LA SIMULACIÓ, UNA BONA EINA PER A … · Hi ha programes que simulen laboratoris de Ciències com...

LA SIMULACIÓ, UNA BONA EINA PER A

L’APRENENTATGE SIGNIFICATIU?

Alícia Serra i de Larrocha Curs 2005-2006

La simulació, una bona eina per a l’aprenentatge significatiu?

INDEX

2


1 Introducció................................................................................ 3

1.1 Antecedents del tema objecte de l’estudi................................ 4

1.1.1 Els ordinadors i els softwares didàctics........................ 4

1.1.2 Idees actuals més rellevants en Didàctica..................... 6

1.1.3 L’ensenyament-aprenentatge de la Física..................... 13

1.1.4 Les simulacions......................................................... 17

1.2 Explicació del tema............................................................... 28

1.3 Objectius i resultats proposats...............................................

29

2 Treball dut a terme ................................................................. 30

2.1 Pla de treball....................................................................... 30

2.2 Metodologia emprada .......................................................... 30

2.2.1 Fase de documentació............................................... 30

2.2.2 Fase d’anàlisi i selecció de les simulacions d’IP 31

2.2.3 Fase de treball individual amb alumnes........................ 34

2.2.4 Fase d’elaboració de la unitat didàctica amb simulacions 36

2.2.5 Fase d’implementació de la unitat didàctica i

d’observacions ........................................................37

2.3 Descripció de l’estudi.......................................................... 39

2.3.1 Documentació per a conèixer l’estat de la qüestió.......... 39

2.3.2 Anàlisi i selecció de simulacions................................. 39

2.3.3 Treball individual amb alumnes................................... 40

2.3.4 Elaboració d’una unitat didàctica amb simulacions......... 54

2.3.5 Implementació de les simulacions............................... 62

2.4 Descripció dels recursos utilitzats........................................... 67

3 Resultats obtinguts.................................................................. 68

3.1 Idees claus sobre l’aprenentatge amb simulacions.................... 68

3.2 Estudi de les simulacions d’Interactive Physics......................... 69

3.2.1 Anàlisi de les simulacions d’IP per l’ESO....................... 69

3.2.2 Selecció de simulacions d’IP per l’ESO.......................... 72

3.3 Treball individual amb alumnes entorn a una seqüència de 76

3


simulacions.........................................................................

3.3.1 Anàlisi dels treballs individuals adreçats a construir

significativament el Principi d’inèrcia ...........................76

3.3.2 Resultat de les entrevistes.......................................... 82

3.4 La unitat didàctica amb simulacions....................................... 83

3.5 Algunes observacions fetes als instituts ................................. 83

3.5.1 Modificació de simulacions a partir de l’observació......... 83

3.5.2 Com evolucionen els models conceptuals dels alumnes

a partir d’una forma de treball amb simulacions?..........86

3.5.3 Com han canviat unes concepcions científiques d’uns

alumnes abans i després d’aplicar la unitat didàctica.....90

3.5.4 Observacions fetes a l’aula d’informàtica...................... 94

3.5.5 Altres observacions................................................... 94

4 Conclusions 96

5 Relació dels materials continguts en els annexos.................... 99

6 Bibliografia comentada............................................................ 100

Annex I

Una introducció al moviment amb simulacions........................ 1-38

Algunes simulacions de 4t d’ESO........................................... 39

Annex II

Entrevista.......................................................................... 1-85

Fotos de simulacions............................................................ 1-4

Transcripcions de les entrevistes........................................... 5-30

Anàlisi de les entrevistes...................................................... 31-73

Parts més destacades de l’anàlisi.......................................... 73-85

Anàlisi de les simulacions d’IP 86-118

Observacions...................................................................... 119

Materials diversos (Fotos, guies d’alumnes recollides a classe )131

1. INTRODUCCIÓ

4


Amb l’arribada de les noves tecnologies als instituts i a les escoles s’ha obert

la possibilitat de alleugerar els problemes que té plantejats l’ensenyament en

general, i a l’ ESO en particular, com ara són: les dificultats per assimilar conceptes

i per desenvolupar les habilitats procedimentals;els diferents ritmes

d’aprenentatge, i el gran desinterès per a l’activitat acadèmica en general.

La majoria dels alumnes empren l’ordinador amb molta destresa i això fa

que la utilització d’aquesta eina els sigui engrescadora. Les simulacions assistides

per ordinador ofereixen als estudiants una oportunitat d’experimentar i explorar

una àmplia gamma de situacions, objectes, fenòmens i representacions de models

científics, dins de les aules i de les seves llars. Per aquest motiu introduir les

simulacions a les aules pot fer que l’aprenentatge resulti més atractiu i més

significatiu.

Les simulacions poden ser una eina molt potent per ajudar a l’estudi dels

fenòmens naturals i dels conceptes abstractes i per tant, és una bona alternativa a

l’estudi convencional de les Ciències. Ara bé, “aquestes tecnologies no milloren per

si mateixes de forma automàtica la manera d’educar els nostres estudiants, ni els

prepara millor per enfrontar-se al món actual. “Sense un enfocament pedagògic

adequat, aquestes mateixes tecnologies podrien tenir un efecte negatiu”1. En

conseqüència, cal conèixer sota quines condicions les simulacions poden ser eines

per un aprenentatge eficient.

A partir d’aquestes idees generals l’objectiu d’aquest treball ha estat

respondre a la pregunta següent; quines condicions afavoreixen que una simulació

sigui una bona eina d’aprenentatge adaptable a la diversitat d’alumnes d’una

classe?

Per respondre aquesta pregunta s’ha fet una recerca teòrica, basada en un

estudi bibliogràfic, per tal de conèixer l’estat de la qüestió sobre simulacions. La

part pràctica del treball s’ha limitat a l’ESO, a la disciplina de Física (cinemàtica i

dinàmica) i al programa Interactive Physics. Durant aquesta etapa s’han analitzat i

seleccionat simulacions adients de IP, s’han programat diverses simulacions amb

les respectives guies, s’ha elaborat una unitat de cinemàtica amb simulacions per

2n ESO i posteriorment s’ha implementat la unitat en dos centres de secundaria. Al

mateix temps s’han fet algunes observacions de com treballen els alumnes i les

alumnes les simulacions, tan col·lectiva com individualment. I conclou aquest

treball amb tres entrevistes a l’entorn d’una seqüència de simulacions , amb

alumnes de diferents ritmes d’aprenentatge, amb la finalitat de veure si les

simulacions poden ajudar a que l’aprenentatge d’un concepte sigui significatiu .

1 Gil, S. Nuevas tecnologias en la Enseñanza de la Física

5


La col·laboració d’ Àngel Fontanet en la programació d’alguns exercicis de

simulacions de Cinemàtica i els aclariments dels dubtes que anaven sorgint a

mesura que es programaven simulacions amb l’ Interactive Physics, ha complert,

en part, el treball en equip que es va anunciar en la presentació del projecte.

1.1 ANTECEDENTS DEL TEMA OBJECTE DE L’ESTUDI (L’ESTAT

DE LA QÜESTIÓ)

1.1.1 ELS ORDINADORS I ELS SOFTWARES DIDÀCTICS

1.1.1.1 Història de les simulacions informatitzades

La història de la utilització dels ordinadors a l’aula és relativament recent. No fa

menys de 25 anys que es va començar a explorar seriosament aquest camp dins

de la didàctica.2

Els físics han estat utilitzant computadores des de fa un quants anys . En els

anys seixanta calia perforar targetes i esperar hores i dies fins que a través del

programa Fortran s’aconseguia executar l’operació. A partir dels anys 80 les

supercomputadores han fet possible que la capacitat de processar informació s’ha

tornat més fàcil i accessible.

A finals dels anys 50 es comença a utilitzar simulacions a USA, òbviament

sense un suport informàtic. En els anys 60 es fan populars, però posteriorment el

seu us va declinant amb l’arribada de les proves d’habilitats bàsiques; però cap als

anys 80 es tornen a implantar.

Edwards F. Redish explica com al voltant de 1983 van arribar els primers softwares

de simulació de Física per a la docència a la Universitat de Maryland. Aquests

softwares tractaven els estudiants com si fossin professors de física. S’assumia que

comprenien les idees bàsiques i tractaven de trobar noves formes d’expressar el

que ja sabien.

En 1988 E.F. Redish, J.M. Wilson i M. Donald varen redactar el manifest

M.U.P.P.E.T. fruit de les seves experiències sobre la utilització de l’ordinador a l’aula

i al laboratori. Era un projecte de Física i Tecnologia educativa on s’explorava la

construcció d’entorns de programació modulars per a estudiants utilitzant fulls de

càlculs, simulacions i possibilitant la realització pels estudiants de projectes

d’investigació.

2 E.F. Redish. Prólogo a los Fislets. F.Esquembre i altres. Físlets.

6


En la conferència de Física Computacional per estudiants de Llicenciatura en

el Davidson College (1991), cada participant havia de portar un software i material

curricular per a compartir. Els assistents varen contribuir amb petits programes

fabricats per ells. Tot apuntava que la revolució educacional basada en el

computador havia arribat; però no va ésser així, la comunitat educativa va adoptar

molt poc del software d’aquesta conferència. Les possibles causes d’aquest fracàs

caldria apuntar-les, per una banda, en els editors, els quals no eren partidaris

d’integrar l’ús dels ordinadors en els principals textos educatius perquè es

quedaven obsolets, tot just, després de la seva publicació. El ràpid

desenvolupament dels hardwares i dels sistemes operatius dificultava als autors del

software la producció de material curricular. Per una altra banda, el professorat

fugia d’invertir temps i l’energia necessària per superar aquests obstacles i la

investigació sobre l’eficàcia de l’ensenyament basada en les simulacions era més

aviat escassa . Curiosament, la sèrie Berkeley de Física, anterior al congrés de

1991, s’utilitzava i s’utilitza tot i que la pedagogia és obsoleta.

1.1.1.2 Programes de simulació

A partir de 1993 apareix el projecte CUPS i la seva extensió CUPLE on es

creen entorns d’aprenentatge totalment modulars que actualment s’utilitzen en el

denominat Studio Physics. El mètode Fislets i el servidor Web Physics del Davidson

College són descendents directes d’aquests projectes. L’ús del llenguatge de

programació Java i de Java Script utilitzat en els Fislets fa que sigui fàcil d’adaptar

aquells que ja existeixen i de crear d’altres nous. Els Fislets simulen processos, es

poden fer tests i qüestionaris de tot tipus i permeten interactivitat.

Un altre programa interessant semblant als Fislets és “Interactive

Physics” (IP) el programa es desenvolupa a USA des de l’any 1989, i es d’àmplia

utilització en aquell país. És una eina fàcil d’utilitzar que permet dissenyar

simulacions amb gran rapidesa i modelitzar. Simula principalment fenòmens

mecànics i alguns electrostàtics i és interactiu com el Fislet. Té un llenguatge propi.

En el programa Modellus es poden generar les própies simulacions de

fenòmens físico-químics i permet utilitzar les matemàtiques.

Hi ha programes que simulen laboratoris de Ciències com el Cocodrile i

Chemlab.

El programa XYZET (a simulation program for physics teaching) ha estat

dissenyat com a suport de l’ensenyament de la física. Té la peculiaritat que és en

3D i pot estar controlat pel Java applets. Es pot tractar la mecànica i l’electricitat.

7


S’ha desenvolupat un complet curs de mecànica. Ha estat aplicat a classe i ha

resultat efectiu. I el programa Newtonlab en 3D molt útil en tecnologia.

1.1.1.3 Revistes, congressos i associacions

Actualment en els congressos que hi ha d’ensenyament solen haver diverses

ponències sobre multimèdia i concretament sobre simulacions. Les nombroses

revistes dedicades a la Didàctica de les Ciències sovint hi dediquen articles com

l’European Journal of Physics, International Journal of Science Education, Joournal

of Research in Science Teaching, Amercian Journal Physics , etc. En el nostre país

parlen sovint de simulacions: Enseñanza de las Ciencies, Alambique, La revista del

Crecim, etc. Fins i tot s’han creat revistes com el “Journal of Educational

multimedia”, Journal of computers in Science Education i associacions com

“Association for the advancement of computing in Educations “ dedicades

exclusivament a aquest tema.

Tot això posa de manifest el paper rellevant que tenen les simulacions en la

didàctica de la Ciència actualment.

Actualment un percentatge molt alt de les llars tenen ordinador i d’aquí a

poc, tots els infants l’hauran utilitzat . Això comporta una altra forma d’educar. El

professorat ha de comprendre les noves formes de pensar i els seus estils

d’aprenentatge.

L’activitat d’ensenyar física s’està convertint en l’activitat d’una comunitat

cada vegada més àmplia on tots aprenen dels altres, gràcies a la informació que es

manega i distribueix i també que actualment es disposa de tecnologies claus que

superen la prova del temps.

1.1.2 IDEES ACTUALS MÉS RELLEVANTS EN DIDÀCTICA

La frase de S.Gil serà l’eix vertebrador d’aquesta recerca. “ La utilització de les

simulacions no sempre produeix l’efecte desitjat si no hi ha un enfocament

pedagògic adequat”.

Com a conseqüència cal tenir present quin ha d’ésser aquest enfocament

per tal que la utilització de les simulacions doni com a fruit un aprenentatge

significatiu.

En aquest apartat es farà una síntesi dels aspectes didàctics més rellevants

de la didàctica actual i que cal tenir en compte a l’hora d’analitzar, seleccionar,

programar i implementar les simulacions.

8


Part d’aquestes idees han estat extretes dels documents de N. Sanmartí 3,

on hi ha reflectides les idees més importants dels grans especialistes en didàctica i

les seves reflexions com a conseqüència de l’experimentació portada a terme.

1.1.2.1 Idees que cal tenir en compte

El constructivisme reconeix que cada alumne construeix el seu coneixement

en el procés d’ensenyament- aprenentatge.

En aquest procés d’ensenyament-aprenentatge juguen un paper molt

important les idees prèvies de l’alumnat (que és coneix també amb el nom

d’idees alternatives o preconceptes), les formes de raonament, les seves

vivències personals i la seva interacció amb el medi.

Els/les alumnes quan s'enfronten als nous continguts generalment ja tenen

un model teòric inicial que s’han construït en l’experiència escolar prèvia,

familiar, social, etc., per aquest motiu es parla de l’ensenyament com un

procés que permet l’evolució del pensament espontani o preconceptes. La

classe de Ciència ha de contribuir a superar aquestes idees alternatives

construint un coneixement més complex i elaborat tot respectant la cultura

inicial

El constructivisme dinàmic admet que existeix una membrana entre

l’interior i l’exterior al subjecte semblant a la que existeix entre ensenyar i

aprendre. Aquesta membrana és impossible de travessar, tot i que és

suficientment flexible per tal que el subjecte pugui aprendre des de les

seves interaccions amb el medi (Pozo, Scheuer 1999) i així regular el seu

aprenentatge.

Si es vol atendre a la diversitat s’ha d’adequar el procés didàctic als

progressos d’aprenentatge observats en els estudiants, és a dir cal

diferenciar l’ensenyament (Perrenoud 1991).

1.1.2.2 L’avaluació com a regulació

L’avaluació proporciona la informació de les necessitats de cada alumne, per poder

adequar les activitats d’ensenyament. Aquesta avaluació cal fer-la inicialment

(predictiva), durant (formativa) o finalment (sumativa). L’objectiu final és millorar

l’aprenentatge.

3 Documents

9


L’avaluació inicial o predictiva informa sobre les idees alternatives i el

procediments intuïtius i el hàbits dels estudiants.

L’avaluació formativa serveix per conèixer els problemes que tenen els alumnes i

així adaptar el procés didàctic. És reguladora

Segons Allal (1988) la regulació formativa pot ser: interactiva, retroactiva i

proactiva.

▪ Regulació interactiva : les interaccions de l’alumnat amb els continguts a

través del material didàctic, amb el professorat i amb els seus companys

donen les pautes de les activitats d’aprenentatge que cal seguir.

▪ Regulació retroactiva: es programen activitats de reforç després d’una

avaluació puntual al final de la seqüència per corregir els errors.

▪ Regulació proactiva : és la fase de consolidació i aprofundiment.

L’avaluació sumativa realitzada al final del procés i té com a finalitat veure si s’han

assolit els objectius i en quina mesura.

En resum com diu Neus Sanmartí cal “crear un marc teòric en el qual,

ensenyament, aprenentatge i avaluació siguin tres discursos coincidents”.

1.1.2.3 L’ autorregulació

Des de una perspectiva tradicional la regulació és essencialment de l’ ensenyant

això implica un alt cost pel professorat. Cal promoure estratègies complementaries

que facilitin l’autorregulació.

L’autorregulació per part de cada estudiant i la regulació a partir de les

interaccions entre l’alumnat són dos pilars fonamentals en què es sustenten la

regulació contínua. La regulació dels aprenentatges, de manera progressiva és

responsabilitat de l’alumne.

Aquesta regulació formadora (Bonniol 1981, Nunziati 1990) es fonamenta

en la teoria de l’activitat de l’aprenentatge basats en els treballs de l’escola

soviètica (Talizina 1988)

La autorregulació d’ ordre metacognitiu pretén bàsicament (Perrenoud

1991) formar els alumnes en la regulació dels seus propis processos de pensament

i aprenentatge.

1.1.2.4 El cicle de l’aprenentatge

10


Proposat ja fa anys per Karplus i al. (1977) a partir d’idees basades en les teories

piagetianes, i amb algunes modificacions proposades per Jorba i Sanmartí (1994),

continua proporcionant un marc adequat per ajudar a concretar a l’aula el munt de

restriccions que una reflexió seriosa imposa sobre l’aprenentatge de les ciències

perquè sigui eficaç. El cicle sembla capaç d’integrar la idea d’activitat (procedent de

la teoria de l’activitat) amb la resta d’elements a tenir en compte a l’aula: objectius,

continguts, transposició didàctica dels continguts, models i representacions,

evolució d’aquests models, verbalització i escriptura d’actuacions, raonaments i

conclusions, valors a desenvolupar, etc.

Les activitats d’aprenentatge s’organitzen en seqüències relacionades entre elles.

Cada seqüència comprèn les següents fases:

Fase d’exploració

Cal partir d’una situació real, concreta i simple. Els estudiants se situen en la

temàtica objecte d’estudi. Identificant o reconeixent el problema plantejat,

formulant els seus propis punts de vista. En aquesta etapa l’alumne ha de conèixer

quin és l’objectiu de l’aprenentatge i també la seva utilitat. Al professor li servirà

per saber quines són les idees alternatives dels alumnes. Des del punt de vista de

l’atenció a la diversitat aquesta fase és molt important ja que serveix per la

diagnosi de les situacions de cada alumne i també del conjunt de la classe. El

professor pot conèixer el llenguatge que utilitzen, els raonaments que fan i l’actitud

que tenen respecte al tema.

Fase d’introducció de continguts i del conflicte sociocognitiu

Es proposen activitats orientades a la construcció o reconstrucció de nous

aprenentatges o punts de vista per part dels alumnes que són guiats pel professor.

Els models constructivistes creien que en aquesta fase havia de produir-se el canvi

conceptual o una reestructuració de les idees prèvies dels alumnes (Driver 1988).

Avui dia es considera que l’alumne/a identifiqui noves formes de mirar,

d’interpretar els fenòmens o de modelitzar-los (Arcá 1990) i que reconegui els

diferents punts de vista. En realitat el canvi conceptual es produeix molt poques

vegades i no sempre coincideix en el procés d’aprenentatge.

“Les activitats que es consideren en aquesta fase són aquelles que afavoreixen la

confrontació entre les diverses maneres de mirar els fenòmens i de pensar sobre

ells, l que possibiliten la reorganització de les experiències i de les explicacions

donades pels estudiants, que proporcionen instruments d’anàlisi de les experiències

i informacions, que promouen la identificació de noves analogies, que faciliten

11


verbalitzar les característiques que permeten decidir que un objecte o fenomen és

part d’un concepte o està relacionat amb ell, o les operacions que es deuen

efectuar per resoldre una tasca” (Sanmartí N.)

Cal partir de situacions concretes, analitzar per parts i utilitzar llenguatges

cada vegada més abstractes.

Fase d’estructuració del nou coneixement

En aquesta fase el professor hauria de reconèixer els "ajustaments " de

cada alumne/a en la construcció dels nous aprenentatges. Així l’alumne hauria d’

utilitzar els instruments i tècniques formals que habitualment utilitzen les diferents

disciplines. Aquests instruments han d’estar relacionats amb les preguntes o els

problemes que s’ han presentat al estudiant inicialment.

Fase d’aplicació del nou aprenentatge

Per tal que l’aprenentatge sigui significatiu cal que confronti les experiències

adquirides amb les noves situacions. Serà interessant que comparin els seus punts

de vista inicials amb els finals per tal que puguin reconèixer el seu progrés

d’aprenentatge.

En aquesta etapa el/la professor/a pot adaptar, canviar, suggerir i

replantejar els continguts conceptuals, procedimentals i actitudinals. Els alumnes

s'haurien de plantejar altres situacions on es posi de manifest la continuïtat de la

reflexió dels coneixements adquirits.

Des del punt de vista de l’atenció a la diversitat es pot diversificar:

▪ Les situacions o contextos en els quals s’apliquin els nous coneixements.

▪ El grau de complexitat de les situacions seleccionades. 4

En resum, es pot dir que en el procés d’ensenyament-aprenentatge, caldrà tenir

molt presents els aspectes següents:

▪ La seqüènciació del procés didàctic.

▪ L’avaluació continua, per poder veure en quin moment l’alumne/a no

segueix el tema i així poder actuar per tal que superi les dificultats.

4 S’han desdoblat algunes simulacions per convertir-les en dues de nivells diferents.

12


1.1.2.5 Contextualització

“Podem dir que contextualitzar la ciència és relacionar-la amb la vida quotidiana

dels estudiants i fer-los veure l’interès que pot tenir en les seves vides en els

aspectes personals, professionals, i socials”.5

La contextualització està molt relacionada amb una nova manera d’ensenyar, que

consisteix a relacionar la ciència amb la tecnologia i la societat (CTS). Hi ha dues

maneres d’ enfocar-ho: bé partint dels conceptes per interpretar i explicar el

context o bé partir del context per introduir i desenvolupar els nous conceptes.

