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Alfonso Pontes-Pedrajas
Aplicaciones de las Tecnologías de la Informacióny de la Comunición en la educación científica.Primera parte:
funciones y recursos
Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, vol. 2, núm. 1, 2005, pp. 2-18,
Asociación de Profesores Amigos de la Ciencia: EUREKA
España
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de las Ciencias,
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Fundamentos y líneas de trabajo 2
APLICACIONES DE LAS TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN
Y DE LA COMUNICIÓN EN LA EDUCACIÓN CIENTÍFICA.
PRIMERA PARTE: FUNCIONES Y RECURSOS
Alfonso Pontes Pedrajas
Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Córdoba
RESUMEN
Las tecnologías de la información y la comunicación (TICs) ejercen actualmente una
influencia cada vez mayor en la educación científica, tanto en la enseñanza secundaria
como en la universitaria, no sólo en lo que respecta a la mejora del aprendizaje de la
ciencia por parte de los alumnos de tales niveles, sino que también desempeñan un
papel creciente en la formación inicial y permanente del profesorado. Sobre esta
temática hemos elaborado un trabajo de revisión, que por su extensión se ha
desglosado en dos partes. En este primer artículo se realiza un análisis panorámico de
tales aplicaciones, abordando las posibles funciones educativas y los tipos de recursos
informáticos que pueden utilizar los profesores de ciencias experimentales.
Palabras clave: Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs), educación
científica, formación del profesorado, fines educativos, recursos informáticos en la
enseñanza de las ciencias.
INTRODUCCIÓN
En el campo de la investigación didáctica se admite, desde hace varias décadas, la
necesidad de utilizar los programas de ordenador de todo tipo en la enseñanza de la
ciencias, por las indudables ventajas pedagógicas que se han ido poniendo de
manifiesto en múltiples trabajos de divulgación e investigación realizados en los países
más avanzados y, sobre todo, en el mundo anglosajón (Hartley, 1988; Lelouche,
1998). En tales trabajos se ha puesto de manifiesto que los programas didácticos de
ordenador poseen algunas características bastante interesantes, desde el punto de
vista educativo, como son la gran capacidad de almacenamiento y de acceso a todo
tipo de información, la propiedad de simular fenómenos naturales difíciles de observar
en la realidad o de representar modelos de sistemas físicos inaccesibles, la
interactividad con el usuario, o la posibilidad de llevar a cabo un proceso de
aprendizaje y evaluación individualizada, entre otras muchas aplicaciones educativas.
En todos estos aspectos los ordenadores están mejorando actualmente sus
prestaciones mediante la creciente potencia de los entornos multimedia, los avances
de la inteligencia artificial y el uso cada vez más extendido de Internet. Pero a pesar
del largo camino recorrido en las tres últimas décadas y de los evidentes avances de
la informática educativa, todavía siguen existiendo cuestiones relevantes en el
dominio de la educación científica en los que merece la pena reflexionar, como son el
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análisis de las funciones educativas que pueden desempeñar los ordenadores en la
enseñanza de las ciencias y en la formación del profesorado, los recursos informáticos
que presentan mayor interés y que resultan más accesibles al profesorado, la
búsqueda de soluciones para los problemas educativos planteados en el campo de la
didáctica de las ciencias mediante el uso de las TICs y el desarrollo de métodos y
estrategias de trabajo docente que permitan utilizar los recursos informáticos como
instrumentos de aprendizaje significativo.
Todos estos temas constituyen una panorámica suficientemente amplia como para
propiciar el debate y la reflexión entre los profesionales de la enseñanza en los
comienzos del siglo XXI, que será probablemente un periodo de grandes cambios en la
educación a consecuencia de la incorporación de las TICs al mundo de la enseñanza.
En este trabajo no pretendemos dar respuestas exhaustivas a todas estas cuestiones
pero podemos realizar una revisión de esta problemática y apuntar algunas ideas o
sugerencias que permitan seguir avanzado en el desarrollo de la informática educativa
aplicada a la enseñanza de las ciencias.
FUNCIONES QUE PUEDEN DESEMPEÑAR LAS TICs EN LA EDUCACIÓN
CIENTÍFICA
Comenzaremos por analizar los fines que se pueden alcanzar mediante el uso de las
TICs en la enseñanza de las ciencias, o las funciones educativas que pueden
desarrollarse si se utilizan adecuadamente tales recursos. A lo largo del periodo que
ya ha recorrido la informática educativa en países como Estados Unidos o Gran
Bretaña, desde de la década de los años setenta del pasado siglo, se han diseñado
numerosos recursos para todas las materias y niveles educativos, se han realizado
muchas experiencias educativas y se ha publicado una gran cantidad de trabajos de
investigaciones sobre la influencia de los programas de ordenador en múltiples
aspectos del proceso de enseñanza y aprendizaje. En algunos trabajos de revisión y
síntesis de tales investigaciones (Long, 1991; Insa y Morata, 1998; Sierra, 2003) se
han expuesto las múltiples funciones que pueden desempeñar las tecnologías de la
información y la comunicación (TICs) en la educación, tanto en lo que se refiere a la
formación de estudiantes de todos los niveles educativos como en la formación inicial
y permanente del profesorado.
El papel de las TICs en la formación de estudiantes de ciencias
Tras el análisis de estudios sobre la influencia de los programas de ordenador en la
formación de estudiantes, podemos clasificar las funciones formativas de las TICs en
tres categorías relacionadas con el desarrollo de objetivos conceptuales,
procedimentales y actitudinales, que se sintetizan en la tabla 1 y se comentan a
continuación.
Entre los objetivos de carácter conceptual, ligados a la adquisición de conocimientos
teóricos, hay que destacar la función de las TICs en facilitar el acceso a la información
y su influencia en el aprendizaje de conceptos científicos. Diversos trabajos sobre el
tema (Stewart et al., 1989; Hennessy et al., 1995) han puesto de manifiesto que los
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recursos multimedia desempeñan importantes funciones informativas y contribuyen a
mejorar la adquisición de conocimientos de tipo conceptual porque, entre otras cosas,
facilitan el acceso a contenidos educativos sobre cualquier materia y permiten
presentar todo tipo de información (textos, imágenes, sonidos, vídeos, simulaciones,
...) relacionada con fenómenos, teorías y modelos científicos.
Con relación a los objetivos de carácter procesal o procedimental que pueden
desarrollarse con ayuda de las TICs, hay que referirse al aprendizaje de
procedimientos científicos y al desarrollo de destrezas intelectuales de carácter
general. Algunos de los muchos trabajos realizados sobre esta amplia temática
(Rieber, 1994; Kelly & Crawford, 1996; Cortel, 1999) muestran la existencia de
diversos tipos de recursos informáticos que contribuyen a desarrollar conocimientos
procedimentales y destrezas como la construcción e interpretación de gráficos, la
elaboración y contrastación de hipótesis, la resolución de problemas asistida por
ordenador, el manejo de sistemas informáticos de adquisición de datos
experimentales, o el diseño de experiencias de laboratorio mediante programas de
simulación de procedimientos experimentales. Por otra parte, el manejo de Internet
también fomenta el desarrollo de destrezas intelectuales como la capacidad
indagadora, el autoaprendizaje o la familiarización con el uso de las TICs (Lowy,
1999).
Objetivos educativos Funciones a desarrollar
Conceptuales - Facilitar el acceso a la información
- Favorecer el aprendizaje de conceptos
Procedimentales - Aprender procedimientos científicos
- Desarrollar destrezas intelectuales
Actitudinales - Motivación y desarrollo de actitudes favorables al
aprendizaje de la ciencia
Tabla 1.- Fines y funciones de las TICs en la formación de estudiantes.
Por último hay que indicar que el uso educativo de las TICs fomenta el desarrollo de
actitudes favorables al aprendizaje de la ciencia y la tecnología. Como han puesto de
manifiesto diversos trabajos sobre el tema (Jegede, 1991; Yalcinalp et al., 1995;
Escalada y Zollman, 1997), el uso de programas interactivos y la búsqueda de
información científica en Internet ayuda a fomentar la actividad de los alumnos
durante el proceso educativo, favoreciendo el intercambio de ideas, la motivación y el
interés de los alumnos por el aprendizaje de las ciencias. Muchos alumnos también
participan en foros de debate sobre temas científicos o llegan a elaborar sus propias
páginas webs y pequeños programas de simulación.
El papel de las TICs en la formación del profesorado
El segundo tipo de funciones educativas que hemos apuntado anteriormente está
relacionado con la formación docente del profesorado en el uso educativo de las TICs.
