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Ciencia & Tecnología

Prototipos facilitarían enseñanza de fenómenos físicos

A partir de dos modelos físicos didácticos de enseñanza mediante experimentación activa se visualizaron dos fenómenos físicos inobservables: la dilatación térmica, y el magnetismo, o fuerzas magnéticas.

Palmira, 07 de octubre de 2019Agencia de Noticias UN-

Este juego interactivo permite diferenciar los materiales y objetos magnéticos de los que no lo son. Fotos: César Augusto Medina Mosquera

El 49 % de colombianos de 15 años no está a la altura de los conocimientos mínimos en ciencias, según las Pruebas PISA.

El laberinto consiste en atravesar con una esfera de imán el recorrido, evitando chocar contra materiales magnéticos.

El 66 % de los estudiantes no alcanzaron los puntajes mínimos en el área de matemáticas en las últimas Pruebas PISA.

El dilatómetro permite observar cómo un material determinado se expande por la exposición a temperaturas altas.

Antes de interactuar con los modelos físicos didácticos se implementó un diagnóstico a los estudiantes.

Tales prototipos, probados con estudiantes de 10° grado de la Institución Educativa Técnico Ambiental Fernández Guerra, de Santander de Quilichao (Cauca), fueron elaborados en el Laboratorio de Mecanización Agrícola de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira por el profesor César Augusto Medina Mosquera, en su tesis de la Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales de la Institución.

El primer fenómeno escogido, de dilatación térmica, ocurre cuando existe un aumento de longitud, volumen o alguna otra medición métrica en un cuerpo físico, causada por el aumento de temperatura. Ocurre, por ejemplo, con el agrietamiento del cemento en las vías, el mercurio del termómetro y el aumento del tamaño de las ruedas de los carros, entre otros.

Para este fenómeno, el magíster diseñó un dilatómetro de acero inoxidable dividido en dos partes: un soporte para encajar el material que quiere dilatarse ubicado encima del suministro de calor, y un mecanismo de medición que se desplaza según la dilatación del material sometido a altas temperaturas. El equipo cuenta con muestras intercambiables de varillas de cobre, bronce, aluminio, acero inoxidable, acero de bajo carbono y acero de construcción.

En la prueba piloto con los estudiantes se sometió una barra de acero al calor de la llama llevando a la aguja que marca la elongación a desplazarse y registrar un número en el sistema de medición como efecto de la dilatación. Cuando se cierra el gas que genera la llama, la aguja empieza a descender, denotando que la varilla de acero se está contrayendo.

El otro fenómeno, el magnetismo, ocurre por las propiedades que tienen algunos materiales y que provoca una atracción entre ciertos elementos, como el caso de objetos decorativos adheridos a las puertas de las neveras, o cuando la brújula se mueve según el campo magnético de la Tierra.

En este caso se diseñó un equipo de magnetismo realizado en acrílico, que cuenta con una pantalla de fuerzas magnéticas para diferenciar en forma y fuerza diferentes imanes, un juego interactivo para conocer materiales y objetos magnéticos, y un laberinto para diferenciar entre materiales magnéticos y no magnéticos.

La pantalla de fuerzas magnéticas está dividida en dos partes: por debajo se dispone de diferentes tipos de imanes, y encima, separados por una lámina, se rocía limadura de hierro para comprobar el comportamiento de los imanes. Esto permite apreciar cómo se forman las líneas del campo magnético que cambian según la forma del imán y del material en que fue construido.

Por su parte, el juego es un tablero dividido en varios contenedores, en cada uno de los cuales se ubican diferentes materiales metálicos. Con un lápiz gigante que cuenta con un imán en la punta, se determina cuál elemento es magnético. Para el caso del laberinto, se atraviesa con una esfera de imán, y para completar el recorrido se evita chocar contra materiales magnéticos porque la esfera quedará inmovilizada por la fuerza de atracción.

Bajos conocimientos

El reporte del Programa para la Evaluación Internacional de Alumnos-Pruebas Pisa más reciente (2015), mostró que el 49 % de los colombianos de 15 años no está a la altura de los conocimientos mínimos en ciencias. Una situación similar ocurre con el 66 % de aquellos que no alcanzaron los puntajes mínimos en el área de matemáticas.

“Aunque en los discursos se mencione la importancia de introducir en el aula metodologías innovadoras de aprendizaje, en su práctica la escuela insiste en el modelo convencional de enseñanza por transmisión-recepción en todas las áreas, estrategia que evidentemente no responde a las demandas del mundo actual”, comentó el docente.

“La prueba piloto evidenció algunos logros cognitivos preliminares, en términos de aproximación comprehensiva a los fenómenos en cuestión, ya que su visualización en tiempo real les permitió describir lo que estaba ocurriendo y les posibilitó especular interpretaciones de su comportamiento”, concluyó el profesor Medina.

(Por: Fin/CAVL/MLA/LOF
)
N.° 768

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