Aquest últim enfocament és el que s’està utilitzant en les reformes currículars de

molts països. S’aconsella utilitzar-lo perquè motiva més l’alumnat en general.

Els conceptes científics sorgeixen de situacions problemàtiques (Toulmin) i en

conseqüència Chamizo i Izquierdo proposa un ensenyament de les ciències basat

en el plantejament i resolució de problemes. La ciència racional és sempre una

ciència en context perquè així és com funciona la ment humana i també la de la

comunitat científica. És important el coneixement de l’entorn proper a l’alumnat, ja

que en ell es troba amb problemes que els interessa i es produeix una motivació

real.

Els alumnes han de ser capaços d’identificar problemes en el seu entorn. “Creiem

que el que pot garantir que la classe sigui l’àmbit en el qual es gestiona l’incipient

pensament científic dels alumnes és la presentació de problemes que l’alumnat pot

arribar a resoldre autònomament perquè parteixen de preguntes amb sentit per les

seves pròpies vides i interessos” (Guidoni 1985).

Aquest ensenyament és fonamentalment actiu, fruit del treball dels alumnes, que a

mesura que van actuant van construint el seu propi coneixement.

1.1.2.6 Modelització

El terme modelització té diferents significats segons el context utilitzat:

modelització científica, modelització interna, programa de modelització.

Modelització científica

La comunitat científica sempre ha intentat explicar els fenòmens de la naturalesa, i

això s’aconsegueix buscant lleis i normes que permeten explicar i predir fenòmens

específics. L’objectiu final és un model teòric conegut amb el nom de model

científic.

5 A. Caamaño. “Contextualitzar la Ciència” p.5

13


Modelització interna

L’objectiu final en l’aprenentatge d’un concepte per part de l’alumnat és la

construcció d’un model intern. La modelització interna és el procés pel qual els

alumnes estructuren, de manera inconscient, el seu coneixement i integren els

nous conceptes i idees.

El model és vàlid si és capaç d’interpretar la realitat i és coherent amb

qualsevol altre model anterior.

La informació que reben no sempre s’assimila ràpidament. Així doncs,

l’aprenentatge no és un procés sobtat. Aquest procés de modelització interna

requereix més o menys temps depenent del model científic explicat, del

coneixement previ dels alumnes i de la pròpia dificultat del model.

El programari de modelització

És una aplicació informàtica que permet a l’usuari crear un model que

representi virtualment algun aspecte de la realitat.. Les aplicacions informàtiques

més importants són el programari Modellus, citat anteriorment , el Coach i el Vnr.

El model escolar, és a dir, els conceptes necessaris per a la interpretació de

fenòmens i les relacions entre els conceptes i els fenòmens, les fórmules i les

imatges utilitzades per representar el model ha de ser necessàriament progressiu.

R.Pintó (2006)6

Tasca del professoratAPRENENTATGE

Realitat

Procés de l’alumne

(modelitzacióinterna)

Modelsmen talsModels

men tals

Al llarg del procésd’aprenentatge

Models men tals ca da v egada més propers al s

mo dels cien tífics

Models men tals ca da v egada més propers al s

mo dels cien tífics

Procés delscientífics

(modelitzaciócientífica)

Modelscientí ficsModels

cientí fics

Al llarg de la història de la ciència

Models cie ntí ficsmés elab orats i

refinats

Models cie ntí ficsmés elab orats i

refinats

1.1.2.7 Quines avantatges té aplicar el model constructivista?

6 Conferència sobre simulacions per professors formadors.

14


▪ Genera un clima agradable, lliure de coaccions i autoritarisme a la classe.

▪ Afavoreix la creativitat dels alumnes i del professor.

▪ Facilita la planificació de les classes i els recursos d’aprenentatge.

▪ Respecta les diferències individuals dels alumnes i l’atenció a la diversitat.

▪ Fomenta el treball en equip, la discussió, l’argumentació i el protagonisme

dels/de les alumnes.

▪ Estimula estratègies d’avaluació.

.

1.1.3 L’ENSENYAMENT-APRENENTATGE DE LA FÍSICA

L’American Association of Physics Teachers* en una editorial a l’any de la Física es

lamentava que els avenços tan importants que s’han produït en el món de la Física

no s’han vist acompanyats per uns avenços en l’ensenyament - aprenentatge

d’aquesta disciplina; però també reconeix que per una altra banda s’han fet grans

esforços per part de la comunitat investigadora en Didàctica de la Física (PER) i per

nombrosos professors d’aquesta disciplina que han tingut com a repte implementar

el nous mètodes d’aprenentatge recercats amb èxit.

Diversos estudis han detectat una àmplia bretxa entre els objectius de molts

professors ancorats a les formes tradicionals d’ensenyar i els nivells de comprensió

conceptuals que assoleixen molts alumnes. És important establir connexions entre

el PER i la comunitat educativa tradicional i de fet s’estan començant a fer en molts

països aquestes connexions, concretament en el nostre país hi ha vincles, per

exemple, entre la UPC, el CRECIM i el CDECT, entre professors de determinats

instituts i aquests organismes. L’ associació de professors de Física i Química, la

branca de Ciències de l’ Institut d’Estudis Catalans i des del Departament

d’Ensenyament s’estan fent grans esforços perquè arribin a la comunitat educativa

les noves maneres d’enfocar l’ensenyament.

1.1.3.1 Didàctica de la Física

En el procés de formació d’un concepte cal una etapa on és fonamental diferenciar-

lo dels altres conceptes que tenen relació amb ell, és a dir “la diferenciació

progressiva. Entre el professorat és freqüent no realitzar aquesta diferenciació,

cosa que moltes vegades condueix a una formació ambigua i confosa dels

conceptes.

15


El professorat angoixat per l’amplitud dels programes no dedica suficient temps a

l’aclariment del significat de les idees bàsiques. Limitant-se en molts casos a la

memorització de fórmules i l’aplicació mecànica en diferents exercicis tipus.

Es dedica poc temps a activitats qualitatives d’anàlisis de diferents situacions. M.

Izquierdo (2006)7 indicava que l’alumne, davant d’un fenomen, hauria de

preguntar-se: què tenim? què fem? què passa? per què passa? què hauríem de fer

per tal que passés una altra cosa? 8

Com ja s’ha mencionat abans, en el procés d’ensenyament- aprenentatge tenen

una importància crucial les idees prèvies dels alumnes. Aquestes idees poden

interferir negativament en aquest procés. Cal conèixer quines són. Sobretot

aquelles que sovint es repeteixen.

1.1.3.2 Preconceptes de cinemàtica i dinàmica

En la recerca que es farà s’introduiran conceptes i procediments de cinemàtica i de

dinàmica. Per això cal buscar aquelles idees alternatives que poden tenir els

alumnes per tenir-les en compte a l’hora d’analitzar, seleccionar o programar

simulacions.

Estudis fets per Hierrezuelo- Montero (1989) i Driver (1989) posen de

manifest el grau de generalització de les concepcions alternatives. Es troben les

mateixes explicacions en cultures i edats molt diferents i fins i tot en alguns casos

entre les idees dels estudiants i les explicacions donades en altres moments de la

història.

A continuació es farà un resum de les idees que s’observen en els alumnes

en el tema de cinemàtica i dinàmica que són els temes escollits en aquesta

recerca9.

Preconceptes de cinemàtica:

▪ En cinemàtica hi ha confusió entre els conceptes posició, trajectòria,

desplaçament, espai o distància recorreguda.*

▪ En la interpretació de gràfiques confonen la representació de la dependència

posició-temps amb la forma de la trajectòria. *

▪ Obliden amb facilitat que la velocitat és funció de les variables posició i

temps. Fins que no tenen la capacitat de considerar simultàniament l’efecte de

7 Contextualitzar i Modelitzar. Conferència per a professors formadors.8 S’ha tingut en compte en el treball amb alumnes.9 Hierrezuelo, J. Montero A. La ciencia de los alumnos.* S’ha tingut en compte en seleccionar i programar simulacions.

16


les dues variables l’alumne no pot comprendre el concepte de velocitat. És

possible que en els primers anys de secundària confonen velocitat i posició.*

▪ Els costa acceptar el caràcter vectorial de la velocitat.

▪ En el llenguatge quotidià es confon l’acceleració amb anar de pressa, és a dir

el d’acceleració es confon amb velocitat. Això és degut que no diferencien

entre velocitat i variació de velocitat, i que no tenen en compte que

l’acceleració depèn de la variació de la velocitat i de l’interval de temps.*

▪ No és fàcil que tinguin en compte el caràcter vectorial de l’acceleració.

▪ Tenen dificultat a realitzar anàlisis qualitatius de les situacions físiques.

▪ Els costa interpretar el signe de l’acceleració.

▪ La composició de moviment és un altre aspecte problemàtic en els estudiants

de cinemàtica

▪ No assumeixen que un moviment és diferent segons sigui el sistema de

referència escollit. Pels alumnes existeix un sistema de referència privilegiat

que és aquell centrat en el propi observador, generalment en repòs respecte

la Terra i solidari amb aquesta. Tot i que l’alumne admet diferents sistemes de

referència, per ell, segueix existint un moviment vertader. 10

La cinemàtica s’enfoca moltes vegades més com un tema de matemàtiques

aplicades que com un tema de física. És freqüent que es dediqui molt poc temps a

la definició dels conceptes i la major part del temps s’utilitzi en la resolució

d’exercicis d’ aplicació de les fórmules del moviment. És fonamental establir

relacions entre les magnituds i el que representen.

Preconceptes de Dinàmica

▪ S’associa l’esforç físic amb la idea de força.

▪ Les forces depenen de la configuració del sistema.

▪ Confonen força amb energia

▪ Les forces no les consideren com la mesura d’una interacció sinó com alguna

cosa que resideix en l’interior dels cossos. Sovint apliquen les forces en el cos

que les fa no en el que la rep.

▪ Generalment només identifiquen una força de la parella que hi ha en tota

interacció.

▪ Si consideren la parella de forces (acció i reacció) les apliquen les dues en el

mateix cos.

10 S’ha tingut en compte en programar i seleccionar simulacions* “ “ “ “ “

17


▪ De vegades consideren que la parella de forces tenen valors diferents.

▪ Relacionen força amb moviment.

▪ Creuen que totes les forces són de contacte.

▪ Associen els verbs llançar i empènyer amb força, però no el de sustentar.

▪ Sovint els/les alumnes no relacionen el pes amb la gravetat.

▪ Molts alumnes associen la gravetat amb l’aire.

▪ Consideren que la gravetat és selectiva.

▪ Alguns creuen que la gravetat augmenta amb l’alçada.

▪ El fregament sempre s’oposa al moviment.

▪ Consideren el fregament només en els sòlids.

▪ Creuen moltes vegades que el fregament és la força de reacció de la força de

tracció.

▪ La dinàmica és el tema en que s’han realitzat més investigacions sobre idees

prèvies. La idea que la situació natural d’un cos és estar en repòs i si està en

moviment ha d’existir alguna força és una idea universal.11 Correspon al

sentit comú. És el que es diu pensament natural. Hierrezuelo- Montero (1989)

diuen que: “Nosaltres hem comprovat com aquesta idea és difícil d’eradicar,

fins i tot quan s’utilitzen materials d’ensenyament dissenyats per aconseguir el

canvi conceptual”.

Una de les metodologies que podria ajudar en l’aprenentatge de la Física és la

utilització de simulacions. S’han fet recerques que posen de manifest els avantatges

d’utilitzar aquesta eina; però també hi ha veus crítiques sobre això. En els pròxims

apartats es parlarà de les simulacions, d’algunes recerques fetes i el que s’ha

d’analitzar en una simulació.

11 S’ha tingut en compte en el treball amb els alumnes (entrevista)

18


1.1.4 LES SIMULACIONS

1.1.4.1 Què són?

Una simulació és una tècnica poderosa que ensenya un aspecte de la

realitat imitant-la. Són sempre idealitzacions ja que és impossible crear una

simulació que descrigui completament la realitat a causa de l’enorme complexitat

que això implica. Generalment permet modificar alguns paràmetres, posicions

relatives i processos.

En les simulacions assistides per ordinador es poden considerar tres aspectes: el

sistema, el model i el llenguatge. El sistema és el context en el qual es

desenvolupa la simulació. Els programadors creen els programes de simulacions a

partir d’un model científic establert per la comunitat científica. El llenguatge és el

mitjà pel qual es relaciona el sistema i el model. 12

Hi ha una diferència entre animacions i simulacions. Les simulacions són aplicacions

que permeten la interacció amb els alumnes, mentre les animacions únicament

poden ser visualitzades

En un programa de simulació hi ha dos tipus de configuració: l’ externa i la interna.

La configuració externa (output) permet que alguns paràmetres quedin fixats quan

es programa. El professor té la possibilitat d’adaptar la simulació a les seves

necessitats. La configuració interna (input) és aquella que permet a la/l’ estudiant

fer modificacions, mitjançant botons, dels valors de certes magnituds significatives.

Per aquesta recerca sobre simulacions el programa seleccionat ha estat Interactive

Physics. A continuació es comentarà els aspectes més interessants d’aquest

programa.

1.1.4.2 Un programa de simulació: Interactive Physics(IP)

Interactive Physics és un programa de simulació amb un llenguatge propi.

Serveix per:

▪ Dibuixar cossos i restriccions que es mouen sota les lleis de la mecànica

newtoniana.

▪ Representar trajectòries.

▪ Visualitzar empremtes

12 Victor Feliu. Conferència per professors formadors.

19


▪ Crear camps de força.

▪ Mesurar posicions, velocitats, acceleracions, forces, moments, energies.

▪ Visualitzar vectors: velocitat, força, acceleració.

▪ Modificar les condicions externes ( gravetat , de fregament amb l’aire...)

▪ Introduir fórmules

▪ Fer càlculs

▪ Representar gràficament la variació de les variables estudiades.

Els objectius que es poden assolir amb IP són:

▪ La interacció de l’alumne/a amb la simulació.

▪ Fer prediccions.

▪ Descriure fenòmens físics.

▪ Realitzar càlculs .

▪ Analitzar diferents situacions.

▪ Reflexionar sobre els resultats obtinguts.

▪ Introduir les mesures realitzades en temps real a través de

l’experimentació.

▪ Modificar algunes simulacions ja fetes i fer-ne de noves.

Un dels aspectes més interessants és la possibilitat de crear simulacions tan per

part del professor com de l’alumne, que poden ser senzilles o d’una gran

complexitat. Les simulacions d’IP es poden utilitzar en qualsevol moment del cicle

d’aprenentatge.

Amb IP és possible simular processos físics i les modelitzacions dels fenòmens tant

des d’un punt de vista qualitatiu com quantitatiu.

Hi ha un col·lecció de simulacions en la web del programa i un llibre que

desenvolupa guions de treball amb les simulacions Workbook de IP (Schwarz, C i

Ertel, J)

En resum és pot dir que utilitzar IP és compatible amb una metodologia

constructivista.

El fet que no sigui gratuït és un desavantatge respecte als applets.

20


1.1.4.3 Les simulacions en la Didàctica

Recerques sobre simulacions

Les conclusions de les diferents recerques que s’han fet, sobre l’eficàcia d’utilitzar

les simulacions en les classes de ciències, no totes són coincidents. Algunes com la

que va fer R.Steinberg en 1999 on utilitzava una simulació sobre la resistència de

l’aire, no va trovar diferències significatives en les proves realitzades entre el grup

que la utilitzava amb el que no la utilitzava . En canvi la investigació portada a

terme per Joel K. Kiboss en Kenia en el 2002 basada en el concepte de la mesura

amb simulacions, utilitzant una metodologia quantitativa i qualitativa, conclou que

els resultats són significativament millors en els alumnes que han utilitzat els

mètodes computacionals . Tot i que reconeix que cal ser prudent a l’hora

d’interpretar els resultats.

James M.Monaghan i J.Clement en 1999 van fer tres entrevistes a alumnes que

interaccionaven amb una simulació de moviment relatiu. Havien de predir,

observar i explicar el que succeïa13. La mostra eren alumnes que tenien dificultats

qualitatives i quantitatives per resoldre problemes de moviment relatiu amb una

dimensió, tenien poca imaginació i eren incapaços de resoldre els mateixos

problemes en contextos diferents. La recerca consistia: a examinar les reaccions

dels estudiant quan treballaven, explorar el procés de raonament quan aplicaven

els seus coneixements, i descriure els canvis dels estudiants en l’habilitat

d’imaginar problemes de moviment relatiu després de treballar amb simulacions.

Les diferències entre les prediccions incorrectes i el que observaven accionant la

simulació, feia que s’iniciés la construcció de noves maneres de pensar sobre el

moviment relatiu.

A. Jomianys i V. Komis (2000) van comparar les diferències que hi havia en

l’aprenentatge de la física entre dos grups que s’utilitzaven metodologies

tradicionals però en un d’ells a més a més es feien servir simulacions. L’objectiu era

veure si les simulacions ajudaven en la comprensió dels conceptes velocitat i

acceleració. Van utilitzar representacions estroboscòpiques amb l’Interactive

Physics. Els alumnes que van treballar amb simulacions tenien notes

13 Aquesta manera de treballar la simulació s’ha tingut en compte en aquesta recerca.

21


significativament més altes que els que no ho van fer. Concloïen que era una bona

alternativa per ajudar els/les alumnes en la comprensió de la física.

Les investigacions portades a terme per Diane J. Grayson i Lillian C. McDermott en

1995 es basen en unes entrevistes on els alumnes han de predir l’efecte produït

per les condicions inicials i les gràfiques que es produiran sobre el moviment en una

màquina d’Atwood. Una vegada han accionat la simulació tracten de resoldre les

seves discrepàncies entre les prediccions i les seves observacions.

Conclouen que les entrevistes amb ordinador serveixen per recercar com pensen

els alumnes. Creuen que les simulacions són un pont entre els llibres de text i el

món real que és complicat.

Especialment interessant és l’informe que es va fer sobre simulacions i realitat

virtual en el 2003 14 encarregat pel NCAC15 del Departament de programas

d’educació especial. En aquest informe recullen 31 investigacions publicades en

revistes o bé exposades en conferències entre 1980 i 2002 on investiguen l’eficàcia

de les simulacions en la millora de l’aprenentatge. Les línies d’investigació més

importants han estat sobre el canvi conceptual, el desenvolupament de les

habilitats i en el camp del coneixement. A continuació es fa un breu comentari de

les conclusions d’aquestes recerques.

L’ eficàcia de les simulacions per generar el canvi conceptual.

En aquest informe citen les investigacions que s’han fet per veure si les

simulacions ajuden als/les alumnes a enfrotar-se amb les seves idees

(preconceptes) i corregir-les. La majoria de les recerques que citen corresponen al

camp de la Física de la part de Cinemàtica, (relació entre velocitat i distància)16 i de

Dinàmica, concretament 6, l’ última data de 1997. En totes elles indiquen el gran

potencial que representa pel ensenyament les simulacions assistides per ordinador.

L’ eficàcia de les simulacions per desenvolupar habilitats.

La majoria de les investigacions fetes, es recullen 12, en aquest sentit

corresponen al camp de les Ciències. En elles s’ha comparat l’eficàcia de les

simulacions amb un altre tipus d’eines, en totes elles ho han fet amb un grup de

14 N.Strangman. T, Hall. A, Meyer . Virtual Reality/Computer Simulacions and d’implications for UDL, implementation.15 National Center on Accessing the General curriculum16 Conceptes que s’han implementat en aquest treball.

22


control. Els resultats de 7 investigacions, citades en el informe, diuen que són bons

o més bons que amb altres eines utilitzades.

De totes maneres indiquen que els resultats són difícils d’analitzar per que han

incorporat a les simulacions suports com una seqüència de lliçons partículars o

elements d’instrucció i a més a més cada investigació tenen suports diferents. No

obstant això, reconeixen els autors de l’informe que hi ha alguns errors en els

dissenys d’algunes investigacions.

L’eficàcia de les simulacions en el desenvolupament dels coneixements.

Les investigacions fetes en aquest camp també van donar resultats positius i

més positius que els obtinguts utilitzant altres tècniques , només en dues

investigacions els resultats del test avaluador van ser inferiors que en el test del

grup amb ensenyament tradicional.

Què opinen els especialistes en didàctica sobre simulacions?

▪ Són un pont entre el món concret de la natura i el món abstracte dels

conceptes i models (Yair, Mintz, Litvak, 2001).

▪ Són una eina poderosa per poder aprendre ells mateixos.

▪ Ofereixen als professors la possibilitat de concretar conceptes abstractes.

▪ Aquestes eines ajuden a aproximar-se al model constructivista

d’ensenyament-aprenentatge. (Strangman, Hall, Mayer 2003)

▪ Els estudiants es motiven amb les simulacions i aprenen interactuant amb

elles. La utilitat de les simulacions està demostrada (Kofman 1997)

▪ La simulació ha de ser interactiva (elaborar activitats on hi hagin

preguntes, i per respondre hagin d’interaccionar amb la simulació) fàcil

d’utilitzar i intuïtiva ( X. Bohigas, X.Jaén i M. Novell, 2003 )

▪ Les simulacions proporcionen un pont entre el coneixement previ dels

alumnes i l’aprenentatge de nous conceptes físics, ajudant-los a comprendre

les ciències amb una reformulació activa de les seves concepcions prèvies.

▪ Ofereixen als estudiants l’ oportunitat de desenvolupar la seva comprensió

de fenòmens i lleis físiques mitjançant un procés quasi immediat de

generació i verificació d’hipòtesi.

▪ Permet aïllar i manipular variables de manera que hagin de reformular el

seu model intern, lo qual podria proporcionar una millor comprensió dels

conceptes i les variables del fenomen estudiat.

