Planteamiento y solución de diagramas de cuerpo libre: una propuesta didáctica

ilustraciones, diagramas, tablas

Autores:: Ramírez Sinning, Cesar Augusto

Tipo de recurso:

Fecha de publicación:: 2024

Institución:: Universidad Nacional de Colombia

Repositorio:: Universidad Nacional de Colombia

Idioma:: spa

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La educación y la estructura del conocimiento. Ed. El Ateneo. Buenos Aires. Ausubel, D. P. (1986), Teoría del Aprendizaje Significativo Lejter de B., J. (1990). Instrucción y aprendizaje significativo, Ediciones Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Diaz Mosquera, E. (2012). Estilos de Aprendizaje. Eidos Rosales, C. (2012). Contextos de la Innovación Educativa. Universidad de Santiago de Compostela. Innovación educativa Núm. 22 Arias, F. (2016). El proyecto de investigación a la metodología de la investigación. Venezuela, Epísteme. Giraldo, Y. (2017) Fuerza y Movimiento: una propuesta didáctica para estudiantes rurales de noveno grado. Universidad Nacional de Colombia. Trabajo de investigación. García, Yorlady (2011) Dificultades en la Interpretación del concepto de Fuerza en estudiantes de grado décimo. LeGresley S., Delgado J., Bruner C., Murray M., and Fischer C. (2019). Calculus-enhanced energy-first curriculum for introductory physics improves student performance locally and in downstream courses. Phys. Rev. Phys. Educ. Res. 15, 020126. Suaza, O. (2011), Los diagramas de fuerza como elemento fundamental en la enseñanza-aprendizaje de las leyes de newton bajo un enfoque constructivista estudio de caso en x grado de la institución educativa Alejandro Vélez Barrientos del municipio de Envigado. Universidad Nacional de Colombia. Rosengrant, D; Heuvelen, A and Etkina, E. (2009) Do students use and understand freebody diagrams? Physical Review Special Topics - Physics Education Research. Aviani, I., Erceg, N., and Mešić V. (2015) Drawing and using free body diagrams: Why it may be better not to decompose forces. Physical review special topics - Physics education research 11,020137 Gross, R. (2012). Psicología: la ciencia de la mente y la conducta. SERBIULA (sistema Librum 2.0). Rivera, J. 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Brookes, M. Gentile, S. Murthy, D. Rosengrant, and A. Warren, (2006). Scientific abilities and their assessment, Phys. Rev. ST Phys. Educ. Res. 2. D. Hestenes and M. Wells, (1992) A mechanics baseline test, Phys. Teach. 30, 159. T J McCarthy, T Goldfinch. (2010) Teaching the concept of free body diagrams. Antti Savinainen, Asko Mäkynen, Pasi Nieminen, and Jouni Viiri. (2013). Does using a visual-representation tool foster students’ ability to identify forces and construct free-body diagrams? Phys. Rev. ST Phys. Educ. Res. 9. D Halliday, R Resnick, J Walker (2013). Fundamentals of Physics Extended, 10th Edition. Edition Integra. Editor, Wiley, 2013. Wittman, M. (2002). On the dissemination of proven curriculum materials: RealTime Physics and Interactive Lecture Demonstrations. Orono: Dep. of Physics and Astronomy, University of Maine. Hincapié, H. (2011). “Predicción, experimentación y simulación en la enseñanza de la fuerza de rozamiento”, Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Colombia. Poluakan, C. (2018). Students' difficulties regarding vector representations in free body system, Phys.: Conf. Ser. 1120 012062 Concari, S. B., Pozzo, R. L., & Giorgi, S. M. (1997). Un estudio sobre el rozamiento en libros de física de nivel universitario. Investigación didáctica, Santa Fe. Argentina.
