamente]

Re: Preconceptos

(Ángel, prueba a pasárselo a algunos colegas no físicos, te sorprenderás -prepárate para discutir sobre "la fuerza que le queda de la mano"-).

Imposible, mira que me espero cualquier otro argumento menos ese.
El tema es interesante, pero sigo con la duda: Cuando defines preconcepto como ideas previas que no se corresponden con el saber científico y que todo alumno porta al tomar contacto con la asignatura. ¿Qué ocurre cuando a un alumno se le enseña física clásica? Tiene diversos "conceptos" (¿debería añadir el prefijo "pre"?) que ya no son aceptados por la física moderna. Es evidente que, después de haber dado durante la secundaria la física clásica, al entrar en la universidad y ponerse en serio con la moderna a los alumnos les cueste enterder qué es eso de que el tiempo es relativo y que puede haber más dimensiones. ¿Y eso de la dualidad onda corpúsculo? ¡Que se lo dijeran a Newton!

[arivasm]

Re: Preconceptos

Te aseguro que "la fuerza que le queda de la mano" es el argumento que emplea la *mayoría* de la gente. Y no es por burremia. Es por razones mucho más profundas y que son las mismas que enmarcan la Física aristotélica (o pre-newtoniana, si se prefiere): hace falta que la fuerza tenga la dirección y sentido del movimiento. De hecho, tardamos miles de años en comprender que eso era por no analizar completamente el problema y nos hizo falta gente muy, pero que muy inteligente. Y todo porque cuando somos niños esa noción, falsa, es más que suficiente para desenvolverse: ¿quiero que algo se mueva?, tengo que empujarlo.

Los que sucede es que cuando ya hace una temporada que hemos pasado por ese "desasnado" nos olvidamos de cómo era. Pero insisto, mantenemos muchos otros, sin ser conscientes de ello, pero pertenecientes a otros campos del saber. Además, es muy interesante ese olvido: una vez que tienes algo que funciona mejor que tu idea previa (y el verdadero problema de la enseñanza es ése: remplazar lo que se sabe por cosas que son más adecuadas) tiras con lo viejo y abrazas lo nuevo como si fuese tuyo de siempre. Pero mientras eso no sucede, la idea vieja lucha a muerte por mantenerse en nuestra cabeza.

La enseñanza de la Física clásica tiene en ese tipo de cosas a su enemigo más difícil. De hecho, durante una temporada los alumnos mantienen una curiosa dualidad: son capaces de resolver el problema de un cuerpo que desliza por un plano inclinado, bla, bla, bla... pero caen como chinos en preguntas del estilo de "¿puedo decir que te estás moviendo?" (a alguien que esté tranquilamente sentadito en su sitio) o "cuando el autobús da una curva cerrada y demasiado rápida ¿qué hace que casi nos caigamos?".

Pones el ejemplo de la Física moderna y lo que nos sucede al entrar en la universidad. Bueno, yo incluso diría que al salir de la universidad tampoco andamos muy duchos en el asunto. Y si no que se lo digan a pod, polonio,... y las preguntas que les hacemos a veces gentes que supuestamente hemos sido bañados ampliamente en los principios de la mecánica cuántica pero que a pesar de ellos nos preguntamos una y otra vez, sobre la experiencia de Young, "¿cómo es posible que el fotón sepa que la otra rendija está abierta?".

Si me permites el ejemplo un tanto tosco, los preconceptos en una materia que te gusta, como en nuestro caso la Física, son como el mal aliento: se nota mucho en los demás, pero nosotros lo llevamos encima y ¡ni nos damos cuenta!. Y no te digo nada, si se trata de temas de los que no tenemos ni pajolera idea!

Saludos! Y muchas gracias por el post!

[javier m]

Re: Preconceptos

Seguro que algunos de los no docentes que leen este foro dirán "¡no es posible que la gente no elija la respuesta correcta!". Probadlo, probadlo. Planteádselo a vuestros conocidos y luego me lo contáis.

Saludos!

A mi la verdad no me sorprende que eso pase.
De hecho esa es una pregunta frecuente en la prueba de estado de mi pais que se hace en el ultimo año de colegio. Si fuese tan obvia no la pondrían.
y les aseguro que no será esa la pregunta mas acertada por los estudiantes, no,no,no.

Eso de "la fuerza de la mano" es super intuitivo, yo pensaba así.
cuando pateaba un balón tenía la idea de que el balón estando en el aire aún "llevaba" la fuerza que le apliqué

Otra cosa que puede pensarse es que lo cuerpos "tienen" fuerza.
"Andres tiene mas fuerza que yo"

Yo la primera vez que vi dinamica (F=ma) me hacía la pregunta de porque si un carro venía con velocidad constante (100 km/h) hacia mi, iba a sentir un golpe mucho mayor que el que sentiría si viniese a 1 km/h
pensaba que la fuerza estaba en el carro y que esa ley de newton me decía que el carro no tenía fuerza por lo que no debía hacerme nada. lo que no tenía sentido para mí.

saludos.

[arivasm]

Re: Preconceptos

Encuentro muy interesante el que aparezca en una prueba oficial como la que indicas. Gracias por compartir esa información. Mi opinión al respecto es que, como es un buen indicador de un preconcepto, es más adecuado usarla antes de la formación que como test final para la eficiencia de ésta. Entre otras razones porque es muy fácil recordar que "la respuesta buena es ésta", aunque internamente no se acabe de comprender por qué.

Saludos!

[angel relativamente]

Re: Preconceptos

¡Increíble pero cierto!
He empezado con el experimento y tienes razón arivasm. De momento un 100% (1 de 1) me han hablado de la fuerza que queda de la mano (o más bien, de la "inercia que se mantiene del impulso"). Y ahora que me acuerdo, en selectividad también ponen una prueba parecida a la que comenta Javier. En un problema de gravitación, después de varios apartados pidiéndote cosas sobre velocidad orbital, velocidad de escape y energía de un satélite, la siguiente pregunta era: ¿qué fuerzas actúan sobre el satélite? A mi este problema me cayó en un examen y me quedé con cara de "WTF?", si ya había demostrado las fórmulas de gravitación partiendo de que la única fuerza es la gravitatoria, ¿qué sentido tenía ese regalo de pregunta? Yo pensé que era trampa y escribí una cara de folio hablando de que otros astros ejercían una fuerza que era despreciable, así como otro tipo de fuerzas (electromagnética, básicamente) que también podíamos despreciar. Cuando salimos del examen comprobé la catástrofe: Un alumno había puesto dos fuerzas, de igual módulo, y dirigidas hacia el centro. Una era la gravitatoria y otra la centrípeta. De ahí que para demostrar empezásemos igualando ambas fuerzas. Otro de ellos había puesto que la fuerza resultante era tangencial, porque si no, ¿por qué no cae el satélite? Así que se puede comprobar que en 2º de bachillerato, aunque creo que sabrían responder a la pregunta del tiro vertical que has puesto, aún quedan unos "preconceptos" con los que lidiar.