Vol. 3 – Núm. 1/Enero – Junio – 2022
Propuesta metodológica en las prácticas de laboratorio y su incidencia en los esquemas
de conocimiento
Methodological proposal in laboratory practices and its impact on knowledge schemes
Proposta metodológica nas práticas laboratoriais e seu impacto nos esquemas de
conhecimento
Verónica Jeaneth Navarro Sánchez
1
Universidad del Zulia
veronica.j.navarro.s@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-9358-5794
Germain Andrés Montiel Cubillan
2
Universidad del Zulia
germainmontiel@gmail.com
https://orcid.org/0000-0003-3992-4836
Diego Arturo Díaz Revilla
3
Universidad del Zulia
diego24256@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-8273-0714
Como citar:
Navarro, V., Montiel, G. & Díaz, D. (2022). Propuesta metodológica en las prácticas de
laboratorio y su incidencia en los esquemas de conocimiento. Código Científico Revista de
Investigación, 3(1), 83-105.
Recibido: 15/02/2022 Aceptado: 10/04/2022 Publicado: 30/06/2022
1
Licenciada en Educación, mención Matemática y Física. Asesora académica en estas áreas a nivel de educación
secundaria. Investigadora en la enseñanza de la Matemática y la Física con el uso de las TIC.
2
Licenciado en Educación, mención Matemática y Física. Magister en Ciencias Aplicadas. Doctor en Ciencias
de la Educación. Profesor ordinario de La Universidad del Zulia, jefe de la Cátedra de Física. Tutor y asesor de
tesis e investigaciones libres. Coordinador de la Unidad de Diseño y Evaluación del Sistema de Educación a
Distancia (SEDLUZ) de la Universidad del Zulia. Vicerrectorado Académico.
3
Licenciado en Educación, mención Matemática y Física. Investigador en la enseñanza de la Matemática y la
Física
Código Científico Revista de Investigación Vol. 3 – Núm. 1/Enero – Junio – 2022
84
Resumen
El objetivo de este trabajo fue determinar la incidencia de una propuesta de práctica de
laboratorio en los esquemas de conocimiento de los estudiantes de Física III, pertenecientes a
la Licenciatura en Educación mención Matemática y Física de la Universidad del Zulia. Dicha
propuesta se estructuró en cuatro apartados: (i) Planteamientos iniciales, (ii) Actividades en el
laboratorio, (iii) Actividades en el laboratorio virtual y (iv) Situaciones de transferencia.
Asimismo, en la propuesta se considera la elaboración de una V epistemológica de Gowin en
sustitución del informe tradicional, con el fin de identificar el avance en los esquemas de
conocimiento. El diseño de este trabajo fue cuasi-experimental con pre-test y post-test. En
general, se observó que a través la propuesta metodológica hubo un avance en el desarrollo de
los esquemas conceptuales, especialmente de las metas y anticipaciones, seguido de los
invariantes operatorios y de la posibilidad de inferencia.
Palabras clave: Prácticas de laboratorio, laboratorio virtual, Física, esquemas de
conocimiento
Abstract
The aim of this paper was to determine the incidence of a laboratory practice’s proposal in the
knowledge scheme of Physics III students, who belong to the Degree in Mathematics and
Physics Education of the Universidad del Zulia. This proposal was structured in four sections:
(i) Initial questionings, (ii) Laboratory activities, (iii) Virtual laboratory activities and (iv)
Transfer of learning. In addition, in the proposal it is considered the elaboration of a Gowin's
epistemological Vee in substitution of the traditional laboratory report, in order to identify
progress in students’ knowledge scheme. The research design was quasi-experimental with
pre-test and post-test. In general, it was observed through the methodological proposal there
was a progress in conceptual schemes, specially of goals and anticipations, followed by
operational invariants and possibilities of inference.