23


▪ Poden utilitzar una gran varietat de llenguatges i representacions, útils per

entendre els conceptes i les relacions. (R. Pintó i R. Gutierrez , 2004)17

▪ Les simulacions s’han d’utilitzar tenint en compte les idees claus de la

didàctica actual:

▫ Representar bé la pregunta o problema (els objectius)- que han

de ser rellevants i el procediment.

▫ Predir, és a dir, explicitar el que es pensa que succeirà i el

perquè.

▫ Comparar prediccions i resultats.

▫ Discutir amb els companys i el professorat diferents prediccions i

interpretacions.

▫ Escriure (sintetitzar, comunicar) les noves idees. (N. Sanmartí

2005)18

▪ Sobre les potencialitats didàctiques de les simulacions i de les Tic en general:

▫ De treballar en grups-classe a treballar en petits grups.

▫ De centrar les activitats a llegir i recitar la lliçó, a treballar

l’aplicació.

▫ D’ aconseguir motivar només a uns pocs, a millorar la motivació

de tots.

▫ D’atendre només els/les estudiants segons la mitjana a

atendre’ls a tots.

▫ D’avaluar només a base d’exàmens finals, a avaluar el progrés i

l’esforç.

▫ De promoure una estructura social competitiva, a promoure una

major cooperació.

▫ D’unes classes on tots els estudiants fan el mateix , a altres on

fan coses diferents.

▫ D’una classe on prima el pensament verbal, a altres on s’integra

el pensament visual I verbal. (N.Sanmartí)

Les simulacions faciliten desenvolupar la docència d’una manera més activa i amb

més recursos didàctics, i per tant poden ajudar en plantejaments constructivistes.

quan es vol treballar amb simulacions cal combinar els següents factors:

17 Congrés de GIREP

18 Congrés de Mallorca

24


Els objectius d’aprenentatge.

Quan s’ha d’escollir una simulació cal preguntar-se: quin concepte, mètode,

propietat, etc. es vol que aprenguin els nostres alumnes, és a dir, quins són els

objectius que es volen assolir. S’ha de tenir en compte que la simulació no és el fi

sinó una eina per facilitar l’aprenentatge dels nostres alumnes.

Els problemes que tenen els estudiants.

Les orientacions que seguim per millorar l’ensenyament aprenentatge.

Elaborar les activitats de forma que es realitzin preguntes als alumnes i que per

respondre hagin d’interaccionar amb la simulació. L’animació permet simular un

fenomen físic i gràcies a la interacció l’estudiant pot manipular l’evolució del

sistema físic d’una manera controlada, així l’estudiant pot investigar la relació de

les magnituds que intervenen en un fenomen que reproduïm a l’ordenador. Cal

recalcar als alumnes que la simulació reprodueix la realitat de forma esquemàtica,

seguint els models físics que ha tingut en compte el programador. No és el mateix

que realitzar experiments a la realitat. El físic reprodueix un món més simplificat

que el de la realitat. Les simulacions tancades no afavoreixen el procés

d’aprenentatge.

1.1.4.4 En quins casos és més aconsellable utilitzar les simulacions?

▪ En la investigació de sistemes físics de forma controlada.

▪ En simulacions de sistemes físics difícilment reproduïbles al laboratori.

▪ En els ajuts a l’ aprenentatge de conceptes abstractes.

▪ Per reforçar l’ experiència feta al laboratori.

1.1.4.5 Classificació de les simulacions.

▪Segons les formes d’execució:

- Simulacions obertes (de diverses formes d’execució).

- Simulacions tancades (d’una sola forma d’execució).

En les obertes es poden generar les pròpies simulacions i les tancades no.

▪Segons si l’activitat comporta fer càlculs o no.

- Simulacions qualitatives.

- Simulacions quantitatives.

▪Segons el model didàctic que s’utilitza.

25


- Conductistes : es basa en la transmissió – recepció.

- Descobriment dirigit.

- Constructivista: es basa en el procés de regulació.

▪Segons el tipus de fenomen que simulen.

- Que es poden realitzar o no al laboratori.

- Que simulen experiències interessants des d’un punt de vista

històric.

1.1.4.6 Aspectes que cal tenir en compte a l’hora d’analitzar simulacions.

En una simulació hi trobem:

▪ Una imatge dinàmica que pot variar a partir de la interacció ordinador -

usuari, expressada mitjançant icones o textos

▪ Botons, lliscadors, camps numèrics, etc. que permeten modificar la imatge

dinàmica.

▪ Textos amb instruccions de funcionament o que proposen exercicis o

problemes a resoldre.

Quan s’han d’analitzar simulacions cal tenir en compte una sèrie d’aspectes:

Aspectes informàtics.

▪ Refresc de la pantalla: al modificar alguna cosa la simulació reacciona amb

rapidesa.

▪ Grau d’interactivitat

▪ Facilitat per entrar dades

▪ Facilitat de veure com funciona

▪ Velocitat adequada del fenomen que es mostra (adequat per poder-lo seguir

visualment)

▪ Automatismes en la presentació dels resultats (p.e. els eixos es canvien

d’escala, s’arrodoneixen xifres, etc.)

▪ La informació tècnica que es mostra sobre les accions que es poden fer es

clara.

▪ Facilitat de manipulació...

En els aspectes informàtics–tècnics l’interactive Physics s’ajusta als items

informàtics.

26


Aspectes de Disseny

▪ Bonic.

▪ Vistós.

▪ Facilitat d’interpretar els fenòmens que s’hi mostra.

▪ Riquesa dels continguts científics de les imatges.

▪ Ocupació relativa de la pantalla: distribució de la informació a la pantalla.

▪ Utilització de codis de colors per descriure “iguals”.

▪ Adequació de la grandària de les lletres, tipus de lletra, color del text.

▪ Expressió clara dels resultats que apareixen després d’una manipulació.

▪ Adequació del símbol al contingut del missatge: imatges adequades a allò

que es vol representar.

▪ Claredat en la utilització simultània d’elements reals i abstractes.

▪ Informació explícita de les condicions de la idealització, de les hipòtesis del

model teòric que descriu.

▪ Proporció adequada de les imatges dels diferents objectes en pantalla.

Aspectes de qualitat científica

▪ La correcció científica del missatge. Millor les simulacions programades per

organismes de prestigi.

▪ La quantitat d’informació del resultat obtingut després de la manipulació.

▪ L’adequació de les xifres significatives dels resultats.

▪ La indicació clara del sistema de referència.

▪ La representació del fenomen de forma qualitativa o quantitativa.

▪ La indicació de les unitats de les magnituds.

▪ En la selecció d’imatges i continguts en general es tenen en compte aspectes

ètics.

▪ En la presentació de fenòmens reals juntament amb la representació del

model teòric físic que es fa servir.

Potencialitat

▪ És com una pel·lícula en què l’explicació l’ha de fer el professor.

▪ És com una transparència (es pot usar en lloc d’un dibuix o un esquema)

27


▪ És útil únicament per visualitzar un fenomen. És a dir , és una animació.

▪ Serveix per fer o resoldre problemes.

▪ Permet millorar la eficiència del temps dedicat a interpretar el fenomen

Aspectes didàctics

Normalment els articles sobre simulacions tracten de donar explicacions i enumerar

avantatges, analitzar els aspectes més “estètics”, proporcionar elements genèrics

sobre el disseny de noves simulacions, sobre les potencialitats d’un nou enfocament

particular. “S’ha de donar més importància a l’enfocament didàctic de les

simulacions per utilitzar-les en les classes de ciències. El professorat han de ser

crítics, des d’un punt de vista didàctic, amb les simulacions”. (R. Pintó 2006)19

Els aspectes que caldria tenir en compte són:

▪ Si en la simulació hi ha algun text amb alguna pregunta o bé un

qüestionari. Cal rebutjar aquelles que l’alumne només ha d’obeir algunes

instruccions. Cal dona importància a les qüestions com a forma de trobar

una resposta, solucionar un problema, satisfer una curiositat i promocionar

així un interès per a l’aprenentatge.

▪ El rol assignat a la visualització.

▪ La visió epistemològica de la ciència que es dóna. S’ha d’aclarir la diferència

entre la descripció del fenomen i el model científic que permet explicar-ho.

També és important fer entendre com ha estat el procés de construcció de la

ciència.

▪ L’explotació de les potencialitats de les simulacions.

Les simulacions fan possible l’exploració de situacions virtuals, moltes d’elles

impossibles d’aconseguir al laboratori de l’escola. Els alumnes analitzen un

sistema específic o un fenomen particular en diferents circumstàncies,

examinen a fons les condicions que afecten el funcionament del sistema,

identifiquen les variables dependents i independents, analitzen què passaria

si es modifiqués algun dels paràmetres o variables del sistema, etc.

L’ús de simulacions a l’aula estimula les habilitats de recerca i promou la

creativitat dels/de les alumnes.

▪ L’enfocament qualitatiu / quantitatiu que es fa. Hi ha una llarga tradició en

pretendre ensenyar física posant èmfasi en l’adquisició d’habilitats per

resoldre problemes utilitzant fórmules algebraiques i obtenint un resultat

19 Conferència sobre simulacions per a professors formadors

28


numèric final. Hi ha moltes simulacions on l’únic objectiu és fer una sèrie de

càlculs que de vegades el fa el mateix ordinador. Cal utilitzar les simulacions

d’una forma més valuosa com analitzant els fenòmens físics des d’un punt

de vista qualitatiu.

▪ La importància que es dóna a les concepcions alternatives o preconceptes.

▪ El nombre de botons no ha de ser excesiu

▪ Una simulació hauria d’anar acompanyada per un programa guia que

contingui:

- Qüestions que es plantegin.

- Presentació teòrica que es consideri necessària.

- Seqüència d’activitats a realitzar pels alumnes.

1.1.4.7 Quins inconvenients poden sorgir en utilitzar simulacions?

No tot és positiu quan es fan servir ordinadors. De vegades tenen dificultats

derivades de la seva falta de familiaritat de vegades dediquen molt temps en

aprendre fer anar el software. Es pot evitar agafant programes que es puguin

manipular fàcilment. Per una altra banda si l’alumne treballa per compte seu a

l’ordinador no es produeix un treball conjunt .Se sap poc sobre les característiques

personals que fan que alguns subjectes es beneficiïn més que d’altres de les

simulacions. Una altra pega és que l’alumne de vegades explora alternatives que

tenen molt poc interès per a l’aprenentatge.

29


1.2 EXPLICACIÓ DEL TEMA

La proposta d’aquest treball va sorgir després de la utilització de diverses

simulacions a l’aula (fislets i IP); on s’havia observat la motivació que despertava

en l’alumnat, no obstant això, els resultats sobre l’aprenentatge no eren els

esperats. S’intuïa una gran potencialitat però hi havia alguna cosa en la simulació,

o en la manera d’enfocar-ho que feia que la simulació no fos tan útil.

Per tot això es va despertar un interès per conèixer què ha de contenir una

simulació, com s’ha de presentar, enfocar, què cal preguntar per ajudar a construir

el pensament i així aconseguir un aprenentatge significatiu.

El treball que es va projectar tenia com objectiu central la resposta a la següent

pregunta: quines condicions afavoreixen que una simulació sigui una bona eina

d’aprenentatge adaptable a la diversitat d’alumnes d’una classe?

Per contestar a aquesta pregunta calia conèixer l’estat de la qüestió sobre la

didàctica de les simulacions,.

Des d’un bon començament es va projectar fer la recerca orientada a l’ESO en la

disciplina de ciències experimentals i concretament en la part de Física.

Últimament en el mercat hi ha diferents programes que contenen simulacions o bé

serveixen per a programar-les; un d’ells es l’interactive Physics que es troba en

els ordinadors dels nostres instituts, per aquest motiu va ésser el programa de

simulacions escollit per aquesta recerca.

A partir d’aquí es van formular noves preguntes:

a) Quines simulacions d’ Interactive Physics podrien complir amb els requisits per

tal que siguin eines útils per a l’aprenentatge significatiu ?

b) Ajuda a l’aprenentatge si treballen una seqüència de simulacions de dificultat

progressiva?

c) Com treballen els/les alumnes les simulacions a l’aula?

La hipòtesi del treball inicial ha estat la següent: Si l’activitat on intervé la

simulació o les simulacions està dissenyada de tal manera que compleix els

requisits que aconsellen els models constructivistes, l’aprenentatge serà

significatiu i servirà per atendre a la diversitat.

Ara bé, com la recerca és qualitativa, no es podrà arribar a una conclusió general.

30


En tot aquest treball s’ha volgut prendre com a premissa que els alumnes aprenen

de manera més significativa si són capaços de comprendre el que fan, d’anticipar

les accions que hauran d’emprendre i, per tant, d’autorregular-se.

1.3 OBJECTIUS I RESULTATS PROPOSATS

Per contestar a les preguntes plantejades s’ha de dur a terme els següents

objectius:

Objectiu 1 : Elaborar una síntesi de les aportacions més rellevants en la didàctica

de les Ciències en el camp de la simulació assistida per ordinador. Això permetrà

disposar de l’estat de la qüestió sobre la utilització de software de simulació per

l’ensenyament de les Ciències. Aquest objectiu servirà per conèixer en part les

condicions que ha de complir una simulació per tal que compleixi els requisits

constructivistes.

Objectiu 2 : Revisar i analitzar les simulacions que hi ha de IP que siguin de nivell

d’ESO, per identificar la diversitat de formes i enfocaments que s’hi troben.

Objectiu 3: Seleccionar les simulacions de IP que compleixen amb els requisits

establerts i si cal, crear noves simulacions.

Objectiu 4: Observar si una seqüència de simulacions escollides per introduir un

concepte seleccionat serveixen per aprendre significativament.

Objectiu 5: Elaborar una unitat didàctica amb simulacions, implementar-la i fer

algunes observacions.

Objectiu 6 : Comprovar que treballant amb simulacions permet atendre a la

diversitat.

31


2. TREBALL DUT A TERME

2.1 PLA DE TREBALL

Aquesta recerca s’ha subdividit en diverses fases

:

■ Fase de documentació per conèixer l’estat de la qüestió.

■ Fase d’anàlisi i selecció de simulacions d’IP aplicables a l’ESO que compleixen els

requisits que indiquen els especialistes en didàctica de simulacions.

■ Fase de Treball individual amb alumnes a l’entorn d’una seqüència de

simulacions enfocades des d’un punt de vista constructivista, amb la finalitat de

veure si aquests alumnes aprenen un concepte significativament.

■ Fase d’elaboració d’ una unitat didàctica amb simulacions.

■ Fase d’implementació de la unitat didàctica elaborada en els centres escollits i, al

mateix temps, observació de com els alumnes treballen les simulacions.

2.2 METODOLOGIA EMPRADA

2.2.1 FASE DE DOCUMENTACIÓ

Per conèixer l’estat de la qüestió sobre Didàctica de les Simulacions i per tal

d’esbrinar quines condicions afavoreixen que una simulació sigui una bona eina

d’aprenentatge s’han seguit els següents passos:

▪ S’ha fet una consulta bibliogràfica relacionada principalment amb la

Didàctica en general , amb la Didàctica de la Ciència, concretament de la

Física, amb les simulacions i amb la Didàctica de les simulacions.

32


▪ S’han fet lectures de la bibliografia seleccionada principalment d’articles

de revistes especialitzades en Didàctica de les simulacions , de llibres

sobre simulacions (d’IP i applets) i sobre recerca qualitativa i pàgines web

relacionades principalment amb simulacions i amb Didàctica de les

simulacions (veure Bibliografia a l’Annex)

▪ S’ha assistit a un Congrés i a Conferències impartides per gent experta

en Didàctica de les Ciències i també en Didàctica de les simulacions

assistides per ordinador.

▪ I finalment s’ha fet una síntesi que es troba indicada en la introducció

d’aquesta memòria.

2.2.2 FASE D’ANÀLISI I SELECCIÓ DE LES SIMULACIONS D’IP

Per analitzar les simulacions d’IP s’han tingut en compte els aspectes didàctics,

científics i de disseny més importants que s’han citat a la introducció d’aquesta

memòria, amb especial èmfasi en els didàctics. Els informàtics no s’han analitzat

perquè el programa d’Interactive Physics ja els compleix .

Per donar una puntuació a cadascuna de les simulacions analitzades s’han hagut

de seguir en alguns casos criteris objectius, com en el cas dels aspectes científics,

però en d’altres han hagut d’ ésser subjectius, com són sobre tot els aspectes de

disseny tal com el color de la pantalla, la grandària de les lletres, etc.

La posada en pràctica de l’anàlisi no ha estat gens fàcil. HI ha hagut diversos

intents d’anàlisi dels quals la puntuació donada no reflectia les qualitats científica,

didàctica i de disseny de les simulacions. Finalment s’ha optat per la següent

fórmula que, si bé no és perfecta, té en compte els requisits que han de complir les

simulacions perquè s’acostin als plantejaments constructivistes que recomanen els

experts en didàctica de simulacions.

S’ha desglossat cada aspecte (Científic, Disseny i Didàctic) en diversos items.

Aquest items s’han citat a la introducció d’aquesta memòria. Com el nombre

d’items indicats ha estat molt nombrós s’ha fet una selecció d’aquells que es

consideren més rellevants .

33


A cadascun dels items seleccionats se li assigna una puntuació màxima que

oscil·la entre 1 i 2 depenent d’una sèrie de condicionants. Hi ha items on la

valoració màxima ha estat un 1, que equival a dir si (1) o No (0). Altres, on s’ha

de matisar més , la puntuació màxima és un 2, que equival a dir: malament (0),

regular (1) i bé (2), excepte en el cas que no hi ha text o guia, on la puntuació

màxima per aquest concepte és un 3. En aquest cas, com que la puntuació real és

la mínima, la nota queda penalitzada amb 3 punts menys. (Vegeu annex a partir

de la pag. 86).

La fórmula general aplicada per seleccionar o no una simulació s’ha basat en el

criteri de comparar la puntuació màxima que podria tenir la simulació amb la

puntuació donada. Aquesta fórmula permet comparar les puntuacions de les

diferents simulacions. Tot i que s’ha tingut molt en compte que la simulació no

confongui i que el missatge científic sigui correcte.

També s’ ha donat molta importància a que la simulació vagi acompanyada d’un

text o d’una guia, on s’indiquin com a mínim :

▪ Les activitats a realitzar

▪ Una pregunta que els obligui a interaccionar amb la simulació per

contestar-la

▪ Recordatoris en cadascuna de les activitats a realitzar de que han de

predir, comparar i comunicar, preferentment per escrit, allò que han

observat.

Si a més a més a la guia hi ha una explicació teòrica, exercicis d’aplicació i un test

per autoavaluar-se, es pot considerar que la simulació és molt aprofitable.

A continuació s’exposa la plantilla que s’ha fet servir per analitzar les simulacions;

en ella s’indica la puntuació màxima que se li dóna a cada item.

34


Aspectes que s’han tingut en compte per l’anàlisi de les Simulacions

Nom nº anàlisiProcedènciaNivell ESOConcepte

Què és pot variar?

Qualitativa Quantitativa p.màx

Aspectes

científics

Missatge científic correcte 2

Unitats de les magnituds (si s’escau) 1

Xifres significatives adequades 1

Aspectes de

Disseny

Atractiva (vistosa, bonica) 2

Utilització de codis de colors per descriure

“iguals”

1

Grandària de les lletres, color text, bona

distribució de la informació a la pantalla,

color pantalla.

2

Aspectes

Didàctics

Aclareix més que confon 1

Interactiva 2

Text Guia 1 (3)

Text o

Gu

ia

Indica les activitats a realitzar 1

Hi ha una pregunta 1

Hi ha la resposta a la pregunta 1

Hi ha presentació teòrica 1

Han de fer prediccions 1

Hi ha exercicis d’aplicació 1

Han d’escriure 1

Hi ha test per autoavaluar-se 1

Oberta o sigui de diverses formes d’execució 1

Fàcil d’utilitzar i fàcil d’observar 2

Té en compte els preconceptes 1

Contextualitzada amb un entorn proper 1

Total puntuació

Es pot modificar ?

Què es pot fer per

millorar-la ?De difícil

realització al

laboratori escolar

2.2.3 FASE DE TREBALL INDIVIDUAL AMB ALUMNES

Per recercar si aprenen significativament un concepte quan es treballa una

seqüència de simulacions s’ha seguit una metodologia qualitativa interpretativa

35


de caràcter idiogràfic, és a dir, estudiar allò partícular i individual sense

pretendre arribar a lleis generals.

Per fer el treball s’ha entrevistat a tres alumnes mentre observaven i

interaccionaven amb una sèrie de simulacions seleccionades o programades, de

dificultat progressiva, sobre un concepte de Física .

Per portar a terme aquest treball s’han seguit els següents passos:

Escollir el concepte a treballar

Els requisits que aquest havia de complir eren:

▪ Que estigués en el currículum de l’ESO

▪ Que l’alumne/a ho treballés a classe en algun moment a partir del

més de març.

▪ Que fos aplicable als tres centres.

▪ Que la seva comprensió fos d’una certa dificultat per a l’alumnat.

▪ Que l’alumnat tingués idees alternatives referent a això.

Programar el treball

Per dissenyar-lo s’ha tingut en compte:

▪ Els conceptes que necessitaria conèixer l’alumne/a per una òptima

comprensió del concepte a treballar.

▪ Les fases de l’aprenentatge: exploració, introducció, estructuració i

aplicació.

▪ La contextualització del treball, presentant un fet més o menys

proper a l’alumne/a relacionat amb el concepte a treballar.

Seleccionar simulacions d’I P per a l’entrevista

Per escollir- les s’han fet els següents passos:

▪ Buscar entre les simulacions seleccionades d’IP aquelles que tractin

algun aspecte relacionat amb el concepte que s’ha de treballar.

▪ Programar noves simulacions per a completar la seqüència de

simulacions que es consideren necessàries per a l’aprenentatge del

concepte.

Elaborar el guió de l’entrevista

Per fer el guió de l’entrevista s’ha tingut en compte :

▪ La presentació a l’alumne/a de l’estudi que es vol fer.

36


▪ Explicació del motiu de l’entrevista.

▪ Acceptació de l’entrevista.

▪ Autorització per fer-li una fotografia, gravar-lo, o bé filmar-lo.

