El proceso enseñanza-aprendizaje de la Mecánica de Newton en las carreras técnicasevaluación de la utilidad y rendimiento académico de la simulación informática de fenómenos mecánicos en su aprendizaje y su influencia en la corrección de preconceptos.

Abstract

La preocupación por la enseñanza de las ciencias en general y de la Mecánica en particular es puesta de manifiesto a menudo en contextos académicos muy diversos y compartida por el director y por el autor de esta investigación. Por ello se decidió analizar el estado de la enseñanza de la Mecánica en distintas escuelas de ingeniería españolas y algunos factores que pudieran influir en ella: nivel de enseñanza de los alumnos, modalidad de la enseñanza secundaria cursada: Bachillerato o Formación Profesional, tipo de Bachillerato realizado: anterior o posterior a la LOGSE y, finalmente, considerar el hecho de que los alumnos hubieran estudiado o no la asignatura de Física en el curso anterior al del ingreso en la Universidad.La Mecánica newtoniana es la parte de la Física que estudia la relación entre las fuerzas que actúan sobre los cuerpos y su movimiento. Su validez es plena en el ámbito en el que se desarrollan la mayor parte de los problemas que se le plantean al ingeniero en el ejercicio de su profesión.La fuerza, el concepto más importante dentro de la Mecánica, representa la acción de un cuerpo sobre otro. El conocimiento por los alumnos del concepto de fuerza y de su intrínseco carácter vectorial ha de ser uno de los objetivos fundamentales de la enseñanza de la Mecánica en las escuelas de ingeniería.La revisión de fuentes bibliográficas iniciada con motivo de esta investigación puso de manifiesto, además, la importancia de la presencia y persistencia de preconceptos en ese campo. Sin embargo, apenas se encontraron trabajos sobre métodos para corregirlos y ni sobre su cuantificación.Estas circunstancias hicieron del Force Concept Inventory -en adelante FCI- (Hestenes et al, 1992) un test muy útil para esta investigación. El FCI permite medir el grado de comprensión de la Mecánica y la importancia de los preconceptos. En el ámbito de esta investigación es una herramienta a partir de cuyos resultados se obtienen los parámetros de evaluación del nivel de conocimientos de Mecánica y de la presencia y persistencia de preconceptos, lo cual constituye una innovación en su estudio.Durante esta primera fase de la investigación se analizó, en definitiva, el estado general de conocimientos de Mecánica y la presencia y persistencia de preconceptos en este campo. Una vez detectados los problemas existentes -mediante la aplicación del FCI en distintas escuelas de ingeniería, a lo largo de nueve cursos académicos- y, teniendo en cuenta también otros trabajos de investigación educativa, se decidió iniciar la segunda fase de esta investigación en la que se propuso un nuevo método didáctico dirigido a mejorar el nivel de comprensión y corregir la presencia de preconceptos y a reforzar la componente práctica de la enseñanza de la Mecánica mediante la incorporación de las nuevas tecnologías informáticas al proceso enseñanza-aprendizaje.Como consecuencia, se ha podido constatar que los alumnos que acceden a las escuelas de ingeniería obtienen bajos resultados en el FCI y que, a pesar de la enseñanza impartida en ellas, los conocimientos de Mecánica no se consiguen mejorar suficientemente. El problema se manifiesta en mayor medida en las escuelas técnicas universitarias que en las escuelas técnicas superiores, entre los alumnos procedentes de Formación Profesional que entre los procedentes de Bachillerato, y para los alumnos que no han estudiado la asignatura de Física en el curso anterior al del ingreso en la Universidad frente a los que sí lo han hecho. Se observa además que desde la implantación de la LOGSE tampoco se produce ninguna mejoría en lo que a conocimientos de Mecánica se refiere.En lo relativo a los preconceptos analizados se constata una alta presencia y persistencia, de forma que apenas se ven corregidos por la enseñanza convencional, dificultando la comprensión de la Mecánica. Este problema afecta en menor medida a los alumnos de escuelas técnicas superiores que a los de escuelas técnicas universitarias y a los alumnos que no han estudiado Física en el curso preuniversitario frente a los que sí lo han hecho. No se aprecian diferencias, en lo que a preconceptos se refiere, entre los alumnos procedentes de Bachillerato y los procedentes de Formación Profesional, ni entre los alumnos que han estudiado el Bachillerato anterior a la LOGSE y los que han estudiado este último. En cualquier caso, para todas las poblaciones analizadas se obtienen altas presencia y persistencia de preconceptos. Mediante la aplicación de la experiencia didáctica propuesta -Simulación informática de fenómenos mecánicos- se consigue mejorar la comprensión de la Mecánica y corregir en distinta medida la influencia de los preconceptos considerados. Por último, la experiencia didáctica propuesta potencia la componente práctica y sirve para incorporar herramientas informáticas al proceso enseñanza aprendizaje incrementando la participación del alumnado y recibiendo por ello una positiva valoración por parte de éste.