Este es un tema que se ha estudiado también en diversos trabajos de investigación,
de los que se han deducido algunas conclusiones interesantes. Por ejemplo el uso de
las TICs en actividades de formación favorece la familiarización del profesorado con
estas herramientas y mejora sus recursos didácticos (Kimmel et al., 1988), permite
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desarrollar habilidades científicas tales como el trabajo en grupo o la emisión y
contrastación de hipótesis utilizando programas de simulación (Baird & Koballa, 1988)
y también ayuda a mejorar la formación científica o a adquirir una imagen más
adecuada de la ciencia (Greenberg et al. 1988). En tales investigaciones, y en otros
trabajos de carácter más general (Insa y Morata, 1998), se ha puesto de manifiesto
que la formación del profesorado en el uso educativo de las TICs, cuando se hace de
forma adecuada, permite desarrollar diversas funciones tales como la mejora de la
formación en los tres aspectos que se describen a continuación:
• Formación tecnológica. Este aspecto de la formación docente está relacionado con
el manejo de programas de ordenador de propósito general (procesadores de
texto, presentaciones, bases de datos, hojas de cálculo,...), con la búsqueda de
información educativa en Internet y con el manejo de software específico para la
enseñanza de cada disciplina.
• Formación científica. Se puede ampliar o actualizar la formación científica,
mediante la búsqueda de información actualizada sobre cualquier tema de su
disciplina y el manejo de programas de simulación o de resolución de problemas
que pueden resultar útiles para su actividad docente.
• Formación pedagógica. Se puede mejorar la formación pedagógica, mediante el
diseño y experimentación de estrategias que utilicen las TICs en la práctica
docente como instrumentos que puedan favorecer el aprendizaje activo y reflexivo
de los alumnos.
En un informe del programa EURYDICE de la Comisión Europea para el desarrollo de la
Educación y la Cultura (Pépin, 2001), sobre los indicadores básicos que describen la
incorporación de las TICs en los sistemas educativos de los diversos países europeos,
se resaltan estas funciones de las TICs en la formación del profesorado, aunque se
advierte que en muchos casos los profesores han ido adquiriendo formación docente
sobre el uso de las TICs de forma autónoma, por interés personal o por la necesidad
de ponerse al día en estos temas, ya que no existe una planificación general en todos
los países sobre la forma adecuada en que debe llevarse a cabo la formación inicial y
permanente del profesorado en relación al uso docente de las TICs.
RECURSOS INFORMÁTICOS PARA LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS
Una vez que se han analizado las funciones y posibles objetivos educativos de las
TICs, tanto en la docencia como en la formación del profesorado, vamos a plantearnos
algunas cuestiones relacionadas con la utilización de estas herramientas en la práctica
docente. Parece interesante plantearse todavía si son muchos o pocos los profesores
que utilizan los ordenadores como medios de enseñanza, qué tipo de problemas
encuentran para utilizar tales medios y qué tipos de recursos informáticos presentan
mayor interés para el profesorado que utiliza los ordenadores en su práctica docente.
Implantación de las TICs como recursos educativos
Con relación a la cuestión del grado de aplicación de las TICs en la enseñanza hay que
indicar que existen actualmente muchos programas de ordenador y páginas Web de
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carácter educativo, para todas las materias y niveles de enseñanza, pero son todavía
muchos los profesores que no los utilizan (Pépin, 2001), de modo que la mayoría de
tales programas se van quedando obsoletos o anticuados sin llegar a aplicarse en
contextos educativos reales y sin evaluar su posible utilidad didáctica. Esto puede
deberse al hecho de que tales programas están diseñados en lenguajes de
programación de alto nivel y se proporcionan como instrumentos cerrados, que el
usuario puede ejecutar siguiendo una serie de instrucciones o pasos determinados. En
principio el profesor puede utilizar tales programas sin poseer conocimientos
específicos del lenguaje de programación, pero entonces no puede modificar su
estructura ni sus contenidos. Tampoco puede diseñar actividades de aprendizaje,
incluidas en el propio programa, aunque en algunos casos se dispone de libertad para
seleccionar algunas de las tareas que están disponibles en el programa.
Si el profesor quiere disponer de un programa informático que se adapte por completo
a sus necesidades o a sus intenciones educativas, parece que la única solución
consiste en conocer bien un lenguaje de programación para elaborar sus propios
programas o para introducir modificaciones en los programas existentes. Pero esta
tarea no es fácil de llevar a cabo por parte de un sólo profesor y hay que hacerla en
equipo, con el inconveniente añadido de que la producción de programas es un
proceso lento y que los programas informáticos tienden a quedar anticuados en poco
tiempo.
En los últimos tiempos esta situación está cambiando. Por una parte se están
desarrollando sistemas y lenguajes de autor, que facilitan el diseño de unidades
didácticas por parte de los profesores interesados en esta temática. Mediante un
sistema de autor se pueden elaborar lecciones, incluyendo diagramas, gráficos,
imágenes, textos, cuestiones y permitiendo la evaluación de las respuestas, mediante
la realimentación adecuada. Estas herramientas permiten al profesor mayor libertad
en la estructura de los temas pero también requieren bastante dedicación. Por otra
parte, los lenguajes y sistemas de autor están evolucionando rápidamente en
conexión con los avances sobre tutores inteligentes y sistemas adaptativos multimedia
(Macias y Castell, 2000), que están mejorando notablemente las posibilidades de
interacción del alumno con los programas, el acceso a la información, la presentación
de contenidos y el diseño de actividades de aprendizaje. Esta panorámica abre unas
importantes expectativas para la evolución futura de la enseñanza asistida por
ordenador, ya que permite diseñar sistemas tutoriales flexibles y adaptados al nivel de
conocimientos de cada alumno.
Con relación a los problemas que encuentra el profesorado de ciencias, sobre todo de
la enseñanza no universitaria, para incorporar en mayor medida el uso de los
ordenadores en su práctica docente, además de los hechos señalados anteriormente,
hay que referirse a dos aspectos importantes señalados en el informe de la Comisión
Europea antes citado (Pépin, 2001): la falta de inversión económica para dotar
adecuadamente todos los centros educativos de un número suficiente de ordenadores
conectados a Internet y la falta de mecanismos que aseguren un grado adecuado de
formación inicial y permanente del profesorado en el uso educativo de las TICs. Estos
problemas no presentan el mismo grado de incidencia en todos los países de la Unión
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Europea, puesto que existen países como Finlandia, Luxemburgo, Dinamarca, Suecia o
Reino Unido, que presentan datos sobre la implantación de las TICs en los centros
educativos mucho más favorables que otros países como Grecia, Italia, Portugal o
España. En lo que respecta a nuestro país, aunque en los últimos años se está
haciendo un esfuerzo importante por incrementar los recursos destinados a mejorar la
implantación de las TICs en los centros educativos, sobre todo en algunas
comunidades autónomas, es necesario recorrer todavía un largo camino en el terreno
de la inversión en recursos y en formación del profesorado para alcanzar los niveles de
uso de la informática educativa que presentan los países más avanzados.
Tipos de recursos informáticos que puede utilizar el profesorado
Con relación a la cuestión de los tipos de recursos informáticos que puede utilizar el
profesorado y las posibles aplicaciones educativas de los diferentes recursos, hay que
hacer una distinción entre los recursos informáticos de propósito general y los
programas específicos de enseñanza asistida por ordenador. En la tabla 2 se citan los
ejemplos más conocidos de estos tipos de recursos y en los apartados siguientes se
describen tales aplicaciones.
Aplicaciones de propósito general Aplicaciones de carácter específico
Procesadores de texto
Bases de datos,
Hojas de cálculo,
Diseño de presentaciones,
Entornos de diseño gráfico
Navegadores de internet
Gestores de correo electrónico
Diseño de páginas Web
Programas de ejercitación y autoevaluación
Tutoriales interactivos
Enciclopedias multimedia
Simulaciones y laboratorios virtuales
Laboratorio asistido por ordenador
Tutores inteligentes
Sistemas adaptativos multimedia
Sistemas de autor
Tabla 2.- Recursos informáticos que puede utilizar el profesorado de ciencias.
Recursos informáticos de propósito general
Se denominan programas de propósito general a las aplicaciones informáticas que
pueden ser útiles para todo tipo de usuarios de ordenador (Pontes, 1999), entre las que
actualmente destacan las llamadas herramientas de ofimática tales como procesadores
de texto (Word, Word Perfect,...), bases de datos (DBase, Acces,...), hojas de cálculo
(Excel, ...), presentaciones (Harvard Graphics, Power Point, ...), entornos de diseño
gráfico (Paint, Corel Draw, Autocad,...) y otro tipo de herramientas como los
navegadores de internet (Explorer, Nestcape, ...), gestores de correo electrónico
(Outlook Express, ...) y recursos para la edición y diseño de páginas Web (FrontPage,...).
