ENSEÑANZA A DISTANCIA DE LA FISICA: UNA EXPERIENCIA QUE INVOLUCRA A ALUMNOS ASPIRANTES A CARRERAS DE INGENIERIA Y A SUS PROFESORES DE NIVEL MEDIO

Vicario, J.; Amieva, R.; García Ramos, M.; Magnago, H.; Ortiz, F; Sánchez, R.

Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Río Cuarto

Ruta 36, kilómetro 601 (5800) Río Cuarto - Argentina

 

Resumen

Se presenta aquí una experiencia de enseñanza a distancia con módulos impresos y por Internet, en un curso pre-universitario para facilitar el acceso a carreras de Ingeniería en la Universidad Nacional de Río Cuarto, Argentina. El material fue diseñado sobre la base de los resultados obtenidos en una investigación sobre la superación de las representaciones de los alumnos acerca de los conceptos fundamentales de la Mecánica Newtoniana. El curso se viene implementando desde hace dos años con interesantes resultados en cuanto a la superación de las representaciones de los alumnos y en lo que respecta a la acreditación para el inicio de una carrera universitaria. En el segundo semestre del año 2000 se implementó un curso de capacitación por Internet para los profesores del Nivel Medio que se desempeñan como tutores de los alumnos aspirantes, lo que potenció los resultados obtenidos. Se rescata también la consolidación de una red de profesores tutores y la conformación de un grupo de trabajo interdisciplinario en educación a distancia, con la participación de especialistas en Física, Pedagogía, Informática Educativa y Comunicación.

 

Introducción

Desde la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Río Cuarto se viene trabajando desde hace varios años en el mejoramiento del aprendizaje de las Ciencias Naturales en los distintos niveles de enseñanza del sistema educativo de Argentina, particularmente en lo que se refiere al área de influencia de esta universidad, situada en el centro geográfico del país. Así, miembros del Departamento de Ciencias Básicas llevan más de 10 años en el tema, ya sea a partir de investigaciones realizadas en el marco del Programa de Investigaciones Interdisciplinarias para el Aprendizaje de las Ciencias o por medio de tareas de formación por medio del Taller Permanente de Capacitación Docente para el Nivel Medio.

El propósito fundamental que anima al grupo de trabajo es, en definitiva, el de favorecer el aprendizaje de las ciencias en el nivel básico universitario, para que el alumno llegue con una buena base a las materias específicas de cada carrera de Ingeniería. Para ello se apunta a mejorar la enseñanza en los propios cursos universitarios, pero incidiendo también sobre el aprendizaje de las ciencias en el nivel educativo anterior: ya sea mediante la capacitación de los docentes del Ciclo de Especialización o Polimodal, o con el trabajo previo con los propios aspirantes a estudiar Ingeniería, en un curso pre-universitario.

En ese sentido, hace tres años se comenzó a optimizar las Actividades de Iniciación a la Vida Universitaria (AIVU), que para la Facultad de Ingeniería de la UNRC consisten en la realización de tres cursos pre-universitarios que se ofrecen en el último semestre del Polimodal: uno sobre Estrategias de Aprendizaje, otro sobre Física y otro sobre Matemáticas. La elección de estos cursos se realiza sobre la base de los problemas de aprendizaje que se fueron detectando año tras año en los aspirantes a ingresar en la Universidad: falta de habilidades para el estudio y la interpretación de textos, existencia de modelos representativos pre-científicos en temas fundamentales de la Física y desconocimiento de las herramientas matemáticas básicas para el estudio de las ciencias experimentales.

Desde hace unos años, en el área Física de las AIVU se ha establecido como prioridad el análisis de las leyes del movimiento para una partícula, contemplando especialmente algunos aspectos mecánicos. Se toma como punto de partida un examen de diagnóstico en donde se analizan cuáles son los modelos representativos de los alumnos acerca del movimiento de los cuerpos, sus causas y sus consecuencias, y qué ideas tienen sobre los principios fundamentales de conservación: de la energía y de la cantidad de movimiento.

Debe decirse, en tal sentido, que de las evaluaciones de diagnóstico de los últimos años y de estudios realizados por integrantes del grupo (Vicario y otros, 1994) surge que algo menos del 70 % de los alumnos que ingresan a la universidad explican la caída de los cuerpos según el Modelo Aristotélico de razonamiento. Hay una mínima proporción de alumnos que razonan de acuerdo con el Modelo Newtoniano (del 2 al 3 %) y el resto presenta contradicciones que llevaron a su clasificación como Modelo Prenewtoniano. Se observa además un pronunciado desconocimiento acerca de la conservación de la cantidad del movimiento y un manejo intuitivo del principio de conservación de la energía.