▪ La duració de l’entrevista.

▪ El qüestionari orientatiu de l’entrevista, tenint en compte que

l’entrevista havia de ser flexible, variant lleugerament d’un/a

estudiant a un/a altre/a segons el ritme d’aprenentatge.

Escollir la mostra de l’institut, curs, grup, alumne/a

Els/les alumnes a entrevistar havien de complir una sèrie de requisits:

▪ Que fossin del curs on s’imparteix el concepte.

▪ Que no sàpiguen aplicar el concepte, bé perquè encara no l’han

treballat o bé perquè no l’han après significativament.

▪ Que siguin de diferents ritmes d’aprenentatge.

Calendari de l’execució

La data a escollir havia de ser preferentment una mica abans de començar

el concepte, però que ja estiguessin treballant el tema, i l’horari, a decidir

pel professor de Física i Química.

Recollida de dades

Per a la recollida de dades s’havia d’ utilitzar gravadora i després fer una

transcripció.

Anàlisi de la recollida de dades

Per analitzar les entrevistes s’havia de tenir en compte els preconceptes,

els conflictes i l’evolució del pensament cap al model científic.

37


2.2.4 FASE D’ELABORACIÓ DE LA UNITAT DIDÀCTICA AMB

SIMULACIONS

Per l’elaboració de la unitat didàctica s’han seguit els següents passos:

Escollir la temàtica de la unitat

S’ha tingut en compte:

▪ Que la unitat s’imparteixi entre el mes de març i maig.

▪ Les programacions dels instituts.

▪ El grup d’alumnes al que va dirigit.

Programar la unitat

Per dissenyar la unitat s’han seguit els següents passos:

▪ S’ha partit del currículum de 2n d’ESO per veure els conceptes i

procediments que s’han d’impartir.

▪ S’han consultat els llibres de text

▪ S’han seqüenciat els continguts.

S eleccionar les simulacions i programar-ne de noves

Per elegir quines simulacions formarien part de la unitat s’han tingut que:

▪ Buscar simulacions, entre les seleccionades d’IP, que intervindran a

la unitat, que són aquelles que s’ajustaran als continguts de la unitat

i que compleixen els requisits o bé aquelles que modificant-ne algun

aspecte poden ser vàlides.

▪ Programar noves simulacions per completar la sèrie de simulacions.

Per programar-les s’han tingut en compte les instruccions

d’Interactive Physics, les directrius que es van donar en el curset de

simulacions, els aclariments d’Àngel Fontanet i de Julian Oró i els

requisits que aconsellen els especialistes en didàctica de les

simulacions.

També s’han encarregat algunes simulacions al professor i company

de Llicència, Àngel Fontanet.

▪ Elaborar els guions de les simulacions.

Per escriure’ls s’ha tingut en compte:

38


▫ La seqüència d’activitats a realitzar pel alumnat. Una de les

activitats que havia d’estar present és la de predir el que

succeirà abans d’accionar la simulació, la d’ observar, la de

comparar i la d’escriure.

▫ Una pregunta que per contestar-la han de fer

observacions a través de la simulació.

▫ Una història que lligui la seqüència de les simulacions.

2.2.5 FASE D’ IMPLEMENTACIÓ DE LA UNITAT DIDÀCTICA I

D’OBSERVACIONS

Per implementar la unitat en algun centre i fer algunes observacions s’han seguit

els següents passos:

Escollir els centres, cursos i alumnes que treballaran les simulacions.

Els centres escollits han estat els seleccionats el curs anterior, dels quals hi

havia l’autorització dels Directors i el vist-i-plau de la Inspecció.

Els cursos elegits havien de ser exclusivament de 1r cicle de l’ESO,

concretament de 2n d’ESO però finalment això no ha estat possible en un dels

centres.

El tipus d’alumnes seleccionat ha estat de diferents ritmes d’aprenentatge.

Observacions fetes i Recollida de dades

El tipus d’observacions que s’han fet han estat les següents:

▪ Observacions individuals per tal de saber com treballen els alumnes

algunes de les simulacions seleccionades de la unitat i si són adients

per l’aprenentatge.

▪ Observacions d’una parella d’alumnes treballant a l’aula

d’informàtica

▪ Observacions de grups classe a l’aula d’informàtica.

Anàlisi de les dades i conclusions.

L’anàlisi de les observacions que s’han realitzat també han estat de tipus

qualitatiu. A continuació venen reflectides les observacions i entrevistes que

s’han programat:

39


Institut Curs Nombre d’alumnes Tema MetodologiaJ.Mimó 2n 1 Cinemàtica Observació n. mitjà J. Mimó 4t 1 Cinemàtica Observació nivell

baixForat del

Vent

4t 1 Cinemàtica Observació nivell

mitjà altForat del

Vent

4t Grup-classe. Aula informàtica Cinemàtica Observació

Forat del

Vent

4t Parella i grup- classe. Aula

d’informàtica

Cinemàtica Observació

J. Mimó 2n Grup classe. Aula informàtica Cinemàtica ObservacióJ. Mimó 2n Canó grup classe Cinemàtica ObservacióJ. Mimó 4t 1 Dinàmica Entrevista n. baix

F. del Vent 4t 1 Dinàmica Entrevista n. mitjà

altJ. Mimó 4t 1 Dinàmica Entrevista n. mitjà

40


2.3 DESCRIPCIÓ DE L’ESTUDI

2.3.1 DOCUMENTACIÓ PER CONÈIXER L’ESTAT DE LA QÜESTIÓ

El primer que es va plantejar va ser obtenir informació dels entorns més propers de

la UAB. El Departament de Didàctica de les Ciències de la UAB té especialistes de

suficient prestigi tant en el camp de la didàctica com en el camp de les simulacions

(Crecim) o en el camp de l’epistemologia de la Ciència per què la informació

obtinguda d’aquestes fonts fos suficientment seriosa per tenir-la molt present.

Es va assistir en el congrés de ESERA al setembre del 2005 a les ponències

relacionades amb les simulacions. Es van fer diverses consultes a la tutora

d’aquesta recerca, Dra. Roser Pintó, que va indicar els especialistes a nivell

internacional que caldria consultar. Es van cercar articles en les revistes de més

prestigi a nivell internacional , les quals són citades a la bibliografia i en la

introducció d’aquesta recerca. La contribució de les revistes del nostre entorn com

“Enseñanza de las Ciencias” i “Alambique” han aportat també una bona font

d’informació. Les webs de Neus Sanmartí, Josefina Guitart, Carmen Fernandez,

Carmen Palacios, i d’altres han estat consultades diverses vegades. El llibre d’

Esquembre – Martin- Christian- Belloni, les aportacions dels llibres de recerca

qualitativa també ha estat una referència a l’hora de planificar les entrevistes i les

observacions, i per suposat els llibres de IP. L’assistència a conferències

impartides, durant el curs 2005-06, per la Dra Roser Pintó el professor Victor Feliu ,

la Dra. Mercè Izquierdo i el professor Jaume Ametller han aportat idees per

aquesta recerca.

En aquesta etapa es va poder constatar que les reflexions que feien diversos

especialistes en didàctica sobre simulacions, fruit de la seva experiència, servien

per contestar en part la pregunta central d’aquesta recerca.

A la introducció s’han exposat les idees que hi ha sobre la utilització de les

simulacions en el camp d’ensenyament –aprenentatge.

2.3.2

41


ANÀLISI I SELECCIÓ DE SIMULACIONS

En un bon començament es va fer una triar ràpida d’aquelles simulacions

d’IP que per la seva temàtica i dificultat podrien utilitzar-se a l’ESO. En aquesta

primera tria es va poder constatar que la majoria de simulacions eren aplicables a

Batxillerat. Els temes escollits han estat de cinemàtica i de dinàmica, ja que són

aquests els seleccionats per aquesta recerca.

Una vegada feta aquesta primera selecció de 22 simulacions (veure l’annex pàgina

105) posteriorment s’ha passat a analitzar-les, seguint la metodologia que s’ha

explicat anteriorment, amb la finalitat de seleccionar aquelles que es podrien

adaptar a l’ESO.

Les simulacions analitzades procedeixen del programa d’IP 2000 i del software de

Workbook d’IP del 2004, i quatre simulacions d’IP que han estat programades per

Carme Fernández i Julian Oró.

S’han tingut en compte bàsicament els aspectes didàctics, científics i de

disseny ja que des del punt de vista informàtic el programa IP compleix bastant bé

els requisits citats en les pàgines inicials d’aquesta memòria.

En el punt 3 d’aquesta memòria hi ha un exemple d’un anàlisi d’una

simulació i la resta es troben a l’annex (a partir de la pàg. 105).

Les puntuacions no han estat gens fàcils, s’han assajat diverses formes que

no han resultat satisfactòries, finalment s’ha optat per la fórmula que es menciona

en l’apartat sobre metodologia.

S’han seleccionat aquelles simulacions que compleixen els requisits o bé

aquelles que modificant certs aspectes de la simulació o bé del text o de la guia

podrien ser vàlides. A la taula de selecció hi ha el nombre de l’anàlisi que

correspon a cada simulació i que pot veure’s a l’annex.

Una vegada seleccionades (en resultats obtinguts) es fan comentaris de les

seves característiques, però si es volen més detalls cal anar a l’annex on es poden

veure diferents aspectes d’aquestes simulacions.

2.3.3 TREBALL INDIVIDUAL AMB ALUMNES

Objectiu del treball: Veure si una seqüència de simulacions utilitzades en les

diferents etapes del procés d’aprenentatge (exploració, introducció, estructuració i

42


aplicació) ajuden l’alumna/e a regular-se i per tant, a que l’aprenentatge sigui

significatiu.

La mostra: treballar amb tres alumnes de diferents ritmes d’aprenentatge.

El concepte: “La primera llei de Newton o Principi d’Inèrcia” per les dificultats que

comporta la seva total comprensió i aplicació.

2.3.3.1 Programació

Una vegada escollit el tema va sorgir la següent pregunta: Quins conceptes

necessitaria l’alumna/e conèixer prèviament per una comprensió satisfactòria del

Principi d’inèrcia?

Principi d’inèrcia

Interacció entre cossos

Efecte de les forces

Força de fricció i d’altres

Acceleració

Velocitat

No hi ha

No hi ha

m.a

m.r.u

No hi ha

La

vol dir que

v =0 v=Kés

o és

Sí que hi ha

Si Nohi ha o

s’anul·len

No hi ha

43


En el mapa conceptual que hi ha a la següent pàgina s’exposa els conceptes que

s’han considerat que poden ser importants perquè l’aprenentatge d’aquest Principi

sigui significatiu.

Una vegada seleccionats els conceptes, s’ha de seqüenciar l’ordre en què s’aniran

treballant. També s’ha de tenir en compte les fases de l’aprenentatge de les quals

s’ha parlat a la introducció.

Per dur a terme aquest treball, amb un alumne, cal primer explorar si coneix el

Principi, si el sap aplicar-ho a casos concrets i en el cas que l’alumne no el domini

es pot seleccionar.

Es pot introduir “El Principi d’inèrcia” a partir de la interacció entre cossos i dels

efectes que produeix la interacció i en conseqüència el que succeeix davant de la

seva absència.

En algun moment ha de sortir la força de fricció ja que és la responsable de la

dificultat que tenen els alumnes de la comprensió d’aquest Principi. S’ha

d’estructurar el concepte i finalment aplicar-ho a casos concrets.

Des d’un començament es va pensar en plantejar un problema més o menys

proper a l’alumne/a que havia de servir per situar-se en el tema (contextualitzar).

Una part de la inspiració d’aquest treball es basa en l’article de J. Monaghan i

J.Clement en el International Journal of Science Education (1999) on feien una

recerca amb tres alumnes que presentaven dificultats amb el moviment relatiu. La

recerca consistia en examinar la reacció dels estudiants davant d’una situació

discrepant via simulació amb l’ordinador. Com a conseqüència d’aquest estudi es va

pensar en plantejar situacions ue posessin en conflicte a l’alumne entre les seves

idees prèvies i el que observaven amb la simulació a l’ordinador.

El desenvolupament de l’entrevista ha tingut les següents fases:

a)Fase d’exploració i selecció de l’ alumnat.

Presentació del problema

44


Els objectes que hi ha als vehicles de vegades es mouen quan aquest accelera o

frena.

La pregunta que es fa

Per què es pot moure un objecte dins d’un vehicle quan aquest frena o accelera?

Què cal fer perquè això no passi?

L’alumne/a hauria de reflexionar sobre el problema, interpretar el que passa i

buscar solucions per tal que això no passi.

Si en la interpretació no aplica el Principi d’inèrcia l’alumne/a queda seleccionat per

aquest treball.

b) Fase d’introducció

En aquesta fase cal repassar l’efecte d’una força sobre el moviment d’un cos com a

conseqüència d’una interacció amb un altre cos. que està inicialment aturat o bé

que es troba en moviment.

En aquest cas la pregunta que es fa és :

Què creus que passa quan s’aplica una força sobre un bloc que està aturat? Quin

tipus de moviment tindrà?

La mateixa pregunta si es mou i no s’aplica cap força.

Cal tenir molt present les idees alternatives que tenen els alumnes referent a això.

Cal fer-ho des d’una situació molt simple i en conseqüència ideal on només

intervingui una força.

També es repassa els diferents tipus de moviment que es poden donar.

c) Fase d’estructuració

Es va pensar a parlar d’algun fet on intervingués la força de fricció i veure la

diferència en el moviment del cos en absència d’aquesta força .

El fet que es va escollir va ser el següent: un bloc, que es troba sobre una

plataforma, és accionat per una molla. El bloc s’acaba aturant al cap d’un temps.

L’alumne/a hauria de raonar quines són les causes per les que el bloc primer es

mou i després s’atura i pensar què succeiria una vegada eliminades les causes.

d) Fase d’aplicació

L’alumne hauria d’aplicar-ho en alguns casos concrets com és el cas de les

“capses” que més endavant es comentarà.

e) Concloure amb la interpretació del problema i solució.

45


Finalment s’hauria de tornar a plantejar a l’alumne/a el problema inicial del

moviment dels objectes en un vehicle i veure si a través de les seves

interpretacions i solucions al problema plantejat ha après significativament.

2.3.3.2 Selecció de les simulacions aplicables a les diferents fases

d’aprenentatge.

Les simulacions que s’han utilitzat en aquesta entrevista es troben en el CD de la

memòria. Pertanyen totes al programa d’Interactive Physics i per visualitzar-les

cal primer cridar el programa IP.

La seqüència de simulacions és la següent:

A continuació hi ha el nom de les simulacions de les quals es pot veure una foto a

l’annex II a la pàgina 1-4. Algunes d’elles estan repetides perquè es treballen en

dues etapes. Es poden veure les simulacions utilitzades a la web:

http://www.xtec.cat/~aserra14

Simulació 1 “camió de mercaderies I”. Simulació 2 “bloc” Simulació 3 (a) “molla-

bloc” Simulació 3 (b) “molla-bloc” Simulació 4 “Fricció”. Simulació 5 “capses”.

Simulació 6 (1) “camió de mercaderies II”.

Simulació 1“Camió”

Simulació 2“Bloc”

Simulació 3“molla-bloc”

Simulació 4“ Fricció”

Simulació 5“Capses”

46


◊ Breu descripció de les simulacions utilitzades

Simulació 1 “camió de mercaderies”

Autor/a simulació : Julian Oró

Procedència: CEDECT

S’ha modificat aquesta simulació per adaptar-la a l’ESO. S’ha amagat d’entrada

el control de velocitat i el control de fricció per tal que la resposta sigui més

autèntica. S’ha afegit un text que indica: quin és el problema, què cal fer per

visualitzar-lo, i la pregunta que han de respondre.

Context: camió de mercaderies que, en accelerar o frenar, es belluga la

mercaderia fins arribar a caure. En augmentar el fregament entre la mercaderia i

el terra del camió es soluciona el problema.

Fase d’aprenentatge : La mateixa simulació s’aplica dues vegades: (1)

Inicialment per a l’exploració, i es torna a presentar en la fase d’aplicació (6) .

Objectiu d’aquesta simulació : Es pretén que l’alumne/a que en començar

l’entrevista no arriba a aplicar el Principi d’inèrcia per explicar el moviment de la

mercaderia, ho faci al final de l’entrevista, després de treballar una seqüència de

simulacions.

A continuació s’ utilitzen diverses simulacions on es treballen els diferents

conceptes necessaris per a la introducció de la primera llei. Les simulacions són

totes d’Interactive Physics.

Simulació 2 “bloc”

Autor/a de la simulació: Alícia Serra.

Context: Es produeix una interacció sobre un bloc. Tot i que no es veu l’objecte

amb el que interacciona, cal indicar a l’alumne/a que existeix la interacció. També

cal aclarir que podrien ser diverses interaccions, però que la resultant de totes les

forces coincidiria amb la força que apareix en la simulació. La força aplicada és, en

aquest cas, una força horitzontal i que es representa a través d’un vector FT .

47


Aquesta força es pot aplicar en els dos sentits. La simulació permet observar els

canvis produïts en el moviment del cos quan s’aplica la força o bé quan no s’aplica

sobre el bloc.

Com és pot interaccionar amb la simulació?: Variant la velocitat inicial del bloc,

canviant la intensitat de la força i canviant el sentit de la força.

Fase d’aprenentatge : Introducció a la primera llei de Newton i estructuració dels

efectes de les forces i de la 2a llei de Newton a nivell qualitatiu.

Preconceptes que es tenen en compte. En programar aquesta simulació s’han

tingut en compte principalment els preconceptes següents:

• Relacionen tot moviment amb una força en la direcció i sentit

d’aquest moviment.

• Si la força és constant el moviment és uniforme.

Objectiu: A partir d’aquesta simulació l’alumne/a ha de:

• Conèixer l’efecte produït en el moviment del bloc quan la força

s’aplica sobre el bloc en repòs o bé en moviment, i el que succeeix

quan no s’aplica cap força, introduint així la primera llei de

Newton.

• Comprovar la relació qualitativa que hi ha entre la força i

l’acceleració.

• Entendre l’empremta que deixaria , segons el tipus de moviment.

Simulació 3 “molla-bloc”

Autora: Alícia Serra.

Context : La molla empeny un bloc fins que s’atura.

Es tracta d’un mecanisme, semblant al que hi ha en algunes màquines dels bars. En

aquest cas s’ha substituït la bola per un bloc, per tal que sigui de la mateixa forma

que la mercaderia que hi ha en el camió.

Com es pot interaccionar amb la simulació? Es pot variar el material del terra i la

compressió de la molla per tal d’aconseguir variar el temps d’aturada del bloc.

48


També és pot simular l’anul·lació de la gravetat, creant així unes condicions

impossibles d’aconseguir en el laboratori.

Fase d’aprenentage: S’estructuren el principi d’inèrcia, el fregament i la llei de

Hooke. Tot a nivell qualitatiu.

Objectiu: A partir d’aquestes observacions, l’alumne/a hauria de comprendre el

principi d’inèrcia.

Preconceptes que es tenen en compte:

• El bloc s’atura perquè perd força.

Simulació 4 “Fricció”

Autor/a: Cindy Schwarz i John Ertel.

Procedència: Winwork “winsim13” IP

Context : Un bloc es mou sobre una plataforma formada per dos tipus de material.

El primer material podria ser gel, es considera que no hi ha fricció. El segon

material es considera que pot ser més o menys rugós. Hi ha un control que permet

modificar el coeficient de fricció ( no ha estat possible canviar els números del

coeficient de fricció pels noms de materials, ja que no hi ha possibilitat de modificar

aquesta simulació, que només és de reproducció). Aquesta simulació és molt

semblant a l’anterior, però apareix la força de fricció representada i la velocitat.

Com es pot interaccionar amb la simulació? Variant la rugositat del segon material,

la velocitat inicial, la massa del bloc (tot i que aquests dos últims aspectes no s’han

modificat durant l’entrevista).

Fase d’aprenentatge. Estructuració del Principi d’inèrcia.

Objectiu : Estructurar la primera llei de Newton i veure el model científic

representat.

Preconceptes que es tenen en compte:

• No hi pot haver moviment sense la presència d’una força.

• S’atura perquè perd força, o no hi ha força.

49


Simulació 5 “capses”

Procedència: CEDECT

Context: Un bloc petit reposa sobre un bloc més gran. Entre el bloc gran i el petit

no hi ha fricció. Els dos blocs es mouen a la mateixa velocitat. El bloc gran xoca

contra un altre bloc. Hi ha un text on es pregunta: què li passarà al bloc petit quan

xoqui el bloc que té a sota?

Objectiu: l’alumne/a ha de preveure el que passarà aplicant correctament el Principi

d’inèrcia.

Simulació 6 (1) “camió de mercaderies”

Aquesta simulació 6 és com s’ha mencionat abans la mateixa simulació 1.

L’alumne/a ha d’interpretar el que succeeix quan el camió accelera o frena, aplicant

el Principi d’inèrcia. Després d’interpretar el que passa i de donar solucions al

conflicte ha de clicar el Sol que hi ha a la simulació i apareixen els controls de

velocitat inicial del camió i el control de fricció on es pot modificar el tipus de sòl del

camió.

◊ Forma de presentar cada simulació i fer-ne l’entrevista:

Simulació1 “camió de mercaderies”

Guió-qüestionari

Se li presenta la simulació 1 del camió de mercaderia. Ha de llegir el text que hi ha

a la simulació. Se li explica com ha d’accionar la simulació i se li pregunta :

- Què passa quan accelera el camió?

- Què passa quan frena el camió?

- Per què creus que passa?

- Què és podria fer per tal que això no passi?

Si en l’ explicació no hi ha aplicació del Principi d’inèrcia, s’accepta a

l’entrevistat/da.

Se li diu que per entendre l’ explicació científica d’aquest fet, haurà de treballar

primer altres simulacions i finalment s’acabarà amb la mateixa simulació que s’ha

començat.

Es passa a la simulació 2.

