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EL ESTUDIO DE ACCIDENTES DE TRÁNSITO COMO VÍA PARA GENERAR APRENDIZAJES DEL PRINCIPIO DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA CINÉTICA JULIÁN AURELIO CERA HERNÁNDEZ UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE CIENCIAS Y EDUCACIÓN MAESTRÍA EN EDUCACIÓN BOGOTÁ D.C 2017

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EL ESTUDIO DE ACCIDENTES DE TRÁNSITO COMO VÍA PARA GENERAR

APRENDIZAJES DEL PRINCIPIO DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA CINÉTICA

JULIÁN AURELIO CERA HERNÁNDEZ

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD DE CIENCIAS Y EDUCACIÓN

MAESTRÍA EN EDUCACIÓN

BOGOTÁ D.C

2017

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EL ESTUDIO DE ACCIDENTES DE TRÁNSITO COMO VÍA PARA GENERAR

APRENDIZAJES DEL PRINCIPIO DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA CINÉTICA

JULIÁN AURELIO CERA HERNÁNDEZ

Trabajo de grado para optar el Titulo de Magíster en Educación

Dirigido por

ÁLVARO GARCÍA MARTÍNEZ

Doctor en Didáctica de las Ciencias Experimentales

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD DE CIENCIAS Y EDUCACIÓN

MAESTRÍA EN EDUCACIÓN

BOGOTÁ D.C

2017

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Nota de Aceptación

_________________________________

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_________________________________

Presidente del Jurado

_________________________________

Jurado

_________________________________

Jurado

Bogotá D.C., agosto de 2017

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A la mujer que ha estado a mi lado y que siempre lo estará, aunque la

naturaleza nos separe en extremos de los confines del Universo…a

Ella, a mi Hermosa Madre.

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Contenido

pág.

Introducción 1

1. Problema 4

2. Antecedentes 7

3. Justificación 14

4. Objetivo 18

4.1 Objetivo general 18

4.2 Objetivos específicos 18

5. Referente Teórico 19

5.1 Enseñanza de las ciencias 19

5.2 Enseñanza y aprendizaje de la Física 22

5.3 Uso de modelos y representaciones en la enseñanza de la Física. 25

5.4 Enseñanza de la Física apoyada en las TIC. 29

5.5 Aplicación del Principio del Trabajo y la Energía en la Investigación de Accidentes de

Tránsito. 32

6. Diseño Metodológico de la Investigación 35

6.1 Investigación cualitativa 35

6.2 Investigación basada en diseño 38

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6.2.1 Objetivos de la investigación basada en diseño 40

6.2.2 Características de la investigación basada en diseño 42

6.2 Estudio de caso 43

6.4 Contexto de la investigación 47

6.5 Metodología de la investigación 47

6.6 Instrumentos de recolección de información 51

6.7 Aplicación de la unidad didáctica en el aula 55

6.8 Proceso de análisis de la información 57

7. Análisis de Resultados 61

7.1 Análisis del instrumento de ideas del principio del trabajo y la energía cinética 64

7.2 Análisis del instrumento de selección múltiple TESTi y TESTf. 87

7.3 Análisis de la aplicación de la unidad didáctica 102

7.3.1 Análisis de la Actividad 1. 103

7.3.2 Análisis de la Actividad 2. 106

7.3.3 Análisis de la Actividad 3 108

7.3.4 Análisis de la Actividad 4. 110

7.3.5 Análisis de la Actividad 5. 112

7.4 Análisis finales de cada Caso 117

7.4.1 Caso Frederick 117

7.4.2 Caso Ashley 118

7.4.3 Caso Joshua 118

7.4.4 Caso Albert 119

7.5 Aspectos relevantes en los estudios de caso 120

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8. Conclusiones 122

8.1 Sobre el marco teórico que soportó la investigación 122

8.2 Construcción y aplicación de instrumentos 123

8.3 Diseño y aplicación de una unidad didáctica 124

8.4 Analizar los resultados de la aplicación de la unidad didáctica 125

8.5 Reflexiones personales 127

Referencias Bibliográficas 129

Anexos 138

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Lista de Figuras

pág.

Figura 1. Estructura general de la investigación basada en diseño 43

Figura 2. Proceso del estudio de caso 46

Figura 3. Estructura general de la metodología de investigación 48

Figura 4. Análisis de resultados 62

Figura 5. Descripción de variables al inicio del proceso para Frederick 67

Figura 6. Descripción de variables al final del proceso para Frederick 68

Figura 7. Descripción de variables al inicio del proceso para Ashley 68

Figura 8. Descripción de variables al final del proceso para Ashley 69

Figura 9. Descripción de variables al inicio del proceso para Joshua 69

Figura 10. Descripción de variables al final del proceso para Joshua 70

Figura 11. Descripción de variables al inicio del proceso para Albert. 70

Figura 12. Descripción de variables al final del proceso para Albert 71

Figura 13. Descripción de variables al inicio del proceso para Isaac 71

Figura 14. Descripción de variables al final del proceso para Isaac 72

Figura 15. Mapa conceptual inicial de Frederick 78

Figura 16. Mapa conceptual final de Frederick 78

Figura 17. Mapa conceptual inicial de Ashley 80

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Figura 18. Mapa conceptual final de Ashley 80

Figura 19. Mapa conceptual inicial de Joshua 82

Figura 20. Mapa conceptual final de Joshua 82

Figura 21. Mapa conceptual inicial de Albert. 84

Figura 22. Mapa conceptual final de Albert 84

Figura 23. Mapa conceptual inicial de Isaac 86

Figura 24. Mapa conceptual final de Isaac 86

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x

Lista de Tablas

pág.

Tabla 1. Descripción de la metodología de investigación basada en diseño desarrollada en el

presente proyecto de investigación 49

Tabla 2. Pautas de análisis de IIPTEC. Fuente: elaboración propia. 57

Tabla 3. Criterios de evaluación de mapas conceptuales. Fuente: elaboración propia. 58

Tabla 4. Rubrica de caracterización de mapas conceptuales. Fuente: elaboración propia. 59

Tabla 5. Proceso y criterios de selección de los estudios de caso 63

Tabla 6. Pregunta 1 64

Tabla 7. Descripción de la pregunta 4 en los estudios de caso. 72

Tabla 8. Descripción del texto explicativo en los estudios de caso. 74

Tabla 9. Descripción de mapas iniciales y finales de Frederick. 77

Tabla 10. Descripción de mapas iniciales y finales de Ashley 78

Tabla 11. Descripción de mapas iniciales y finales de Joshua. 81

Tabla 12. Descripción de mapas iniciales y finales de Albert. 83

Tabla 13. Descripción de mapas iniciales y finales de Isaac 85

Tabla 14. Análisis de categorías 87

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Lista de Anexos

pág.

Anexo A.Instrumento de Ideas del Principio del Trabajo y la Energía Cinética 138

Anexo B. Test de Categorías 141

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Resumen

El siguiente proyecto de investigación, está orientado en la modelización como metodología de

enseñanza de la Física; para llevar a cabo dicha metodología, se hace uso de modelos físicos

estructurados y aplicados en la investigación de accidentes de tránsito, específicamente asociados

al principio del trabajo y la energía cinética (objeto de aprendizaje del presente proyecto). Para

llevar a cabo la intervención metodológica de enseñanza, se construyeron, aplicaron y analizaron

tres instrumentos: el primero es el instrumento de ideas sobre el principio del trabajo y la energía

cinética IPTEC, el segundo, es un TEST de pregunta cerrada, que categoriza los niveles de

aprendizajes de los estudiantes; estos dos instrumentos fueron aplicados antes y después de la

intervención de la unidad didáctica; siendo ésta, el tercer instrumento, que fue contextualizada en

la investigación Física de accidentes de tránsito, y los recursos TIC.