Key words: Laboratory practices, virtual laboratories, Physics, knowledge scheme
Resumo
O objetivo deste trabalho foi determinar a incidência de uma proposta de prática laboratorial
nos esquemas de conhecimento de alunos de Física III, pertencentes ao Bacharelado em
Educação com menção em Matemática e Física da Universidade de Zulia. Esta proposta foi
estruturada em quatro seções: (i) Abordagens iniciais, (ii) Atividades no laboratório, (iii)
Atividades no laboratório virtual e (iv) Situações de transferência. Da mesma forma, a
proposta considera a elaboração de um Gowin V epistemológico em substituição ao relato
tradicional, a fim de identificar o avanço nos esquemas de conhecimento. O desenho deste
trabalho foi quase experimental com pré-teste e pós-teste. De maneira geral, observou-se que
por meio da proposta metodológica houve um avanço no desenvolvimento de esquemas
conceituais, principalmente metas e antecipações, seguidos de invariantes operacionais e
possibilidade de inferência.
Palavras-chave: Práticas de laboratório, laboratório virtual, Física, esquemas de
conhecimento
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Introducción
Las prácticas de laboratorio son, sin duda alguna, actividades propias de la enseñanza
de la ciencia, las cuales han sido, por mucho tiempo, los únicos espacios de experimentación
de estudiantes y profesores (Barberá y Valdés, 1996; Rosado y Herreros, 2005). El laboratorio
tradicional tiene algunas ventajas, en tanto que permiten a los estudiantes manipular
directamente el experimento, es motivante, interactivo, y permite desarrollar habilidades
cognitivas (Barbosa y Andreu, 2000; Kofman et al., 2000).
Sin embargo, se debe tener en cuenta que éstas no constituyen una panacea de la
enseñanza de las ciencias (Barberá y Valdés, 1996). Los resultados de algunas investigaciones
reflejan que, en general, los estudiantes obtienen pocos, si algunos, beneficios de estas
actividades (Clakson y Wright, 1992), en tanto que no generan ambientes propicios para la
formación de conceptos científicos (Barberá y Valdés, 1996).
Desde una perspectiva constructivista, las prácticas de laboratorio representan una
experiencia idónea para promover un desarrollo conceptual, haciendo que los estudiantes
tengan la oportunidad de cambiar sus creencias, las cuales muchas veces no coincide con el
conocimiento científico sobre los fenómenos (Barberá y Valdés, 1996). En este sentido, es
importante aclarar que muchas veces estas creencias constituyen un obstáculo de aprendizaje
el cual, bajo una perspectiva conductista, difícilmente puedan detectarse (Carrascosa, 2005).
Por tal motivo, se hace imprescindible que los estudiantes logren aprendizajes significativos,
que puedan romper con sus esquemas mentales preestablecidos.
En este orden de ideas, como lo indica Amaya (2009), ¿cómo pueden las prácticas de
laboratorio lograr un aprendizaje significativo? El autor parte del hecho que todo aprendizaje
significativo, que emerge como elemento básico en la construcción de conceptos, se encuentra
asociado a un hecho real o a una representación de dicha realidad. De esta manera, una
práctica de laboratorio puede asumirse como un espacio donde se puede comprobar la teoría,
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posibilitando al estudiante acercarse con algunas de las condiciones de dicha realidad. Más
aún, si se conciben los conceptos como pilares que sustentan la interacción, y la
reconstrucción de éstos como el ajuste a las condiciones de la realidad, entonces los entornos
de realidad representan la base para dicho ajuste.
Cabe destacar que, para Amaya (2009), los entornos de realidad abarcan tanto aquellos
espacios físicos y tangibles como los entornos de realidad virtual. Esto se debe a que el
entorno de simulación se programa de tal manera que responde de forma similar a como lo
haría un experimento cualquiera, en tanto que se adapta a las condiciones de la realidad. Así,
las simulaciones estimulan al estudiante a re-contextualizar sus conceptos, posibilitando un
entorno que permita explorar su estructura conceptual existente y crear nuevos conceptos o
cambiar los que ya posee en caso de alguna incongruencia. En este sentido, el uso de
simuladores (herramientas tecnológicas digitales) se encuentra acorde con los principios del
nuevo modelo pedagógico conectivista de Siemens (2010) y Downes (2008).