Con relación a estas aplicaciones de propósito general hay que señalar que, aunque no
tienen necesariamente un carácter educativo, es sumamente conveniente que el
profesorado de todos los niveles tenga un conocimiento adecuado de algunas de estas
aplicaciones, con el fin de poder utilizarlas en diversas actividades relacionadas con la
enseñanza. No es necesario a estas alturas reflejar la importancia educativa de manejar
un procesador de textos para que el profesor pueda elaborar apuntes, actividades de
clase, exámenes, etc. También es bastante recomendable para el profesorado aprender a
elaborar y utilizar en clase presentaciones didácticas por ordenador, o bien colecciones
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de diapositivas y transparencias, usando una herramienta bastante generalizada y
sencilla de usar como Power Point. Por último, no podemos olvidar la gran importancia
desde el punto de vista cultural y educativo de saber manejar un navegador para buscar
información de todo tipo en Internet o el manejo del correo electrónico para comunicarse
entre profesores y alumnos. Por tanto, los citados recursos deberían formar parte de la
formación mínima que todo profesor debería adquirir en relación al uso de las TICs en la
enseñanza. Los otros tipos de programas de propósito general (bases de datos, hojas de
cálculo, diseño de gráficos y de páginas web...), aunque pueden tener un uso más
restringido y específico que los anteriores, también pueden ser útiles en la docencia y,
por tanto, debería favorecerse su conocimiento entre el profesorado.
Programas específicos de enseñanza de las ciencias asistida por ordenador
En general, la enseñanza asistida por ordenador (EAO) consiste en la utilización de
programas específicos diseñados para instruir y orientar al alumno sobre aspectos
concretos de las diversas materias y contenidos de la enseñanza. En este sentido hay
que tener en cuenta la gran capacidad de los ordenadores como instrumentos para
almacenar, organizar y acceder a todo tipo de información. En particular la EAO tiene
gran interés en la educación científica y técnica por las posibilidades que ofrece el
ordenador desde el punto de vista de la comunicación interactiva, el tratamiento de
imágenes, la simulación de fenómenos y experimentos, la construcción de modelos, la
resolución de problemas, el acceso a la información y el manejo de todo tipo de datos.
Este área de trabajo se lleva desarrollando desde hace bastantes años y está sujeta a
los múltiples avances que se producen con gran rapidez en el dominio de la
informática, de manera que resulta difícil hacer una síntesis global de esta temática y
tampoco es ese el fin principal de este trabajo.
La aplicación didáctica del ordenador en la enseñanza de las ciencias que tiene mayor
interés, consiste en la utilización de programas específicos para el desarrollo de
diversos aspectos de una disciplina científica, cuyo uso no requiera conocimientos
informáticos. Tales instrumentos reciben el nombre genérico de programas
instruccionales, aunque en realidad se pueden distinguir diferentes tipos de programas
en función de las características de los mismos, los objetivos didácticos que persiguen
y las teorías educativas en las que se fundamentan. Dentro de los programas
instruccionales existe una amplia gama, que van desde los más simples a los más
complejos. Entre los tipos de programas instruccionales que han alcanzado mayor
popularidad se encuentran los programas de ejercitación, las enciclopedias
multimedia, los programas tutoriales, los programas de simulación y las herramientas
de laboratorio asistido por ordenador.
Programas de ejercitación y autoevaluación
Estos programas de ejercitación, también conocidos como programas de ejecución y
práctica, son programas de preguntas y respuestas al más puro estilo de la enseñanza
programada tradicional, que se fundamenta en la psicología conductista (Pozo, 1989).
Tales programas presentan ejercicios o cuestiones que requieren una respuesta
inmediata por parte del alumno y proporcionan un diagnóstico sobre la veracidad o
falsedad de la respuesta. Cuando las preguntas son de carácter conceptual o teórico
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se suelen plantear como cuestiones de opción múltiple, con una respuesta correcta y
varios distractores. También pueden plantear problemas sencillos o ejercicios que
requieren la utilización de leyes científicas y procedimientos de cálculo antes de
introducir la respuesta. En realidad este tipo de programas corresponden a la primera
etapa de la informática educativa y se han utilizado generalmente como instrumentos
de repaso y autoevaluación de una lección determinada, de modo que pueden ser
útiles todavía para la recuperación de deficiencias de aprendizaje (Fidalgo, 1992.). Un
ejemplo de este tipo de programas para la enseñanza de la Física de nivel
preuniversitario es la primera versión del programa Microlab, para el sistema
operativo MS-dos, que se comercializó en los primeros años de la década de los
noventa en nuestro país, estando integrado por un conjunto de temas del currículo
que disponían de una serie de cuestiones y problemas que el alumno debía resolver,
recibiendo información sobre el grado de aprendizaje desarrollado en cada momento.
Este tipo de programas ya no se elaboran de forma aislada, sino que constituyen
módulos de ejercitación de otros programas educativos más amplios y completos.
Tutoriales interactivos
Los programas tutoriales están diseñados con un enfoque educativo más general ya
que se plantean ayudar al alumno a desarrollar un proceso individualizado de
aprendizaje de los contenidos de un tema específico o de una materia, incluyendo
conceptos y destrezas (Vaquero 1992). Tales programas proporcionan información
estructurada sobre el tema y también plantean actividades de aprendizaje, que
pueden ser preguntas de tipo conceptual o ejercicios y problemas, de manera que el
sistema puede controlar o registrar información sobre el ritmo de trabajo, las
dificultades encontradas o los fallos cometidos en las actividades y otras
características del proceso de aprendizaje. En realidad los programas tutoriales se
diferencian de los programas de ejecución y práctica por disponer de un módulo de
contenidos educativos, parecido al que pueda ofrecer un libro de texto, de modo que
el alumno puede acceder a esa información teórica o conceptual a la hora de realizar
las actividades de aprendizaje que se incluyen en el tutorial. En muchos casos los
programas tutoriales disponen de un módulo de evaluación al final de cada unidad,
que proporciona información sobre el rendimiento global del trabajo realizado por el
alumno con el programa.
Durante mucho tiempo los programas tutoriales se han desarrollado en el marco
educativo del modelo conductista de enseñanza, ya que se han utilizado como
instrumentos de transmisión y recepción de conocimientos elaborados sin tener en
cuenta la complejidad de los procesos cognitivos y la influencia de las concepciones
personales de los alumnos en los procesos de aprendizaje (Pozo, 1989). Sin embargo
hay que reconocer que algunos de estos programas constituyen buenas herramientas
de ayuda al aprendizaje, sobre todo como instrumentos complementarios de la acción
del profesor y del trabajo realizado en clase, ya que permiten llevar a cabo un proceso
de estudio individual tutorizado, recibir información inmediata sobre el tipo de
aprendizaje realizado al detectar los errores cometidos en las diversas actividades y
acceder a diferentes tipos de ayudas que permiten ir superando las dificultades
encontradas. Un ejemplo asequible de este tipo de programas es el software comercial
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Física de COU, de la colección El Profesor Multimedia (Mediasat, 2000), que incluye un
libro electrónico sobre los temas de la asignatura, con gráficos estáticos y animaciones
dinámicas (aunque no llegan a ser simulaciones propiamente dichas), cuestionarios de
evaluación y otras herramientas complementarias (calculadora, bloc de notas…).
Enciclopedias multimedia
Las enciclopedias interactivas de carácter multimedia son recursos formativos que
puede utilizar el profesor y el estudiante para hacer consultas de todo tipo. Estas
herramientas, que se ofrecen normalmente en soporte CD-rom y también en Internet,
están integradas por un sistema hipertexto que permite navegar fácilmente por los
contenidos de la aplicación y acceder con rapidez a la información sobre cualquier
concepto.
En la actualidad estas herramientas multimedia, además de textos, incluyen
numerosas imágenes, animaciones y vídeos. Existen enciclopedias de carácter
general, como Encarta o Micronet, que pueden servir a todo tipo de estudiantes.
También existen aplicaciones concretas para la educación científica como la
Enciclopedia Interactiva de Consulta (que incluye varios volúmenes en CD-rom sobre
Física, Química, Biología, Matemáticas,...) y otros materiales en Cd-rom o en Internet
más específicos (El universo, Grandes acontecimientos de la ciencia, Colección Los
Orígenes, El cuerpo Humano...).