Estas deficiencias en la formación con que los alumnos llegan a la universidad, evidenciadas en la evaluación de diagnóstico, contrastan con la habilidad que algunos de los alumnos demuestran al resolver problemas comunes de Física. Esto se debe fundamentalmente a que la evaluación se realiza evitando la realización de cuestionamientos como los que Gagliardi (1988) denomina "escolarizados", de fácil respuesta para el normalmente considerado "buen alumno" del Nivel Medio, acostumbrado a resolver simples ejercicios matemáticos, donde apenas se deben reemplazar las variables de una ecuación por los valores presentados en el enunciado de lo que en realidad es un "pseudo problema".

Al ofrecerse el curso pre-universitario cuando el alumno está todavía terminando sus estudios de Nivel Medio, queda la posibilidad de hacer otras actividades de familiarización con la universidad, en el mes de febrero de cada año, antes del comienzo formal del ciclo lectivo. Se pueden atender así con más tiempo algunos aspectos que, según se determinó, inciden de alguna manera en los elevados índices de deserción que se verifican en el primer año de estudios: el fuerte cambio en la metodología de estudios y el desconocimiento de la propia dinámica de la vida universitaria.

La propuesta

El curso pre-universitario por la modalidad a distancia comenzó a elaborarse en 1998, mediante un proyecto financiado por el Programa de Calidad Educativa del Ministerio de Educación de la Nación: "Mejoramiento de las condiciones de logro para el ingreso y permanencia en la Universidad: una propuesta de articulación entre el Nivel Medio y el Universitario", con vigencia para los ingresos 1999 y 2000.

En el marco de ese proyecto, para el área Física se elaboró un curso para que los estudiantes lo siguieran a distancia durante el segundo semestre del último año del Polimodal, el que se dividió en dos unidades temáticas: las leyes del movimiento y energía. Ambas unidades temáticas contenían varias guías de actividades y una autoevaluación, para las cuales estaban previstas consultas con docentes tutores pertenecientes a los establecimientos de Nivel Medio.

El curso se diseñó de tal manera que pudiera trabajarse en material impreso y bajo el formato de hipertexto instalado en un espacio web, al que se puede acceder desde la página principal de la Universidad Nacional de Río Cuarto en Internet, http://www.unrc.edu.ar/. El alumno accede allí a información sobre el curso pre-universitario y puede llenar una ficha de inscripción que se envía por correo electrónico al coordinador del curso. Posteriormente recibe una clave que le permite ingresar a los materiales y actividades del curso. Tanto los alumnos que siguen el curso por Internet, cuanto los que lo hacen desde el material impreso, cuentan con apoyo tutorial. Por la red, a través del correo electrónico, con los autores del curso. Los que lo hacen a distancia por el sistema tradicional, reciben apoyo tutorial de parte de sus docentes del Nivel Medio, a quienes -como se verá más adelante- se está capacitando en forma permanente.

Entre los componentes del curso se incluyen enlaces con varias páginas de interés para el aprendizaje de la Física, como software educativo, biografías de físicos reconocidos y revistas de divulgación científica. Las actividades de aprendizaje se complementan con una lista de distribución para foros de discusión por correo electrónico, que permite la participación de alumnos, profesores tutores y coordinadores de la Universidad. Esta suma de aplicaciones permite aprovechar algunas de las posibilidades que brinda Internet que, como indica Miguel Zapata Ros (1999), se transforma así en un recurso específico para la educación, que crea entornos propios de aprendizaje, docencia y trabajo para alumnos y profesores.

La instalación en Internet se realizó con un diseño sencillo que permite su fácil navegación. Los contenidos siguen un trayecto lineal con ramificaciones para las actividades propuestas y lecturas complementarias, y cada unidad concluye con una autoevaluación del aprendizaje que el propio alumno puede corregir accediendo a las claves de respuestas. Tanto las actividades cuanto la autoevaluación están enlazadas con la dirección de correo electrónico del tutor, a fin de facilitar las consultas de los estudiantes. Al hipertexto central se añadieron enlaces con otras páginas de interés para el aprendizaje de la Física, algunas de las cuales contienen software interactivo que contribuye al aprendizaje de los contenidos tratados en el curso. Además hay enlaces con biografías de físicos famosos, con el propósito de facilitar el análisis histórico de la generación del conocimiento. El índice temático general y los índices de cada unidad actúan como nodos del hipertexto, aspecto que se tuvo en cuenta en el diseño tipo "visita guiada" analizado por Adell (1995), para evitar que el alumno pueda verse en algún momento perdido en el "hiperespacio", como suele ocurrir cuando se navega por Internet.

