Aplicación didáctica de metodologías interactivas basadas en el uso de sistemas de respuesta inmediata en la enseñanza y el aprendizaje de la física ondulatoria

Resumen

1. Introducción o motivación de la tesis El objetivo principal de esta investigación es indagar acerca de la mejora de los procesos educativos en asignaturas introductorias de física, pertenecientes al primer curso de grados de ingeniería, tras la introducción de una metodología interactiva. Los principales objetivos del proyecto de investigación son: (a) explorar los conocimientos previos y modelos mentales sobre ondas que presentan los alumnos, (b) conocer los aspectos del tema que presentan una mayor dificultad de aprendizaje en el aula, (c) comprobar en qué medida la metodología interactiva contribuye a mejorar el proceso de aprendizaje y (d) conocer las opiniones de los alumnos participantes sobre la experiencia educativa. La principal innovación docente introducida ha consistido en incorporar los Sistemas de Respuesta Inmediata a la enseñanza de la física, utilizando estos dispositivos electrónicos para que los alumnos puedan responder a las cuestiones realizadas por el profesor, reservando tiempo para debates y discusiones entre el alumnado y el profesorado. Las metodologías interactivas llevan utilizándose en física durante década y numerosos estudios confirman como favorecen el aprendizaje, especialmente cuando se comparan con las tradicionales (Hake, 1998). En concreto los sistemas de respuesta inmediata (SRI) han demostrado su utilidad en aspectos tales como favorecer el aprendizaje (Smith, Wood, Adams, Wieman, Knight, Guild y Su, 2009), mejorar la concentración y atención del alumnado en clase (Caldwell, 2007) y ser un recurso valorado positivamente por los alumnos (Prather, Brissenden, Tipo y Klein, 2009). 2. Contenido de la investigación El proyecto de investigación se ha dividido en tres estudios. El primero tiene el objetivo de explorar los conocimientos previos de los alumnos en la temática de ondas, antes de iniciar los procesos de enseñanza y aprendizaje. El segundo se ha desarrollo en el aula durante el transcurso de la unidad didáctica estudiada (física ondulatoria). Por último, un tercer estudio pretende valorar los resultados del aprendizaje desarrollado por los alumnos tras finalizar este proceso de enseñanza y conocer las opiniones de los estudiantes acerca de la experiencia educativa desarrollada en el aula. Cada uno de los citados estudios se ha basado en el uso de instrumentos de recogida de información formados por cuestionarios, que los alumnos han ido respondiendo durante las distintas fases. Así, se han recogido numerosos datos sobre los aspectos siguientes: concepciones previas de los alumnos, modelos mentales utilizados durante el aprendizaje y resultados finales después del proceso formativo. Este último ha consistido en un análisis, tanto cuantitativo de cuestiones con opciones cerradas, como cualitativo con cuestiones abiertas, donde los alumnos han desarrollado sus respuestas. 3. Conclusión Con respecto a las ideas previas y concepciones personales, se aprecia un alto número de participantes que presentan un modelo mental donde las ondas se perciben como objetos con masa, que ha sido detectado también en otros estudios previos (Wittmann, Steinberg y Redish, 2003; Barniol y Zavala, 2016). Sobre la aplicación de la metodología interactiva con SRI se concluye que existe cierta mejora en el aprendizaje de los alumnos tras el desarrollo de la experiencia formativa. Especialmente en algunos tópicos que presentaban mucha dificultad inicial, como la comprensión del volumen del sonido o la capacidad de interpretar gráficas y diagramas. Con respecto a la opinión del alumnado sobre la experiencia se encuentra que la mayoría de ellos consideran que la metodología interactiva es bastante positiva para el aprendizaje de la física, como han indicado antes otros autores (Perkins y Turpen, 2009). 4. Bibliografía Barniol, P. & Zavala, G. (2016). The mechanical waves conceptual survey: An analysis of university students' performance, and recommendations for instruction. EURASIA Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 13(3), 929-952. Caldwell, J. E. (2007). Clickers in the large classroom: Current research and best-practice tips. CBE-Life sciences education, 6(1), 9-20. Hake, R. R. (1998). Interactive-engagement versus traditional methods: A six-thousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses. American Journal of Physics, 66(1), 64-74. Perkins, K. K. & Turpen, C. (2009). Student perspectives on using clickers in upper-division physics courses. AIP Conference Proceedings , 1179, 225-228. Prather, E. E., Brissenden, G., Tipo, T. & Klein, C. (2009). Clickers as Data Gathering Tools and Students' Attitudes, Motivations, and Beliefs on Their Use in this Application. Astronomy Education Review, 8(1), 010103-1. Smith, M. K., Wood, W. B., Adams, W. K., Wieman, C., Knight, J. K., Guild, N. & Su, T. T. (2009). Why peer discussion improves student performance on in-class concept questions.. Science, 323, 122-124. Wittmann, M. C., Steinberg, R. N. & Redish, E. F. (2003). Understanding and affecting student reasoning about sound waves. International Journal of Science Education, 25(8), 991-1013.