Uno de los entornos de simulación muy utilizados últimamente para las prácticas de
Física lo constituyen los laboratorios virtuales. De esta manera, una forma de lograr
aprendizajes significativos en el estudiante es a través de prácticas de laboratorio que cuenten
con una metodología adecuada, cuyo propósito sea que el estudiante reflexione sobre los
fenómenos físicos involucrados, más allá de las técnicas y los procedimientos. En este
sentido, el objetivo de este trabajo fue determinar la incidencia de la propuesta metodológica
para las prácticas de laboratorio de la cátedra Física III en los esquemas de conocimiento de
los estudiantes de dicha asignatura.
Dicho análisis se llevó a cabo con los estudiantes pertenecientes a la cátedra de Física
III (que comprende las unidades de Electricidad y Magnetismo), de la Licenciatura en
Educación, mención Matemática y Física, de la Facultad de Humanidades y Educación de la
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Universidad del Zulia del VI semestre. En particular, la propuesta estuvo dirigida al diseño de
un guion de laboratorio acerca de los instrumentos de medición en electricidad.
Desarrollo
1. Elementos del guion de laboratorio
Para la elaboración del guion de laboratorio, se ha decidido seguir la estructura de las
“fichas de actividades basadas en el aprendiz”, también conocidas como FABA propuestas
por Arrieta y Delgado (2011). Las fichas propuestas por las autoras se estructuran en tres
partes, a saber: (i) el propósito, el cual propone situaciones problemáticas novedosas para el
estudiante, en las cuales éstos deben predecir el comportamiento del fenómeno físico y
argumentar su respuesta; (ii) las actividades, las cuales permiten que los estudiantes
interactúen con el objeto de estudio, proveyendo de las orientaciones para que ellos mismos
puedan construir significados y; (iii) las situaciones de transferencia, en la cual se presentan
situaciones que los estudiantes deben responder en función de los conocimientos adquiridos a
través de la práctica de laboratorio o de investigación en diversas fuentes incluida la Internet,
que es una herramienta de gran valor en los tiempos actuales (Arrieta y Delgado, 2011).
Propósito
Indicar el propósito de la práctica de laboratorio en el guion permitió la ubicación por
parte de los estudiantes del fenómeno a estudiar, reflejando algunos datos históricos, además
de las aplicaciones que posee esa temática en la vida cotidiana. Luego de realizar la lectura,
los estudiantes pudieron compartir sus experiencias previas sobre el tema y reconstruir
significados a través de la actividad social y en las experiencias externas compartidas con sus
compañeros (Vygostki, 1979).
Planteamientos iniciales
Primero que todo, debe destacarse la importancia de revisar las ideas previas que tiene
el estudiante con respecto al tema a trabajar. Esto se hace con el objeto de identificar
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concepciones erróneas que éste traiga consigo y que están establecidas en su estructura
cognitiva. Dichas ideas previas suelen ser muy resistentes al cambio, por lo que se requiere el
uso de estrategias y situaciones novedosas que dejen en evidencia la inconsistencia de estos
planteamientos para modelar fenómenos físicos (Arrieta y Marín, 2006).
Por este motivo, en esta propuesta metodológica, la primera parte del guion de
laboratorio debe consistir en unos planteamientos iniciales de carácter cualitativo, de
preferencia que representen situaciones problemáticas propias de la vida real, las cuales luego
los estudiantes puedan realizar experimentalmente y comprobar si sus ideas logran describir el
fenómeno físico observado. Se consideró que para el trabajo de laboratorio los estudiantes se
organizaran en grupo de cuatro como máximo, para garantizar la participación de todos los
integrantes.
La mejor manera de saber si un estudiante ha logrado un aprendizaje significativo es a
través de problemas novedosos que le sean pocos familiares (Ausubel, 1980). Asimismo, se
debe procurar que estos problemas sean cualitativos, ya que éstos constituyen una estrategia
eficaz para verificar si se han logrado de aprendizajes significativos (Lucero y Concari, 2006).
