La enseñanza de ciencias y matemática;desafíos para la formación docente

Contenidos de Física para

Profesores de Física

Julia Salinas

Segundo Encuentro deInstitutos Superiores de Formación Docente enCiencias Naturales y Matemática

Buenos Aires, 30 de Junio y 1° de Julio de 2008

¿Contenidos de Física?

Seis ideas fundamentales.

Thomas Moore, “Física. Seis ideas fundamentales”, Mc Graw Hill, México, 2004

Las leyes de conservación restringen las interacciones (Leyes de conservación).

Las leyes de la Física son universales (Mecánica Newtoniana).

Algunos procesos son irreversibles (Física Térmica, Mecánica Estadística).

Los campos eléctrico y magnético están unificados (Electricidad, Magnetismo, Electromagnetismo, Óptica).

Las partículas se comportan como ondas (Física Cuántica, Mecánica Cuántica).

Las leyes de la Física son independientes de los marcos de referencia (Relatividad).

Thomas Moore, “Física. Seis ideas fundamentales”, Mc Graw Hill, México, 2004

Thomas Moore, “Física. Seis ideas fundamentales”, Mc Graw Hill, México, 2004

LEYES DE CONSERVACIÓNInteracciónVectoresTransferencia de momentoPartículas y sistemasEnergíaEnergía potencialFuerza y energíaEnergía rotacionalEnergía térmicaEnergía en los enlacesPotencia, colisiones e impactosMomento angular

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LAS PARTÍCULAS SE COMPORTANCOMO ONDASOndas estacionariasNaturaleza ondulatoria de la luzNaturaleza corpuscular de la luzNaturaleza ondulatoria de la materiaHechos cuánticosLa función de ondaSistemas ligadosEspectrosComprensión de los átomosEcuación de estadoAuto funciones de energíaIntroducción a los núcleosRadiactividad

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La Física, seis ideas fundamentales…

¿Qué saber sobre ellas, como Profesores de Física?

Daniel Gil Pérez y Anna María Pessoa, “Formación del profesorado de las ciencias y la matemática”, Editorial Popular, España, 1994

El conocimiento que se produce en Física, está indisolublemente ligado con la forma en que es producido.

Esta conexión es tan medular que resulta imposible – o especialmente arduo – alcanzar una comprensión profunda de los conceptos fundamentales de la Física sin un entendimiento más o menos cabal de cómo se arriba a esos conceptos.

El Profesor de Física debe crear condiciones que ofrezcan al estudiante una guía eficaz para comprender a fondo el significado del conocimiento de la disciplina, mediante una educación cuyo foco sea el proceso de construcción de las ideas por parte de un estudiante cognitivamente activo.

Informe de la Comisión Nacional convocada por el Ministerio de Educación, 2007

Para que el Profesor pueda desarrollar apropiadamente la enseñanza, incorporando distintos enfoques y fuentes de información, fomentando el aprendizaje activo, seleccionando adecuadamente los contenidos disciplinares a tratar, necesita:

Conocer en profundidad y amplitud los conceptos, leyes, modelos y teorías de la Física. Tener una formación sólida en aspectos básicos de la experimentación científica.

La formación en Física de los Profesores debe ser intensa, rigurosa, teórica y experimental.

Para que los conocimientos de la Física no aparezcan ante los alumnos como construcciones arbitrarias, el Profesor necesita:

Conocer los problemas que originaron la construcción de los conocimientos de la Física.

En la formación en Física de los Profesores es conveniente incorporar aspectos de la Historia de la Física, para que asocien los conocimientos con los problemas que originaron su construcción.

Para contar con una importante ayuda para comprender las dificultades de los alumnos, el Profesor necesita:

Conocer las dificultades intelectuales enfrentadas en la construcción de los conocimientos de la Física.

En la formación en Física de los Profesores es conveniente incorporar aspectos de la Historia de la Física, para que identifiquen los obstáculos epistemológicos superados por la comunidad científica.