50


Simulació 2: “ Bloc”

Guió-qüestionari

Se li explica que en aquest cas es tracta d’un bloc. Sobre aquest cos hi ha aplicada

una força , com a conseqüència d’una o diverses interaccions: per tant, es tracta de

la força total que actua sobre el cos (L’alumnat entrevistat ha hagut de treballar la

idea de força, els seus efectes i la composició de les forces).

Es pot posar un exemple si té dificultats d’entendre el que se li diu.

- A través d’aquests controls que hi ha a la simulació podràs aplicar

diferents forces i variar la velocitat inicial, veure a través dels

mesuradors el valor de la velocitat i l’acceleració en diferents

instants.

- Abans d’arrencar la simulació has d’explicar el que preveus que

passarà, després acciones la simulació i comproves si el que has

dit correspon amb el que has observat.

Cas 1 : Al b loc inicialment aturat se li aplica una força horitzontal en sentit

positiu .

Predicció

- Què passaria al bloc si s’aplica una força positiva quan el bloc es

troba en repòs ?

- Cap a on es mourà?

- I com es mourà?

- Quin tipus de moviment creus que tindrà?

Comprovació

- Passa a comprovar el que dius. Arrenca.

- Cap a on es mou?

- Què és el que varia?

- Quin tipus de moviment té aquest bloc?

Repetició

51


- Reinicia i torna arrencar. Observa els vectors que apareixen per

representar la força i la velocitat. Observa com varien.

(Si cal se li diu què passaria si s’aplica una força negativa sobre el bloc

aturat i després que ho comprovi)

Cas 2: Bloc amb velocitat positiva i se li aplica una força positiva .

- Què creus que passaria si el bloc s’està movent en sentit positiu a

velocitat constant i se li aplica una força positiva?

Cas 3: Bloc amb velocitat positiva i força aplicada en sentit contrari .

- Què creus que passaria si el bloc s’està movent a velocitat

constant i se li aplica una força en sentit contrari al moviment?

( Es repeteix el guió del cas 1: Predicció, comprovació, repetició)

Cas 4: Bloc amb velocitat sense cap força .

- Què passaria si es mou el bloc i no s’aplica cap força?

(Es repeteix el guió del cas 1)

Simulació 3 “ Molla – bloc”

Guió-qüestionari

- Què tenim?

- Acciona la simulació i observa el que passa.


- De què creus que depèn que el bloc s’aturi abans o després?

- Explica quines forces actuen sobre el bloc des que la molla

l’empeny fins que s’atura. Observa els puntets.

- Clica el quadret on tens uns controls que et permetran canviar la

compressió de la molla i també el material del terra.

- Què creus que passaria si comprimim més la molla?

52


- Ara passa a comprovar-ho.

- Reinicia. Torna a posar la molla sense comprimir. Ara modifica el

terra del suport. Si el terra fos de fang creus que el bloc aniria

més lluny?

- Comprova-ho.

- Què passaria si el terra fos de gel ( considerarem el gel com si fos

tan polit que no hi hagi fricció entre el terra i el bloc)

- Comprova-ho.

- Quan surt del suport, què li passa?

- Per què li passa?

- Què hauríem de fer perquè no passi?

- Una vegada la molla ha deixat el bloc en aquestes condicions

ideals actua alguna força?

- Quin tipus de moviment té ara el bloc? Observa el puntets.

- Després del que has vist podem dir que... (Enunciat de la primera

llei de Newton)

- Ara passarem a una altra simulació on pots veure la força de

fregament representada.


Guió-qüestionari

- Aquí hi ha dues superfícies diferents. A la primera, com que està

perfectament polida, no hi ha fricció entre el terra i el bloc. I a la

segona sí que n’hi ha. A més a més es pot modificar aquesta

fricció. També es pot modificar la velocitat inicial del bloc i la

massa. Imagina’t que la velocitat inicial que té és a conseqüència

del cop que li ha donat la molla .

- Posa una velocitat inicial de 5 m/s i un coeficient de fricció de 0,65

i la massa del bloc de 0,36 kg.

- Arrenca i després observa lentament, manipulant el cursor del

control de reproducció, el que passa i les forces que hi ha

representades.

53


- Què observes?

- Quantes forces apareixen?

- Què li passa al vector velocitat?

- Ara imagina’t que en la segona superfície tampoc no hi ha

fregament. Posarem el coeficient de fricció 0.

- Què creus que passarà?

- Arrenca i observa.

- Ara passarem a una altra simulació.

Simulació 5 “Capses

Guió-qüestionari

- Llegeix el text de la simulació i predigues el que passarà.

- A continuació arrenca la simulació i comprova si el que has dit és

cert.

Finalment es torna a la simulació del camió de mercaderies.

Simulació 1 (II) : “ Camió de mercaderies”

Guió-qüestionari

- Ara tornarem a la simulació del camió de mercaderies que has vist al

començament.

- Acciona la simulació i a continuació accelera el camió i després esborra la

memòria i torna a arrencar, però ara frenant.


- Què es podria fer per tal que la mercaderia no es mogués?

- Clica el Sol.

- Tens uns controls on es pot variar el fregament del terra del camió i un

altre de velocitat. Juga amb ells fins aconseguir que, en accelerar, la

mercaderia no es mogui de lloc.

Hem arribat al final, gràcies per la teva col·laboració.

54


2.3.3.3 Fase d’execució

Mostra: Tres alumnes de 4t d’ESO de diferents ritmes d’aprenentatge. El requisit

que s’ha de complir és que no sàpiguen aplicar el Principi d’inèrcia. Dues de les

entrevistes es van fer a l’IES Jaume Mimó i una a l’IES Forat del Vent.

Es van seleccionar 5 alumnes i 2 es van desestimar perquè aplicaven bé el Principi

d’inèrcia.

Per privacitat no s’indicaren ni el nom dels alumnes ni el centre on pertanyen.

Primera entrevista. Alumna A

Perfil : L’alumna A és de 4t d’ESO. És una de les alumnes que un mes abans se

l’havia observat com treballava les simulacions de Cinemàtica, per tant coneixia bé

el programa IP. Té un nivell acadèmic mitjà tirant a alt. Havia estudiat durant

aquell mes una introducció de les forces (efectes de les forces, mesura de les forces

i la tercera llei de Newton). A la mateixa hora que se l’ entrevistava, la professora

d’aquest curs introduïa als alumnes la primera llei de Newton.

Durada de l’entrevista: L’entrevista va durar aproximadament una hora i es van

gravar les 5/6 parts. L’ última part es va haver d’anotar per problemes amb la

gravadora. No es va seguir el guió-qüestionari rigorosament, es van afegir algunes

preguntes que en aquells moments van semblar interessants.

Segona entrevista. Alumne/a B

Perfil: L’ alumna B és de 4t d’ESO.

De ritme d’aprenentatge lent. El professor d’aquest curs havia comentat que a

l’alumna B li costava molt comprendre i assimilar la Física, que el que se li

explicava un dia, al dia següent ja no ho recordava, amb la qual cosa va semblar

que podia ser molt interessant com a cas d’atenció a la diversitat mitjançant

simulacions.

El professor ja havia explicat les lleis de Newton, però en explorar els seus

coneixements amb la primera simulació, aquesta alumna no va saber respondre.

Per tant, era apta per a l’entrevista.

En aquesta entrevista es va utilitzar una càmera digital, operant com a gravadora

i vídeo. Es van fer diverses preses. El guió de l’entrevista es va ajustar sempre que

va ser possible amb el guió de la programació.

55


En aquest treball sí que va ser possible tornar a contactar amb l’alumna al cap

d’uns 10 dies, i tornar-li a fer la pregunta inicial i central de l’entrevista.

Tercera entrevista. Alumne C

Perfil: L’ entrevistat és un alumne de 4t d’ESO. Ja havia vist les lleis de Newton,

però no va saber aplicar el principi d’inèrcia. El perfil de l’alumne era d’un

estudiant de nivell mitjà però molt poc implicat en els estudis, i que a classe estava

sovint absent, segons va comentar el professor.

En aquesta entrevista també es va utilitzar la càmera digital, es van fer diverses

preses; tot i que cap al final no hi havia memòria i es va haver d’interrompre per

treure l’entrevista anterior que ja estava transcrita, tot plegat va fer que durés

més d’una hora.

2.3.4. ELABORACIÓ D’UNA UNITAT DIDÀCTICA AMB SIMULACIONS

2.3.4.1 Elecció del tema

Quan es va fer el projecte es pensava aplicar-lo a 2n d’ESO, però en programar la

part pràctica es va veure que les diferents programacions dels centres no

permetien limitar-se a 2n d’ESO i calia ampliar-lo al 4t ESO. Mentre alguns ja

havien fet la cinemàtica i la dinàmica a 2n ESO, altres no la feien fins a 4t. Per tant,

es va programar segons les necessitats dels tres centres. Per això aquesta recerca

s’ha hagut de modificar en alguns moments i adaptar-la segons les circumstàncies.

Com s’ha dit, la idea inicial era veure com l’alumne/a, a través d’una seqüència de

simulacions, on es treballaven un mateix concepte anava regulant-se fins

aconseguir la comprensió i la correcta aplicació. La part de la Física més adient per

fer aquesta recerca era sens dubte la Dinàmica; però aquesta part no es veia fins

a final de curs cap al mes de maig, per la qual cosa, valia la pena, mentre tant,

programar o seleccionar una sèrie de simulacions de Cinemàtica. Aquest tema

l’havien de treballar durant els mesos de març i abril a l’IES Forat del Vent a 4t

d’ESO i al mes de maig a 2n d’ESO a l’IES Jaume Mimó.

56


Per això es va pensar fer observacions de la implementació de les simulacions de

cinemàtica en les aules d’aquests instituts, i deixar pel final la part més interessant

de la recerca, les entrevistes amb simulacions de dinàmica.

2.3.4.2 Programació de la unitat didàctica “introducció al moviment amb

simulacions”

Dirigit a alumnes d’ESO que per primera vegada treballen el tema del moviment.

Freqüentment això succeeix a 2n d’ESO.A l’hora de seqüenciar els continguts tant

conceptuals com procedimentals s’ha tingut en compte el programa establert pel

Departament d’Educació.

Per introduir els conceptes més elementals es van consultar els diferents llibres de

text. Hi ha autors que ho simplifiquen molt, probablement a conseqüència de la

seva gran experiència saben que determinats conceptes cal passar-los per sobre, i

aborden la cinemàtica des de les seves experiències i llenguatges més propers a

l’alumne/a, per no fer l’assignatura carregosa, massa acadèmica i interminable.

Ara bé, com es tractava de fer una recerca per veure si les simulacions ajudaven a

l’aprenentatge, potser valia la pena introduir aquells conceptes de certa dificultat, i

més tradicionals, però imprescindibles per fer un estudi més profund

posteriorment.

Així, d’entrada ja va sorgir el dubte. Cal introduir el sistema de referència? posició?

desplaçament?, termes dels que parlen alguns llibres de text. O bé passar

directament a simplificar parlant de distància recorreguda com parlen altres? Cal

parlar de moviment relatiu? Cal parlar de velocitat mitjana i instantània? Consultant

la tutora, es va considerar interessant parlar de sistema de referència i de

moviment relatiu. Karplus havia treballat activament aquests conceptes amb

alumnes molt més joves que els nostres alumnes de l’ESO, amb resultats molt

positius.

La programació ha estat la següent:

◊ Continguts conceptuals:

Punt de referència

Semblava molt més senzill i intuïtiu parlar de punt de referència en lloc de sistema

de referència als estudiants d’aquests nivells. El tractament seria correcte tenint en

compte que només es treballaria el moviment rectilini en una sola dimensió.

57


Posició

Es va intentar introduir el vector de posició. En un començament es va programar

citant-lo, però després de les primeres observacions pilots, es va desestimar per la

dificultat que comportava a aquests nivells i perquè per introduir-lo amb profunditat

calia consumir més temps del que es disposava. Es va optar perquè intuïssin la

seva importància sense definir-lo del tot.

Moviment

Es tractava que captessin el que volia dir moure’s. Tot i que semblava obvi, quan

se’ls preguntava el que significava no resultava tan evident . Amb les simulacions

era molt senzill d’observar i comprendre.

Desplaçament

Un altre concepte conflictiu. Desplaçament o distància recorreguda? Tot i que són

conceptes diferents, si es tracta en moviments rectilinis en un sol sentit, són

coincidents. En un començament es va decidir parlar de desplaçament i no

confondre a aquells alumnes que continuarien posteriorment estudis superiors.

Posteriorment veient que el llibre de text d’alguns instituts no contemplava la

paraula desplaçament, sinó distància recorreguda, es va optar per citar-los tots dos

indistintament. I caldria aclarir a aquells alumnes més avantatjats les diferències a

nivell científic entre desplaçament i distància recorreguda.

Velocitat

El concepte de velocitat es podria introduir qualitativament a través d’ unes

simulacions que havia programat el meu company d’equip Àngel Fontanet. Es

tractava que relacionessin la velocitat amb el desplaçament i el temps. Tot i que a

l’hora de fer-ho no va ser possible, per no disposar d’aula d’informàtica aquell dia,

es va optar per que ho introduís el professor i per utilitzar aquestes simulacions

per a l’avaluació.

Tipus de moviment

Es tractava que veiessin les diferències entre un moviment uniforme i un que no ho

era. Es va optar per començar per un uniforme.

Acceleració

58


Aquest concepte és possiblement el més difícil per als alumnes d’aquest nivell. Tot i

que es va programar algunes simulacions, es van poder fer poques observacions..

En molts centres es deixa per cursos superiors.

◊ Continguts procedimentals:

Aplicació de fórmules

Aplicar la fórmula del desplaçament, velocitat i acceleració.

Construcció i interpretació de gràfics.

S’han programat simulacions on hi ha gràfics x-t i v-t tant de moviments

uniformes com de moviments uniformement accelerats.

2.3.4.3 Simulacions d’IP programades o seleccionades que formen part

d’aquesta unitat

Aquesta fase ha estat necessària perquè el nombre de simulacions que s’ajustaven

al nivell, a la temàtica i que complien els requisits era un nombre molt reduït.

S’ha programat una seqüència de simulacions sobre moviment on s’introdueixen els

conceptes més elementals. Aquestes simulacions estan pensades per a alumnes

que per primera vegada treballen el tema del moviment, siguin de 1r cicle o

de 2n cicle de l’ESO.

Inicialment es van programar 6 simulacions de cinemàtica i mentre s’aplicava a

l’IES Forat del Vent se’n van fer 6 més. Una vegada es va fer la prova pilot es van

fer modificacions d’aquestes simulacions. Les simulacions són senzilles, algunes el

mateix alumne les hagués pogut programar, però el temps no ho va permetre.

En programar-les s’han tingut en compte els aspectes de disseny, científics i

didàctics.

Aquí s’exposa les simulacions de cinemàtica que s’han fet, abans i després de la

prova pilot.

Les simulacions que hi ha en el CD són les simulacions que s’han programat o

seleccionat, tal com han quedat finalment.

Aquestes simulacions no són exactament iguals a les que es van utilitzar a la prova

pilot, han sofert petites variacions segons s’anaven fent les observacions. Els

guions també s’han anat modificant i el nom de l’arxiu tampoc no coincideix amb

l’inicial. Finalment la unitat ha quedat així:

59

cine11 Av


cine1r

cine2p

cine3mr (1 i 2)

cine4sp (1 i 2)

cine5v (1,2,3,4)

cine6exv

cine7grp

cine9a

cine10avf

cine0avi

cine8exgrp(1,2,3,,4)

60


Totes les simulacions van acompanyades d’una guia-qüestionari. En aquestes guies

hi ha una història que les lliga i unes pautes de les activitats que han de fer.

Sempre que sigui possible han de fer prediccions, comparar les prediccions amb el

que observen a les simulacions i expressar-ho per escrit. En alguna simulació han

de fer càlculs o gràfiques.

Les guies es troben a l’annex.

En el CD lliurat es troben aquestes simulacions. Totes són d’IP.

També es poden compaginar amb les “d’aula net”. o els applets de R.Bernau

(vegeu bibliografia)

A l’annex es pot trobar les fotos d’aquestes simulacions en les pàgines 1-6 de

l’annex I i les guies a continuació o bé en la web: http://www.xtec.cat/~aserra14

es poden veure les simulacions.

◊ Breu comentari de les simulacions de la unitat

cine0avi

Procedència de la simulació: workbook IP (winsim4).

S’ha pensat treballar aquesta simulació (fig.1) en dos moments diferents: al

començament, a l’avaluació inicial, i a la prova final. D’aquesta manera el

professor/a es pot fer una idea del progrés que l’alumnat ha fet en el seu vocabulari

i en la utilització adequada de determinats conceptes relatius al moviment.

Inicialment es tracta de què l’alumne/a que encara no ha estudiat mai el moviment

expressi el que li suggereix aquesta cursa. D’aquesta manera el professor/a pot

detectar a través del seu vocabulari espontani els preconceptes que tindrà sobre

determinats aspectes del moviment.

El guió conté una història que enllaçarà la resta de les simulacions i unes preguntes

que han de respondre per escrit. A continuació s’indiquen quines són:

1. Imagina’t que ets un locutor o una locutora d’una cadena de televisió que està

descrivint aquesta cursa. Escriu breument el que diries.

61

http://www.xtec.cat/~aserra14


2. Compara el moviment d’aquests cotxes, indicant què tenen en comú i què tenen

de diferent.

El professor pot veure a través d’aquest escrit, el vocabulari que l’alumna/e té

referent al moviment i com l’utilitza.

Seguidament es comença el tema amb la imatge que correspon a l’arxiu :

cine1r

Ha estat programat per Alícia Serra.

El noi de la imatge (Fig.2) té espatllada la moto i comunica a la seva amiga el

problema que té a través del mòbil. L’alumne/a ha de pensar i comunicar el que

creu que necessita conèixer la noia per poder localitzar el seu amic.

cine2p

Programada per Alícia Serra.

La segona programació és una simulació pensada per reforçar el concepte de punt

de referència, per introduir els concepte de posició, moviment i desplaçament.

És interactiva i s’ha de treballar amb parella. Hi ha una guia amb les activitats que

s’han de realitzar (veure l’annex a partir de la pàgina 1). Des de la primera

programació a l’actual hi ha hagut canvis com a conseqüència de les observacions.

Es treballa en dues etapes. En la primera etapa han de situar el camió (fig 3) i en

la segona han de calcular el desplaçament del camió en diferents intervals de

temps ajudant-se del regle (fig. 4) que inicialment està ocult.

cine3mr1

Aquesta simulació pot servir per introduir el moviment relatiu. Una vegada

l’alumne/a ja domina el concepte de punt de referència i de moviment es pot

començar a parlar del que succeeix si el sistema de referència canvia.

En un començament era una única simulació. Després de les observacions s’ha

considerat convenient desdoblar-la en una simulació més senzilla “cine3mr1”

(fig.5), on només apareix un vehicle i utilitzar cine3mr2 (fig.6) pels alumnes més

avançats.

62


cine4sp1

S’aplica el concepte de moviment relatiu al sistema planetari. Aquesta simulació es

troba entre les simulacions que hi ha en el programa d’IP. També s’ha desdoblat

en dues, després de les observacions fetes amb els/les alumnes, una més senzilla

on només apareix el Sol i la Terra (cine4sp1), i un altre on també apareix Mercuri

(cine4sp2) (fig.7).

Aquestes dues últimes simulacions també és poden fer al final del tema o deixar-les

per cursos superiors.

cine5v

Per introduir el concepte de velocitat Àngel Fontanet va programar una sèrie de 4

simulacions on es treballava aquest concepte. (Fig 8 , hi ha una figura de les 4)

També es poden utilitzar com exercicis posteriors o com una pregunta d’ avaluació.

Hi ha un text en la mateixa simulació i una guia elaborada per la investigadora En

aquestes simulacions l’alumne/a ha de relacionar el desplaçament amb el temps.

cine6exv

Aquesta simulació (fig. 9) ha estat pensada amb la finalitat que l’alumne/a apliqui

el concepte de velocitat, al mateix temps que reforça els conceptes estudiats

anteriorment i l’aplicació de fórmules. El moviment que es representa és del tipus

m.r.u. Han de determinar la velocitat de la formiga de la simulació (es va pensar en

aquest insecte perquè la velocitat que sol portar fa que recorri en aproximadament

63


10 segons una distància aproximadament de les dimensions de la pantalla,

d’aquesta manera per començar a calcular velocitats resulta més senzill d’imaginar i

més real) . Estan indicades en la guia les activitats que han de fer en forma

seqüènciada (veure annex pàg. 18) Els diferents elements que intervenen (estris,

controladors ...) estàn inicialment ocults; a mesura que van contestant les

qüestions de la guia se’ls indica el que cal fer per l’aparició dels diferents elements.

cine7gr

És una simulació pensada per tal que l’alumne/a practiqui la construcció de gràfics

posició-temps, i associï determinades gràfiques amb el moviment uniforme.

En aquest cas es tracta d’un cargol el moviment del qual encara és molt més lent.

L’alumne ha d’observar el moviment i representar la gràfica posició-temps.

Inicialment la gràfica es troba oculta, una vegada l’ha construït l’alumne/a ha de

comparar-la amb la de la simulació (fig.10). A la guia (annex I pàg.22) se l’indica

tots els casos que ha de representar.

cine8exgr

Aquesta simulació (fig.11) ha es tat programada per Àngel Fontanet. Es tracta d’un

test perquè l’alumne s’autoavaluii.

cine9a

En aquesta simulació (fig.12) programada per Alícia Serra es pot introduir el

concepte d’acceleració. El concepte de velocitat instantània s’ha deixat perquè

l’expliqui el professor. Es pretén que l’alumne associí la variació de la velocitat amb

l’acceleració. Hi ha una guia (annex pàg.26)

cine10av=cine0av

Finalment es torna a la simulació inicial. És pot utilitzar per la prova d’avaluació. Es

poden fer als alumnes les mateixes preguntes que van ser enunciades a l’avaluació

inicial, d’aquesta manera es poden veure els progressos del seu aprenentatge. A

més a més poden resoldre problemes utilitzant les dades de la simulació i també

poden construir algun gràfic amb les dades de la cursa.

64


Vegeu la fig1 pàg.55.