La metodología de investigación aplicada en este proyecto es la de Investigación Basada

en Diseño (IBD), siendo esta de tipo cualitativo; para ello, se hace uso de las técnicas de

investigación del estudio de casos y la investigación cualitativa, y se desarrolla a través de

instrumentos como vídeos, hojas de cálculo, uso de software, actividades virtuales, test y la unidad

didáctica. Éstas permitieron identificar y analizar los aprendizajes generados en los estudiantes

después de la intervención metodológica del proyecto. La implementación de esta unidad didáctica

permitió aplicar actividades innovadoras, enmarcadas en el uso de modelos fisicomatemáticos que

les permitió a los estudiantes comprender, identificar, asociar, potenciar y aplicar el principio de

trabajo y la energía cinética en un contexto real, como lo son los accidentes de tránsito.

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Abstract

The following research project is oriented in the modeling as methodology of teaching

physics; To carry out this methodology, it is used structured physical models and applied in the

investigation of traffic accidents, specifically associated with the work principle and kinetic energy

(object of learning of the present project). In order to carry out the methodological intervention of

teaching, three instruments were constructed, applied and analyzed: the first one is the instrument

of ideas about the principle of work and the kinetic energy IPTEC, the second one is a closed

question TEST, which categorizes the Levels of student learning; These two instruments were

applied before and after the intervention of the didactic unit; Being this, the third instrument, that

was contextualized in the physical investigation of traffic accidents, and the ICT resources.

The applied research methodology in this project is the Research Based on Design IBD;

Being this one of qualitative type; To this end, the research techniques of case study and qualitative

research are used and developed through instruments such as videos, spreadsheets, software use,

virtual activities, tests and the Didactic Unit. These allowed to identify and analyze the learning

generated in the students after the methodological intervention of the project. The implementation

of this didactic unit allowed the application of innovative activities, framed in the use of physical-

mathematical models that allowed students to understand, identify, associate, enhance and apply

the principle of work and kinetic energy in a real context, such as Are traffic accidents.

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Résumé

Le projet de recherche qui suit se concentre sur la modélisation et de la méthodologie de la

physique d'enseignement; pour mener à bien cette méthodologie, il utilise des modèles physiques

structurés et appliqués dans les enquêtes sur les accidents de la circulation, en particulier liés au

principe du travail et de l'énergie cinétique (objet d'apprentissage de ce projet). Pour mener à bien

l'intervention de l'enseignement méthodologique ont été construits, mis en œuvre et a analysé trois

instruments: le premier est l'instrument d'idées sur le principe du travail et IPTEC d'énergie

cinétique, le second est un test de question fermée, qui catégorise les niveaux d'apprentissage des

élèves; ces deux instruments ont été appliqués avant et après l'intervention de l'unité

d'enseignement; ce qui est le troisième instrument, qui a été contextualisée dans l'enquête physique

des accidents de la circulation et des ressources TIC.

La méthodologie de la recherche appliquée dans ce projet est de conception basée sur la

recherche IBD; Il est cette qualitative; Pour ce faire, l'utilisation des techniques de recherche et

étude de cas est une recherche qualitative et se développe au moyen d'instruments tels que des

vidéos, des feuilles de calcul, en utilisant le logiciel, activités virtuelles, tester et unité

d'enseignement. Ils ont permis d'identifier et d'analyser l'apprentissage des élèves généré après la

méthodologie d'intervention du projet. La mise en œuvre, ces travaux ont permis d'appliquer des

activités innovantes, encadrées dans l'utilisation de modèles physico-mathématiques qui ont

permis aux élèves de comprendre, identifier, associé, promouvoir et mettre en œuvre le principe

du travail et de l'énergie cinétique dans un contexte réel, ils sont les accidents de la circulation.

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Introducción

En las nuevas tendencias de enseñanza de las ciencias y en particular el de la Física, invitan a

repensar las metodologías desarrolladas por los docentes en diferentes espacios de formación de

los estudiantes y propiamente aplicadas en el salón de clase, los laboratorios y espacios de

interacción como la semana de la ciencia, semana de la tecnología, semana de la astronomía,

conferencias, coloquios, etc., que se desarrollan de forma interna y externa a las instituciones. Lo

anterior invita a repensar hasta qué punto el quehacer docente, procede con nuevas metodologías

de enseñanza que permitan mejorar la compresión de los diversos conceptos que se estén

desarrollando en las clases de Física, pero, profundizando objetivamente sobre dichas prácticas, y

dirimir qué tipo de sucesos reales (externos al aula), contribuyen con mayor eficiencia en los

procesos de enseñanza -aprendizaje de la Física: este último, se desarrolla como punto central del

presente trabajo.

Teniendo en cuenta que algunos conceptos propios de la Física son conceptualizados y

contextualizados por los estudiantes de acuerdo a sus propias percepciones del mundo, en el que

involucran posiciones marcadas por dinámicas de aprendizajes en etapas de formación anteriores,

porque ciñen los aportes que posiblemente se generaron cuando el docente desarrolla sus propias

temáticas, y relaciona los conceptos con realidades experimentadas en la cotidianidad misma del

estudiante. Dichos aprendizajes, son más perceptibles a ser significativos cuando el estudiante

relaciona el concepto en estudio, con una experimentación continua y de constante discusión. Lo

anterior hace pensar en encontrar una “excusa” externa al aula, que permita de forma pertinente

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relacionar contenidos desarrollados en la clase de Física.

De lo expuesto anteriormente, este proyecto de investigación hará uso del cómo se realiza

la Investigación de Accidentes de Tránsito (IAT), como pretexto de enseñanza, para que

estudiantes de primer semestre de ingeniería, comprendan y apliquen el Principio del Trabajo y la

Energía Cinética (PTEC); teniendo en cuenta que este principio predomina en el análisis físico de

casos de este tipo, sin desconocer que existen otros conocimientos físicos que contribuyen a la

investigación de estos fenómenos de tránsito (leyes de Newton, teorema de la conservación de la

energía mecánica, rotación de sistemas etc.), pero en el caso de este proyecto de investigación, el

PTEC demarcará el aprendizaje que se pretende lograr en los estudiantes. Dicha temática se

desarrollará en una Unidad Didáctica (UD), que tendrá Actividades de Instrucción (AI), las cuales

se aplican de acuerdo con el desarrollo de las sesiones; dichas actividades estarán apoyadas en el

uso de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC).

El deseo primordial de relacionar la IAT como metodología de la enseñanza del PTEC, es

motivado al alto cuestionamiento que se genera en las personas de cualquier contexto (estudiante,

profesor, abogado, policía, periodista etc.) cuando un evento de dicha índole se presenta, y que

involucra a propios y extraños, a opinar desde los conceptos físicos que en un Accidente de

Tránsito (AT) se podrían discernir, de acuerdo a las concepciones que tienen y transmiten aquellos

que narran o comentan estos fenómenos. De igual manera, en la forma en que definen o relacionan

de forma inadecuada el(los) concepto(s) físico(s) en la mayoría de los casos, bien sea para indicar

el sentido de circulación de los implicados, velocidades probables, rapidez, aceleración, distancia,

espacios, entre otros. Es así, como la IAT, puede involucrar hipótesis, conocimientos y deserciones

científicas entre los estudiantes, pues se enriquece el desarrollo metodológico de las clases y se

potencian los aprendizajes.

