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RELACIÓN ENTRE LAS HABILIDADES DE RAZONAMIENTO CIENTÍFICO Y EL APRENDIZAJE DE LA MECÁNICA CLÁSICA EN LA FCFM BUAP
Jeny Juárez Susanoa, Dra. Olga Leticia Fuchs Gómeza, , Dra. María Guadalupe Raggi Cárdenasa, bErica Vera Cervantes, Dra. Honorina Ruiz Estrada
aFacultad de Ciencias Físico-Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, jen-e@live.com.mx, letyfuchs@yahoo.com.mx, gperaggi@fcfm.buap.mx

b Facultad de Ciencias de la Computación, BUAP. eevclibra@gmail.com
RESUMEN. Las primeras materias que se plantean en el plan de estudios de la licenciatura de Física requieren habilidades de un pensador formal o hipotético deductivo según la Prueba de Aula de Anton B. Lawson y Colleta basada en la teoría piagetana y son pocos los estudiantes que ingresan con este nivel de desarrollo cognitivo. Con el fin de entender como impactan en el aprendizaje de la física, se hizo un estudio de éstas en la generación 2014 de las licenciaturas de física y física aplicada y se compararon los resultados con las calificaciones obtenidas en el curso de Mecánica. Aunque fue muy pequeño el porcentaje de estudiantes con razonamiento hipotético deductivo se encuentra una dependencia entre éstas y el rendimiento académico.
INTRODUCCIÓN.

La presente investigación descriptiva-correlacional, desarrollada en el año 2014-2015 en la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas en la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, se centra en establecer la relación entre el nivel de razonamiento y el rendimiento en estudiantes universitarios de primer ingreso de los colegios de Física y Física aplicada y analizar si existe una relación entre ambas variables.

Para conseguirlo, se aplicó la prueba Lawson a los estudiantes muestreados catalogando su nivel de razonamiento, se obtuvieron los promedios académicos que alcanzaron en la materia de mecánica y se procedió a analizar su relación.
Esta investigación permitió caracterizar a la mayoría de los estudiantes, en un nivel de razonamiento concreto y de transición, evidencia que puede servir como base para diseñar estrategias de intervención cognitiva más acordes con las necesidades de nuestros estudiantes.

Los resultados obtenidos sugieren replantear la forma en la que asignamos las calificaciones, es decir, considerar los factores o elementos que evaluamos en la práctica y los que realmente deberíamos considerar, de tal manera que las notas asignadas reflejen la capacidad de razonamiento y criticismo que han desarrollado a lo largo de su proceso formativo.


2. TEORÍA,

Muchos investigadores han estudiado el razonamiento lógico y científico de estudiantes en todos los niveles educativos, entre ellos, Iriarte, Espeleta, Zapata, Cortina, Zambrano y Fernández, (2010) quienes, en sus investigaciones para identificar las variables, las leyes y los mecanismos que actúan durante los proceso de aprendizaje, han señalado que el razonamiento es uno de los procesos cognitivos básicos por medio del cual utilizamos y aplicamos nuestro conocimiento. Sin las inferencias, el sistema de procesamiento humano se vería obligado a depender de conocimiento específico y exacto para cada una de las situaciones con las que se encuentra.

Pensar es considerado casi como un sinónimo de resolución de problemas (Quintero, Suárez, García, Vanegas, 2012); cualquier tipo de situación problemática exige al sujeto llegar a una
solución exitosa. Esta actividad es fundamental en la ciencia y se encuentra estrechamente vinculada a los procesos de aprendizaje, lo que hace evidente la importancia de conocer la estructura cognitiva del estudiante para conducirlo a la construcción de aprendizajes significativos y llevarlo a niveles superiores de razonamiento, hasta llegar al nivel formal.

Los niveles de razonamiento lógico están seriamente ligados al aprendizaje, a la comprensión del conocimiento y, sobre todo, a la transferencia de éste a contextos o situaciones particulares. Está demostrado que poseer un pensamiento formal facilita la resolución de problemas matemáticos y científicos (Quintero, Suárez, García, y Vanegas, 2012).