En este sentido, se sugiere que los planteamientos iniciales estén bien diseñados, de
forma que los estudiantes observen sus incongruencias entre sus ideas previas y los
fenómenos físicos y puedan reajustar sus ideas para hacerlas más próximas a los conceptos
científicos. Una vez terminada la práctica de laboratorio, los estudiantes deben estar en la
capacidad de responder los planteamientos iniciales, no sólo basados en lo que observaron en
el laboratorio, sino además argumentando sus respuestas en función de la teoría implicada. De
esta manera se pondría en evidencia si los estudiantes han logrado un aprendizaje
significativo superando sus ideas previas y logrando la formación de conceptos científicos.
En este sentido, se recomienda que los estudiantes escriban una respuesta inicial, la
cual deja en evidencia sus ideas o conocimientos previos, y que luego escriban una respuesta
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posterior, a través de la cual se contrastan sus ideas iniciales con el fenómeno observado y se
cambian o amplían los conceptos para lograr una formación de conceptos adecuada.
Actividades en el laboratorio
Una vez que los estudiantes dieron una respuesta inicial para los planteamientos, se
realizaron los experimentos por parte de cada grupo. Esta parte es imprescindible, en tanto
que la creación o modificación del conocimiento, son procesos íntimamente relacionados con
la interacción esquema – situación. Las actividades en el laboratorio se caracterizan por
analizar el fenómeno utilizando los sentidos, a través de la observación directa, la
manipulación de instrumentos de laboratorio y la medición, ya sea directa o indirecta (Piaget,
1977; Ubaque, 2009). Según Ubaque (2009), las actividades de laboratorio reales se pueden
dividir en tres categorías, a saber: demostrativo en el aula, laboratorio y casero.
✓ El demostrativo en el aula es aquel arquetipo de experimento, que usualmente posee
un montaje muy complejo, por lo cual, sólo el docente tiende a manipular el aparataje
o instrumentos a utilizar, debido a que requiere un nivel de conocimiento técnico y
teórico avanzado, que los estudiantes en esa etapa no poseen. Este modelo de
experimento auxilia la comprensión del fenómeno, posibilitando de esa forma
vislumbrar la relación teórico-práctica de la Física.
✓ El experimento de laboratorio, es aquel que ejecutan los estudiantes en su sitio de
estudio bajo la supervisión del docente, lo cual posibilita la comparación de las
diversas hipótesis generadas por lo integrantes de los grupos, así como el consenso y
aceptación de las divergencias en el momento de la socialización y análisis de los
resultados.
✓ Los experimentos caseros forman parte de una de las actividades más enriquecedoras
y próximas a la verdadera esencia de la Física, ya que son actividades que en general
se practican fuera de la clase. Este tipo de experimentos representan una opción
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factible para trabajar y evidenciar alguna temática en Física, debido a la simplicidad
con la cual el estudiante los puede realizar. Asimismo, son muy provechosos, ya que
concede evidenciar el fenómeno físico, cuando la institución no posee el aparataje e
instrumentos para la ejecución de la práctica.
Sin embargo, aunque son muchas las ventajas que brinda el trabajo en el laboratorio,
éste también tiene ciertos inconvenientes, entre los cuales cabe destacar: (i) lo costoso que
resultan los instrumentos necesarios para poder llevar a cabo algunas prácticas y, (ii) la
limitación de espacio y tiempo en el laboratorio, debido a la masificación del estudiantado y
la necesidad de orientación y supervisión por parte del docente (Rosado y Herreros, 2000;
Rosado y Herreros, 2004; Gil et al., 2000; Boix et al., 2002; González et al., 2001). Por tales
motivos, en este trabajo se propone anexar una actividad de simulación o laboratorio virtual.
Actividades en el laboratorio virtual
Un laboratorio virtual es un sistema computacional que guarda mucha similitud con un
laboratorio real. Los experimentos deben realizarse paso a paso, visualizando los fenómenos,
registrando observaciones o datos y realizando cálculos, gráficos y análisis (Rosado y
Herreros, 2005).