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Asimismo, los AT ocurren sobre la vía y se presentan súbita e inesperadamente,

determinado por condiciones y actos irresponsables potencialmente previsibles, atribuidos al

factor humano, factor ambiente y factor vehículo, los cuales ocasionan pérdidas prematuras de

vidas humanas y/o lesiones, así como secuelas Físicas o psicológicas, perjuicios materiales y daños

a terceros; de aquí que resulta interesante y desafiante llevar dicha problemática (que hoy día se

considera un asunto de salud pública) confinada dentro de una UD, para facilitar los procesos de

enseñanza-aprendizaje en los estudiantes, hasta el de replantear los ámbitos tradicionales de

enseñanza del PTEC. Esta UD es diseñada y planificada de acuerdo a los modelos físicos apoyados

en algoritmos, que permiten comprender cómo es el uso del PTEC, por lo que se proponen

actividades desde la reflexión científica, reflexión social y desde la reflexión metódica para la

enseñanza de la Física: éstas como respuesta a las percepciones que se recopilaron en el

instrumento de ideas generales sobre la accidentalidad y su relación con los conceptos de la Física.

Por tanto, es el interés de este proyecto, conocer las ideas previas de los estudiantes frente a sus

conocimientos en Física y su relación con los accidentes de tránsito, lo que determina en gran

medida, el objeto de estudio de la investigación aquí consignada.

Ahora bien, la construcción, aplicación y análisis de la UD tiene puntos importantes que se

resaltan dentro de la ejecución de la intervención: inicialmente la aplicación de la Física para

investigar accidentes de tránsito, permite generar actividades de interés continuo, discursivo y que

anima a los estudiantes a comprender en mayor profundidad los procesos necesarios para entender

este tipo de eventos; de la misma manera, estas actividades permiten que los estudiantes obtengan

aprendizajes sobre el principio del trabajo y la energía cinética, hasta el punto de comprenderlos,

analizarlos y aplicarlos.

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1. Problema

Existe una baja relación entre los conocimientos que se pretenden construir y potenciar en ciencias,

especialmente en la enseñanza de la Física; las actividades diseñadas por los docentes, los

discursos en el aula y las realidades sociales en las que viven los estudiantes (Jessup & Margie,

2010). Asimismo, en las prácticas experimentales en los laboratorios de Física, no se evidencian

estrategias de motivación y de aplicación en contextos reales, que permitan aprovechar los

diferentes escenarios para relacionar los conceptos de la Física e integrar el conocimiento de

fenómenos de índole social, con el fin de promover la construcción de lenguajes simbólicos y su

correspondencia con su significado científico, a la vez, el empleo de dichos conocimientos como

instrumento de aprendizaje con significado y sentido para promover competencias que les

permitan participar como ciudadanos (Salinas, 2013)

Este punto de intersección debe permitir el abordar numerosas situaciones cotidianas que

sirvan de contexto para aportar metódicamente en el desarrollo de las clases de ciencias y, en el

caso concreto de la enseñanza de la Física, a que se contribuya en la construcción significativa del

conocimiento, para que desde una posición crítica los estudiantes aporten en la necesaria toma de

decisiones fundamentadas en torno a problemas locales y globales.

En tal sentido, se rescata dentro de la enseñanza de la Física, la creciente disposición por

parte de los docentes en generar ambientes de aprendizaje a partir de diversos procedimientos,

siendo uno de ellos la resolución de problemas; hecho que se ha entendido como estrategia para

resolver algoritmos desconectados entre la triada: Ciencia, Sociedad y Tecnología (CTS), donde

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la construcción de conocimientos no se da desde situaciones en las que se involucren la realidad

fuera del aula, sino en las que se construyen conocimientos de forma libre y sin prescindir de

procesos de aprendizaje, por ello es vital familiarizar a los estudiantes no solamente en relación a

los conocimientos generados por las leyes Físicas y los problemas contextuales planteados en

libros o guías de laboratorio, sino que deben permitir el desarrollo del pensamiento lógico y la

formación de valores científicos y ciudadanos a partir de casos experimentales y experiencias

reales cotidianas (Adúriz, Izquierdo y Estany, 2002)

Ahora bien, teniendo en cuenta la complejidad en la enseñanza de la Física para atender a

la formación integral del estudiante, su desarrollo en escena dentro del aula se altera aún más

cuando se quiere integrar el fomento de competencias científicas que evidencien la construcción

de los conocimientos en Física, aquí las estrategias de los docentes no tienen en cuenta los estilos

de aprendizaje, ni se hacen con temas de interés (Coca,2014). Para estos casos se recurren a diseños

que, en el mejor de los eventos, convocan estrategias que vinculan herramientas de las tecnologías

de la información y la comunicación como: software, videos etc., pero no enfatizan en las posibles

acciones que estos conceptos pueden involucrar en aplicaciones de la vida diaria en la que se está

formando integralmente el estudiante.

Asimismo, se observa que las prácticas de laboratorio se han limitado a la descripción de

un montaje, definición de unos objetivos ya predeterminados, al registro y toma de datos; lo que

no permite al estudiante modelar un fenómeno en su complejidad, dar cuenta de algunos conceptos

de la Física involucrados y adicionalmente, no provee estrategias para el cultivo de habilidades

investigativas que promuevan el lanzamiento de hipótesis, la valoración de condiciones, la

representación de acciones y la interpretación de una problemática a partir de sus consecuencias

(Vizcaíno & Castiblanco, 2009)

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De acuerdo a lo mencionado anteriormente, se registran las condiciones generales de la

enseñanza de la Física, el uso de las TIC en dichos procesos, y la contextualización de

conocimientos propios de la ciencia (en particular para el de la Física), que permitan abordar un

aprendizaje significativo del principio del trabajo y la energía cinética en la investigación de

accidentes de tránsito, por lo que se plantea la pregunta de investigación como:

¿Qué aprendizajes pueden generar los estudiantes cuando estudian conceptos sobre el

Principio del Trabajo y la Energía Cinética aplicados en el Análisis de Accidentes de Tránsito y

desarrollados a través de una Unidad Didáctica?

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2. Antecedentes

Según Vázquez & Jiménez (2016), la enseñanza y aprendizaje de las ciencias debe integrar y

enriquecer el conocimiento cotidiano, por lo que se hace necesario relacionar desde las diferentes

ciencias (Física, química, matemáticas etc.) los contenidos temáticos con situaciones de contexto

que el estudiante asume en su diario vivir; esto permitirá que el estudiante pueda conocer,

desarrollar, y potenciar, sus conceptos y procedimientos científicos; también permite la emisión

de hipótesis, realización de informes y contribuir de forma positiva en la actitud hacia el

aprendizaje de las ciencias.

Cuando el estudiante relaciona en el ambiente de aprendizaje el objeto de conocimiento

que se desarrolla dentro del proceso de formación, y da cuenta que éste se encuentra en relación

con ciertos contextos que considera él mismo significativos, por lo que será más viable el camino

para movilizar en el educando, el deseo de comprender los diversos contenidos que se trabajan en

las ciencias (D’Amore, 2008) , esto implica que el estar al interno de un contexto significativo, se

lleva al estudiante a desear afrontar la situación y/o problemática, desarrollando actividades de

búsqueda personal, puesto que según Moreira (2005) en el estudiante una nueva idea es

significativa en la medida en que conecte bien las ideas y sus significados previos, y el compartir

dichos significados dependen de la comunicación del alumno con su profesor, del profesor hacía

sus alumnos, y entre los mismos educandos (Castro & Ramírez, 2013).

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De igual manera, se ha de poner el interés del aprendizaje como descubrimiento, a partir

de situaciones en las que el estudiante se enfrenta dentro de los espacios de convivencia en el aula

o fuera de ella, tan como plantea Hodson (1985), citado Gil (1986). Lo anterior, es el reto inicial

que el docente de las diferentes ciencias se pueda enfrentar, ya que debe desligar en su quehacer

diario y como ponente principal al sistema de evaluación y al mismo objetivo de la enseñanza de

las ciencias, de que los alumnos aprendan las teorías vigentes y sepan aplicarlas a los fenómenos

adecuados en las situaciones apropiadas (Vasquez, Acevedo y Manassero, 2003) y (Villareal et al,

2005). Esto magnifica a la enseñanza de las ciencias en una secuencia que desafortunadamente

está ligada a la preocupación de los profesores por enseñar los conocimientos científicos y eliminar

errores, porque en sí la misma ciencia de los propios científicos no admite errores, lo que provoca

a menudo un rechazo del pensamiento especulativo de los educandos, fomentando una visión de

la ciencia caracterizada por la rigidez e intolerancia de quien no practica y mucho menos, la hace

propia (Ruz, 2015).