El resum de la programació de la unitat “moviment” es troba a (Vegeu l’annex I “ El

moviment amb simulacions” pàg 8)

Altres simulacions programades durant la Llicència

a)

A petició del professor de l’IES Puig i Cadafalc, Joan Aliberes, es va programar una

simulació de Dinàmica sobre la 2a llei de Newton. El guió va ser elaborat pel mateix

professor. És una simulació interactiva i quantitativa. L’alumnat ha de veure la

relació quantitativa que existeix entre la força i l’acceleració. Arxiu dina2

(Vegeu l’annex I pàgina 39)

b) Quan es va implementar la unitat per 4t d’ESO es van ampliar el nombre de

simulacions. Com aquesta de la caiguda lliure. arxiu caiguda lliure


c)Gràfics posició-temps d’un m.r.u i d’un m.r.u.a arxiu cine10grp


A la web es poden veure les simulacions.

2.3.5 IMPLEMENTACIÓ DE LES SIMULACIONS EN CENTRES DE

SECUNDÀRIA I ALGUNES OBSERVACIONS DE COM LES TREBALLEN

ELS ALUMNES

■ Consideracions

En aquesta fase s’ha hagut de modificar de vegades el pla de treball i adaptar-lo a

les circumstàncies del moment. El treball individual amb alumnes a través

d’entrevistes era la part de la recerca que despertava més expectatives, però per

imponderables no es podia fer fins a final de curs , mentrestant es va elaborar la

unitat de cinemàtica i es van fer les observacions.

Primer s’han fet unes observacions individuals que han servit de prova pilot per

veure si les simulacions escollides i programades servien per introduir els conceptes

65


i procediments de cinemàtica; però malauradament no totes les simulacions han

pogut ser observades, en una prova individual pilot, per manca d’hores de

l’alumnat dins de l’horari escolar.

Posteriorment s’han modificat algunes simulacions per les dificultats observades o

bé s’han fet més atractives. També s’han modificat certs aspectes de les guies.

A l’institut Gorgs només ha estat possible observar un alumne durant una hora.

Han sorgit dificultats a nivell d’horari que han fet incompatible la intervenció. Per

aquest motiu s’ha descartat la recerca a l’IES Gorgs. La col·laboració més important

ha quedat restringida a dos instituts: a l’IES Forat del Vent i a l’IES Jaume Mimó.

En aquests centres s’ha observat com treballaven els alumnes diverses simulacions

tant individualment com col·lectivament. També s’ha aplicat alguna simulació en

altres instituts com el Puig i Cadafalc de Mataró i el Margarida Xirgu de l’Hospitalet.

■ Objectiu: Veure si les simulacions programades, amb els seus respectius guions,

per a la unitat de cinemàtica podrien servir per aprendre significativament els

conceptes i procediments relacionats amb aquest tema i si calia modificar-les per

la possible aplicació posterior. Aquesta part no ha pogut portar-se a terme en la

seva totalitat perquè no s’ha recercat cap prova d’avaluació que demostri

l’aprenentatge significatiu de l’alumnat. Sí s’han pogut observar, en canvi, aspectes

concrets d’aquest aprenentatge en les observacions individuals.

2.3.5.1 Programació de les observacions

Guió de les observacions individuals

El guió de l’observació ha estat el següent:

- Entén les imatges?

- Comprèn el que se li pregunta?

- Cal ajudar-lo/la?

- Cal tornar endarrera si no és la primera simulació?

- Ha contestat correctament a les preguntes?

- S’ha deixa’t preguntes sense contestar? Quines?

- Cal fer una posada en comú per concloure?

Guió de l’observació d’una parella

El guió de l’observació ha estat el següent:

- Discuteixen entre ells/elles ?

66


- Treballen en equip?

- N’hi ha un que s’imposa a l’altre?

- Treballen tots dos?

- N’hi ha un que li explica a l’altre?

- Aprenen?

Guió de l’observació del grup classe a l’aula d’informàtica

El guió de l’observació ha estat el següent.

- Quants subgrups hi ha?

- Quants alumnes hi ha en cada subgrup?

- Què passa a la classe cada 10 minuts aproximadament?

o Quants subgrups estan treballant?

o Els que no treballen, què és el que fan?

- Incidències.

- Anotacions

A continuació hi ha un relació de totes les observacions que es van fer. Tot i que

només s’han analitzat algunes.

(Veure l’annex II en “Observacions”)

2.3.5.2 Execució de les observacions

■ Les observacions individuals

L’ observació ha consistit a veure com treballava la simulació cada alumne

observat i analitzar les respostes dels guions- qüestionaris de cadascuna de les

simulacions que treballaven. Durant l’observació alguna intervenció es va donar

per part de l’observador.

Es tractava que contestés el guió de determinades simulacions. Al mateix temps

s’observaven les dificultats que podia tenir.

Primera observació individual. Alumne D.

Es va observar un alumne de 2n ESO nivell mitjà baix de l’IES Jaume Mimó.

L’hora assignada per la cita va ser l’hora de tutoria.

Prèviament se li va fer una avaluació inicial amb una prova KPSI.

No havia fet cap estudi relacionat amb el moviment.

67


Va treballar les simulacions, cine1pr, cine2p, cine3mr2, cine4sp i cine6exv,

contestant la guia-qüestionari. Les observacions es van fer durant 3 dies. El primer

dia cine1pr i cine2p , el segon dia cine3mr i cine4sp i el tercer dia cine6exv.

En aquell moment Àngel Fontanet no havia programat la simulació cine5v, en

conseqüència se li va donar un text per introduir el concepte de velocitat.

Aquestes simulacions han sofert canvis després de les observacions fetes.

Després van sorgir dificultats per observar-lo un altre dia.

2a Observació individual.Alumna E

Es va observar durant dos dies, una alumna de 4t d’ESO de l’IES Jaume Mimó, de

nivell mitjà baix. En aquells moments encara no havia treballat la cinemàtica.

Les simulacions observades van ser cine1pr,cine2p, cine3mr2, cine4sp.

L’hora assignada va ser la d’un crèdit variable.

3a Observació individual . Alumna A

Durant 3 dies es va observar una alumna de 4t ESO de nivell mitjà alt , l’

observació es feia mentre l’alumna treballava amb l’ordinador a l’aula d’informàtica

i al mateix temps que la seva professora introduïa a classe, amb canó informàtic,

el tema del moviment.

Les simulacions que va treballar van ser cine1pr, cine2p, cine3mr, cine5v,

cine6exv.

■ Les observacions del grup classe a l’aula d’informàtica

Es van fer diverses observacions col·lectives, però només es van recollir dades

d’unes poques.

Observació a l’IES Forat del Vent: es van recollir dades de tres observacions.

Eren 2 grups de 4t d’ESO. Un d’ells es va observar 2 dies.

De l’IES Margarida Xirgú es va observar 1 dia.

A l’IES Puig i Cadafalc es van observar dos grups amb pocs alumnes.

A l’IES Margarida Xirgú dues classes.

2.3.5.3 Implementació de la unitat didàctica de cinemàtica

Es va implementar en dos centres que els hi direm A i B.

■ En el centre A es va fer amb 2 grups de 4t d’ESO. Tot i que la programació de

la unitat havia estat pensada pel primer cicle de l’ESO, veien per una banda que en

68


aquest centre treballaven la cinemàtica per aquelles dates a 4t i per un altre banda

veien l’interès que tenia la professora titular, d’aquests grups, en utilitzar aquestes

tècniques es va optar per implementar-lo afegint més simulacions i així poder

completar la programació de 4t.

Com no sempre estava l’aula d’informàtica lliure es va optar per fer moltes classes

amb el canó. Aquestes classes les feia la professora titular i segons va explicar els

alumnes omplien el qüestionari després de l’observació. No es va observar cap

d’aquestes classes. Mentre tant la investigadora observava al mateix temps com

treballava un alumne la simulació en un aula diferent.

No es va fer amb simulacions la prova d’avaluació inicial. Es va treballar amb

simulacions a més a més de les programades inicialment les afegides ( la caiguda

lliure i les gràfiques de velocitat d’un moviment uniformement accelerat) “ A l’annex

hi ha un exemplar del guió qüestionari que va omplir un alumne a l’aula

d’informàtica.

La unitat es va impartir durant tres setmanes aproximadament (10 classes)

inclosa la prova final.

A l’aula d’informàtica van anar 3 dies.

El primer dia van treballar les simulacions cine6exv (arxiu que en aquells moments

tenia un altre nom) i cine7grp. Van estar tota l’hora. En aquells moments no hi

havia canó informàtic a aquesta aula d’informàtica.

El segon dia van treballar les simulacions cine10grp i cine11grv

El tercer dia van treballar la simulació de la caiguda lliure (a l’annex hi ha un

exemplar del guió qüestionari escrit per un dels alumnes ).

■ En el centre B es va implementar en els tres grups que hi ha de 2n d’ESO, era

cap a final de curs i només tenien 6 dies per fer la unitat. Aquests alumnes només

van poder anar a l’aula d’informàtica 1 dia perquè la resta dels dies estava

ocupada.

Les classes es van fer a un aula (no del grup) que tenia un canó informàtic. A

algunes d’ aquestes classes la investigadora va assistir-hi .

En aquest grup es va començar fent una avaluació inicial tal i com estava

programat.

A l’annex hi ha un escrit d’aquesta avaluació inicial i la comparació de les mateixes

preguntes amb l’avaluació final. La investigadora només va observar un dels grups.

Com en realitat va queda reduït a 3 hores perquè l’últim dia es va fer la prova i un

parell de dies el va utilitzar el professor per fer alguna explicació i exercicis , no es

va voler valorar quantitativament el resultat de les proves.

69


A l’apartat 3 (resultats obtinguts) es comenta les observacions fetes que es

consideren més importants en aquests centres.

Finalment a l’IES Margarida Xirgú es va anar l’ultim dia de classe a 2 grups de 2n

ESO. Es va aplicar les simulacions cine1r i cine2p només va ser una introducció del

que es farà en aquest curs.

Al final de l’annex II es poden veure algunes de les fotografies que es van fer

durant l’observació.

2.4 DESCRIPCIÓ DELS RECURSOS UTILITZATS.

En la primera entrevista es va utilitzar una gravadora. En les altres dues es va

utilitzar una càmera digital.

En les observacions s’han pres apunts del que s’observava. També s’han fet

fotografies i vídeo (que per privacitat no es mostrarà ) amb la càmera digital.

L’ordinador i internet ha estat una eina imprescindible.

S’han utilitzat com a programes IP, applets, Paint, Corel, Adobephotoshop.

70


3. RESULTATS OBTINGUTS

3.1 IDEES CLAUS SOBRE L’APRENENTATGE AMB SIMULACIONS

A continuació s’exposaran les idees claus que es desprenen de la documentació

de l’estat de la qüestió sobre simulacions, i que convé tenir presents a l’hora

d’utilitzar simulacions si pretenem fer-ne una eficient eina d’ensenyament-

aprenentatge. Responen a la pregunta plantejada inicialment: “quines condicions

afavoreixen que una simulació sigui una bona eina d’aprenentatge?”

La simulació ha de ser atractiva, no induir a confusions o errors

científics, fàcil d’utilitzar, interactiva.

Ha de tenir una pregunta o problema ( ve a través d’un text en la

mateixa simulació o a través d’una guia) que ha de respondre a

través de la simulació.

En molts casos s’ha d’indicar el procediment a seguir.

Quan un alumne/a es troba davant d’una simulació ha de predir el que

succeirà abans d’accionar la simulació. Una vegada l’ ha accionat ha

de comparar el que observa amb la seva predicció. Les diferències

entre les prediccions incorrectes i el que han observat fa que es

produeixin noves maneres de pensar.

Intercanviar idees amb els companys i les companyes i comunicar al

professor/a diferents prediccions i interpretacions.

Escriure comunicant l’alumne/a les seves prediccions, observacions i

les noves idees .

La síntesi de l’estat de la qüestió sobre simulacions es troba a la introducció

d’aquesta memòria.

71


3.2 ESTUDI DE LES SIMULACIONS D’ INTERACTIVE PHYSICS

3.2.1 ANÀLISI DE LES SIMULACIONS D’IP (NIVELL ESO)

El detall de l’estudi de les 22 simulacions està inclòs a l’Annex. Vegem a continuació

un exemple per mostrar com s’ha fet l’estudi. Descrivim una simulació d’IP del llibre

IP workbook (winsim02) en llengua anglesa dels autors Cindy Schwarz i John Ertel.

72


Nom Winsim02 (anglès) nº anàlisi 12 Procedència Workbook “a car moving with constant acceleration” Nivell ESO 4t n. alt Concepte Gràfiques v-t; a-t m.r.u.a , m.u Què és pot variar? Acceleració, velocitat inicial. Qualitativa x Quantitativa x p.màx

Missatge científic correcte 2 2 Unitats de les magnituds (si s’escau) 1 1

Aspectes científics

Xifres significatives adequades 1 1 Atractiva 2 2

Utilització de codis de colors per descriure “iguals”

1 1

Aspectes de Disseny

Grandària de les lletres, color text, bona distribució de la informació a la pantalla

1 2

Aclareix més que confon 1 1 Interactiva 2 2 Text - Guia X 1 1

Indica les activitats a realitzar 1 1 Hi ha una pregunta 1 1 Hi ha la resposta a la pregunta 1 1 Hi ha presentació teòrica 1 1 Han de fer prediccions 1 1 Hi ha exercicis d’aplicació 1 1 Han d’escriure 1 1

Text o Guia

Hi ha test per autoavaluar-se 1 1 Té en compte els preconceptes

1 1 Oberta, o sigui, de diferents formes d’execució 1 1 Fàcil d’utilitzar i fàcil d’observar 2 2

Aspectes Didàctics

Contextualitzada amb un entorn proper 1 1 Total puntuació 25 26 Es pot modificar la simulació?

No

Què es pot fer per millorar-la ?

-

De difícil realització al laboratori escolar

Sí

Nota Activitat principal: Observar, fer gràfics (predir i comparar els gràfics)

Seleccionada : Sí

73


Conclusions generals de l’anàlisi de Simulacions d’IP aplicables a l’ESO

S’han analitzat amb aquesta plantilla 22 simulacions de Cinemàtica i Dinàmica

aplicables a l’ESO.

De l’ anàlisi de les simulacions d’IP 2000 s’observa que :

• Hi ha molt poques simulacions per aplicar a la secundària

obligatòria.

• Són en general poc vistoses. S’ha d’afegir en totes elles un text o

guia.

• El color de fons predominant és el groc i blanc.

• Algunes no són gens fàcils d’observar i no són aclaridores.

• La versió castellana és pitjor que la versió anglesa, hi ha simulacions

de la versió castellana que estan sense acabar.

• Les simulacions d’IP 2000 tenen l’avantatge que es poden modificar

i millorar-les si cal.

De l’anàlisi de les simulacions del “Workbook IP 2004” s’observa que:

• Són en general més atractives que les del 2000.

• També hi ha poques simulacions aplicables a l’ESO i les que es

poden utilitzar són de 4t i per alumnes avançats.

• El color predominant és el turquesa i el blanc.

• Tenen guies on hi ha: una explicació científica, el funcionament de la

simulació, la seqüència d’activitats, exercicis i test per avaluar-se.

En la majoria es recomana que han de predir abans d’accionar la

simulació.

• Estan molt dirigides no proposant l’exploració lliure.

• Algunes intenten donar una perspectiva en 3 dimensions.

• Un inconvenient és que no es poden modificar, són només de

reproducció, però tampoc es veu la necessitat de modificar res.

74


Simulacions procedents del CEDECT i de C. Fernàndez

De les 4 simulacions analitzades procedents del CEDECT i de C. Fernandez es pot

dir:

• Són fàcils d’utilitzar i d’observar. En totes elles hi ha un text a la

simulació o guia.

• També són de nivell de 4t.

• En algunes potser falta recomanar la predicció i l’escriptura del que

prediuen i observen.

• Són aclaridores.

3.2.2 SELECCIÓ DE SIMULACIONS D’IP (NIVELL ESO)

S’han seleccionat aquelles simulacions que millor compleixen els requisits

constructivistes, o bé aquelles que en modificar alguns aspectes, es podrien utilitzar

a l ‘ESO.

Com s’ha dit a l’apartat del treball dut a terme, el criteri utilitzat per seleccionar

una simulació ha estat:

• Si el missatge científic no és correcte i la simulació confon més que

aclareix queda automàticament eliminada.

• Si la diferència de puntuació entre la valoració màxima i la valoració de

la simulació és superior a 5 punts queda descartada, a no ser que els

aspectes negatius es puguin modificar fàcilment.

La selecció feta ha estat la següent:

75


Selecció de simulacions diverses (català) que es podrien utilitzar a l’ESO.

Simulació nº

anàlisi

Nivell

ESO

Concepte o

Procediment que

es pot treballar

Què cal

modificar o

afegir

http://www.xtec.cat

/~cfernand/

“cotxet”

19 4t Representació

vectorial (F i v) en un

moviment accelerat

S’hauria

d’indicar que

prediguin el que

succeirà abans

d’accionar la

simulació. I

després

comparar-ho.

http://www.xtec.cat

/~cfernand/

“pilota home”

20 4t Representació

vectorial (Fi v) en la

caiguda dels cossos

S’hauria

d’indicar que

prediguin el que

succeirà abans

d’accionar la

simulació. I

després

comparar-hoCDECT

“Capses”

21 4t 1a llei de Newton -

CDECT

“camió de mercaderies”

22 4t↑ 1a llei de Newton -

76

http://www.xtec.cat/~cfernand/





Simulació d’IP 2000 (Physics Experiments) que es podrien utilitzar a l’ESO

Simulació nº

anàlisi

Nivell

ESO

Concepte o

Procediment que es

pot treballar.

Què cal

modificar o

afegir CarJump 5 2n i 4t moviment relatiu Text amb

predicció.

LinearMotionofJet

9 4t m.r.u.a, gràfiques, 2a

llei de Newton.

Guia amb

prediccions,

activitats a

realitzar.

Effectoforientatio

n

1 4t i

2n↑

caiguda dels cossos.

Resistència de l’aire.

Indicar que cal

predir abans

d’observar la

simulació.Planetary motion 3 4t i 2n moviment relatiu Una pregunta i

escriureConstant linear

acceleration

8 4t Gràfica posició, velocitat

i acceleració d’un

m.r.u.a

Indicar que

han de predir

Afegir el valor

0 en

l’acceleració i

també es

podria posar

valors

negatius

Selecció de simulacions d’IP workbook 2004 que es podrien utilitzar a

l’ESO

77


Simulació nº

anàlisi

Nivell

ESO

Concepte o

Procediment que es pot

treballar

Què cal

modificar o

afegirWinsim01

“A car moving

with constant

acceleration

(vectors)”

11 4t ↑

Desplaçament i distància,

velocitat, acceleració,

m.r.u, m.r.u.a. , vectors v

i a, moviment relatiu,

Guia que indiqui

clarament que

han de fer

prediccions.

Winsim02

“ A car moving

with constant

acceleration

(graphs)”

12 4t ↑

Velocitat, acceleració.

m.r.u.; m.r.u.a ; gràfics

v-t i a-t.-

winsim03

“ A car moving

with constant

acceleration

(graphs)”

13 4t ↑Gràfics m.r.u i m.r.u.a,

gràfics x-t i v-t.-

winsim04

“Three cars

raicing”

142n i

4t

Desplaçament, velocitat

mitjana, m.r.u; m.r.u,a,

gràfics

-

winsim38

“combination

motion”

16 4tFricció, combinació de

moviments

-

winsim13

“Horitzontal

motion with

fricció”

17 4tMoviment horitzontal amb

fricció

-

wisim12“

Three forces on

a puck”

18 4t Efecte de les forces

Recordar que

han de predir.

3.3 TREBALL INDIVIDUAL AMB ALUMNES ENTORN A UNA

SEQÜÈNCIA DE SIMULACIONS

78


3.3.1 ANÀLISI DELS TREBALLS INDIVIDUALS ADREÇATS, MITJANÇANT

UNA SEQÜÈNCIA DE SIMULACIONS, A CONSTRUIR SIGNIFICATIVAMENT EL

PRINCIPI D’INÈRCIA.

L’estudi del treball portat a terme amb els alumnes a través de qüestionaris en

forma d’entrevista es recullen a l’annex II.

En aquesta memòria només s’exposarà la part de l’entrevista més interessant que

es va fer amb l’alumna A. La resta de les entrevistes es troben en versió completa

(32) i reduïda (74).

Les fotografies de les simulacions també es troben a l’annex II.20 (pàg. 1)

ENTREVISTA A L’ALUMNA A DE L’IES A

Ritme d’aprenentatge ràpid.

Curs: 4t d’ESO. Data 7/06/06 Duració 1 h

Annex II :Transcripció pàg. 5; Anàlisi pàg. 32 ; Resum de l’analisí pàg 74;

Simulació 1 : camió de mercaderies

Fet: La capsa del camió es mou quan el camió accelera o frena.P. Per què creus que passa això? R. La mercaderia no pesa el suficient o

no està ben agafada.

Simulació 2 : Bloc a) Fet: El bloc està inicialment en repòs i se li aplica una força constant horitzontal en sentit positiu en el centre del bloc.

P. Què passaria en aquest cas? Predicció

P. Cap a on?

P. Quin tipus de moviment creus que tindrà ?

Acciona la simulació Observació i comparació.P. Quins canvis observes mentre es mou?

P. Varia l’acceleració?

R. Que és mourà.

R. Cap a la dreta.

R. Uniforme21.

R. La velocitat va augmentant. Accelerat?

R. La velocitat i el temps augmenta i l’acceleració és sempre la mateixa.

20 No s’han pogut posar les fotos de les simulacions perquè ocupaven molta memòria informàtica.

21 El color verd significa un preconcepte. El groc és científic.

79


. El moviment és?

Torna arrencar la simulació. Es fixa en els vectors.Torna arrencar i es fixa en les empremtes.

P. Conclusió: si la força és constant el moviment és?

R. uniformement accelerat.

R. Uniformement accelerat.

b) el bloc té velocitat i se li aplica una força en sentit contrari al moviment?