En el transcurso de la etapa de estudio, el curso a distancia fue apoyado por dos programas de televisión con videos educativos sobre las leyes del movimiento y la energía, emitidos por el canal de televisión de la UNRC. También fueron empleados como recursos de apoyo el periódico y la radio (Diario PUNTAL y FM 97.7 Radio Universidad), en ambos casos para difundir las actividades generales del curso: la programación de televisión, la realización de foros de discusión, las fechas de un encuentro presencial -para realizar experiencias de laboratorio- y la fecha de la evaluación final.

Se pretende haber cumplido en la elaboración del hipertexto con algunos de los criterios mencionados por Marquès Graells (1999) para la evaluación de espacios web de interés educativo, como la facilidad de uso a través de un sistema de navegación sencillo, la bidireccionalidad (a través del correo electrónico del tutor enlazado con las actividades) y la potencialidad comunicativa, al abrir canales comunicativos con otros espacios web y con sus autores a través del correo electrónico, y con los foros de discusión mediante la lista de distribución.

La redacción y la presentación de los contenidos se realizó cuidadosamente, teniendo en cuenta lo que se expresa en numerosos trabajos -también en Marquès Graells- en los que se precisa que de nada vale la más poderosa tecnología si no hay contenidos de calidad. Es decir, si la información que se brinda no es correcta, actualizada y se expresa de una manera clara, perfectamente entendible para el alumno. Es por eso que en la elaboración de los materiales se tuvo en cuenta muy especialmente la existencia de una gran mayoría de alumnos que manejan modelos explicativos propios de la Física Aristotélica, tanto desde el punto de vista de las representaciones proposicionales como visuales (Johnson Laird, 1990; Greca, 1995). Ello derivó en la utilización de un mensaje adaptado a las características de los jóvenes aspirantes a ingresar a la Universidad y en la elaboración de dibujos donde los sistemas en estudio interpretan fielmente la lógica propia de la Mecánica Newtoniana. Resultó de suma utilidad para esta tarea un estudio previo realizado por miembros del grupo acerca de los errores en que habitualmente incurren los libros de texto utilizados en el Nivel Medio, sobre todo en materia de ilustraciones gráficas (Vicario y otros, 1995), por lo que en el texto se realiza un cuidadoso tratamiento de las magnitudes vectoriales. Este correcto tratamiento gráfico, que pudiera parecer trivial, no lo es tanto si se tienen en cuenta los errores en que incurren varios de los libros de texto con los que los aspirantes estudiaron los años previos a la Universidad.

A lo largo de todo el curso se trabaja con una importante carga conceptual acerca del movimiento de los cuerpos, poniendo énfasis en el análisis de la conservación de la cantidad de movimiento y de la energía, planteando como un problema subsidiario la resolución matemática de cada ejemplo estudiado (Ceballos y otros, 1998). Esto se logra iniciando la discusión de los principios que rigen el movimiento de los cuerpos a partir de nociones intuitivas que llevan al estudiante a analizar, por ejemplo, cómo puede detenerse un automóvil que se ha quedado sin frenos. Se lo va llevando así al manejo del concepto de cantidad de movimiento y a la manera en que puede modificarse mediante interacciones (fuerzas).

Por otra parte, tanto en las sugerencias que se realizan a los aspirantes al inicio del curso cuanto en las indicaciones que se efectúan desde el texto para el análisis de sistemas físicos, se va orientando al alumno en la utilización de las estrategias de aprendizaje más adecuadas para el tipo de conceptos estudiados.

Con el propósito de dar cumplimiento a criterios de evaluación todavía más rigurosos con respecto al manejo de los contenidos (Tweddle y otros, 1998), el material fue sometido al juicio de evaluadores expertos en Física, cuyas sugerencias fueron adoptadas sin vacilación por el grupo de autores. Hubo también una evaluación en enseñanza a distancia, con el propósito de analizar que el tratamiento de los contenidos no derivara en procesos ajenos al constructivismo, teoría de aprendizaje a la que adhieren los autores y que, como bien señala Zapata Ros, puede llevarse a feliz término si se utiliza adecuadamente el potencial tecnológico que brinda Internet.

Resultados obtenidos

Como ya se mencionara, el curso a distancia fue administrado los tres últimos años. Aunque el módulo impreso se entrega en la Facultad de Ingeniería a partir de Octubre, la mayoría de los aspirantes acceden a este material o ingresan a verlo por Internet, recién en Diciembre, cuando concurren a formalizar su inscripción en la Universidad.