Thomas Moore, “Física. Seis ideas fundamentales”, Mc Graw Hill, México, 2004

Para terminar con la enseñanza de Física sin trabajo experimental o con prácticas tipo receta, para orientar adecuadamente las actividades desarrolladas en el aula y en el laboratorio, el Profesor necesita:

Conocer los criterios metodológicos empleados en la construcción, en la validación y en la aceptación de los conocimientos de la Física.

En la formación en Física de los Profesores es conveniente incorporar aspectos de la Epistemología de la Física, para que comprendan las características más notables de la actividad de los físicos y del saber que elaboran.

Mario Bunge, “La investigación científica”, Ed. Ariel, Barcelona, 1985

Mario Bunge, “La investigación científica”, Ed. Ariel, Barcelona, 1985

Para poner de manifiesto que el desarrollo científico se ve afectado por las circunstancias del momento histórico y que recíprocamente lo influye, el Profesor necesita:

Conocer las interacciones Ciencia-Técnica-Sociedad-Ambiente asociadas a los conocimientos de la Física.

En la formación en Física de los Profesores es conveniente incorporar aspectos de los estudios CTSA, para que adquieran una visión más humana y más realista de la Física, vinculada a valores, aproximada a la cultura humanística, relacionada con la tecnología, implicada en estudios de problemáticas con impacto social y ambiental.

Nicolás García Tapia, Historia de la Técnica, Prensa Científica, España, 1994

José Félix Tezanos Tortajada y Antonio López Peláez (Editores), “Ciencia, Tecnología y Sociedad”, Editorial Sistema, España, 1997

Para transmitir una visión dinámica de la disciplina, el Profesor necesita:

Tener algún conocimiento de los avances recientes en Física, vincular la disciplina con otras en el análisis y tratamiento de problemas.

En la formación en Física de los Profesores es conveniente incorporar los temas de frontera de la Física e incluir tratamientos interdisciplinarios de problemas de interés, para que perciban la Física como una disciplina en construcción y se involucren en procesos que demanden la incorporación de conocimientos de otras disciplinas.

José Félix Tezanos Tortajada y Antonio López Peláez (Editores), “Ciencia, Tecnología y Sociedad”, Editorial Sistema, España, 1997

Los futuros Profesores de Física deben aprender la Física como es deseable que la aprendan sus alumnos:

Con rigor conceptual, con significado y con sentido, con experimentación.

Buscando respuestas a problemas, enfrentando conflictos cognitivos, construyendo conocimiento.

Con rigor metodológico, con actividades educativas acordes con la metodología científica.

Influenciada por el contexto e influyente sobre la sociedad y el medio ambiente, vinculada a la Tecnología, con valores, controversias y tomas de decisión.

Viva, en crecimiento, perfectible (y por tanto, provisoria).

Vinculada a otras disciplinas en el tratamiento de problemas relevantes.

Gerald Holton y Stephen Brush, “Introducción a los conceptos y teorías de las ciencias físicas”, Ed. Reverté, España, 1984

¿Contenidos de Física para un Profesor de Física? Los conocimientos elaborados en la Física. Construidos a través de un abordaje que integre:

Conceptos, leyes, modelos y teorías de la Física.

Experimentación coherente con la científica.

Historia de la Física.

Epistemología de la Física.

Estudios CTSA.

Literatura asequible actualizada en Física.

Incorporación de conocimientos de la Física a la resolución de problemas multidisciplinares.

Los Profesores debemos aprender más y mejor la Física, para poder enseñarla mejor.

Desde la Investigación Educativa en Física se aporta a una comprensión de lo que significa aprender “más” y “mejor” la Física.

Contribuciones como las planteadas en esta exposición deben incorporarse a los debates que definirán los contenidos de Física que deben aprender los Profesores.

En la formación de los Profesores es imprescindible superar las visiones que reducen los contenidos de la Física a la lógica de su estructura conceptual.