El uso de los laboratorios virtuales trae consigo algunas ventajas, entre las cuales está
la interactividad, ya que el estudiante puede entrar en contacto con los elementos y
manipularlos, desarrollando habilidades cognitivas y prácticas, lo cual facilita el
planteamiento de problemas y aplicación del conocimiento sobre su entorno, acercándose así
al método científico (Infante, 2014). La autora también señala entre las ventajas la flexibilidad
y el fácil acceso en tanto que se pueden conseguir variedad de laboratorios virtuales en la
web, así como también la optimización de recursos y costos.
Por otra parte, los laboratorios virtuales fomentan el auto – aprendizaje y el trabajo
colaborativo en los estudiantes (Ospino y Machado, 2018), en tanto que la construcción del
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conocimiento en el uso de esta herramienta se basa en los principios del modelo pedagógico
conectivista. Asimismo, Ospino y Machado (2018) establecen que los laboratorios virtuales
actúan como mecanismo motivacional, estimulando la producción de nuevos conocimientos.
Según los autores otra ventaja, además de reducir costos, es la seguridad que tiene el
estudiante al realizar la práctica, sobre todo en aquellas que implican riesgos potenciales,
como es el caso de manejar elementos eléctricos. Esto a su vez implica un mejor
aseguramiento de los equipos reales y que éstos no se deterioren por manipulaciones
inadecuadas.
Por su parte, Carrión et al. (2020) establecen que los laboratorios virtuales son
ventajosos debido a su potencial para simular fenómenos que son difíciles de observar en la
realidad. A pesar de las distintas bondades que se han señalado, es importante destacar que la
idea no es sustituir el laboratorio tradicional. Se propone utilizar los laboratorios virtuales
como un complemento, con el fin de conseguir una formación un poco más personalizada,
elaborando actividades que estimulen un aprendizaje significativo y que consideren el uso de
las TIC (Rosado y Herreros, 2005).
Situaciones de transferencia
Representan situaciones que los estudiantes deben responder en base a los
conocimientos adquiridos luego de realizar las actividades del guion o en base a información
conseguida a través de diversas fuentes. Se tratan de situaciones interesantes para los
estudiantes, en tanto que están relacionadas con las aplicaciones del objeto estudiado en
cuestiones de la vida cotidiana y en los problemas que aquejan a la sociedad actual (Montiel,
2017).
Para verificar si los estudiantes han alcanzado un aprendizaje significativo y han
resuelto sus preconcepciones erróneas, deben diseñarse ciertos cuestionamientos finales que
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exijan a una transformación del conocimiento adquirido, que requieran su transferencia a
nuevas situaciones problemáticas (Ausubel, 1980).
2. La V epistemológica de Gowin
Además de las actividades propuestas en el apartado anterior, se propone incluir la
realización de la V epistemológica de Gowin en el informe de laboratorio. Ésta, en su idea
original, estaba dirigida al análisis de la producción del conocimiento. No obstante, también
puede concebirse como un instrumento holístico que permite establecer una conexión entre
los aspectos teóricos y metodológicos propios de la investigación (Gowin, 1981; Hilger et al.,
2011).
Es de importancia destacar que esta estrategia no sólo le permite al estudiante
sintetizar y organizar sus ideas, sino que también representa un espacio de reflexión a través
del cual pueden mejorar su comprensión respecto al tema trabajado (Hilger et al., 2011). En
este sentido, el uso de la V de Gowin promueve un aprendizaje significativo, en tanto que
relaciona eventos, conceptos, teorías, registros, resultados, entre otros, haciendo que el
estudiante tome conciencia en cuanto al valor del conocimiento obtenido (Gowin, 1981;
Gowin, 2005).