Simulación de fenómenos y laboratorios virtuales
Los programas de simulación están adquiriendo en los últimos tiempos un importante
grado de desarrollo y aplicación en la educación científica, debido al avance progresivo
de la informática y al perfeccionamiento cada vez mayor de las capacidades de cálculo
y expresión gráfica de los ordenadores. Las simulaciones proporcionan una
representación dinámica del funcionamiento de un sistema determinado, por lo que
tienen cada vez más importancia en la enseñanza de la física, la tecnología, la
biología, la astronomía, la medicina, la química, la geología y todas las ciencias en
general, ya que permiten visualizar el desarrollo de procesos simples o complejos,
mostrando la evolución del sistema representado y la interacción entre los diversos
elementos que lo integran o al menos algunas consecuencias de tales interacciones
(Martínez et al., 1994). Las simulaciones utilizan modelos de sistemas donde se
modifican algunos parámetros o variables y se obtienen resultados observables que
permiten realizar inferencias sobre la influencia de tales variables en el
comportamiento del sistema representado, por tanto proporcionan al alumno la
oportunidad de interactuar, reflexionar y aprender, participando de forma activa en el
proceso educativo (Andaloro et al., 1991).
Este tipo de programas tienen importantes aplicaciones en la enseñanza de la ciencia
cuando se utilizan en la presentación de situaciones no asequibles en la práctica o que
pueden ser peligrosas, la idealización de las condiciones de un experimento, la
representación de situaciones que requieren un equipo muy complejo, la utilización de
modelos parciales del mundo real o de modelos completamente teóricos, la
manipulación y el control de variables entre otras aplicaciones (Zamarro et al., 1997).
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En particular, la simulación ha permitido desarrollar muchas aplicaciones educativas
interesantes para la enseñanza de la Física, como la que se muestra en la figura 1
(Esquembre et al., 2004), sobre todo en lo que se refiere al estudio de los procesos
dinámicos, sistemas en movimiento, dibujo de trayectorias, descripción vectorial de
los fenómenos físicos, descripción de campos de fuerza, formación de imágenes en
óptica geométrica, fenómenos ondulatorios, procesos atómicos y nucleares, etc.
(Gorsky & Finegold, 1992; Ehrlich et al. 1993; Bedford & Fowler, 1996; Windschitl &
Andre, 1998; Franco, 2000). Además de la Física, el desarrollo y aplicación de las
simulaciones también desempeña, desde hace tiempo, una función educativa
importante en otras materias como Biología (Jegede, 1991), Química (Yalcinalp et al.,
1995) o Tecnología (Li, 1998).
Figura 1.- Simulación del movimiento de dos masas en la Máquina de Atwood
(Esquembre et al., 2004).
Dentro de los programas de simulación, además de las simulaciones científicas de
carácter general, también existen algunos tipos de aplicaciones educativas muy
específicas como son la modelización animada de fenómenos o procesos y las
experiencias de laboratorio simuladas por ordenador. Una animación o modelización
animada consiste en la simulación de un proceso (físico, químico, biológico,
tecnológico, ...), sin incluir parámetros cuantitativos que puedan ser introducidos o
modificados por el usuario, de modo que el objetivo de este tipo de simulación
consiste en mostrar desde un punto de vista gráfico o visual la evolución de un
sistema como puede ser el caso del crecimiento de una célula, el movimiento de los
planetas, los cambios atómico-moleculares de una reacción química o el
funcionamiento de una aplicación tecnológica (Pontes et al., 2003).
Las experiencias simuladas por ordenador, también denominadas laboratorios
interactivos de simulación y laboratorios virtuales, muestran de forma realista o de
forma simbólica un sistema experimental, formado por instrumentos de medida y
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otros componentes materiales de un laboratorio científico o técnico, en el que se
permite a los alumnos diseñar experiencias simuladas arrastrando componentes desde
una caja de herramientas virtual hasta una ventana de simulación del experimento, o
se presenta en pantalla el montaje de una experiencia virtual para que el alumno
modifique las variables de entrada del sistema y observe los resultados que ofrecen
los instrumentos de medida virtuales que forman parte del sistema (Pontes et al.,
2003). Con los avances tecnológicos que se están produciendo actualmente en el
campo de la realidad virtual y sus aplicaciones en la educación científica (Bell y Fogler,
1996), es probable que en los próximos años podamos disponer de laboratorios
virtuales muy parecidos a los montajes experimentales reales.
Laboratorio asistido por ordenador
Además de las experiencias simuladas que se han descrito antes, el ordenador puede
utilizarse también en el laboratorio científico como sistema de control de sensores físicos
y de adquisición de datos en aquellos experimentos en los que se necesitan un gran
número de éstos, pudiendo ser procesados además con programas del propio ordenador
(Collins & Greensalde, 1989). En la actualidad, los fabricantes de material de laboratorio
de ciencias experimentales van incluyendo cada vez mayor número de equipos
experimentales que llevan ordenadores acoplados, los cuales recogen y tratan los datos
experimentales, a partir de los cuales se pueden realizar simulaciones, construir gráficas
que muestran la relación entre variables o realizar cálculos y ajustes de diferente tipo
que ayudan al estudiante en el desarrollo de la experiencia. Esta aplicación de los
ordenadores puede ser muy útil en la enseñanza experimental de la Física, de la Química
o de la Tecnología, a nivel básico y avanzado, ya que puede servir de introducción al
interesante dominio de la automatización que tiene tanta importancia en la vida
moderna.
En los últimos años ha tenido lugar un desarrollo importante de los sistemas
informatizados para la adquisición y tratamiento de datos experimentales, así como
para el control de aparatos e instrumentos, porque se han desarrollado equipos
potentes y asequibles que han permitido la incorporación inmediata de estos sistemas
al ámbito industrial y científico. Paralelamente, en los países de nuestro entorno,
también han aparecido equipos experimentales dirigidos a la enseñanza de carácter
científico o técnico que han pasado a formar parte del catálogo de instrumentos de
laboratorio. En estos países, los principales fabricantes de material experimental han
desarrollado sistemas de adquisición de datos que ya forman parte de los
equipamientos habituales de algunos centros educativos.
En España se han desarrollado varios equipos de adquisición y tratamiento de datos,
algunos de ellos bajo el patrocinio de las distintas administraciones educativas, tales
como el equipo SADEX o los diversos equipos EXAO (Cortel, 1999). Los otros equipos
en el mercado son de fabricantes extranjeros, comercializados a través de los
representantes correspondientes en nuestro país (Pasco, 2000; Phywe, 2002). Al
mismo tiempo que avanza el desarrollo de sensores e instrumentos de medida y de
programas de ordenador que permiten controlar el proceso experimental, se están
desarrollando nuevos materiales didácticos relacionados con el diseño de experiencias
asistidas o controladas por el ordenador (Gil y Rodríguez, 2001), de tal forma que las
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Fundamentos y líneas de trabajo 13
herramientas de laboratorio asistido por ordenador (LAO) constituyen un área de
trabajo cada vez más importante, dentro de las aplicaciones de la informática
educativa en la enseñanza de la ciencias experimentales.
La utilización de equipos informáticos de adquisición de datos en los laboratorios de
ciencias experimentales de enseñanza secundaria, aunque es una actividad muy
interesante, no deja de ser problemática debido a varios hechos entre los que hay que
destacar el coste de los citados equipos y las dificultades cognitivas para utilizar estos
sofisticados sistemas, que incluyen el manejo de sensores como instrumentos de
medida y diversos programas de ordenador que controlan la adquisición y el análisis
de datos. Para tratar de superar el segundo de los problemas citados hemos
desarrollado recientemente un programa multimedia denominado Sensores 1.0,
destinado a enseñar a nuestros alumnos de los primeros cursos de universidad a
manejar uno de estos sistemas de adquisición de datos en el laboratorio de Física
(Pontes et al., 2003). Dicho programa tiene varios módulos tales como tutorial,
animaciones, laboratorio virtual y prácticas guiadas. En la figura 2 se muestra un
ejemplo de práctica guiada sobre la Jaula de Faraday, en el que se simulan los pasos
que debe realizar el alumno para montar por sí mismo dicha práctica utilizando el
sistema de adquisición de datos disponible en nuestro laboratorio.
Figura 2.- Modelo simulado de práctica guiada con el programa Sensores1.0.