Para acercar la enseñanza de las ciencias en espacios más propicios para generar

aprendizajes en los estudiantes, se plantea el uso de situaciones contextualizadas que son llevadas

hasta la construcción de algoritmos e imágenes representativas del fenómeno en estudio, para ello

se plantea el uso de la modelización (Izquierdo, 2004)

Lo anterior es una herramienta metodológica que se logra aplicar acertadamente, cuando

la contextualización del conocimiento se hace a través de la presentación de situaciones

problemáticas reales que sean factibles de simbolizar mediante modelos matemáticos (Tamayo,

2013) el concepto de modelo es uno de los pilares metateóricos sobre los que se edifican las

ciencias naturales (Adúriz et al, 2011). También se entiende que un modelo cualquiera, es una

entidad no lingüística que sirve al individuo a modo de representación simbólica interna y

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operativa, para explicar la diversidad de fenómenos que se le puede presentar en su entorno

(Galagovsky & Adúriz, 2001)

Por otra parte, el uso de la modelación en los diferentes espacios de formación se muestran

de diversas maneras, estos, según los puntos de vista desde donde se mire la didáctica de quienes

desarrollan sus propias prácticas y de quienes pretenden innovar en los espacios de adquisición de

estrategias de enseñanza, de acuerdo a los objetivos de la actividad; para el caso de este proyecto,

el contexto social va ligado a la investigación de accidentes de tránsito, que haciendo uso de

modelos físico-matemáticos, da respuesta científica a las situaciones que de esta se puedan generar.

La modelación no es una tarea fácil, toda vez que se debe pensar, como objetivo, la

enseñanza de ambas cosas simultáneamente (comprensión Física y matemática sobre un mismo

contexto), algo que sería muy complicado (Trigueros, 2009). Según el mismo autor, el diseño de

las situaciones constituye un elemento central para que el uso de la modelación tenga éxito, puesto

que esta puede variar de acuerdo a la inmersión del contexto y la población en que se aplique, en

razón a que no es lo mismo generar aprendizajes a estudiantes que asumen el conocimiento como

la obligación del mismo, que asumir el conocimiento propio de las situaciones en las que se

encuentran diferentes situaciones concretas de su diario vivir en palabras de Izquierdo (2004)

desde una perspectiva realista, el interés se enfoca en la resolución de problemas reales que tengan

sentido práctico para los alumnos.

La anterior definición de la modelización se argumenta, a partir de que los estudiantes

aprenden más significativamente de esa manera, además de que muchos alumnos muestran mayor

interés por la solución de problemas relacionados con su entorno, que con las actividades centradas

únicamente en las matemáticas y en el análisis numérico para el caso resultadista de la Física

(Trigueros, 2009). Es así, como existe la posibilidad de sumergir al educando, en el diseño de

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contextos problematizadores, desde modelos explicativos que se basan en las imágenes

permisibles a modelos explicativos que se basen en las imágenes correctas y pertinentes (Vizcaíno

& Castiblanco, 2009).

En tal sentido, se define el proceso de diferenciación de imágenes necesarias para

comprender un fenómeno fisicomatemático, entre imágenes permisibles, concretas y pertinentes,

según Castiblanco y Vizcaíno, (2009) como;

Las imágenes permisibles serían todas aquellas que se pueden imaginar en el pensamiento

porque su misma naturaleza lo permite, es decir, nuestra manera de ver el mundo responde a

lo que vamos construyendo desde la cotidianidad sea ésta reflexiva o no, lo cual hace que,

frente a hechos desconocidos desde la experiencia de vida, el sujeto intenta entenderlos desde

los modelos explicativos que ha configurado, y por tanto lo que su pensamiento le permite

pensar (p.5)

Es así como el estudiante puede hacer una aproximación inicial del fenómeno en estudio,

que para el caso de este proyecto, es el principio del trabajo y la energía cinética aplicado en la

investigación científica de accidentes de tránsito, que dentro del desarrollo del pensamiento físico-

matemático, se presenta en cómo el conjunto de habilidades que adquiere el educando para

describir, comparar, sistematizar, concluir, aplicar, es decir, organizar todas sus sensaciones y

pensamientos en pro de la construcción de una explicación coherente de acuerdo a sus

preconceptos y primeros afines científicos (Vizcaíno & Castiblanco, 2009).

Por su parte, el paso de imágenes permisibles a correctas se da cuando el educando

relaciona los procesos experimentales con el modelo que inicialmente planteó; en palabras de

Vizcaíno & Castiblanco (2009):

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La evidencia experimental, en donde ya no es simplemente lo que diga lo cotidianidad, sino

que entra en juego uno intensión de observar los fenómenos o sistemas físicos paro esclarecer

lo veracidad o coherencia de uno "imagen" que aparentemente lo explicaba todo; allí las

"imágenes" empiezan o hacerse más correctos en el sentido de que por lo menos no habrá

contradicciones entre el modelo explicativo y lo que se observa. (p.2)

Es aquí cuando el estudiante entra en una interacción continua entre las percepciones de su

entorno, y la operación controlada de mediciones y precisiones experimentales (Chade, 2014). Es

así que se proponen modelos que, además de la habilidad experimental, la capacidad de interactuar,

la mentalidad científica y un comportamiento adecuado en el aula, forman una identidad específica

del estudiante que le ayuda en sus expectativas de éxito (Moreira, 2002). Lo anterior pone de

manifiesto, que las “nociones imaginarias” iniciales del estudiante, están más ligadas a la

experimentación, por lo que el cambio de concepción del fenómeno en estudio tiene una afinidad

sistemática y controlada.

Para Felipe, Gallarreta, & Merino (2006) se debe alcanzar un peldaño adicional en la

construcción de las imágenes para la modelización de un fenómeno en ciencias, que permita

alcanzar el desarrollo de pensamiento pertinente para la compresión conceptual; en otras palabras,

estos aprendizajes se reconocen como imágenes pertinentes, que son definidas por Vizcaino &

Castiblanco (2009) como:

En este nivel de pensamiento es donde se hace más evidente la relación entre Física y

Matemática, pues no sería posible dar sentido físico a los algoritmos matemáticos si éstos no

describieran una determinada fenomenología, y a su vez, no sería posible analizar

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sistemáticamente un fenómeno físico sí no se hiciera mediante modos de proceder

matemáticos, es decir, mediante la organización, sistematización, abstracción, uso de

principios lógicas y demás habilidades de pensamiento y estrategias de conocimiento que sólo

se desarrollan con el fin de "matematizar" lo observado. (p.5)

Para que el proceso anterior se genere dentro de un procedimiento metodológico de la

modelización, es de vital importancia, que los conceptos se introduzcan de manera

contextualizada, hasta que el nivel de apropiación de los conceptos físicos esté fundamentado en

la inteligibilidad y coherencia que cada quien encuentra en sus pensamientos (Adúriz et al, 2011).

Igualmente, es recomendable que el diseño de actividades de enseñanza, incorporen las etapas del

proceso de modelación, con el objetivo de pretender que el alumno desarrolle habilidades en el

rubro científico y las implicaciones que allí se generan (Laura, 1993).

Teniendo en cuenta hasta aquí, que la modelización es una metodología que permite

constantemente ajustar las formas y medios con los que se desarrollan las diferentes prácticas en

el aula, laboratorio u otro espacio de formación, lo que implica que, desde las prácticas propias del

docente, es necesario la retroalimentación constante de las experiencias, porque estas permiten

mejorar los modelos expuestos por los grupos participantes (Romero & Quesada, 2014). Esto

permite que la construcción de modelos cada vez más coherentes del fenómeno en estudio, hasta

la elaboración y/o construcción del modelo pseudoconcreto adecuado para establecer modelos

físicos/matemáticos que sean pertinentes a las problemáticas propuestas de forma contextualizada

(Adúriz et al, 2011).