Al iniciarse las actividades presenciales, en Febrero de cada año, se administra una evaluación de diagnóstico a los casi 500 aspirantes al ingreso, la que en el ingreso 2000 fue aprobada por el 28 % de los alumnos que efectivamente estudiaron el curso a distancia (leyeron el módulo y resolvieron las actividades propuestas), mientras que del resto de los alumnos apenas el 6 % logró superar el porcentaje mínimo del 50 % de respuestas correctas que se exigía para la aprobación.

Resulta interesante observar las distintas actitudes adoptadas por los aspirantes con respecto al curso a distancia, dado su carácter voluntario. Si no lo realizaban tenían la opción de realizar normalmente las actividades presenciales de Febrero, de acuerdo con la modalidad tradicional. Sobre 433 alumnos que respondieron a una encuesta realizada por la coordinación del curso, se obtuvieron los siguientes resultados:

Leyeron el módulo a distancia

y realizaron las actividades propuestas 51,3 %

Sólo leyeron el módulo 19,9 %

Sólo leyeron parte del módulo 24,3 %

No leyeron el módulo 4,6 %

Otro detalle interesante que surgió de la encuesta fue que el 13,4 % de quienes realizaron efectivamente el curso a distancia realizaron al menos una consulta al tutor de su escuela para resolver las actividades propuestas, en tanto que el 8,4 % del mismo grupo prefirieron consultar a los coordinadores universitarios. Por otra parte, apenas un 3,7 % de los aspirantes pudo ver alguno de los programas de televisión emitidos en apoyo del curso y un magro 1,4 % realizó el curso por Internet. Este porcentaje creció al 3 % en el curso pre-universitario 2001, el que aún está en proceso de evaluación.

En Febrero de este año se ofreció también a los alumnos una serie de actividades que contribuirán también a que inicien en mejores condiciones sus estudios universitarios: un taller de creatividad para futuros ingenieros y otro sobre estrategias de aprendizaje.

La capacitación de los tutores

Los responsables del curso pre-universitario dieron suma importancia al trabajo de los docentes tutores del Nivel Medio, ya que la gran mayoría de los aspirantes al ingreso realizan el curso por medio del módulo impreso, en sus lugares de residencia ubicados en un radio de aproximadamente 200 Km alrededor de la ciudad de Río Cuarto. Lo natural es, en estos casos, que los meses de Noviembre y Diciembre, los alumnos recurran a los profesores de sus escuelas secundarias, antes que a los autores del curso, que trabajan en la Universidad.

Para favorecer el trabajo de estos docentes, desde el comienzo mismo del proyecto, en 1998, se reforzó el trabajo con los profesores del Nivel Medio que durante años se venía realizando por medio del Taller Permanente de Capacitación Docente. En el primer año, la tarea consistió en realizar las tutorías en forma co-participada entre los autores del curso y los docentes de cuatro escuelas de la ciudad de Río Cuarto, con los cuales se realizó una experiencia piloto que se evaluó como muy positiva luego del ingreso 1999 y ese mismo año se amplió la participación de docentes de Nivel Medio mediante un seminario presencial de capacitación, que contó con la asistencia de una docena de profesores. Finalmente, en el año 2000 se decidió implementar un curso a distancia por Internet, con el propósito de brindar una capacitación más integral y que llegara a una mayor cantidad de profesores que pudieran ser tutores de los aspirantes al ingreso.

Estas actividades se realizaron mediante el "Curso de capacitación para el apoyo tutorial de enseñanza a distancia en Física", al que los profesores pueden acceder a través de la página web de la UNRC. Como en el trabajo con los alumnos se detectó un número de conexiones extremadamente bajo a Internet, a los docentes que no tenían posibilidades de acceso a la red se les suministró un CD con el material del curso. Se les pedía que al menos hicieran las consultas por correo electrónico y que participarán de las discusiones del grupo por el mismo medio, algo que -como se verá más adelante- pocos realizaron.

El curso se realizó siguiendo el modelo del posgrado de la Universidad de Murcia, coordinado por el Prof. Zapata Ros, en cuanto a la distribución de los contenidos, el cronograma de trabajo con actividades y discusiones plenarias a través de una lista de distribución por correo electrónico. Los contenidos se distribuyen en las siguientes unidades:

1.- Análisis, manejo y evaluación de un espacio web diseñado para favorecer el aprendizaje

de la física mediante la metodología a distancia.

2.- El trabajo tutorial en enseñanza a distancia.

3.- Utilización de recursos multimedia y software interactivo en Internet para la enseñanza de la física.