Sistemas inteligentes de enseñanza y sistemas adaptativos multimedia
Al describir los recursos informáticos para la enseñanza de las ciencias experimentales
que se han expuesto en los apartados anteriores se puede observar que no todos los
programas pueden ser incluidos de un modo claro en alguno de los tipos señalados
anteriormente. En realidad hay programas basados en la técnica de preguntas y
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Fundamentos y líneas de trabajo 14
respuestas, como es el caso del programa “Microlab de resolución de problemas de
física”, que incluye importantes ayudas de tipo conceptual y procedimental para el
desarrollo de las actividades programadas, de modo que se aproxima bastante a la
noción de programa tutorial. Esta herramienta se concibe como un instrumento de
estudio complementario del libro de texto y de la acción del profesor, pero incluye un
módulo de control de la evaluación que registra la actividad desarrollada por cada
alumno de la clase en una sesión de trabajo y proporciona datos interesantes al
profesor sobre el proceso de aprendizaje. Por otra parte hay programas concebidos
como tutoriales de ayuda en la resolución de problemas o de modelización de
experimentos que, además de las actividades de aprendizaje programadas, incluyen
simulaciones de los procesos físicos que se pretenden estudiar (Bedford y Fowler,
1996). También hay programas de simulación que incluyen módulos de contenidos
teóricos sobre los fenómenos que se representan en las simulaciones y permiten
realizar actividades de aprendizaje como la resolución de problemas relacionados con
tales fenómenos (Pontes et al., 2001).
Por último, desde hace tiempo también se ha tratado de aplicar lenguajes y técnicas
de programación propias de la inteligencia artificial para el diseño de sistemas
expertos en educación o sistemas tutoriales inteligentes (Mandl & Lesgold, 1988;
Kopec y Thompson, 1992) y se han llegado a desarrollar muchos de estos sistemas en
conexión con los avances en la tecnología hipermedia y multimedia. En los últimos
tiempos los avances en el desarrollo de la telemática, la inteligencia artificial y la
informática educativa están convergiendo hacia el diseño de sistemas hipermedia
adaptativos (Pérez y Gutiérrez, 1996, Macias y Castell, 2000) y tutores-asistentes
para entornos virtuales de enseñanza (Romero et al., 2002). Estos nuevos programas,
que pueden incluirse dentro de la denominación genérica de sistemas adaptativos
multimedia, combinan las características clásicas de los tutores inteligentes (módulo
de conocimiento experto, modelo de alumno, aprendizaje orientado y autorizado, ...)
con las grandes posibilidades de comunicación e interacción que proporcionan los
modernos entornos virtuales de carácter multimedia (incorporación de texto,
imágenes, sonido, animaciones, simulaciones, navegación por internet,...).
Así pues, parece que se va superando la clasificación tradicional de los programas de
Enseñanza Asistida por Ordenador y en la actualidad se tiende al desarrollo de
sistemas tutoriales integrados que incluyen el tratamiento interactivo e inteligente de
los diversos temas de una disciplina, incorporando simulaciones, contenidos de
enseñanza, actividades tutorizadas de aprendizaje y tareas de evaluación. Esta
panorámica abre unas importantes expectativas para la evolución futura de la
enseñanza asistida por ordenador, ya que permite diseñar sistemas tutoriales
individualizados, flexibles y adaptados al nivel de conocimientos de cada alumno.
Sistemas de autor
Durante los primeros tiempos de la informática educativa el profesorado interesado en
utilizar los ordenadores como recurso educativo, no tenía más remedio que utilizar
software educativo elaborado por otras personas o aprender a desarrollar sus propios
programas utilizando un lenguaje de programación de alto nivel, que requiere unos
conocimientos avanzados de informática. Pero desde hace tiempo esta situación ha
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Fundamentos y líneas de trabajo 15
cambiado porque se han desarrollado sistemas y lenguajes de autor, que facilitan el
diseño de unidades didácticas por parte de los profesores interesados en esta
temática. Mediante un sistema de autor se pueden elaborar lecciones que incluyen
diagramas, gráficos, imágenes, textos, cuestiones y permiten realizar la evaluación de
las respuestas, mediante la realimentación adecuada. Estas herramientas permiten al
profesor mayor libertad en la estructura de los temas pero también requieren bastante
dedicación. Por otra parte, los lenguajes y sistemas de autor están evolucionando
rápidamente en conexión con el desarrollo de nuevos entornos multimedia que están
mejorando notablemente las posibilidades de interacción del alumno con los
programas, el acceso a la información y la presentación de contenidos y actividades.
Al mismo tiempo los avances en la investigación sobre sistemas tutoriales inteligentes
y sistemas adaptativos multimedia han dado lugar al desarrollo de sistemas de autor
inteligentes, que permiten al profesorado diseñar cursos adaptativos e interactivos
para todas las materias y que pueden ubicarse en Internet (Macias y Castell, 2001).
SÍNTESIS Y CONSIDERACIONES FINALES
Para desarrollar este trabajo hemos partido del hecho de que Internet y las restantes
tecnologías de la información y la comunicación ejercen actualmente una gran
influencia en la educación científica y también pueden desempeñar a corto plazo un
papel importante en la formación inicial y permanente del profesorado. Para abordar
esta temática hemos realizado un análisis panorámico de las aplicaciones de las TICs
en la enseñanza de las ciencias experimentales que se desarrolla en dos artículos
consecutivos.
En este primer trabajo nos hemos centrado en analizar las funciones que pueden
desempeñar las TICs en la educación científica, distinguiendo entre el papel que
juegan en la formación de estudiantes de ciencias y en la formación del profesorado.
También se han analizado los diferentes tipos de recursos informáticos que pueden
utilizar los profesores en la enseñanza de las ciencias y sus posibles aplicaciones
educativas. Se han expuesto las diferencias entre los recursos informáticos de
propósito general (procesadores de texto, presentaciones multimedia, navegadores de
Internet, entornos de diseño de páginas Web, ...) y los programas específicos de
enseñanza de las ciencias asistida por ordenador (tutoriales interactivos, simulaciones
y laboratorios virtuales, sistemas adaptativos multimedia, laboratorio asistido por
ordenador, ...).
Como síntesis o conclusión general de este primer trabajo sobre aplicaciones de las
TICs en la educación científica, podemos destacar que estos nuevos recursos
didácticos ofrecen grandes posibilidades desde el punto de vista de la comunicación
interactiva, el tratamiento de imágenes, la simulación de fenómenos o experimentos,
la construcción de modelos y analogías, la resolución de problemas, el acceso a la
información, el manejo de todo tipo de datos y el diseño de materiales didácticos o de
cursos completos adaptados a las necesidades y características de diferentes tipos de
alumnos. Entre las aplicaciones informáticas que presentan mayor interés para la
enseñanza de las ciencias, en nuestra opinión, se encuentran los programas de
simulación y los sistemas tutoriales integrados, que incluyen contenidos teóricos,
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Fundamentos y líneas de trabajo 16
animaciones o simulación de fenómenos y ejercicios o pruebas de evaluación del
aprendizaje. Posteriormente, en la segunda parte de este trabajo de revisión se va a
formular una propuesta metodológica orientada a mejorar el uso didáctico de las TICs
en la educación científica, utilizando este tipo de sistemas tutoriales integrados
(Pontes, en prensa).
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Experiencias, recursos y otros trabajos
79
STAR TREK: UN VIAJE A LAS LEYES DE LA DINÁMICA
Francisco José García Borrás
Profesor de Educación Secundaria Obligatoria
IES Castillo de Fatetar. Espera (Cádiz)
E- mail: quimibor@teleline.es
RESUMEN
Este artículo viene a ser una propuesta didáctica para afianzar conceptos, tales como
las leyes de la Dinámica, utilizando un atrayente recurso didáctico: el cine. El empleo
de este recurso como elemento motivador, participativo, divulgador en el aula es una
de las estrategias que permitirá dar respuesta a las dificultades que entrañan los
conceptos que se imparten en nuestras clases de Física. Por otro lado, se aprovecharía
el interés que despierta en nuestros alumnos los diversos medios de comunicación y
las propiedades de los mismos.
Palabras claves: cine, enseñanza de la Física, ciencia, recurso didáctico, leyes,
dinámica.
El cine es un instrumento del pensamiento. (Jean-Luc Godard)
INTRODUCCIÓN
En nuestro contexto educativo, donde la metodología de los profesores de Ciencias
busca desesperadamente solucionar los problemas de motivación y escasez de
alumnos, este escrito ofrece una experiencia aplicable a nuestros alumnos de
Educación Secundaria.
Los medios de comunicación son una constante en nuestra realidad social.
Concretamente, nos podemos fijar en la publicidad, la televisión y el cine. Estos tienen
un gran poder de convicción y son capaces de mover a las masas, como antiguamente
hacia la prensa -el cuarto poder-.