P. Què passarà en aquest cas? Predicció

Acciona la simulació Observació i comparació

P. Què ha passat?

P. Què ha passat?

P. Vols dir sentit en lloc de direcció?

P. Canvia la direcció?

Torna arrencar

P. Què ha passat?

Observa i ho descriu

Amb què està relacionada la força?

R. Anirà cap a endarrera amb més força, bé amb més força no, amb més velocitat i canviarà de direcció.

R. no canvia la direcció, va cap a la dreta

R. Frena no accelera, perquè les empremtes estan cada vegades més juntes.

R. Sí, Sí

R. No, i el sentit tampoc.

“Però no ho entenc. Perquè si l’objecte la cap la dreta amb una velocitat i a l’esquerra té algú que l’empeny cap a l’altre sentit hauria de canviar de sentit”.

R. L’acceleració és constant, no varia, i la velocitat comença sent positiva i després passa a ser negativa perquè va en sentit contrari.

R. Ja té una velocitat, llavors va frenant, i després quan canvia de sentit, comença a augmentar.

R. Amb l’acceleració (No ha vist encara la 2a llei)

80


c) Té velocitat i no s’aplica cap força. (Introducció del P. inèrcia)

P. Què passarà si té velocitat i no s’aplica cap força? Predicció.Acciona la simulació Observació i comparació.

P. Com és el moviment?

P. Per tant si no hi ha força i es mou el moviment és?

R. Què es pararia. (preconcepte)

R. És constant, uniforme.

R. Rectilini uniforme.

Simulació 3 “ Molla –bloc”

Fet: Una molla empeny un bloc en una superfície horitzontal. El bloc acaba aturant-se.

P. Què tenim?

Arrenca la simulació

P. Què passa?

P. Per què passa?

P. Has dit que la molla l’empeny l’objecte. I això vol dir que se li aplica …......?

P. Creus que aquesta força es manté en tot el recorregut?

P. I després que la molla l’empeny, què passa ?

P. Ha frenat o accelerat?

P. De què creus que depèn que el bloc vagi més o menys lluny?

P. Depèn d’alguna cosa més?

La fricció de l’aire és petita i no la tindrem en compte.

P. Perquè creus que s’atura?

R. Una molla, i un objecte que sembla que es mourà sobre una base plana.

R. La molla empeny l’objecte, però després acaba parant-se.

R. Perquè l’aire el frena, és a dir, hi ha un objecte que el frena.

R. Una força.

R. Crec que no, perquè si no, aniria cada vegada més de pressa i això no passa. Sinó que frena.

R. Després frena.

R. Al principi l’han accelerat perquè la molla l’empeny, però després ha frenat.

R. De la molla. De la força amb la que empeny el bloc.

R. De l’aire. De la força de fricció de l’aire.

R. Perquè perd la força. (Torna caure en el preconcepte)

R. . Perquè hi ha alguna cosa que el fa parar.

81


P. Quina cosa?

Clica el quadret

Apareixen uns controls (compressió de la molla i material del terra)

Fixa’t que tens aquest control que et permet canviar la superfície del suport.

P. Com es diu la força que aplica el terra sobre el bloc, quan el bloc es mou?

P. Ara la plataforma és de fusta. Què creus que passaria si fos de terra?Predicció.Observació

P. I si és de gel?

P. Ara imagina’t un cas ideal. Aquest gel està perfectament polit i el bloc és també de gel de tal manera que no hi ha fregament. Per tant no hi ha forces que actuïn sobre el bloc. No considerarem l’aire. Què passaria?

P. Què passaria amb la velocitat? (Predicció)

P. Què passaria si estigués en un lloc de l’espai on no hi hagi gravetat? Què passaria? (Predicció)

Treu la gravetat i arrenca.Observació i comparacióEnunciat del P. inèrcia.

Torna a explicar el que li passa al bloc.

P. Fins quan està aplicada aquesta força?

D’acord, segueix.

P. En quin sentit?

R. Es frena perquè no té acceleració. No hi ha acceleració i l’objecte es para. (Preconcepte)

Es podria canviar el terra.

R. . Ah sí, la força de fricció. (no fa massa que ho ha vist)

.R Doncs que es pararia abans.

R. Sí, passa això.

R. Aniria molt lluny, sortiria de la taula.

R. Doncs que .....no pararia

R. Doncs .... que seria la mateixa

R. Què no cauria.

R. Sí, no es para va sempre en línia recta.

R. El bloc està parat i la molla l’empeny. Com li aplica una força, accelera.

R. Fins que la molla deixa d’empènyer-la.

R. Com està en contacte amb el terra té una força de fricció.

R. Cap a l’esquerra i això fa que freni fins aturar-se.

82



Fet: Bloc que es mou per una plataforma amb dos materials diferents. (Està representat el vector força i el vector velocitat.)

P. Què creus que passarà? (Predicció)

Arrenca.

Observa i compara.

P. Què observes? Fixa’t en els vectors.

R. Què en la primera part es pararà i en la segona part sí.

R. Passa el que he dit.

Simulació 5 “Capses”

Fet:Un bloc gran(verd) té a sobre un bloc petit (vermell), entre ells no hi ha fricció. Els dos blocs es mouen. Xoquen amb un altre bloc (blau).

P. Què li passarà al bloc vermell quan xoca el bloc verd amb el blau? (Predicció)

Observació i comparació.

P. Comprova-ho

R. . Doncs, si no hi ha fregament vol dir que no hi ha forces sobre el bloc vermell i per tant continuarà amb la mateixa velocitat que portava.

R. Sí, passa això. Simulació 6 “ Camió de mercaderies”

Fet: La capsa del camió es mou quan el camió accelera o frena.

P. Es movia el bloc abans d’accelerar?

P. Amb quina velocitat?

P. Podries explicar per què cauen les mercaderies quan acceleres?

.

A.B. P. Què es podria fer perquè no passés

això?C.

P. Per què?

Ara clica el Sol.

P. Tens dos controls: un de fregament i un altre de velocitat. Juga amb ells. Augmenta i disminueix el fregament amb

R. Sí

R. . La mateixa de la del camió.

R. Sí. Si ..... no hi ha força en el bloc perquè no hi ha fregament, quan accelera el camió el bloc segueix amb la mateixa velocitat que portava abans d’accelerar i com el camió anirà a més velocitat es mourà del seu lloc.

A. R. Canviar el terra.

P. Perquè hi hagi fregament.

83


el terra del camió i en cada cas accelera i frena.

P. Indica alguna situació en què no es mogui.

P. Quan el terra és una catifa no es mou.

Conclusió:

De l’anàlisi de l’entrevista feta a l’alumna A, amb rendiment acadèmic mitjà alt,

s’observa que l’alumna sembla que ha après significativament el Principi d’inèrcia

després d’haver utilitzat la seqüència de simulacions.

Per aconseguir que apliqui el pensament científic s’ha hagut de treballar diverses

simulacions. En cada simulació hi ha prediccions i comprovacions. Les observacions

i interpretacions es van succeint en cada simulació.

Tot i que sembla que al començament ho ha après significativament, en algun

moment de confusió torna aplicar la idea alternativa, fins que finalment assumeix el

Principi i l’aplica dos cops correctament en la simulació de les capses i també, al

finalitzar l’entrevista en el camió de mercaderies.

Cal tenir en compte que és la primera vegada que treballa aquest Principi.

No va ser possible revisar l’aprenentatge del Principi d’inèrcia al cap d’un temps .

El curs havia finalitzat.

ENTREVISTA A L’ALUMNA B DE L’IES B (Vegeu l’annex pàg.68 )

Ritme d’aprenentatge lent.

Curs 4t d’ESO

Data 8/06/06

Annex II Transcripció pàg. 15; Anàlisi pàg 46 ; Resum de l’anàlisi pàg 78

Conclusió

Aquesta alumna de baix rendiment acadèmic al principi semblava que no tenia ni

idea de cap concepte físic. El seu professor havia manifestat que: “S’oblida d’un dia

per l’altre de tot”. Curiosament, després d’utilitzar diferents simulacions, succeeix,

que en el cas que tenen més dificultats, que és imaginar-se el que passa quan un

cos, que es mou, se li aplica una força en sentit contrari, ella prediu el que passarà

sense grans dificultats i amb molta més facilitat que els companys entrevistats que

84


són de nivell acadèmic més alt. Al final aplica el Principi d’inèrcia amb la mateixa o

més facilitat que els altres companys entrevistats. També crida l’atenció que essent

una alumna que deien que tenia dificultat per retenir les coses, quan se li torna a

fer la pregunta 10 dies després, ho explica força correctament i amb seguretat.

ENTREVISTA A L’ALUMNE C DE L’ IES B (Vegeu l’annex pàg.93)

Ritme d’aprenentatge mitjà.

curs: 4t d’ ESO.

Data: 18/06/06

Transcripció pàg 25; Anàlisi pàg 63 ; Resum de l’anàlisi pàg 83.

Conclusió: De l’entrevista feta a l’alumne de nivell mitjà, però amb dificultats de

concentració, s’observa que l’alumne aprèn significativament; però es possible que

el fet de no haver treballat la simulació molla-bloc amb aquest alumne amb la

mateixa profunditat que en les altres entrevistes, sigui la causa que no veiés amb

la mateixa claredat la solució de l’última simulació, tot i que l’acaba resolent

satisfactòriament.

3. 3. 2 RESULTAT DE LES ENTREVISTES:

S’ha observat en els alumnes entrevistats que:

▪ El fet de treballar un concepte amb diverses simulacions ha ajudat a que

l’aprenentatge sigui significatiu i l’atenció a la diversitat ha estat possible.

▪ Pensar (predir) i després observar (comparar) ha ajudat a comprendre i a

estructurar amb més facilitat el pensament científic.

▪ Cada vegada que han predit i després han comparat han fet un petit exercici d’

autoavaluació que ajuda a l’autorregulació.

▪ Tornar a revisar una simulació quan tornen a aparèixer els preconceptes ha ajudat

a reforçar les noves idees.

85


3.4 LA UNITAT DIDÀCTICA

Vegeu descripció del treball apartat 2.3.4

3.5 ALGUNES OBSERVACIONS FETES ALS INSTITUTS QUAN ES

VA IMPLEMENTAR LA UNITAT DIDÀCTIC.

De les moltes observacions que s’han fet només es faran comentaris d’aquelles que

aporten dades per contestar a la pregunta plantejada o bé per justificar algunes de

les modificacions que s’han dut a terme en les simulacions programades.

3.5.1 MODIFICACIONS DE SIMULACIONS A PARTIR DE

L’OBSERVACIÓ DEL TREBALL D’ALUMNES

3.5.1.1 Aspectes que caldria modificar d’algunes simulacions a partir de

les observacions.

Vegeu Annex II en observacions.

Imatge Cine1r

Què caldria canviar?

Millorar la imatge, posar alguna referència, arbre,

poble.

Simulació Cine2p


Afegir un altre carretera, per tal que quedi més

clar el que vol dir direcció , es podria treure més

profit parlant de desplaçament.

hi ha qui confon el regle amb el punt de

referència . Hauria de sortir posteriorment a la

situació del camió

Simulació Cine3mr

86



Per 2n Eso sembla complicat, es podria fer a 2

nivells. Un primer nivell que només hi hagi Pau i

el cicliste . I un altre amb 3 mòbils.

Simulació Cine4sp


Desdoblar-la en dues, una que sorti el Sol i la

Terra i una segona que surtin els tres astres.

A partir d’aquestes observacions es van modificar alguns aspectes de la imatge i de

les simulacions. Per exemple com ha variat la imatge de cine2p.

3.5.1.2 Resultats de les modificacions

Es va canviar alguns aspectes de la simulació cine1r, cine2p, es va desdoblar

cine3mr en cine3mr1 i cine3mr2, es va desdoblar cine 4sp en dues 4sp1 i 4sp2

(vegeu annex I)

A continuació hi ha un exemple de com va variar la simulació cine2p després de fer

les observacions individualment i amb una classe amb canó.

Abans

Després

(1a part)

87


2a part

3.5.2 COM EVOLUCIONEN ELS MODELS CONCEPTUALS DELS

ALUMNES A PARTIR D’UNA FORMA DE TREBALL AMB SIMULACIONS?

88


S’ha observat com treballen els alumnes i construeixen el concepte de sistema de

referència i moviment relatiu utilitzant simulacions en les quals se’ls demana que

l’observador estigui en diferents punts de la pantalla, corresponents a diferents

mòbils.

Sembla interessant analitzar el que va escriure un alumne de la simulació cine3mr

per veure com anava evolucionant la seva concepció de moviment relatiu a mesura

que anava canviant d’observador. Abans d’interaccionar amb l’ordinador havien de

fer una predicció del que creeien que passaria.

Aquesta simulació en realitat són tres, una per cada observador: ciclista, passatger

d’autobús i noi a la gespa.

3.5.2.1 Anàlisi d’unes respostes sobre moviment relatiu

Simulació cine3mr2. Alumne D. Nivell mitjà (Vegeu l’annex II pàg.119)

89


Què diu del que observa el noi

(Pau) que està a la gespa?

Diu:

“Que l’autobús va més de pressa que la

bici. La bici va poc a poc i tarda més .

L’autobús està darrera de la moto i la

bici va en un altre sentit”

Compara les velocitats de la bici i

l’autobús, situa la moto respecte a

l’autobús i parla de sentit correctament.

Què diu del que observaria una

persona que està a l’autobús?

Predicció

Diu:

“Es veurà la moto per darrera i el

conductor també per darrera, es veurà

gent de l’autobús i el de la bici de perfil”

Fa una descripció del que veurà, però no

fa cap referència al moviment.

Què observa quan acciona la

simulació?

Diu: “Es veu que es mou la moto i

l’autobús i que la bici i el Pau es

queden parats i es veu com l’autobús i

la moto continuen per la carretera i

abans no”.

Curiosament agafa un altre punt de

referència. Veu l’autobús movent-se,

quan en la simulació no es veu.

Què diu del que observaria el

ciclista?

Predicció

Diu:

“que l’autobús i la moto es mouen cap a

l’altre sentit i en Pau també es mou cap

a l’altre sentit” “que els altres es mouen

en sentit contrari al ciclista”. Ara ja cita

en Pau com a mòbil.

Què veu des de la simulació si

l’observador és el ciclista?

Diu:

“La bici amb el recorregut que fa es veu

com la moto i l’autobús se’n van cap a

un sentit i en Pau també”

la moto i l’autobús i en Pau se’n van

90


cap a un sentit; el ciclista no diu que es

mogui; però parla del recorregut que fa

el ciclista.

Anàlisi:

Com es pot observar en passar de la 3a a la 4a pregunta, l’alumne ja veu les coses

d’una altra manera.

Alumne A nivell mitjà alt ( Vegeu l’annex pàg.125)



Diu:

“Tots els mitjans de transport es

mouen”



Predicció

Diu:

“Si l’autobús va en la mateixa direcció i

velocitat que els altres transports no es

veurà moviment, però si va en una altra

direcció o sentit si que es veurà el

moviment.”

No té clara la diferència entre direcció i

sentit


simulació?

Els transports que anaven en sentit

contrari es pot apreciar moviment, igual

als que anaven a més velocitat; però la

moto que anava en el mateix sentit i

mateixa direcció no s’apreciava

moviment. (No veu en Pau que es mou)


ciclista?

Predicció

Diu:

Si els altres transports van en la

mateixa direcció i sentit no s’apreciarà

moviment, però si no és així si que

s’apreciarà moviment. No cita en Pau


Diu:

En el cotxe s’aprecia moviment perquè

té més velocitat que la bici. I l’autobús i

91


l’observador és el ciclista? la moto, no es mouen, no s’aprecia

perquè la bici va més ràpid. (no diu que

en Pau es mou)

Anàlisi:

Curiosament si s’analitza l’evolució del pensament en observar l’alumna A de ritme

d’aprenentatge ràpid es pot veure que les seves idees les manté pràcticament igual

en totes les observacions que fa. No veu que el noi que està en la gespa es mou

respecte a l’autobús o el ciclista.

Simulació cine3mr2 Alumne E nivell baix (vegeu l’annex II pàg.122)



Diu:

“En Pau veu com es desplaça l’autobús

i el motorista cap a un sentit i també el

cicliste cap a l’altre sentit”



Predicció

Diu: Es mouen els dos, el ciclista i el

motorista canvien de posició o sea se

mueven i canvien el punt de referència.

(No menciona que es mogui en Pau)

S’acabava de reforçar el que vol dir

moure’s.


simulació?

Veo que se mueve el Pau i el ciclista

porqué el autobús se mueve, veo como

se mueve la carretera. La moto no se

mueve. (Observa que es mou en Pau)


ciclista?

Predicció

vere como el autobús se mueve y el

motorista tambén. Vere como se mueve

el Pau y tambien la carretera. (ja

s’imagina que es mou en Pau)

Lo que veo es que se mueve el autobús,

la moto, la carretera i el Pau pero ahora

92



l’observador és el ciclista?

veo que se mueven al cantrario mio.

(Veu que es mou en Pau i no cita que el

ciclista es mou)

Anàlisi:

Com es pot veure, evoluciona la seva manera de pensar observant la simulació.

També és veu com en un moment donat torna amb la seva idea que l’autobús es

mou, agafa com a punt de referència la gespa; però finalment es pot veure que

observa des de punts de referència diferents.

3.5.2.2 Resultats de com evolucionen els models conceptuals

En els casos observats s’ha vist que:

El fet d’observar diverses vegades la simulació va canviant de manera de pensar

sobre tot l’ alumne de nivell mig i l’alumna de nivell baix, és a dir els dos alumnes

que tenen més dificultats en l’aprenentatge, no passa el mateix amb l’alumna de

nivell més alt.

3.5.3 COM HAN CANVIAT UNES CONCEPCIONS CIENTÍFIQUES D’UNS

ALUMNES ABANS I DESPRÉS D’APLICAR LA UNITAT DIDÀCTICA

DISSENYADA?

3.5.3.1 Anàlisi de les respostes abans i després de la unitat.

S’analitzen les respostes d’unes preguntes de l’avaluació inicial i les mateixes

preguntes en l’avaluació final. Cal tenir en compte que aquesta unitat la van fer en

molt pocs dies.

La simulació que es va fer servir per a la prova inicial i la final és cineAv. (cursa)

Vegeu la imatge (Fig. 1, pàg1, Annex I)

93


1. Resposta de l’alumne F

Nivell mitjà alt

Avaluació inicial Avaluació final

1. Què tenen en comú el cotxe vermell i el cotxe groc pel que fa al moviment?

Participen en la carrera i avancen quan

clica un botóQue tots dos tenen un moviment

uniforme

2. Què té de diferent el cotxe groc del cotxe vermell pel que fa al moviment?

El cotxe vermell avança més El cotxe vermell té més velocitat que el

groc.

3. En què es diferencia el moviment del cotxe vermell del moviment del cotxe

verd des del punt de vista del moviment?

El moviment del cotxe vermell és

constant, sempre avança el mateix, el

verd en canvi, no

El cotxe vermell té un moviment

uniforme i el verd accelerat.

Anàlisi:

Es pot veure en aquest cas que a la mateixa avaluació inicial evoluciona entre la

primera resposta i la tercera, el fet de fixar-se diverses vegades en la simulació va

veient més coses.

Aquest fet reforça el que s’ha dit a l’apartat anterior.

També es pot observar com ha evolucionat el seu vocabulari entre l’avaluació

inicial i la final.

94


Resposta alumna G

Nivell mitjà

Avaluació inicial

Avaluació final1. Què tenen en comú el cotxe vermell i el cotxe groc pel que fa al moviment?

Que s’han anat “adelantant” l’un a l’altre

i més o menys al principi s’han

mantingut bastant a prop. Que sempre porten la mateixa velocitat


Que al final el cotxe vermell ha avançat

molt, mentre que el groc, no.Que la velocitat del vermell és major

que la del groc.

3. En què es diferencia el moviment del cotxe vermell del moviment del cotxe verd

des del punt de vista del moviment?

Que al principi el cotxe verd no anava

tan ràpid, però després ha avançat molt

respecte al vermell

Que el vermell manté la mateixa

velocitat i el verd va accelerant.

Anàlisi:

Es pot veure que ha evolucionat, utilitza un vocabulari més científic tot i que no

menciona la paraula uniforme.

Resposta alumne H

95


Nivell baix

1. Què tenen en comú el cotxe vermell i el cotxe groc pel que fa al moviment?

Avaluació inicial Avaluació final

Que tots dos són mes lents que el verd Que tots dos tenen moviment uniforme


Que el vermell és més ràpid Que el cotxe groc es mou a 1m/s i el

vermell a 3 m/s

3. En què es diferencia el moviment del cotxe vermell del moviment del cotxe verd

des del punt de vista del moviment?

Que el cotxe verd és molt més ràpid.

Que el verd no té moviment uniforme

En aquest cas es pot veure que ha après el moviment uniforme.

3.5.3.2 Resultats de les respostes d’abans i després de la unitat.

En conclusió: Es veu en aquests casos un canvi en el seu vocabulari i per tant en

les seves concepcions científiques. Evidentment aquests canvis en els seus

vocabularis no és exclusiu de les simulacions, pot produir-se amb un ensenyament

més tradicional; però en aquest cas s’ha utilitzat aquesta tècnica.

96


3.5.4 OBSERVACIONS FETES A L’AULA D’INFORMÀTICA

A l’annex II (pàg. 127) hi ha les anotacions de les observacions fetes a l’aula

d’informàtica, a les que la investigadora va assistir-hi com a observadora.

En totes les observacions del grup classe a l’aula d’informàtica hi havia una

característica comú: que l’alumne/a rendeix i està concentrat per terme mitjà entre

30 i 40 minuts.

Només en una observació feta a una aula d’informàtica on la professora era més

autoritària que les altres es va observar que els alumnes no parlaven mentre

estaven tota l’hora davant de l’ordinador (el que ja no se sap, és si estaven tots

realment concentrats).