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Sin embargo, su uso correcto enfrenta dificultades relacionadas principalmente con la comprensión del concepto de fuerza, y, en menor medida, con las herramientas de álgebra y trigonometría necesarias para predecir a partir de ellos. Este trabajo presenta una secuencia didáctica para la enseñanza del concepto de fuerza y el uso de diagramas de cuerpo libre en grado décimo. La propuesta, inspirada en los principios del aprendizaje significativo, enfatiza en la identificación de las ideas previas de los estudiantes, en la realización de actividades participativas en las cuales puedan utilizar sus conocimientos y habilidades para predecir lo que sucede en experimentos demostrativos o en situaciones cotidianas y en la generación de contenido donde expliquen a otros lo aprendido. La propuesta se implementó con los estudiantes de grado décimo del Colegio Newman School en Cajicá (Colombia). Dicha propuesta se evaluó por medio de una prueba escrita de selección múltiple que se aplicó al inicio (Pretest) de la implementación y nuevamente al final (Postest), con el fin para ver su efectividad, complementada con una descripción cualitativa de los cambios observados en el manejo que los estudiantes dan a los conceptos de fuerza y al uso de los diagramas de cuerpo libre. El análisis estadístico de los resultados evidencia un incremento significativo en el desempeño de los estudiantes, que muestra la eficacia de la secuencia propuesta. Además, la observación cualitativa a lo largo de las clases muestra un aumento en la participación y el empoderamiento de los estudiantes y de su motivación hacia los temas de física. El trabajo constituye, por lo tanto, un aporte valioso a la enseñanza del concepto de fuerza y del empleo de diagramas de cuerpo libre para estudiantes de educación media (Texto tomado de la fuente).Force is the central concept of mechanics and is the basis for understanding the operation of machines and many phenomena in everyday life. For their part, free body diagrams are of great help to model the situations where forces act and predict how the movement of bodies changes. However, their correct use faces difficulties related mainly to understanding the concept of force, and, to a lesser extent, to the algebra and trigonometry tools necessary to predict from them. This work presents a didactic sequence for teaching the concept of force and the use of free body diagrams in tenth grade. The proposal, inspired by the principles of meaningful learning, emphasizes the identification of students' previous ideas, the carrying out of participatory activities in which they can use their knowledge and skills to predict what happens in demonstration experiments or in everyday situations. and in the generation of content where they explain to others what they have learned. The proposal was implemented with the tenth-grade students of the Newman School in Cajicá (Colombia). This proposal was evaluated through a multiple-choice written test that was applied at the beginning (Pretest) of the implementation and again at the end (Posttest), in order to see its effectiveness, complemented with a qualitative description of the changes observed in the handling that students give to the concepts of force and the use of free body diagrams. The statistical analysis of the results shows a significant increase in the students' performance, which shows the effectiveness of the proposed sequence. Furthermore, qualitative observation throughout the classes shows an increase in the participation and empowerment of students and their motivation towards physics topics. The work constitutes, therefore, a valuable contribution to the teaching of the concept of force and the use of free body diagrams for secondary school students.MaestríaMagister en Enseñanza de las Ciencias Exactas y NaturalesEnseñanza de las Cienciasxiv, 110 páginasapplication/pdfspaUniversidad Nacional de ColombiaBogotá - Ciencias - Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y NaturalesFacultad de CienciasBogotá, ColombiaUniversidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá370 - Educación::373 - Educación secundaria530 - Física::531 - Mecánica clásicaFUERZA Y ENERGIASECUENCIAS DEL MOVIMIENTOMECANICA APLICADAForce and energyMovement sequencesMechanics, appliedDiagramas de cuerpo LibreEnseñanza de la FísicaLeyes de NewtonSecuencia DidácticaConcepto de fuerzaTeaching physicsConcept of forceNewton's LawsDidactic SequenceFree Body DiagramsPlanteamiento y solución de diagramas de cuerpo libre: una propuesta didácticaApproach and solution