Piaget (1947) propuso una secuencia de etapas cognoscitivas por las que atraviesan todos los seres humanos. El pensamiento en cada nivel construye, contribuye e incorpora etapas previas, conforme se vuelve más organizado, adaptativo y se vincula menos con eventos concretos. Piaget (Dolle, 2006) tenía un interés especial en la lógica y la construcción de conocimientos universales que no pueden aprenderse directamente del entorno, es decir, razonamientos como la conservación o la reversibilidad. Este tipo de conocimiento proviene de la reflexión y coordinación de nuestras propias cogniciones o pensamientos, no del mapeo de la realidad externa. Por lo tanto, creía que el ambiente social es un factor importante en el desarrollo; pero no consideraba que la interacción social fuese el principal mecanismo para modificar el pensamiento. Algunos psicólogos educativos y del desarrollo, llaman al constructivismo de Piaget constructivismo “de la primera ola”, donde el énfasis se pone en la edificación individual de significados.

Piaget se dedicó a estudiar la génesis de la inteligencia, priorizando la actividad individual del sujeto en la adquisición del conocimiento sobre el contexto o factores sociales y culturales en que desenvuelve su vida el individuo, razón por la cual, muchos consideran sus trabajos como una teoría de desarrollo cognoscitivo o como psicología genética.

En sus investigaciones Piaget buscaba la respuesta sobre cómo el sujeto adquiría el conocimiento; y su epistemología genética, como prefirió denominarla, era la vía para conseguirla. En sus trabajos se aprecia un énfasis en el desarrollo, en lugar del aprendizaje, y al respecto Piaget argumentaba: “la epistemología es la relación entre el sujeto que actúa o piensa y los objetos de su experiencia” (Piaget, 1947, citado por Dolle, 2009.

Piaget, distinguía dos tipos de aprendizaje: el aprendizaje en sentido estrecho (asociacionista), mediante el cual se adquiere una información específica o concreta, y el aprendizaje en sentido amplio, que consiste en el desarrollo de las estructuras cognoscitivas del sujeto, lo cual depende de dos factores:



  1. La adecuada madurez del sistema nervioso del sujeto para poder desempeñar tareas concretas.

  2. La oportunidad para poder experimentar o llegar a explorar y conocer objetos o conceptos requeridos para el aprendizaje.

Piaget en sus trabajos, explicó el desarrollo cognoscitivo en base a dos principios biológicos: el principio de organización y el principio de adaptación. El primero es fundamental para el organismo y representa la tendencia de éste para estructurar partes y procesos en un sistema coherente. El segundo constituye la tendencia del organismo a asimilar los nutrientes de su entorno y a modificarse internamente para poder adaptarse al ambiente. Cada una de las etapas anteriores implica una tendencia o movimiento hacia la complejidad, la integración, la organización y la efectividad. A su vez, cada etapa es el resultado de la anterior.
En el siguiente esquema se ilustran los componentes de la adaptación:


Imagen 1. Componentes de la adaptación, según Piaget.
Piaget explica la apropiación del conocimiento (conceptos, procedimientos y actitudes), recurriendo a tres conceptos: la asimilación, la acomodación y la equilibración.

El proceso de equilibración (concepto que retoma también Vygotsky), subyace a los de asimilación y acomodación y es el responsable de las transiciones entre una y otra de las etapas de desarrollo. Proporciona un cambio cuantitativo y cualitativo, sin el cual, el aprendizaje en sentido estricto o por asociación, carecería de explicación racional.

Piaget define la asimilación como la integración de elementos exteriores a estructuras en evolución o ya incorporadas en el organismo, es decir, que la asimilación sería el proceso mediante el cual el sujeto interpreta la información que proviene del medio, en función de sus esquemas o estructuras conceptuales disponibles.

Sin embargo, aunque impongamos sobre la realidad nuestros propios significados, el mundo se rige por sus propias leyes; y entonces, es necesario un proceso complementario que Piaget denominó acomodación, mediante el cual nuestros conceptos e ideas se adaptan recíprocamente a las características vagas, pero reales, del mundo y donde se da la modificación de un esquema asimilador o de una estructura, causada por los elementos que se van asimilando.

Para pasar o avanzar de una etapa a otra Piaget (Dolle, 2006) encuentra que es necesario "construir" estructuras mentales nuevas, producto en parte de la madurez, pero también de la experiencia en las interacciones con el mundo. Las estructuras mentales son el resultado de operaciones físicas que el sujeto realiza y luego las transforma en operaciones mentales.

Piaget plantea tres períodos o estadios para el desarrollo intelectual, los cuales se presentan en secuencia, por lo tanto, cada uno es necesario para el siguiente. En el esquema que se ofrece a continuación, se visualizan dichos estadios como un ascenso por una escalera.