La propuesta pretende exponer de forma clara y precisa la relación íntima que puede
aparecer entre la ciencia y el cine, aprovechando una de las funciones de los medios
de comunicación: la formación. Aunque, quizás esta última no sea la más usual en el
cine. El alumno, como consumidor de imágenes, muestra ante el cine un
comportamiento acrítico. Nosotros debemos reconducir esta conducta por las vías de
la comprensión y comunicación para sacar provecho de la misma. Así mismo, se
pretende que el séptimo arte no quede arrinconado sólo para los entendidos; que se
muestre al alcance de todos para fomentar una actitud crítica, el libre pensamiento y
la capacidad de abstracción.
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Experiencias, recursos y otros trabajos
80
Las ideas abstractas que plantean las ciencias son de mejor compresión para los
alumnos cuando son refrendadas en algo tangible y perceptible. Las películas ayudan
de manera inestimable en la adquisición de estos conceptos. Esto supone que el cine
posee un gran potencial como medio de aprendizaje, ya que podemos acercar la
realidad a través del él.
Cuando una película nos desnuda realidades distantes cuya existencia era para
nosotros desconocida o cuando nos revela puntos de vistas sobre temas más próximos
que jamás los hubiéramos visto de esa forma, significa que nos introducimos dentro
de la filmación, haciéndonos partícipe de la misma e involucrándonos en el proceso de
aprendizaje. La alteridad, propiedad inherente al cine, permite una mayor
participación del espectador y, por consiguiente, mejora notablemente el logro de
conocimientos.
EL CINE Y SU UTILIDAD DIDÁCTICA
Los docentes usamos como recurso principal la pizarra y no solemos emplear otros.
Esto es debido, principalmente, a la escasez de medios que padecemos, al
desconocimiento de las utilidades que pueden reportarnos otros recursos y a cierta
tendencia a contentarnos con las lecciones magistrales. En consecuencia, nuestras
clases se hacen, a veces, tediosas y rutinarias y nuestros alumnos nos encuentran
insoportables. Por ello, se hace preciso que nos despojemos del rigor científico que
suele dominar nuestras clases y reivindiquemos el hecho incontrovertible de que
nuestra tarea es divulgar la ciencia y educar en ciencia.
Billy Wilder decía: "Tengo diez mandamientos. Los primeros nueve dicen: ¡No debes
aburrir!...". Con estas palabras quiero decir que debemos acabar con hábitos
enquistados y perseguir la motivación de nuestros alumnos. Alentar su interés e
impedir que abandonen, en sus currículos, los itinerarios de ciencias. Para ello,
propongo el uso del cine como recurso didáctico.
Partiendo de la base de que el principal consumidor de cine comercial y publicidad es
el adolescente, podemos y debemos sacar ventaja de este hecho al impartir nuestras
enseñanzas. No obstante, hay que tener en cuenta que, dentro de las funciones de los
medios de comunicación, el cine enfatiza la diversión y la educación (formación),
mientras que la pura información se ve relegada a un segundo plano, con la salvedad
de las películas documentalistas. Podemos, por tanto, convertir un objeto de
esparcimiento en una herramienta que además de amenizar, forme.
Las proyecciones cinematográficas, dentro del contexto educativo, son verdaderos
agentes de aprendizaje. Su uso consigue una mayor comprensión en una menor
cantidad de tiempo, así como una mejor asimilación de lo aprendido, debido a que el
movimiento de las imágenes, el sonido que las acompaña y los diálogos incitan al
educando a estar alerta, a participar... El proceso de enseñanza-aprendizaje se ve
favorecido con una disminución drástica de tiempo y una mayor consecución de los
objetivos previstos. (Gañan Rojo, Sánchez Trujillo, 2000)
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Experiencias, recursos y otros trabajos
81
Además, el empleo del cine posibilita aprovechar situaciones que, por regla general,
no se disfrutan: conocer realidades “imposibles”, confrontar distintos puntos de vista,
acceder a enfoques o a imágenes simuladas, parar la proyección cuando lo desees,
alterar el tiempo, integrar otras disciplinas... Y, consecuentemente, también permite
reforzar y aclarar conceptos, fomentar el pensamiento crítico y abstracto del alumno.
El séptimo arte puede y debe considerarse un recurso didáctico. Basta con recordar
que el cine ha sido siempre selectivo y temático, llevando su interés a todos los
aspectos del saber y el conocimiento. Es una mirada al pasado y, a la vez, un medio
para elucubrar, innovador y novedoso. Un arte que ha hurgado en todos los temas y
que, una vez libre de las cortapisas de la censura, ha filmado casi todo.
Con la aparición de nuevas tecnologías y técnicas cinematográficas, se ha posibilitado
el acceso a lugares inalcanzables y a recreaciones que, de otro modo, hubiesen
resultado inimaginables. Aunque los asuntos científicos escasean como eje central de
las diferentes tramas cinematográficas, las bases científicas en las que a veces
necesitan fundamentarse sí se han tratado con mayor o menor exactitud. Nosotros,
los profesores de Ciencias, podemos seleccionar esas recreaciones y extraer el mayor
rendimiento de las mismas.
La efectividad de este recurso depende de muchos factores y, quizás, el más
importante de ellos sea el del docente que lo utiliza (Gañan Rojo; Sánchez Trujillo;
2000). En ocasiones podemos observar a compañeros –todos lo hacemos- que
ponemos una película -o un documental-, con la finalidad de descansar del
agotamiento mental, sin prestar más atención, sin preocupaciones sobre la adquisición
de conocimientos; esto conduce al alumno a suponer que es una jornada de asueto y
diversión, puesto que lo que se muestra no es importante y no va entrar en el
examen. Las sesiones en las que se aplica el cine no deben servir solamente para
pasar el rato, para amenizar simplemente, ni como excusa o premio. Debe
considerarse como principio complementario que aglutine y comprometa a todos los
participantes (Martínez-Salanova, 2002). La utilización del cine como elemento lúdico
para el disfrute del mero espectador, desaprovecha la participación crítica y creadora
en los alumnos. El profesor debe ser un orientador de este recurso para obtener los
beneficios que se deseen en el campo educativo.
Un aspecto de gran relevancia a la hora de hacer eficaz este medio, es la presentación
de los contenidos que se van a analizar y, por supuesto, la relación que exista entre
las actividades que acompañan al recurso y el tema que se está tratando. Además,
muchas veces, es más conveniente el empleo de una escena determinada que la
propia película (por un aspecto científico determinado).
También inciden otros condicionantes en el empleo del celuloide además de los
expuestos con anterioridad. Entre otros, cabe destacar la duración del mismo, la
realización de actividades previas y posteriores, la necesidad de explicaciones
complementarias, materiales impresos de acompañamiento (ficha técnica y artística),
aspectos técnicos básicos del lenguaje del cine...Todos las restricciones anteriores se
ven relegados a un segundo plano cuando el profesor emplea el cine como un recurso
motivador, analítico y crítico.
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Experiencias, recursos y otros trabajos
82
PLANEANDO EL RECURSO
A la hora de emplear un medio audiovisual –cine- como apoyo en el desarrollo de un
tema o un contenido concreto; en primer lugar, el educador debe interrogarse sobre
los siguientes aspectos:
1. El momento adecuado para su uso, los objetivos que se buscan, el interés de
los estudiantes, la posibilidad de relacionarse con otras disciplinas.
2. La forma de ajustar la proyección a la clase.
3. El desarrollo los materiales que van a facilitar la compresión del tema
basándose en la película o si la misma va a proporcionar un complemento en la
compresión de lo explicado.
4. La necesidad de aclarar, brevemente, los conceptos principales del lenguaje del
cine, tales como: escena, secuencia, planos y tipos, travelling... “El cine es,
también, y sobre todo, un medio de expresión, con sus normas, leyes y
lenguaje propio” (Moreno Lupiáñez, 2003). Por regla general, los estudiantes
de secundaria son neófitos en el mundo del cine, a pesar de que han visto gran
cantidad de películas. El libro “El cine en 7 películas” de Pablo de Santiago y
Jesús Orte (2002) puede ser de gran utilidad para este aspecto. Es una guía
básica del lenguaje cinematográfico y, al final del libro, tiene un glosario de
términos.
Seguidamente, una vez localizada la película o secuencia de la misma, se pasa a la
elaboración de una guía didáctica sobre la misma. Esta debe contener lo siguiente:
a. Justificación de la película o secuencia.
b. Lugar que ocupa en el desarrollo de la unidad didáctica.
c. Establecimiento de conceptos, procedimientos y actitudes adecuados.