3. Teoría de los campos conceptuales de Vergnaud
A partir de las respuestas dadas por los estudiantes en el informe de laboratorio y en la
V de Gowin, se pretenden analizar sus esquemas conceptuales alcanzados, para así poder
analizar el impacto de la nueva metodología propuesta. Esto se debe a que, bajo la perspectiva
de la teoría de los campos conceptuales, el uso de las V de Gowin puede facilitar el proceso
de desarrollo de los esquemas cognitivos en los estudiantes, debido a que enlaza
conocimientos, creando conexiones entre eventos, conceptos, teorías y resultados; además de
permitir que el educando discierna sobre la importancia presente y futura del valor del
conocimiento producido (Montiel, 2017).
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93
Un campo conceptual hace referencia a un conjunto de situaciones problemáticas que
exigen el manejo de diversos conceptos. En este sentido, situaciones y conceptos mantienen
una relación directa, ya que sin las situaciones entonces los conceptos carecen de sentido,
pero sin conceptos no pueden comprenderse las situaciones (Moreira, 2010).
En este sentido, cabe destacar que mientras más situaciones maneje una estudiante,
éste estará más próximo a desarrollar un campo conceptual. Más aún, estará en la capacidad
de afrontar situaciones cada vez más complejas (Moreira, 2010; Escudero y Jaime, 2007).
De esta manera, los elementos de los esquemas de conocimiento son: (i) las metas y
anticipaciones, las cuales hacen referencia a los objetivos a alcanzar; (ii) las reglas de acción,
las cuales están asociadas a un patrón bajo el cual se acciona para generar la búsqueda de
información y control de los resultados (iii) los invariantes operatorios, referentes al
conocimiento contenido en los esquemas conceptuales y conformados a su vez por los
conceptos en acción y teoremas en acción y (iv) la posibilidad de inferencia, la cual
comprende un razonamiento o reflexión que permite extrapolar las reglas de acción y los
invariantes operatorios a nuevas situaciones (Vergnaud, 1990, 1994, 1996a, 1996b y 1998,
Escudero y Jaime, 2007).
Metodología
Diseño
Este trabajo tuvo un diseño cuasi-experimental con pre-test y post-test. En este tipo de
diseño se manipula, al menos, una variable independiente para observar su efecto con una o
más variables dependientes. Su diferencia entre éstos y los experimentos puros está en el
grado de confiabilidad que se pueda tener sobre la configuración inicial de los grupos. Esto se
debe a que en los diseños cuasi-experimentales los sujetos no se asignan al azar a los grupos
ni se emparejan, sino que dichos grupos ya están formados antes del experimento (Hernández,
Fernández y Baptista, 2010).
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94
Los diseños cuasi-experimentales se utilizan cuando no se dispongan de otros estudios
más eficaces, tal es el caso de grupos aislados organizados naturalmente, por ejemplo, los
estudiantes de un salón de clases. Para este tipo de situaciones resulta provechoso realizar
experimentos con un grupo único (Stanley y Campbell, 1995).
Entorno
Se trabajó con los estudiantes del VI semestre, pertenecientes a la cátedra de Física III,
sección única (que comprende las unidades de Electricidad y Magnetismo). Los estudiantes se
organizaron en cuatro grupos para realizar la actividad de laboratorio. Los estudiantes en
cuestión pertenecen a la Licenciatura en Educación, mención Matemática y Física, de la
Facultad de Humanidades y Educación de la Universidad del Zulia, Maracaibo – Venezuela.
Intervenciones
A continuación, se muestran las imágenes referentes al guion de laboratorio utilizado:
Figura 1: Guion de laboratorio.
Nota: Elaboración propia
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95
Figura 2: Guion de laboratorio.
Nota: Elaboración propia
Figura 3: Guion de laboratorio.
Nota: Elaboración propia
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96
Figura 4: Guion de laboratorio.
Nota: Elaboración propia
Figura 5: Guion de laboratorio.
Nota: Elaboración propia
Análisis de datos
Como pre-test se consideraron las respuestas de los estudiantes a los planteamientos
iniciales, mientras que el post-test estuvo representado mediante la V de Gowin. Cabe
destacarse que tanto ésta, como los planteamientos iniciales, permiten el desarrollo de
esquemas conceptuales. En este sentido, se pudo evidenciar el estado de los esquemas
conceptuales de los estudiantes antes del desarrollo de la práctica y después, lo que dio cuenta
sobre la evolución que éstos lograron gracias a la propuesta metodológica.