Para Trigueros (2017), la enseñanza de las ciencias se imparten casi siempre en forma de

conferencia, introduciendo definiciones y teoremas de manera más o menos lineal y dejando el

trabajo de los alumnos únicamente para la solución de problemas como tarea en casa, dichas

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definiciones y teoremas generan nuevas tendencias de modelado, que se pueden distinguir bajo

dos tipos de corrientes, una didáctica en la que los modelos se utilizan para estructurar y promover

el proceso de aprendizaje de los alumnos, y otra que se puede considerar de carácter conceptual en

la que el papel de la modelación es clave para introducir nuevos conceptos y para desarrollarlos

metódicamente en los procesos de formación de los educandos (Trigueros, 2009)

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3. Justificación

La enseñanza de la Física debe presentarse a través de prácticas donde se evidencien además de

un dispositivo claro de motivación, los elementos de aplicación en contextos reales, que permitan

aprovechar diferentes problemáticas como escenarios de enseñanza para la construcción de

conceptos de la Física, los cuales deben incluir actividades de motivación hacia el aprendizaje de

nuevos conceptos, contextualización de los discursos del maestro y realidades sociales donde se

integre al estudiante dentro de su proceso de aprendizaje.

Por lo sustentado hasta aquí, se propone plantear una metodología activa en la enseñanza

de la Física, basada en la investigación de accidentes de tránsito para comprender conceptos

entorno al principio del trabajo y la energía cinética, lo que permitirá no solamente el desarrollo

de habilidades propias del cálculo de algoritmos, sino la contextualización de problemas reales

que llevan a la comprensión de fenómenos complejos, haciendo que se tome a la Física como una

herramienta de análisis para potenciar capacidades y sea motor de actitudes que les permita

comprender la sociedad y algunas de sus problemáticas.

El estudio de eventos de tránsito promueve y se apoya en la investigación científica a partir

de principios, leyes, teoremas de la Física, por lo que el desarrollo de la modelación como proceso

intrínseco de la resolución de problemas (velocidad inicial de los implicados en el evento de

tránsito), el mejoramiento de habilidades comunicativas (generación de informes escritos de

calidad argumentativa, justificativa, explicativa y descriptiva) y el fomento de competencias

ciudadanas (ser racional frente a esta problemática de salud pública); ya que las posibles soluciones

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no se encuentran en los libros que hacen parte del cotidiano en las clases teóricas, por lo que exigen

trabajo interdisciplinario, visiones compartidas, y por supuesto aplicación de las leyes que rigen la

Física clásica (Castro & Ramírez, 2013).

Este tipo de metodologías permite mejorar la autonomía y cultivar estrategias de

investigación propias de las ciencias (planteamiento de problemas, formulación de hipótesis

fundamentadas; búsqueda de información; elaboración de estrategias de resolución y de diseños

experimentales en condiciones controladas y reproducibles, análisis de resultados, etc.)

relacionando los conocimientos aprendidos con otros ya conocidos y considerando su contribución

a la construcción de cuerpos coherentes de conocimientos y a su progresiva interconexión en una

de las problemáticas más graves de la sociedad, a tal punto que se han convertido en problemas de

salud pública según la OMS (2013)

En tal sentido, el desarrollo de esta metodología para la enseñanza de la Física a partir de

aplicaciones de conceptos del principio del trabajo y la energía en la reconstrucción de accidentes

de tránsito permitirá a los estudiantes familiarizarse con la terminología científica que se maneja

en los eventos de tránsito, para denotar un suceso o serie de sucesos que cabe someter a un análisis

racional y a la aplicación de medidas correctivas. El término accidente puede dar la impresión de

sucesos inevitables e impredecibles, es decir, imposibles de controlar, esto para poder emplearla

de manera habitual al expresarse en el ámbito escolar, así como para poder explicar expresiones

científicas del lenguaje cotidiano y relacionar la experiencia diaria que viven miles de personas y

que desafortunadamente están involucradas en accidentes de tránsito en Colombia, según el

Instituto de Medicina Legal y Ciencias Forenses (2012)

Adicionalmente, la reconstrucción de accidentes de tránsito como metodología permitirá

utilizar las TIC, para realizar animaciones, recolectar datos, extraer y utilizar información de

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diferentes fuentes, evaluar su contenido y adoptar decisiones de manera que permita al estudiante

familiarizarse con el diseño y realización de experimentos, utilizando la tecnología adecuada para

un funcionamiento correcto, con una atención particular a las normas de seguridad, a los marcos

de referencia, la predicción de hipótesis, el cotejo de variables, y otras habilidades científicas que

son vitales para la formación integral del estudiante (Doménech, Limiñana y Menargues, 2013)

Esta metodología ofrece un carácter motivante y creativo que va de la mano con el trabajo

científico como actividad en permanente proceso de construcción; desarrollado al margen de la

promoción de las competencias ciudadanas y sirve al tiempo como herramienta para el desarrollo

de pensamiento que permite analizar y comparar hipótesis y teorías contrapuestas.

Así mismo, esta metodología y el diseño didáctico permiten acercar la realidad que vive

el país en materia de accidentes de tránsito ya que es muy alta. Según (García & Rivera, 2009)

En Colombia son muy frecuentes los eventos de tránsito, los cuales provocan altas pérdidas

materiales y fundamentalmente vidas humanas, ya sea por la topografía de las vías, por fallas

mecánicas o por los errores humanos, por ello es de vital importancia la reconstrucción

analítica de cada evento, la cual es la herramienta que se constituye en la prueba necesaria para

que los jueces determinen las responsabilidades respectivas. (p.2)

Lo anterior hace necesario generar discursos relacionados a dicha problemática, que

contribuyan sistemáticamente a disminuir el impacto social que allí se genera; para el caso de la

formación desde el aula, se deben fijar estrategias para el cultivo de actitudes ciudadanas que

sensibilicen la problemática desde el desarrollo transversal del currículo y para el caso desde la

enseñanza de la Física.

En resumen, el desarrollar la estrategia didáctica de esta manera para la enseñanza del

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principio del trabajo y la energía, permitirá que las aplicaciones de conceptos físicos en la

reconstrucción de accidentes de tránsito, generen el aprender ciencia, es decir, a construir los

conocimientos científicos básicos y saber utilizarlos para interpretar los fenómenos naturales y

sociales que de este campo se derivan, lo que haría un verdadero aprendizaje de la Física, en

específico, del principio que se desarrolla en este proyecto de grado; es decir, el estudiante debe

estar en condiciones de utilizar los procedimientos científicos para la resolución de problemas,

atendiendo a la solución más allá de la aplicación de ecuaciones, más bien a la resolución de

problemas entendida como la búsqueda de información, descripción, análisis y tratamiento de

datos, formulación de hipótesis, diseño de estrategias de contraste, experimentación, elaboración

de conclusiones y comunicación de las mismas a los demás y contextualización de resultados que

generan una tensión en el pensamiento productivo relacionándolos con contextos reales y que cuya

solución exija la construcción de conocimientos y la reflexión del contexto problema

(Izquierdo,2004).

En tal sentido, esta metodología está dirigida según los planes de estudios a estudiantes de

primer semestre de ingeniería de la Universidad ECCI que cursan la asignatura Física Mecánica,

teniendo en cuenta que en estos grados, los estudiantes ya hacen uso de los conceptos de cinemática

y leyes de movimiento, y donde la reconstrucción de accidentes de tránsito generada a partir de

datos reales proporciona ruta de análisis y de enseñanza en las que el docente diseña el ambiente

de aprendizaje y combina elementos desde la realidad nacional, basándose en los accidentes de

tránsito describiendo en forma técnica los conceptos físicos allí implícitos y dejar una estructura

inmersa en relación a las actitudes ciudadanas que visibilicen la importancia del tema y forman en

el estudiante una persona crítica y reflexiva de su propio entorno.