(Guerra Retamosa, 2004)
d. Metodología a seguir. Actividades previas y posteriores.
e. Interdisciplinaridad.
f. Posible material adicional. Libros de textos, páginas web, otras
películas...
g. Evaluación.
h. Temporalización.
Un esquema de trabajo, fácil de emplear y de mucha utilidad, se muestra en el cuadro
1 (Fernández Sebastián, 1998).
PROPUESTA DIDÁCTICA, UN CASO PRÁCTICO SOBRE “LAS LEYES DE LA
DINÁMICA”
Mi planteamiento de trabajo en el aula se enmarca dentro de los contenidos que el
alumno de 4º de E.S.O. debe tener sobre dinámica; en ella, propongo una secuencia
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Experiencias, recursos y otros trabajos
83
de una película para trabajar y posibles películas alternativas que pueden ser usadas
para el mismo contenido.
a. Selección del material fílmico: Defiende la idea de utilizar las
películas comerciales como medio para acercar a los alumnos al
cine.
b. Elaboración de material didáctico:
- Ficha técnica y artística del film.
- Breve sinopsis del argumento. (Especialmente si se va a
trabajar con fragmentos de películas, para evitar que el
alumno quede fuera de contexto).
c. Circunstancias de realización, con expresión del país productor y
de su situación cultural, social, económica y política. (Muy
interesante en el caso de que se quiera ver como un mismo tema
ha sido tratado en distintos momentos o por distintos países).
d. Comentario crítico sobre los elementos éticos, estéticos y
dialécticos de la obra, entendida en su momento de realización.
e. Recopilación de material complementario (textos, documentos,
gráficos...).
f. Plan de actividades.
g. Explicación introductoria para una mejor comprensión de la
película.
h. Visionado de la película: Es importante registrar las reacciones
colectivas de los alumnos.
i. Análisis colectivo.
Cuadro 1.- Esquema de trabajo para el uso del séptimo arte como
recurso (Fernández Sebastián, 1998)
Los objetivos que pretendo alcanzar con esta la propuesta son:
- Elaborar una guía didáctica que combine las explicaciones clásicas con el
uso del cine.
- Aumentar la compresión de las ideas abstractas de las leyes de la dinámica,
fundamentándolas en algo tangible, perceptible.
- Mejorar la actitud de los alumnos hacia física y provocar su motivación.
- Estimular una mayor participación por parte de los alumnos.
En definitiva, la hipótesis que orienta este trabajo podría ser formulada como sigue:
“Los alumnos que ven apoyada su enseñanza con medios audiovisuales como el cine,
asimilan mejor los conocimientos, se encuentran más motivados por la enseñanza y
participan de forma más activa en el proceso de enseñanza-aprendizaje.” Esta
hipótesis sirve de referencia a la propuesta, siendo la base de un estudio posterior. No
obstante, en este artículo no se pretende valorar el grado de cumplimiento de la
misma, aspecto que dejaré para futuros trabajos.
Seleccionar el material filmográfico no es difícil, si miramos detenidamente podemos
ver que una gran cantidad de películas tienen escenas que ponen de manifiesto las
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leyes de la Dinámica. Entre otras podemos citar: “Los diez mandamientos”, “Tierra de
faraones”, “El Navegante”, “Apolo XIII”, “Armagedon”...
“Es evidente que la especulación de la ciencia-ficción se realiza con una voluntad
básicamente artística y en absoluto científica” (Barceló, 1998). Por este motivo, la
escena seleccionada corresponde a la película: “Star Trek: la película” (Anexo 1), de
manera que intento hacer llegar al alumnado la posibilidad de encontrar ciencia en
cualquier parte. Un resumen de la misma sería:
Mr. Spock sale del Enterprise al exterior con propulsor para tener un
contacto con el intruso que se acerca peligrosamente a la Tierra. En la
escena se ve como aplica una aceleración y luego por la inercia se
desplaza por el espacio. (figura 1)
Figura 1
Los fundamentos físicos que se pretenden obtener con la escena son pertenecientes al
bloque de la Dinámica. El momento más adecuado del desarrollo de la actividad
sugerida dentro de la unidad didáctica sería después de que el alumno hubiera
alcanzado unos conocimientos mínimos en la materia. Es necesario que comprenda la
noción de fuerza como causa capaz de modificar el estado de movimiento o reposo de
un cuerpo. También, sería beneficioso que el alumnado distinga todas las fuerzas
presentes en algunas situaciones estáticas simples, dibujándolas y nombrándolas
apropiadamente. Así mismo, es conveniente que sepa indicar el nombre de cada
fuerza, detallando los dos cuerpos que interaccionan.
Se pretende que la exposición de la actividad sea abierta y flexible, cuya concreción y
desarrollo corresponde al profesor (cuadro 2), donde la adquisición de conocimientos
vaya creciendo en conceptos, procedimientos y actitudes, con vista a alcanzar unos
niveles óptimos en el proceso enseñanza-aprendizaje. Mi propuesta abarca los
diversos aspectos recogidos en el cuadro 2.
Una vez establecido los cimientos de trabajo, la metodología a seguir es simple. Se
pasa a los alumnos un cuestionario sobre ideas previas (anexo 2) para que respondan
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en unos diez minutos. Seguidamente, se presenta la película, indicándoles la ficha
técnica y artística de la misma (anexo 1). Se les da una breve sinopsis y se presencia
la escena elegida sin cortes. A continuación, se vuelve a visionar parando la escena y
explicando en la imagen las distintas fuerzas que se manifiestan y las leyes sobre la
que nos basamos. Finalmente, para observar el grado de adquisición de conocimientos
y disipar las dudas, se les da en los diez minutos finales otra serie de cuestiones
(anexo 3). Las respuestas dadas por los alumnos nos servirán además para evaluar la
actividad, observando, además, el grado de avance que han alcanzado. La aplicación
didáctica puede ser extendida a otras partes de la Física (anexo 4).
Evidentemente, la proyección puede entroncarse con otras asignaturas. El inglés, si la
exhibición se realiza en el idioma original con subtítulo en castellano. También,
podemos establecer una relación con la Tecnología, sugiriendo preguntas acerca del
funcionamiento de los motores de propulsión o cómo se mueven los astronautas en el
espacio. Además, los contenidos transversales que se podrían abordar son:
- Receptividad y colaboración durante las explicaciones y realización de actividades.
(Educación moral y cívica)
- Desarrollo de una actitud crítica y valorativa sobre los aspectos científicos y
tecnológicos y comprender que son los promotores de desarrollo y progreso de la
humanidad. (Educación moral y cívica)
- Respeto a las opiniones, las discrepancias, las dudas y creencias de los demás.
(Educación para la paz)
- Reconocimiento del diálogo como forma de solucionar ver las discrepancias en las
opiniones así como los diversos tipos de conflictos científicos, sociales y religiosos.
(Educación para la paz)
Una sola clase es suficiente para el desarrollo de los diversos objetivos. No obstante,
considero necesario tener un material de apoyo para que el alumno pueda consultar
algunas dudas. Conjuntamente al libro de texto que siguen, podemos emplear
distintos applets de Física o visitar páginas web como por ejemplo:
• www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/dinamica.htm (página dedicada a diversos
aspectos de la Dinámica).
• www.udec.cl/~dfiguero/curso/newton9h31/newton9h31.html (página que ofrece
aspectos teóricos de las leyes de Newton y las fuerzas).
• http://newton.cnice.mecd.es/4eso/estatica/estatic1.htm (página muestra el
carácter vectorial de la fuerza y su efectos desde un punto de vista estático).
CONCLUSIÓN
El escaso número de alumnos que optan por la Física y Química de 4º de E.S.O.
debería hacer pensar al profesorado del área de ciencias sobre la necesidad del
empleo de nuevos recursos didácticos que hagan aflorar el interés del alumnado por
estas enseñanzas. En estas líneas se ha mostrado una experiencia didáctica en la que
el cine es el rey.
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Pienso que las distintas propiedades del cine -alteridad, formación y diversión-
proporcionarán unos importantes resultados en el aprendizaje que hará que merezca
la pena llevarse bastante tiempo en la confección del entramado que conlleva la
actividad. Quedaría además por determinar cuáles son los factores que condicionan la
efectividad de la herramienta. Quizás esté relacionada con una selección adecuada del
fragmento de la película, que deberá aclarar los conceptos al alumno a la vez que
despierta su curiosidad innata. Así mismo, pienso que si la película les resulta familiar
o la trama les es afín, existirá una mayor implicación en el estudio.