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97
Asimismo, las respuestas de los estudiantes fueron organizadas en tres categorías:
Adecuado (A), Medianamente adecuado (M) e Inadecuado (I), donde Adecuado corresponde
a haber desarrollado plenamente el componente del esquema conceptual al cual se refiere,
Medianamente adecuado corresponde a tener una idea básica o noción con respecto al
componente del esquema conceptual implícito, e Inadecuado para aquellas respuestas que
contradicen o no se relacionan con el esquema conceptual analizado. Al final del trabajo se
anexaron los instrumentos utilizados para el análisis de los datos en la sección de Apéndices.
A continuación, se muestran las tablas utilizadas para el análisis de los datos.
Tabla 1: Tabla para el análisis de datos.
Nota: Elaboración propia
Tabla 2: Tabla para el análisis de datos.
Nota: Elaboración propia
Tabla 3: Tabla para el análisis de datos.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Ítem
PRE-TEST
Valor del
Planteamiento 1
Valor del
Planteamiento 2
Valor del
Planteamiento 4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
POST-TEST
Afir. de
valor
Ítem
Cuestión
central
Objetivos
Teoría
Principios
y leyes
Conceptos-
clave
Evento u objeto
de estudio
Registros
Datos
Afir. de
conocimiento
Pre-test
Esquema Planteamiento 1 Planteamiento 2 Planteamiento 4 Categoría final
M y A
RA
IO
PI
Post-test
M y A X X - - - - - - - -
RA - - X - - - X X - -
IO - - - X x X - X X -
PI - - - - - - - - X X
Categoría
final
Esquema
Fen. Int.
Cuestión Central
Objetivos
Teoría
Principios y
leyes
Conceptos-
clave
Evento u objeto
de estudio
Registro y
datos
Afir. de
conocimiento
Afir. de
valor
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98
Nota: Elaboración propia
Tabla 4: Tabla para el análisis de datos.
Nota: Elaboración propia
Resultados
Se pudo observar que, al aplicar la propuesta metodológica, los grupos lograron un
avance en el desarrollo de los esquemas conceptuales.
Para el primer grupo se obtuvieron los siguientes resultados.
Tabla 5: Esquemas conceptuales del Grupo 1.
Esquema conceptual
Pre-test
Post-test
Metas y anticipaciones
M
A
Reglas de acción
M
M
Invariantes operatorios
M
A
Posibilidad de inferencia
M
A
Elaboración propia
Es evidente que hubo una gran mejoría en casi todos los campos conceptuales. En
cuanto al segundo grupo, a continuación, se muestra un cuadro con sus resultados.
Tabla 6: Esquemas conceptuales del Grupo 2.
Esquema conceptual
Pre-test
Post-test
Metas y anticipaciones
M
A
Reglas de acción
M
M
Invariantes operatorios
M
M
Posibilidad de inferencia
M
A
Elaboración propia
Pre-test
Esquema Planteamiento 1 Planteamiento 2 Planteamiento 4 Categoría final
M y A
RA
IO
PI
Post-test
M y A X X - - - - - - - -
RA - - X - - - X X - -
IO - - - X x X - X X -
PI - - - - - - - - X X
Categoría
final
Esquema
Fen. Int.
Cuestión Central
Objetivos
Teoría
Principios y
leyes
Conceptos-
clave
Evento u objeto
de estudio
Registro y
datos
Afir. de
conocimiento
Afir. de
valor
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99
Al igual que en el caso anterior, se presentó una mejora en los campos conceptuales
alcanzados. Con respecto al tercer grupo, los resultados fueron los siguientes.
Tabla 7: Esquemas conceptuales del Grupo 3
Esquema conceptual
Pre-test
Post-test
Metas y anticipaciones
M
A
Reglas de acción
M
M
Invariantes operatorios
M
A
Posibilidad de inferencia
M
M
Elaboración propia
En este caso, también hubo una mejora en comparación con los resultados iniciales.