free body diagrams: a didactic proposalTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMDelval, J. (1983). Crecer y pensar. La construcción del conocimiento en la escuela. Laia. Barcelona.Diaz, R., Maringer, D. (2021). La enseñanza del concepto de fuerza: algunas reflexiones. Latin American Journal of Science Education.Pratap, R., Ruina A. (2022). Introduction to Statics and Dynamics. Oxford University.Vasconcelos, N. (1987). Motion And Forces: A view of students’ ideas in relation to physics teaching. University of London.Herrera, D. (2009). Teorías contemporáneas de la motivación: una perspectiva aplicada. Lima: Fondo Editorial de la PUCP.Mora, C., Benitez Y. (2007). Errores conceptuales sobre fuerza y su impacto en la enseñanza. Revista Cubana Física vol. 24 No. 1 (2007)Dorado, C. (2023). Construcción de un banco de recursos para la enseñanza personalizada del concepto de fuerza. Universidad Nacional de Colombia.Ausubel, (1973). Algunos aspectos psicológicos de la estructura del conocimiento. En Elam, S. La educación y la estructura del conocimiento. Ed. El Ateneo. Buenos Aires.Ausubel, D. P. (1986), Teoría del Aprendizaje SignificativoLejter de B., J. (1990). Instrucción y aprendizaje significativo, Ediciones Universidad Pedagógica Experimental Libertador.Diaz Mosquera, E. (2012). Estilos de Aprendizaje. EidosRosales, C. (2012). Contextos de la Innovación Educativa. Universidad de Santiago de Compostela. Innovación educativa Núm. 22Arias, F. (2016). El proyecto de investigación a la metodología de la investigación. Venezuela, Epísteme.Giraldo, Y. (2017) Fuerza y Movimiento: una propuesta didáctica para estudiantes rurales de noveno grado. Universidad Nacional de Colombia. Trabajo de investigación.García, Yorlady (2011) Dificultades en la Interpretación del concepto de Fuerza en estudiantes de grado décimo.LeGresley S., Delgado J., Bruner C., Murray M., and Fischer C. (2019). Calculus-enhanced energy-first curriculum for introductory physics improves student performance locally and in downstream courses. Phys. Rev. Phys. Educ. Res. 15, 020126.Suaza, O. (2011), Los diagramas de fuerza como elemento fundamental en la enseñanza-aprendizaje de las leyes de newton bajo un enfoque constructivista estudio de caso en x grado de la institución educativa Alejandro Vélez Barrientos del municipio de Envigado. Universidad Nacional de Colombia.Rosengrant, D; Heuvelen, A and Etkina, E. (2009) Do students use and understand freebody diagrams? Physical Review Special Topics - Physics Education Research.Aviani, I., Erceg, N., and Mešić V. (2015) Drawing and using free body diagrams: Why it may be better not to decompose forces. Physical review special topics - Physics education research 11,020137Gross, R. (2012). Psicología: la ciencia de la mente y la conducta. SERBIULA (sistema Librum 2.0).Rivera, J. (2004) EL aprendizaje significativo y la evaluación de los aprendizajes. Revista de investigación educativa año 8 N.º 14Slisko, J. (2005). Errores en los libros de texto de física: ¿Cuáles son y por qué persisten tanto tiempo? Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Occidente. Revista Electrónica SinécticaNovak, J. (2002). La Teoría Subyacente a los Mapas Conceptuales y a Cómo Construirlos. Reporte Técnico IHMC CmapTools 2006-01Affiliation: Institute for Human and Machine Cognition.Cravino, J; Lopes, J. (2001), La Enseñanza de Física General en la Universidad. Propuestas De Investigación, Enseñanza de las ciencias: revista de investigación y experiencias didácticas. Volumen 21. Número 3, noviembre de 2003Tipler – Mosca (2005), Física para la Ciencia y la Tecnología. Vol. 1, Mecánica, Editorial Reverté, 2005.A. Van Heuvelen and X. Zou. (2001) Multiple representations of work energy processes, Am. J. Phys. 69, 184E. Etkina, A. Van Heuvelen, S. White-Brahmia, D. Brookes, M. Gentile, S. Murthy, D. Rosengrant, and A. Warren, (2006). Scientific abilities and their assessment, Phys. Rev. ST Phys. Educ. Res. 2.D. Hestenes and M. Wells, (1992) A mechanics baseline test, Phys. 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