Por otro lado, el placer de ver cine se pierde sin una reflexión adecuada del mismo.
Por ello, propongo la necesidad de adquirir unos conocimientos básicos del lenguaje
fílmico que mejoraría la capacidad crítica del alumno, la cual se extenderá a todas las
ramas del saber.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BARCELÓ, M. (1998) Ciencia, divulgación científica y ciencia-ficción. Revista Quark,
11. En línea en: http://www.inim.es/quark/num11/Default.htm
DE SANTIAGO, P.; ORTE J. (2002) El cine en 7 películas. Guía básica del lenguaje
cinematográfico. Madrid: Cie Dossat 2000.
FERNÁNDEZ SEBASTIÁN, J. (1998). Cine e historia en el aula. Madrid: Akal.
GAÑAN ROJO, L.; SÁNCHEZ TRUJILLO, G. (2000). Pedagogía y medios audiovisuales.
Medellín (Colombia); Universidad Autónoma Latinoamericana. En línea en:
http://www.geocities.com/videoeducativo/index.html
GUERRA RETAMOSA, C. (2004). Laboratorio y batas blancas en el cine. Revista Eureka
sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 1(1), pp. 52-63. En línea en:
http://www.apac-eureka.org/revista/Volumen1/Numero_1_1/Vol_1_Num_1.htm.
MARTÍNEZ-SALANOVA, E. (2002). Aprender con el cine, aprender de película. Una
visión didáctica para aprender e investigar con el cine. Huelva; Grupo
Comunicar.
MORENO LUPIÁÑEZ, M. (2003). Cine y Ciencia. Revista Quark, 28 y 29. En línea en:
http://www.imim.es/quark/num28-29/Default.htm
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OBJETIVOS CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Analizar las principales fuerzas
presentes en un sistema mecánico
simple.
Saber enunciar las leyes de la
Dinámica de Newton y reconocer su
enorme aportación a la creación de
nuevos paradigmas en la Ciencia.
Interpretar sucesos cotidianos
basándose en las leyes de la
Dinámica.
Establecer una relación entre el
carácter vectorial que tiene la
velocidad y su relación con una fuerza
como manifestadora del movimiento,
pudiendo cambiar el módulo de la
velocidad o su dirección.
Esclarecer el punto de aplicación de
las fuerzas de acción y reacción entre
dos cuerpos que interactúan.
Analizar y comprender el movimiento
de un cuerpo cuando las fuerzas
resultantes sobre él son nulas o
inexistentes.
Establecer una relación causa-efecto
entre fuerzas y el movimiento o
deformación.
Identifica y describe las fuerzas más
g
enerales manifestadas alrededor de
nosotros.
Conoce y enuncia los enunciados leyes
de Newton.
Analiza diversos e
j
emplos que se
proponen para ilustrar su conocimiento
sobre las tres leyes de Newton.
Rechaza la opinión asumida sobre el
mantenimiento de una velocidad
constante en un móvil se le debe
ejercer también una fuerza constante.
Reconoce que las leyes de Newton es
un punto y seguido.
CONTENIDOS
CONCEPTOS PROCEDIMIENTOS ACTITUDES
Fuerzas de interés
presentes en nuestro
entorno. Tipos: de
contacto y a distancia.
Unidades de fuerza.
Leyes de la dinámica.
Observación directa en la
escena de los efectos de
las fuerzas.
Uso del método científico
a la hora de observar,
para poder lle
g
ar a
conclusiones razonables.
Representar
g
ráficamente las
distintas fuerzas que
actúan en un cuerpo.
Razonar los diversos
efectos que sufren
distintos cuerpos al
aplicarles una misma
fuerza.
Valorar la importancia de
las fuerzas como
elementos
transformadores de
nuestra realidad.
Reconocer la importante
aportación de Isaac
Newton a los
conocimientos de la
Física, construyendo un
nuevo paradigma.
Mostrar una curiosidad
por explicar las
manifestaciones físicas
frecuentes, basándose
en la nueva visión de la
Dinámica.
Cuadro 2
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ANEXO 1
STAR TREK: LA PELÍCULA
FICHA TÉCNICA
Título Original: Star Trek The Motion Picture
Producida por: Century Associates /
Paramount Pictures [us]
Dirigida por: Robert Wise
Año de producción: 1979
Estreno en U.S.A.: 6 de Diciembre de 1979
Duración: 124 minutos
Música original: Jerry Goldsmith, Alexander
Courage, Gerald Fried
Producida por Gene Roddenberry, Jon Povil
FICHA ARTÍSTICA
Actor Personaje
William Shatner Almirante James T. Kirk
Leonard Nimoy Mr. Spock
DeForest Kelley Dr. Leonard McCoy
James Doohan Montgomery Scott
Walter Koenig Pavel Chekov
George Takei Hikaru Sulu
Nichelle Nichols Nyota Uhura
Majel Barrett Christine Chapel
Stephen Collins
(I) Willard Decker
SINOPSIS
Cuando un aliení
g
ena sin identificar
destruye tres poderosas naves
espaciales klin
g
on; el Almirante Kirk
vuelve a tomar el mando de la
completamente reformada nave
Enterprise. En esta heroica misión
se les unirá su fiel amigo el Sr.
Spock y todos los inte
g
rantes de las
extraordinarias aventuras de Star
Trek. Persis Khambatta Teniente Ilia
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ANEXO 2
Cuestionario previo
• ¿Qué es la fuerza?
• Cuando hay un choque entre coches, ¿hay fuerzas implicadas? ¿Por qué?
• Si un objeto se mueve con velocidad constante, ¿sobre él actúa alguna fuerza?
¿Por qué?
• Si tienes unos patines puestos y empujas la pared de un edificio ¿hacia dónde
te mueves? ¿Se mueve la pared? ¿Por qué?
ANEXO 3
Cuestionario posterior
• La misma fuerza aplicada sobre distintos objetos, ¿produce el mismo efecto?
¿Por qué?
• ¿Cuáles son las unidades de las fuerzas?
• Mr Spock utiliza un propulsor para desplazarse por el espacio, ¿por qué se
mueve hacia delante cuando el chorro de gas sale por detrás de él? ¿En qué ley
te basas? Pon un ejemplo cotidiano donde se observe un hecho similar.
• En la escena has visto como Mr. Spock se movía por el espacio, sin ayuda de
nada. ¿Qué fuerzas actúan sobre él? ¿En qué leyes te basarías para explicar el
movimiento que tiene? ¿Conoces alguna situación análoga a la observada en la
secuencia?
• ¿Crees que las leyes de Newton están todavía vigentes? ¿Por qué? En caso
negativo, ¿por qué se estudian? En caso afirmativo, ¿por qué son tan
importantes?
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ANEXO 4
PELÍCULAS QUE CONTIENEN ESCENAS QUE PERMITEN EXPLICAR ALGÚN
ASPECTO DE LA FÍSICA DE 4º E.S.O.
PELÍCULA ASPECTO DE LA FÍSICA
Me siento rejuvenecer Seguridad en el laboratorio
El planeta de los simios (1968) Método científico
En el filo de la duda Método científico
Creadores de sombras Método científico
Basil, el ratón superdetective Método científico
El extraño caso del Dr. Jekyll Método científico
El aceite de la vida Método científico
El nombre de la rosa Método científico
Pearl Harbor Relatividad del movimiento
La flota silenciosa Relatividad del movimiento
Torpedo Relatividad del movimiento
La batalla de Inglaterra Relatividad del movimiento
Tron Movimiento uniformemente acelerado
Carros de fuego Movimiento uniformemente acelerado
Star wars: el ataque de los clones Caída libre
Velocidad terminal Caída libre
En la línea de fuego Caída libre
Indiana Jones y el Templo Maldito Caída libre
Matrix Caída libre
Star Trek: la película Leyes de la dinámica
Tierra de faraones Leyes de la dinámica
Armagedon Leyes de la dinámica
Apolo XIII Leyes de la dinámica
El navegante Leyes de la dinámica
Star wars: el ataque de los clones Ley de la Gravitación Universal
Apolo XIII Ley de la Gravitación Universal
Independence day Ley de la Gravitación Universal
Alien, el octavo pasajero Ley de la Gravitación Universal
Matrix Energía
Superman Energía
Twister Energía
Alien, el octavo pasajero Presión
Atmósfera cero Presión
El enigma de otro mundo Presión
Abajo el periscopio Presión
El submarino Presión
Tantas y tantas otras que se pueden utilizar, si buscas siempre encuentras.