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4. Objetivo

4.1 Objetivo general

Estudiar el impacto de los aprendizajes en estudiantes de ingeniería de primer semestre del curso

de Física Mecánica, frente al principio del trabajo y la energía cinética, aplicado en el estudio de

investigación científica de los accidentes de tránsito.

4.2 Objetivos específicos

Elaborar una revisión sistemática en relación a la enseñanza de la física apoyada en las

TIC.

Construir y aplicar instrumentos que permitan identificar conocimientos, intereses y

necesidades de formación de los estudiantes, frente al principio del trabajo y la energía

cinética.

Diseñar y aplicar una unidad didáctica (apoyada en las TIC), que permita fortalecer y

potenciar aprendizajes relacionados con el principio del trabajo y la energía cinética.

Analizar los resultados de la aplicación de la unidad didáctica, a partir las matrices de

análisis.

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5. Referente Teórico

En este capítulo se exponen los referentes teóricos que soportan el desarrollo conceptual del

presente trabajo, para ello, se realizó un compilación dividida en cinco marcos referenciales; la

enseñanza y aprendizaje de las ciencias, enseñanza y aprendizaje de la Física, uso de modelos y

representaciones en la enseñanza de la Física, enseñanza de la Física apoyada en las TIC y

aplicación del principio del trabajo y la energía cinética en investigación de accidentes de tránsito,

éste último visto como pretexto de aprendizaje.

5.1 Enseñanza de las ciencias

Para Romero & Quesada, (2014) existen grandes desafíos para la enseñanza de las ciencias; estos

desafíos están ligados a la percepción que el docente analiza de forma intuitiva dentro de los

diferentes procesos de formación que lleva en el aula, inicialmente porque pretende despertar el

interés y la motivación en el aprendizaje de nuevos contenidos o quizá, la aplicación de temáticas

que ya fueron desarrolladas en algún momento de la formación en diferentes ciencias. Una vez

que se logra despertar el interés de los estudiantes por el aprendizaje de la ciencia (Física, química,

matemáticas etc.), se debe plantear un desarrollo coherente con los objetivos de la clase misma,

del docente y del estudiante (éste último como eje central en el proceso de aprendizaje), ya que

sobre él recae todo el protocolo educativo que permitirá permear los discursos en el aula y en su

desarrollo social fuera de la misma.

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Asimismo, existe un consenso en la Didáctica de las Ciencias Experimentales (DCE) por

el cual, hacer ciencia, incluye la apropiación de recursos discursivos y construir con palabras el

significado de la experiencia que desarrolla el estudiante desde sus prácticas cotidianas (De Pro

Bueno, 1999). Se ponen así en juego estos recursos, con el fin de transformar dichas prácticas

cotidianas, en situaciones de análisis de los diversos fenómenos que se pueden extraer hasta el

punto de contextualizarlos de forma problematizadora, ya que permite ayudar a los estudiantes a

explorar la relevancia personal de la ciencia e integrar el conocimiento científico con soluciones

prácticas complejas (Moreira, M, 2014). Por lo tanto, enseñar ciencias de esa manera requiere

poner un foco en problemas auténticos que frecuentemente no pueden ser definidos en términos

netamente científicos (Campanario & Moya, 1999).

De esta manera, lo que se pretende es relacionar de forma directa la ciencia con las

situaciones que son experimentadas (desde el educando), de manera inseparable a los contenidos

científicos que allí están inmersos. Aquí se pone de manifiesto, el desarrollar en los estudiantes la

comprensión de la base social e institucional de la credibilidad científica, y de lo que realmente

resulta ser ciencia; en otras palabras, se logrará llamar la atención de muchas clases de públicos en

general, puesto que sentirán la ciencia como una rama especifica que puede lidiar con las preguntas

que constantemente están surgiendo del por qué, para qué y cómo (Medallo et al,2014)

Por lo anterior, la enseñanza de las ciencias debe habilitar a los estudiantes a hacer juicios

sobre la confiabilidad y validez de enunciados científicos, incluso cuando no tienen la capacidad

requerida y el rigor con el que se desarrollan concepciones teóricas, lo que acercará de forma

factible al estudiante a proporcionar sus concepciones y percepciones para ser conocidas y

comenzar desde ese punto inicial, una relación que a hoy día se hace necesaria para la motivación

en el aprendizaje de las ciencias (Caamaño, 2011).

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Actualmente, en relación a la enseñanza de las ciencias, según Moreira (2005),se debe

estimular el desarrollo de intereses personales, la curiosidad habitual y hobbies, que deben estar

relacionados con la ciencia, porque de esta forma aumentará la motivación y la confianza de los

alumnos dentro de los procesos en los que participa, al igual que en futuras experiencias de

aprendizaje. Para esto la enseñanza no debe ser monológica, sino dialógica según Freire (como se

citó en Alonso, Díaz, y Mas, 2005). Es así, que se pretende que el docente hable menos (narrar

menos) y crear más espacios para que los alumnos conversen y externalicen los significados que

están captando; para este tipo de interacciones entre los educandos, se debe tener en cuenta que la

relación de los contenidos de las primeras situaciones presentadas o propuestas a los alumnos debe

corresponder a su mundo, su entorno, su edad y su cultura (Greca & Moreira, 1998)

A propósito de la forma en que los estudiantes contextualizan las situaciones

problematizadoras, es importante tener en cuenta el conocimiento previo, que se debe asumir en

los procesos de enseñanza – aprendizaje como la variable más importante y que resulta ser,

largamente, la más implícita (Adúriz & Morales, 2002). Esto permitirá al docente identificar y

hasta caracterizar las situaciones para que los alumnos hablen y propongan de forma crítica y

reflexiva, el papel de las ciencias en la comprensión de fenómenos. Sino es de esta manera que el

docente no tendrá idea de cuáles y cómo están siendo captados los significados que se pretenden

construir de forma preconceptual y conceptual. Para esto, son las situaciones que dan sentido a los

conocimientos (Moreira, 2002)

Por otra parte, inevitablemente existirá algunas situaciones que no permeen a todos los

intereses de los estudiantes, por lo que dichas situaciones que, en algún momento son fuera del

contexto del alumno, deben ser trabajadas progresivamente en crecientes niveles de

transversalidad y para las situaciones que tienen un público mayoritario, de esta forma que se debe

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aumentar en complejidad de acuerdo con los requerimientos propios del desarrollo de la clase

(Adúriz et al., 2011).

Finalmente, Salinas (2013), hace un planteamiento de que enseñar no es depositar

conocimientos en la cabeza del alumno, pues de una forma u otra, el proceso de enseñanza –

aprendizaje pierde sentido como objeto social, ya que las finalidades de los ajustes curriculares

actuales exigen formar un ser que sabe hacer y sabe ser. De igual forma, la adquisición de

conocimientos es importante pero con criticidad, con cuestionamiento, que abarca las percepciones

personales que tiene el estudiante, es así que no tendría sentido enseñar sin tener en cuenta el

conocimiento previo de los alumnos en alguna medida (Klimenko & Alvares, 2009) ya que es más

fácil para el alumno captar partes de un todo si ya tiene idea del todo (Ausubel, 2000) y, donde la

evaluación debe buscar evidencias de aprendizaje, al igual que debe incluir aspectos formativos y

recursivos (Moreira, 2012), porque desde la enseñanza de la ciencia se debe juzgar con criterios

de medida científica en el campo de la educación y no en sistema numéricos de medición de las

nociones que cada persona tiene del entorno que quiere explicar a través de los aprendizajes que

desarrolla en clase.