Finalmente, para el cuarto grupo, los resultados fueron los siguientes.
Tabla 8: Esquemas conceptuales del Grupo 4.
Esquema conceptual
Pre-test
Post-test
Metas y anticipaciones
M
A
Reglas de acción
M
M
Invariantes operatorios
M
M
Posibilidad de inferencia
M
M
Elaboración propia
En cuanto a este grupo, se pudo observar que no tuvo tanta mejoría en cuanto a los
esquemas conceptuales con respecto al estado inicial. Sin embargo, se evidencia que al
momento de realizar el pre-test todos los equipos estaban situados en la misma categoría en
todos los componentes de los esquemas conceptuales. De esta manera, puede decirse que este
grupo no se encontraba en desventaja con respecto al resto de los equipos, lo cual hubiese
afectado de manera negativa en los resultados.
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100
En general, se observó que a través la propuesta metodológica los grupos lograron un
avance en el desarrollo de los esquemas conceptuales, especialmente de las metas y
anticipaciones, seguido de los invariantes operatorios y de la posibilidad de inferencia.
Asimismo, se resalta la relevancia del laboratorio virtual, en tanto que éste permitió no
sólo que los estudiantes realizaran un experimento inviable en un laboratorio real (incluso uno
muy bien equipado) (Yamamoto y Barbeta, 2001), sino que además les dio la oportunidad de
establecer una relación matemática entre las magnitudes físicas implicadas, lo que conduce a
una generalización hecha de manera intuitiva que facilitó posteriormente la introducción del
tópico en cuestión. De igual forma, la experiencia virtual contribuye a una mejor relación
entre conceptos tanto de forma cualitativa como cuantitativa y una mejor comprensión del
modelo físico.
Conclusiones
El uso de herramientas tecnológicas como los simuladores de laboratorio, la realidad
virtual aumentada entre otros, en áreas como Matemática, Física, Química y otras Ciencias
Exactas y Naturales permiten no sólo el desarrollo de los ingredientes de los esquemas de
conocimiento según la teoría de los Campos Conceptuales de Vergand (1990, 1996a), sino
que además consiente aplicar otras modalidades de enseñanza fuera de las tradicionales como
lo son las modalidades: e-learning, b-learning y m-learning; lo cual genera un salto de calidad
de los modelos pedagógicos tradicionales al modelo pedagógico conectivista. Por lo tanto, se
destaca el uso de los simuladores de laboratorio, ya que por su impacto visual y características
de animación estimulan a los estudiantes a estar inmersos en una “práctica de laboratorio”
simulando el ambiente real de laboratorio.
El uso de la V de Gowin como alternativa a la estructura del informe de laboratorio
tradicional permite mejorar a comprensión teórico-práctica, y así la evolución de los
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ingredientes de los esquemas de conocimiento, pero además estimula la acción de
investigación tanto pedagógica como en Ciencias Naturales.
Resulta curioso el hecho de que ningún grupo logró desarrollar de manera adecuada el
componente referido a las reglas de acción. Más aún, en cuanto a este componente ningún
grupo presentó mejora alguna. Es posible que esta parte necesite ser reforzada en la V de
Gowin, por lo que se sugiere añadir en ésta apartados adicionales que le den a los grupos la
posibilidad de reflexionar sobre las reglas de acción implícitas a la hora de realizar las
prácticas de laboratorio.
Cabe destacar que el laboratorio virtual no es una herramienta exclusiva del tema
tratado (instrumentos de medición en Electricidad), sino que en Internet existen una gran
cantidad de laboratorios virtuales ya diseñados disponibles a todos los usuarios para el
tratamiento de las ciencias en general (Física, Química, Biología y simulaciones matemáticas,
entre otros). Asimismo, los laboratorios virtuales en las Ciencias Naturales permiten el
aumento de la cantidad y calidad de nodos en la red de aprendizaje, lo cual se encuentra en
concordancia con los preceptos teóricos del modelo pedagógico conectivista de Siemens
(2010) y Downes (2008).
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Apéndice
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