4.- Del modelo conceptual al modelo mental: un desafío para los docentes de las ciencias.

La primera unidad estuvo a cargo de un docente de Física del Departamento de Ciencias Básicas de la Facultad de Ingeniería de la UNRC, y en su transcurso los profesores del Nivel Medio analizaron el curso pre-universitario con el que trabajarían sus alumnos, realizaron las actividades y visitaron también los enlaces con otros sitios de interés para la enseñanza de la Física. En la segunda, en tanto, una especialista en Pedagogía de la misma Facultad orientó a los profesores en el rol del tutor en enseñanza a distancia y en la enseñanza de estrategias de aprendizaje en esta modalidad. Un magister en Informática Educativa de la Universidad Central de Las Villas, Cuba, tuvo a su cargo la unidad siguiente, donde se analizó la utilización de recursos multimedia y software interactivo, realizando algunas ejercitaciones con espacios web disponibles en la red. Finalmente, un doctor en Física de la Facultad de Ciencias Exactas de la UNRC analizó con los profesores participantes la utilización de modelos en esta disciplina, poniendo énfasis en cómo deben los alumnos pasar del modelo conceptual al modelo mental, como una manera de lograr un aprendizaje significativo. Un especialista en Informática de la Facultad de Ingeniería se encargó de la instalación de los materiales en Internet y de la administración de la lista de distribución creada para el curso.

El curso fue realizado por unos 30 docentes de la ciudad de Río Cuarto y la región. Las formas en que fueron accediendo a los materiales fue muy variada, ya que apenas un 10 % de ellos tiene Internet en su domicilio y un 30 % puede acceder en la red en los establecimientos educativos en donde trabajan o en los Centros Tecnológicos Comunitarios existentes en algunas localidades de la región. El resto requirió del material disponible en CD y en su mayoría entregó las actividades en material escrito, por lo que la devolución de los tutores universitarios tuvo que hacerse con la misma metodología.

Al mes de marzo de este año, los profesores se encuentran redactando el trabajo final, que consiste en analizar el trabajo tutorial realizado en Noviembre y Diciembre con los alumnos que hacían el curso pre-universitario.

Conclusiones

Al analizar la evolución del proyecto en estos tres años de trabajo en educación a distancia, puede decirse que se trata de una experiencia que va logrando mejorar las condiciones de acceso a la Facultad de Ingeniería y, al mismo tiempo, facilitar el primer año de estudios universitarios, en base a la complementación de los siguientes aspectos:

a) la investigación didáctica referida a la superación de las representaciones de los alumnos acerca de conceptos y principios fundamentales de la Física, y su desarrollo temático mediante los recursos que ofrece la modalidad a distancia;

b) el tratamiento de los temas recurriendo a distintos medios de comunicación, aprovechando las potencialidades particulares de cada uno;

c) la producción de materiales dirigidos a los alumnos, y

d) la formación del grupo de docentes que acompaña a los alumnos en su estudio a distancia mediante las tutorías.

Es de esperar que la experiencia vaya teniendo mejores logros a medida que alumnos y profesores tengan mayores posibilidades de acceder a la tecnología disponible en materia de informática educativa.

Se rescata, finalmente, la consolidación de un grupo de trabajo interdisciplinario con la participación de físicos, ingenieros, pedagogos, informáticos y comunicadores, sin cuya integración no sería posible encarar un proyecto de esta naturaleza.

Agradecimientos

El grupo agradece el apoyo logístico y financiero de la Secretaría de Ciencia y Técnica de la UNRC, de la Agencia Córdoba Ciencia y de la propia Facultad de Ingeniería.

Bibliografía

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-Gagliardi, R. (1988): Representaciones de las representaciones de los alumnos en la Educación. Temas actuales sobre Psicopedagogía y Didáctica. II Congreso Mundial Vasco (Editorial Naicea, Madrid).

-Greca, I. (1995): Tipos de representaçoes mentais -modelos, proposiciones e imagens- utilizadas por estudantes de Física Geral sobre o conceito de campo eletromagnetico. Tesis de Mestrado em Física. Instituto de Física, Universidade Federal do Río Grande do Sul, Brasil.

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-Vicario, J; Amieva, R.; Lecumberry, G.; Fernández, A.; Scoppa, M.A.; Cerutti, M.; Orlando, S. (1995): "¿Contribuyen los libros de texto a la superación de los modelos representativos de los alumnos?". Novena Reunión Nacional de Educación en la Física, Salta, Argentina. Páginas 53 a 62.

-Zapata Ros, M. (1999): "Internet y Educación". Revista Contextos de Educación-UNRC (ISSN 1514-2655).