En observar un alumne de ritme d’aprenentatge lent que es trobava sense company

a l’ordinador , es va constatar que anava al seu ritme i preguntava sovint al

professor, i se’l veia entusiasmat. Ara bé, mentre la majoria de grups van fer dues

simulacions, ell només va fer-ne una.

També s’ha pogut observar que un percentatge alt de la classe, quan treballen en

parella ( que és quasi sempre), en molts casos intercanvien opinions i s’ajuden

durant una part de la classe fins que es cansen i passen a parlar d’altres temes al

voltant de l’últim ¼ h, si poden.

3.5.5 ALTRES OBSERVACIONS

A través de les observacions, i parlant amb els professors que ho han

experimentat, s’ha arribat a la conclusió que treballant els alumnes i les alumnes

sols les simulacions, sense que després no hi hagi una posada en comú i un

concloure per part del professor, podria succeir que només es quedessin amb

l’anècdota i no aprenguessin significativament. Per això, quan s’han revisat els

guions-qüestionaris de la unitat s’hi ha posat un asterisc per indicar que el

professor hauria d’intervenir.

Per això és molt important que a l’aula d’informàtica hi hagi un canó. En els centres

que es va visitar no sempre n’hi havia. Es possible que en aquests moments ja n’hi

hagi.

97


També és interessant que el canó estigui a classe. Un recurs a mig camí entre

l’ideal (aula d’informàtica amb canó) i la classe sense simulacions és el canó a

l’aula del grup, que permet utilitzar la simulació per tota la classe. El professorat i

l’alumnat interaccionen, el professorat pot dir que prediguin abans d’accionar la

simulació i pot animar-los a escriure.

Com s’ha comentat anteriorment, és difícil que estiguin concentrats davant de la

pantalla durant tota la classe. Per aquest motiu no és aconsellable que treballin

durant tota l’hora les simulacions. Seria bo que la seqüència de simulacions, que

s’ha vist en aquesta recerca que pot ajudar a que l’aprenentatge d’un concepte

sigui significatiu, no es faci tota el mateix dia.

Es dóna per finalitzat aquest estudi sobre simulacions assistides per ordinador.

98


4. CONCLUSIONS

• S’ha observat en les 3 persones entrevistades i en les observades de

diferents ritmes d’aprenentatge que:

▪ Com diuen els experts en Didàctica de les simulacions cal predir el

que succeirà abans d’accionar una simulació, per després accionar-

la i observar-la, la qual cosa permet fer una comparació entre les

idees prèvies i el que s’ha observat. Això fa que es vagin produint

petites autoavaluacions que ajuden a l’autorregulació de

l’aprenentatge.

▪ En treballar un concepte amb diverses simulacions aplicades a

les diferents fases de l’aprenentatge (exploració, Introducció,

estructuració i aplicació ) s’ha aconseguit que l’aprenentatge sigui

significatiu.

▪ És molt important que escriguin les noves idees, això ajuda a

estructurar-les .

▪ El fet de veure una simulació diversos cops els ha ajudat a veure

les coses de diferent manera, captant el missatge.

▪ És bo agafar la seqüència de simulacions anant endavant i

endarrere repassant allò que s’ha vist.

▪ En els casos observats, s’ha comprovat que és bo pels alumnes

d’aprenentatge lent, o mig. Potser no és tan necessari pels

d’aprenentatge ràpid, però si és més motivador.

• Referent a allò observat en el grup classe quan treballen a l’aula

d’informàtica s’ha detectat que:

99


▪ Hi ha una variació en el seu rendiment, com era d’esperar, durant

l’hora de classe. Hi ha un percentatge alt d’alumnes que rendeix al

voltant de ½ h hora i després es cansa i es distreu. No és

recomanable, per tant, dedicar tota la classe al treball amb

simulacions i sí dedicar el que queda de classe a una posada en

comú d’allò que s’ha fet.

▪ Hauria d’haver-hi canó informàtic a totes les aules i, com a mínim,

a l’aula d’informàtica, perquè així el professor pot fer la classe amb

simulacions d’una manera més eficaç.

• No es poden oblidar els requisits que indiquen els experts en didàctica de

les simulacions: la simulació ha de ser atractiva, interactiva, fàcil

d’utilitzar, fàcil d’observar, científicament correcta, que no confongui i

que contingui un text o guia on hi hagi una pregunta que l’alumne/a hagi

de respondre interaccionant amb la simulació. Aquesta guia ha d’indicar,

a més, que l’alumne/a ha de predir abans d’accionar la simulació.

Amb aquestes conclusions ha quedat contestada la pregunta d’aquesta recerca:

quines condicions afavoreixen que una simulació sigui una bona eina

d’aprenentatge?

• De l’anàlisi de les simulacions d’IP ( que es van fer fa uns quants mesos)

es pot dir que:

▪ La majoria de les simulacions programades corresponen a nivells de

batxillerat, que algunes es podrien utilitzar a 4t d’ESO, havent-n’hi

molt poques per a 2n d’ESO.

▪ Les simulacions d’IP 2004 tenen una presentació molt més curada i

compleixen millor els requisits constructivistes que les programades

per IP 2000.

▪ La versió espanyola del 2000 és molt pitjor que l’original anglesa.

100


▪ Les simulacions d’IP que han programat professors relacionats amb

el CEDECT i el CRECIM són fàcils d’observar i s’acosten als

plantejaments constructivistes.

• Referent a la motivació que ha despertat en els centres on s’han

utilitzat simulacions tant per part del professorat com per part de

l’alumnat s’ha pogut observar que:

▪ El professorat ha col·laborat amb il·lusió i ha vist avantatges al fet

d’intercalar simulacions a les seves classes. Tenen ganes de tornar-

ho a fer.

▪ L’alumnat, tan el que s’ha observat individualment com els

observats a l’aula d’informàtica, ha tingut una actitud molt positiva i

de col·laboració i se’ls ha vist molt motivats per aquesta manera de

fer una classe.

101


5 RELACIÓ DE MATERIALS CONTINGUTS EN ELS ANNEXOS

ANNEX I

■ UNITAT DIDÀCTICA: UNA INTRODUCCIÓ AL MOVIMENT AMB

SIMULACIONS

□ Fotos de les simulacions de la unitat.

□ Programa de la unitat en forma de graella.

□ Guies de cada simulació (excepte aquelles que les activitats es troben a la

mateixa simulació)

■ ALTRES SIMULACIONS (NIVELL 4t ESO)

□ Simulació dina2: 2a llei de Newton.

□ Simulació caiguda lliure.

□ Simulació cine10grp (gràfica posició d’un m.r.u i m.r. u.a)

ANNEX II

■ ENTREVISTA

□ Fotos de les simulacions

□ Transcripció de les entrevistes.

□ Anàlisi de les entrevistes.

□ Parts més importants de l’anàlisi.

■ ANÀLISI DE SIMULACIONS D’IP

□ Fotos de les simulacions analitzades

□ anàlisi de 22 simulacions

■ ANOTACIONS D’OBSERVACIONS

□ Observacions en aules d’informàtica.

□ Observacions individuals.

□ observació d’una classe amb canó informàtic.

□ Fotos de les observacions.

□ Alguns guions- qüestionaris recollits en algunes classes.

102


6. Bibliografia

ALEJANDRO, C . (2004) Prácticas de Física General en Internet. Enseñanza de las

ciencias. 3 (2).

Material didàctico interactiu per la realització de pràctiques al laboratori de Física

General pels alumnes de carreres tecnològiques.

ALTHERR, S; WAGNER, A; BODO, E; I JODI, H.J.(2004). Multimedia material for

teaching physics (search, evaluation and examples) European Journal of Physics,

25 ,7-14.

Comença aquest article per una descripció de bases de dades sobre multimedia per

a l’ensenyament de la física, elabora una llista dels criteris d’avaluació i dels

problemes que han aparegut mentre elaboraven esquemes d’avaluació fins a

finalitzar amb un esquema d’avaluació estandaritzat.

BERNAU, R. http://www.xtec.cat/~r.bernau1/

Animacions per l’ESO.

FRANCO, A. www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/

Curs interactiu de Física amb ordinador programat per Angel Franco.

ANGULO, F. & GARCÍA, M.P.( 1997). Aprender a enseñar ciencias. una propuesta

basada en la autorregulación. Revista Electrónica Interuniversitaria de Formación

del Profesorado, 1(0), 1997.

Article en el qual es presenta una proposta de formació inicial de professors de

ciències per a l’ensenyament secundari basada en l’autorregulació.

BOHIGAS X; JAEN, X; NOVELL, M. (2003) Innovacions didàctiques. Applets en la

enseñanza de la Física. Enseñanza de las Ciencias 21 (3) 463-472.

En aquest article es presenten les característiques dels applets adaptads a

l’ensenyament de la física, coneguts como fislets (contracció de física i applets)

també es donen orientacions de com utilitzar-los i com presentar-los als alumnes i

com deurien estar programats per millorar l’aprenentatge.

Tot i que es treballa el programa IP en aquesta recerca, moltes de les

característiques dels applets són també aplicables a l’IP.

103

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/

http://www.xtec.cat/~r.bernau1/


CAAMAÑO, Aureli.(2005). Presentación de la monografía: contextualizar la ciencia.

Una necesidad en el nuevo currículo de ciencias. Alambique nº. 46.

En aquest article s’introdueix el concepte “context” i es valora com a element

motivador per a l’alumnat, en connectar la ciència amb la seva vida quotidiana.

Reflexiona a continuació sobre l’aplicabilitat de la contextualització en totes les

àrees de les ciències i sobre l’avantatge que té una ciència en “context” de fer

aparèixer un concepte en diferents contextos i així poder-lo revisar i aprofundir.

CASELLES, T. http://www.fislab.net/

Hi ha applets, apunts, exercicis, enllaços.

CHAMIZO, J.A. i IZQUIERDO, M. Ciencia y contexto: una reflexión desde la filosofía.

Alambique nº. 46.

En aquest article s’advoca a que les classes no presentin una ciència tan dogmàtica

i tancada quan en realitat els conceptes científics sorgeixen de situacions

problemàtiques i per tant es veu la necessitat de construir un currículum de ciència

integrat al voltant de problemes reals.

CIÈNCIANET. http://ciencianet.com Permet consultar molta informació

CLEMENT, J.(2000). Model based learning as a key reasearch area for science

education. International Journal of Science Education, vol 22, no. 9, 1041-1053.

Article que presenta un marc per a pensar sobre factors cognitius implicats en un

model de construcció a la classe que pot ajudar-nos a organitzar problemes de

recerca en aquesta àrea.

COL·LEGI DE LLICENCIATS http://www.cdl.cat/_serveis/SCDCE/scdce.html

CRECIM. http://antalya.uab.es/crecim/revista_ciencies/revista/index.htm

Revista del Crecim

HARRISON, D. http://ticat.ua.es/David-Harrison/index_spa.html

Animacions de Física. Traducció autoritzada de la pàgina web del Prof. David

Harrison, de la Universidad de Toronto, Canadá. Versión catalana .

ESQUEMBRE, F., MARTIN, E., CHRISTIAN,W., BELLONI,M. (2004) Fislets.

Enseñanza de la Física con material interactivo . Ed. Pearson Prentice Hall.

És un llibre de Fislets, on hi ha una primera part que introdueix els Fislets, la

història de les simulacions i la didàctica de les simulacions i una segona part on hi

104

http://ticat.ua.es/David-Harrison/index_spa.html

http://antalya.uab.es/crecim/revista_ciencies/revista/index.htm

http://ciencianet.com/

http://www.fislab.net/


ha una introducció a la mecànica amb simulacions. De la lectura de la primera part

es fa un resum a la introducció d’aquesta memòria.

FELIU , Victor (2006). Conferència al Curs de Formació de formadors sobre

simulacions. UAB, 2006

FERNANDEZ, C. Treball de la LLicència. Generalitat de Catalunya

FERNANDEZ, C http://www.xtec.cat/~cfernand/

En aquesta web hi ha una de les simulacions d’IP que s’ha analitzat.

FERNANDEZ, C. ORÓ, J. PLANA, O. Materials de formació del Professorat.

Simulacions amb l’interactive Physics. Departament d’Educació de la Generalitat de

Catalunya.

GENERALITAT DE CATALUNYA. http://www.edu365.cat/

Portal educatiu de la Generalitat de Catalunya.

GIL , S. (1997) Nuevas tecnologias en la enseñanza de la Física . Opotunidades i

desafios .Memorias VI Conferencia Interamericana sobre educación en la Física, 13-

15.

GIL, D., CARRASCOSA, J., FURIÓ, C. y MARTÍNEZ-TORREGROSA,J. (1991). La

enseñanza de las ciencias en la educación secundaria. ICE horsori.

GOKHALE, ANU A.. Effectiveness of Computer Simulation for Enhancing Higher

State University Journal of Industrial Teacher Education, 33(4), 36-46.

GRAYSON, D.J. i McDERMOTT,L.(1995).Use of the computer for research on

student thinking in physics. American Journal Physics, 64 (5), May 1996.Order

Thinking.Illinois

GUITART, J http://www.xtec.cat/~jguitar3/

Hi ha molta informació de pàgines web de Física i Química. Indica els nivells.

HARPER B. Constructivist simulations: a new design paradigm, Journal of

Educational Multimedia and Hypermedia, Association for the Advancement of

Compunting in Education, 9(2), pp 115-130.

105

http://www.xtec.cat/~jguitar3/

http://www.edu365.cat/



HERON P.R.L, MELTZER D. E. (2005) ”The future of physics education research”

Am.J.Phys.73(5),May.

HIERREZUELO J, MONTERO, A (1989) La Ciència de los alumnos. Editorial Laia.

Fan un recull de la informació que hi havia sobre les idees previes de Física i

Química dels alumnes fent una reflexió al professorat de la importància que tenen

en el procés d’ensenyament –aprenentatge.

INTERACTIVE PHYSICS. (2000) Manual de l’usuario. MSC. Software.

Donen les pautes per programar una simulació d’IP. Molt utilitzat en aquest treball.

IZQUIERDO, M. Conferència sobre “Contextualitzar i Modelitzar” per professors

formadors. (2006)

JIMOYIANNIS, A. i KOMIS, V. (2000). Computer simulations in physics teaching and

learning: a case study on students’ understanding of trajectory motion.

Computers & Education 36 (2001) 183 -204.

Per a determinar el paper de la simulació a l’ordinador s’estudien dos grups

d’estudiants de 15-16 anys, un de control i l’altre experimental. S’observa la seva

comprensió dels conceptes de velocitat i acceleració en el moviment de projectils.

Ambdós grups reben classe tradicional d’aquests temes; el grup experimental va

rebre també classe de simulació informàtica. Els resultats presentats demostren

que els estudiants que varen treballar amb simulacions varen tenir qualificacions

superiors, la qual cosa dóna suport a les simulacions com a eina alternativa

d’educació.

KAFAI, Y.B.(2005). Children’s Apprenticeship in Learning Science by Design.

Congrés Esera.

KIBOSS, Joel K.(2002) Impact of a Computer-Based Physics Instruction Program

on Pupil’s of measurament concepts and methods associated with School Science.

Journal of Science Education and Technology, vol. 11, no. 2, June.

Aquest autor va treballar en un curs de física sobre un mòdul basat en mètodes

informàtics que tractava el concepte de mesura. Tot utilitzant una metodologia

quantitativa i qualitativa, conclou que els resultats són significativament millors en

els alumnes que han utilitzat els mètodes informàtics.

106


LA BALDUFA http://baldufa.upc.es

Grup de la UPC . Fislets. Per aprendre i ensenyar Física.

MICROMAGNET. http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/index.html

Recull de simulacions de diferents temes principalment de Física.

LINN ,M.C. Nuevas prespectivas sobre la aprendizaje. ENSEÑANZA DE LAS

CIENCIAS, 2002, 20 (3), 347-355

Article traduït que conclou en la importància de compartir les experiències sobre les

noves tecnologies en congresos mundials per així beneficiar-se tothom.

McDERMOTT,L. i REDISH, E.(1999) Resource Letter: PER-1: Physics Education

Research. American Journal Physics, 67 (9), September.

Aquest article proporciona una llista de recursos sobre recerca d’educació en Física.

Aquests estan classificats en: referències generals (bibliogràfics, conferències,

articles), estudis empírics agrupats en les diferents especialitats d’aquesta matèria

(mecànica, electricitat i magnetisme, etc. ), perspectives teòriques, camps que hi

guarden relació com la ciència cognitiva o la psicologia, i materials dedicats a

l’ensenyament, com llibres de text, que incorporen resultats d’aquestes recerques.

És un ampli conjunt de ressenyes, de les quals n’hi ha diverses que estan

comentades.

MONAGHAN J, CLEMENT J (1999): Use of computer simulation to develop mental

simulations for understanding relative motion. International Journal of Science

Education, vol 21, no. 9, 921-944

Article important en la inspiració d’aquest treball. Presenta alguns exemples de les

dificultats dels estudiants amb moviments relatius d’una direcció. Examina les

reaccions de tres estudiants en descriure una situació discrepant envers una

simulació a l’ordinador. Explora els processos de raonament en el treball al mateix

temps que els estudiants apliquen el seu nou coneixement resolent els problemes a

l’ordinador. Descriu els canvis en les possibilitats dels estudiants en visualitzar

problemes de moviment relatiu després de treballar en la simulació d’ordinador.

NEWTON LAB http://www.newtonlab.com

Simulacions en 3D.

107

http://www.newtonlab.com/

http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/index.html

http://baldufa.upc.es/


NOVAC J.D, GOWIN D.B (1988) Aprendiendo a aprender. Ed. Martínez Roca .

Per planificar l’ entrevista S’ha consultat el capítol 7 “ la entrevista como

instrumento de evaluación” on dóna les pautes per planificar-la, indica els

diferents tipus d’entrevistes i com s’ha de portar a terme.

ORÓ, J. Treball de la Llicència . Generalitat de Catalunya

PEI, X.S. (1998). Using interactive Physics in planetaryMotion. The Physics Teacher,

36, pp. 42-43

PALACIÓ, C http://perso.wanadoo.es/cpalacio/ingl.htm

adreces d’internet relacionades amb simulacions principalment de Física i

connexions amb les simulacions.

PÉREZ SERRANO (2004). Investigación cualitativa. Retos e interrogantes. Madrid.

La Muralla.

Consta de dos llibres. S’ha consultat principalment el II, on es donen les pautes per

fer una observació.

PINTÓ, R. Conferència sobre simulacions per professors formadors. (2006)

PINTÓ, R. GUTIERREZ, R (2004). Analysing Computer Scientific Simulations from a

Didactical Point of View. Congrés de la GIREP, Ostrava.

Tracta de les Avantatges de l’us de simulacions en l’aprenentatge de les Ciències i

de les característiques de les simulacions que cal tenir en compte a l’hora de

seleccionar una simulació. Article important per aquesta recerca.

PINTÓ, R. i GARCIA, P. (2005). Introducing simulation software in physics classes:

risks and opportunities. CRECIM. Congrés d’ESERA.

En aquest article s’analitza els diferents tipus de simulacions que hi ha i com

s’utilitza en els centres de secundària i explica quins són els aspectes més

importants que cal tenir en compte per tal que l’us de les simulacions sigui una

activitat eficaç. Article important per aquesta recerca.

SALA, R. http://www.sunion.net/professors/rsala/1rbatx.htm

Recursos de Física i (mecànica ,treball i energia, física nuclear i corrent elèctrica)

108

http://www.sunion.net/professors/rsala/1rbatx.htm

http://perso.wanadoo.es/cpalacio/ingl.htm


SANMARTÍ N. A través de la seva web en l’apartat “materials” s’ha pogut recollir

una informació de gran ajuda en aspectes didàctics com avaluació, regulació de

l’aprenentatge, autoregulació. http://antalya.uab.es/ice/sanmarti/neus/htm.

SANMARTI, N; JORBA J (1995) Autoregulación de los procesos de aprendizaje y

construcción del conocimiento, Alambique 4, 59-78.

SCHWARZ, C ; ERTEL, J. (2004) Interactive Physics. Workbook. Pearson Prentice

Hall.

Noves simulacions d’ IP amb guies- qüestionaris.

STRANGMAN, N., HALL,T. & MEYER,A. (2003) “Virtual reality/computer simulations

and the implications for the UDL implementation” National Center on Accessing the

General Curriculum. http:// www. cast.org/publications/ncac/index.html.

Es considera La realitat virtual i les simulacions com una eina important a

l’ensenyament. Concretament en les simulacions es parla de la seva eficàcia en el

canvi conceptual i per desenvolupar les habilitats i el coneixement.

STRANGER MATTER. http://www.strangematterexhibit.com

Proposa treballa diferents temes dins d’un context atractiu pels joves.

STEINBERG, R.N.(2000). Computers in teaching science: To simulate or not to

simulate? Phys. Educ. Res., Am. J. Phys. Suppl. 68 (7), July.

SWAAK, J. & de JONG, T.(2001). Discovery simulations and the assessment of

intuitive knowledge. Journal of Computer Assisted learning, 17, 284-294.

Investigació de la relació que hi ha entre les característiques de les simulacions

d’exploració i els resultats que s’obtenen quan s’utilitzen, i els mètodes que es fan

servir per mesurar aquests coneixements. Es descriuen cinc estudis experimentals

amb pre-test i post-test.

ZACHARIA, ZACHARIAS. (2003). Beliefs, attitudes and intentions of Science

teachers regarding the educational use of computer simulations and inquiry-based

experiments in Physics. Journal of Research in science teaching, 40 (8) 792-823.

Parla de com les creences dels professors afecten a les seves actituds i aquestes a

les seves intencions, basada en la investigació que es va fer durant un curs per

professors de Ciències. Al final de curs els professors tenien una actitud més

positiva d’incorporar les noves tecnologies a les seves futures classes.

109

http://www.strangematterexhibit.com/

http://antalya.uab.es/ice/sanmarti/neus/htm


110

LA SIMULACIÓ, UNA BONA EINA PER A … · Hi ha programes que simulen laboratoris de Ciències com...

Documents

Transcript of LA SIMULACIÓ, UNA BONA EINA PER A … · Hi ha programes que simulen laboratoris de Ciències com...