5.2 Enseñanza y aprendizaje de la Física

En los procesos de enseñanza y aprendizaje de la Física, se deben utilizar distintos materiales

instruccionales y diferentes estrategias didácticas, estimulando la participación del alumno como

eje central en el proceso de formación (Castro, Peley y Morillo, 2006). Para esto, los contenidos

físicos no deben ser enseñados como verdades inmutables, sino como construcciones y creaciones

del hombre que buscan de forma continua la explicación del funcionamiento del entorno y de las

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situaciones que permitan relacionar la Física en los contextos sociales, y más específicamente en

ejes problematizadores.

La Enseñanza de la Física en diferentes niveles, se encuentran limitada al estudio de los

conceptos clásicos de esta ciencia, sin abordar los avances y descubrimientos acaecidos en el

último siglo (Ramírez, 2013). Por lo anterior, es importante consolidar atenuantes contemporáneas

que, desde la Física aplicada, se desarrollen contenidos necesariamente de contexto actual, pero,

dentro del proceso discursivo del docente de Física, los contenidos son presentados de forma

tradicional y es así, como son vistos de forma aburrida para el alumno, porque son difíciles y

excesivamente teóricos (Solbes, 2007). Además de la falta y/o falencia en la preparación de los

profesores para el desarrollo de sus clases, de sus malas condiciones de trabajo, y de la progresiva

pérdida de identidad de la Física en el currículum; es así como la enseñanza de la Física en la

educación contemporánea estimula el aprendizaje mecánico de contenidos desactualizados

(Moreira, 2014). De esta manera los alumnos simplemente memorizan fórmulas, definiciones y

respuestas correctas para reproducirlas mecánicamente en los exámenes que se realizan de acuerdo

con las necesidades curriculares; ese tipo de aprendizaje, conocido como aprendizaje mecánico, es

muy común en la escuela y un resultado cotidiano de la enseñanza de la Física, en otras palabras,

la metodología que se utiliza con mayor frecuencia es la tradicional (Gil,1986).

Desde el planteamiento de los problemas de Física que trabajan habitualmente los

estudiantes (y que se proponen en los libros de texto tradicionales) se pueden caracterizar por ser

poco conceptuales, muy rutinarios y descoordinados, y no corresponden a lo que se entiende como

problema (Gras, et al, 2014), por lo que genera en los estudiantes un desinterés continuo por el

aprendizaje de los contenidos en Física. Ahora bien, para dar una respuesta coherente a la

disposición para aprender Física, por parte de los educandos, se debe plantear situaciones de índole

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real, llamativo y motivante, para dejar de seleccionar talentos en Física y empezar a desarrollar

talentos, mezclando el aprendizaje activo centrado en el alumno con la práctica deliberada según

Wieman (como se citó en Moreira, 2013). Esto converge a una situación similar a las otras ciencias

(química, bilogía, matemáticas etc.), donde se valora más a los estudiantes que proceden

mecánicamente a los resultados, que a los mismos estudiantes que cuestionan continuamente el

entorno en el que se encuentran. Es así, como se debe tener en cuenta a la enseñanza de la Física,

no como una cuestión de llenar de conocimientos los cerebros de los estudiantes, sino de

desarrollar sus cerebros en física (Moreira, 2014).

Para desarrollar aprendizajes en Física, (Jessup & Margie, 2010) plantean que el

aprendizaje de los conceptos de la misma, se facilitarán en la medida en que los alumnos perciban

cómo se trabaja en ciencias, porque aquí se contextualiza al estudiante, en la práctica real de la

ciencia (ciencia pura); en su naturalidad, sus procesos, sus análisis, sus barreras, sus percepciones

y sobre todo, su aplicabilidad para dar respuesta oportunamente a las situaciones desconocidas que

hacen que se construya desde la ciencia (en particular de la Física) principios y teoremas que

permitan estimar de forma detallada el control de diferentes variables. Dichas variables de entorno

son para Hamed & Rivero (2016), una base fundamental en la enseñanza de la Física, ya que se

debe integrar diferentes tipos de conocimientos (científicos, sociales, personales,

metadisciplinares, etc.) que van ligados a la formulación de los contenidos, y de esta forma lograr

que desde los temarios en Física, el aprendizaje sea más abierto, pues el estudiante asume como

propio, los temas desarrollados en clase.

Desde la perspectiva del discurso de los maestros, se replantea como modificable las

prácticas del discurso, para que este no sea reiterativo y así, se logre disminuir la dificultad en

relacionar al contenido teórico a fenómenos de la vida diaria. Por tanto, el maestro debe lograr

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caracterizar dichas situaciones que permitan desde la construcción de ideas, disminuir la dificultad

para enfrentar esa predisposición del alumno e intentar romper los prejuicios, que tiene hacia la

ciencia misma (Gimeno, 1983)

Hasta aquí, se pone de manifiesto que, para un cambio de actitud frente al aprendizaje de

la Física, se hace necesaria una estrategia que permita centrar en el objetivo mismo de la clase;

dicha estrategia (pertinente) consiste en que los estudiantes trabajen en las clases de una manera

parecida a como lo hacen los científicos (Adúriz et al., 2011). En palabras de Solaz & López (2008)

“es enfrentar a los alumnos a los problemas que se resuelven de forma metódica, numérica y

analítica; es generar una concepción con la introducción de nuevos paradigmas de aprendizaje”

(p.33), permitir una construcción cualitativa del fenómenos en estudio, y evidenciar su evolución

a medida que se usa para resolver los problemas planteados, mostrar el campo de validez de dicha

concepción con otro tipo de situaciones, hasta proponer expresiones matemáticas (algoritmos) que

permitan edificar la teoría en torno a las construcciones propias del estudiante.

Finalmente, la enseñanza de la Física cuenta con la oportunidad de participar en proyectos

dirigidos por docentes que distinguen de forma adecuada las disciplinas que manejan, el campo de

conocimiento de su aplicabilidad y de ser posible, que apropien sus espacios del quehacer docente

a los desarrollos de aprendizajes significativos de los estudiantes, para que de este modo, se

permita al estudiante conocer de primera mano en qué consiste la actividad científica y despertar

su vocación y talento desde una edad temprana.

5.3 Uso de modelos y representaciones en la enseñanza de la Física.

En los últimos años se está difundiendo un nuevo tipo de enseñanza de las ciencias centrado

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en el aprender a hablar y a escribir ciencia, es decir, centrado en la apropiación del lenguaje

científico en un proceso gradual y contextualizado (Sanmartí & Izquierdo, 2001). Este proceso

garantiza que el estudiante asuma la ciencia como personal, motivante e interesante, porque se

acaparan situaciones de contexto real, que son traídas de la forma más sistemática al aula, lo que

permite contextualizar desde diferentes percepciones un mismo fenómeno (Izquierdo,2004).

Para estructurar una misma apropiación de contexto, se debe enfatizar en los procesos de

comunicación entre profesorado y alumnado de ciencias naturales (que para el caso de la Física)

encuentra una serie de dificultades, una de las cuales está asociada a la brecha que se produce entre

el lenguaje cotidiano (en sus aspectos sintácticos y semánticos) y el lenguaje científico erudito

(Galagovsky & Adúriz, 2001). Aquí es donde la disposición metodológica y de innovación se hace

necesaria en el docente de Física, porque debe permear situaciones de desinterés colectivo y

volverlo de carácter llamativo, íntegro y diferente hacia los estudiantes, para que desde la ciencia

se actúe modelizando la realidad a través de procesos algorítmicos, pero también desde procesos

que exigen sumergir al estudiante en temas de contexto aplicadas, para que den respuesta a nutrir

significativamente los procesos de enseñanza-aprendizaje en las clases de ciencias (Adúriz et al,

2002).