Imagen 2. Periodos o estadios que componen el desarrollo intelectual de acuerdo a la teoría postulada por Piaget.
La primera etapa sensorio-motriz que comienza con el nacimiento a partir de los reflejos condicionados, es inmediata, pues trata directamente con los objetos (permanencia de objetos) y su tendencia es el éxito de la acción. Este período termina alrededor de los dos años y da paso a la preparación y surgimiento posterior de las operaciones concretas, que implica un nivel cualitativamente superior de las operaciones intelectuales.

El segundo período se conoce como la etapa de las operaciones concretas, y Piaget lo subdivide en dos grandes momentos: el subperíodo del pensamiento o etapa pre-operatoria y el subperíodo de las operaciones concretas. El pensamiento preoperatorio abarca desde los dos hasta los siete años de edad aproximadamente y se caracteriza por ser un pensamiento preconceptual, intuitivo, egocéntrico, muy influido por la percepción y donde el niño se encuentra todavía centrado en su punto de vista. El pensamiento operatorio concreto desde los siete u ocho años hasta los once o doce, conlleva un importante avance en el desarrollo del pensamiento infantil. Aparecen por primera vez las operaciones mentales, aunque referidas o ligadas a objetos concretos. Entre las principales operaciones comprendidas en este período Piaget señala la clasificación, la seriación y la conservación.

Estas estructuras se van haciendo cada vez más complejas hasta culminar a los quince o dieciséis años en la etapa de las operaciones formales o pensamiento lógico formal, el cual se caracteriza por ser un pensamiento hipotético deductivo que le permite al sujeto llegar a deducciones a partir de hipótesis enunciadas oralmente y que son, según Piaget, las más adecuadas para interactuar e interpretar la realidad objetiva. Estas estructuras lógico-formales resumen las operaciones que le permiten al hombre construir, de manera efectiva, su realidad
3. PARTE EXPERIMENTAL

Utilizamos la prueba de aula de Lawson-Colleta1, que está basada en la teoría de Piaget de desarrollo cognitivo y que contempla la evolución del razonamiento científico desde la infancia hasta la adolescencia, partiendo del razonamiento inductivo hasta el hipotético deductivo. La prueba consta de 12 reactivos. Se consideran estudiantes con habilidades hipotético-deductivas los que tienen desde 9 hasta 12 aciertos, en transición alta los que obtienen entre 7 y 8 aciertos, transición baja para 5 y 6 aciertos y aquellos que obtienen menos de cinco aciertos se consideran estudiantes con pensamiento concreto. Esta prueba se aplicó a los estudiantes que recién ingresan a la FCFM, en particular a los colegios de Física y Física Aplicada. Por otra parte se coleccionaron los resultados obtenidos en el primer semestre en los cursos de mecánica para compararlos con los resultados de la prueba de Lawson- Colleta.



Los resultados obtenidos eliminando a los reprobados que en su mayoría eran concretos son los siguientes:






4. CONCLUSIONES.

De estos gráficos podemos observar que las mejores calificaciones las obtienen los estudiantes con mejores habilidades cognitivas en general, aunque algunos otros estudiantes que no resultaron hipotético-deductivos también pueden obtener una alta calificación. A los estudiantes concretos se les ofreció una ayuda adicional a cargo de estudiantes de los niveles superiores que fungieron como mentores para apoyarlos en su proceso de aprendizaje obteniéndose también buenos resultados. Sin embargo muchos estudiantes concretos resultaron reprobados y ya no los consideramos en este estudio. Esto prueba que es muy importante desarrollar habilidades cognitivas suficientes para poder aprobar los cursos de primer ingreso en las licenciaturas de Física y Física Aplicada de la FCFM BUAP



BIBLIOGRAFÍA

  1. Anton E. Lawson, Science Teaching and the Development of Thinking, Wadsworth Publishing Company, Belmont, California (1995).

  2. Arons, A. B. y Karplus, R. (1976). Implications of accumulating data on levels of intellectual development, American Journal of Physics, 44, 396.

  3. Dolle, J. M. (2006). Para comprender a Jean Piaget. (2ª ed.). México: Trillas.

  4. O. Leticia Fuchs G., Ma. Gpe. Raggi C., H. Ruiz-Estrada, Juan Nieto la actividad tutoral de la fcfm dentro del modelo MINERVA. Memorias del XV taller Nuevas tendencias en la Enseñanza de la Física

  5. John R., Jones, Craig H., y Charlesworth, J. (1990). Relationship of conceptions of intelligence to preferred teaching behaviors. Action in Teacher Education, 12, 25-29.[6] Jones,

  6. Craig H., Slate, John R., Marini, Irmo y DeWater, B.K. (1993). Academic skills and attitudes toward intelligence. Journal of College Student Development, 34, 422-424.



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