Desde la enseñanza de la Física, la problemática del contexto en el lenguaje es un

importante tema de investigación, ya que ella hace evidente la fractura entre lo que llamamos

ciencia erudita y ciencia escolar (Gakvosky & Aduriz 2001). Por lo tanto, se hace necesario

plantear con rigurosidad metodológica los problemas de contexto que se pretenden desarrollar a

través de los modelos, porque de esta forma se garantiza que la ciencia escolar – enseñada y

aprendida en la educación obligatoria – y la ciencia erudita – también llamada de los científicos –

pueden acercarse, una vez que el estudiante asume su papel como generador y potencial critico de

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su propio aprendizaje científico.

Es así, como se presenta una innovación educativa que consiste en introducir a los

estudiantes en la aplicabilidad de procesos, análisis y conclusiones que tiene la investigación

científica. Dicha investigación está enmarcada en la utilización de modelos propios de la ciencia

erudita y de modelos que se abstraen para ser entendidos para el público en general (Justi, 2006).

Ahora bien, si se abstraen problemas de contexto real, filtrados en imaginarios, llamadas imágenes

permisibles, correctas hasta llegar a las pertinentes según Vizcaíno & Castiblanco (2009), aula se

presta el como un espacio de investigación didáctica, porque aquí hasta aquí, los antecedentes han

evidenciado que el uso de modelos sociales y las actividades de colaboración y aprendizaje,

fomentan la motivación de los estudiantes, sus logros y el interés por las carreras científicas

(Vázquez & Jiménez, 2016).

Por otra parte, la modelización exige que el conocimiento previo sea siempre considerado

como importante en la construcción de los diversos imaginarios presentes en el aula, ya que es una

variable aislada que más influencia tiene sobre el aprendizaje de nuevos conocimientos según

Ausubel (como se citó en Galagovsky, 2004). Lo anterior, permite que haya un anclaje cognitivo

que ayuda a dar significados a esos conocimientos en un proceso que va a estar en constante

interacción, o puede ser visto como obstáculo epistemológico que dificulta la atribución de

significados de los estudiantes (Villamil, 2008). De aquí que, para la enseñanza de la Física,

requiere entonces, reconstruir los contenidos científicos por medio de una imagen didáctica

adecuada que lleve los procesos que permeen las diferentes necesidades en el desarrollo de

contenidos que exige.

Estas imágenes de trabajo científico-didáctico en el aula, planteado por el docente y

desarrollado por el educando, se debe desarrollar de forma orientada por un conjunto de variables

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implicadas en dicho proceso: conceptos científicos, procedimientos científicos, emisión de

hipótesis, realización de informes y actitud hacia las ciencias (Porlán, 1998). Una vez establecidas

las variables implícitas en los procesos de enseñanza aprendizaje, se debe objetivar adecuadamente

el fin mismo de la enseñanza de la Física, que para el caso de este proyecto, es el del Principio de

Trabajo y la Energía Cinética; esto permite la separación entre sistema teórico y modelo científico,

apoyada en los conceptos de simplificación y aproximación, operaciones que reducen el número

de variables relevantes y acotan la complejidad de sus relaciones conceptuales para hacerlas más

cercanas a los estudiantes que rudimentariamente hacen con el uso de laboratorio para aproximar

de forma más adecuada sus conceptos (Adúriz & Morales, 2002).

Una vez se construya dichas concepciones a través de modelos, se pueden enfatizar en que

existen modelos que se ajustan al desarrollo metodológico de aprendizaje, estos son: los modelos

deterministas y los modelos estocásticos. Estos modelos son definidos por Laura (1993) de la

siguiente manera:

Los modelos deterministas pueden predecir el movimiento de un cuerpo en un tiempo diferente

a la inicial […] hay una ley que determina unívocamente el estado futuro del sistema a partir

de su estado inicial […] Los modelos estocásticos predicen los estados de evolución de un

cuerpo a partir de las teorías de las probabilidades […] estos no permiten determinar una

trayectoria del sistema, sino solamente la evolución de las probabilidades de ocupar los

distintos estados. (p.3)

La coherencia sistemática entre los dos tipos de modelos es aceptada de acuerdo a la

operación entre la realidad empírica y el sistema teórico, que se establece a partir de aceptar que

las propiedades de completitud, complejidad, organización y estructura están caracterizando el

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modelo de forma adecuada el sistema físico en estudio. Para el caso de la Física, el llamado sistema

físico es una representación de primer orden que da estructura al mundo de los fenómenos,

transformando los datos crudos en evidencias dentro de un padrón (Adúris, 2010); los modelos

científicos se constituyen en una representación teórica de la realidad que es de segundo orden

(Matthews, 1994).

Ahora bien, desde la didáctica de la Física, se interpretan los modelos didácticos como

representaciones de orden superior (modelos de modelos), obtenidas por transposición a partir de

los modelos científicos (Adúriz & Morales, 2002). De otra manera, es llevar los modelos

científicos que explican una realidad ya medible, calculada y comprobada, a ser una consideración

traspuesta al aula, es decir, llevarla de forma específica a quienes van a conocer a la ciencia erudita

desde en los espacios propios de formación, en un libro, video etc.: dichos modelos didácticos son

representaciones (esto es, abstracciones no lingüísticas) del mundo, con su propia lógica interna,

sus relaciones desemejanza con los fenómenos, y sus propios medios expresivos, definidos como

los lenguajes simbólicos especializados (Galagovsky et al, 2003). Estos modelos didácticos son

entendidos como modelos concretos, que según Adúriz & Morales (2002), son sin duda alguna el

recurso instruccional más utilizado en la enseñanza de la Física.

5.4 Enseñanza de la Física apoyada en las TIC.

Para desarrollar el presente proyecto de investigación, se hará uso de las TIC´s, como

metodología en la aplicación de la unidad didáctica que se plantea para el grupo de estudio, ya que

desde la enseñanza de las ciencias y en específico de la Física, es necesario identificar habilidades

y estrategias para implementar un currículo de ciencias que contemple laboratorios virtuales y

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reales (Cuesta & Benavete, 20144). En el caso particular de este proyecto, se hará el uso de la

reconstrucción de accidentes de tránsito a través de Virtual Crash 3.0, que anima gráficamente en

2D y 3D los momentos más cercanos en el desarrollo de un evento de esta índole.

Las metodologías que el docente desarrolle para aplicar diversos recursos académicos,

están ligados al contexto en que se pretenden desarrollar los ambientes en línea, ya que estos

pueden proveer a los estudiantes de orientación personalizada para optimizar resultados, entre

consultas detalladas, enfoques propios de intuición en el proceso de aprendizaje y de manera

detallada, el enmarcase en la construcción orientada del conocimiento con toda la información que

a hoy día está disponible en línea (Gibelli, 2014).

Para crear ambientes “en línea”, se debe esbozar una situación de contexto (Investigación

de Accidentes de Tránsito), plantear una situación de modelización Física (modelización de

fenómenos en siniestros viales), hasta llegar a la presunción de un algoritmo construido

detalladamente por las variables de entorno (velocidad, energía, fuerzas conservativas y disipativas

etc.); aquí se prepondera el que utilicen datos almacenados por los estudiantes, y con estos, guiarlos

en experimentos virtuales apropiados para su etapa de comprensión, según Mercado, Mayoral y

Claudia (2012) , esto garantiza que el aprendizaje va a ser potenciado por espacios de formación

diferentes al aula, ya que las tecnologías de la información y la comunicación, hoy son

consideradas como necesarias en los procesos de aprendizaje y deben ser incorporadas a la

enseñanza.

Cuando un estudiante, en el aprendizaje de la Física, describe un fenómeno físico a través

de un ejemplo real, pretende evidenciar su modelo por medio de expresiones lingüísticas, hasta el

punto de manipular objetos cercanos a él (esferos, cuadernos, borrador etc.), lo que da muestra de

querer abstraer el proceso mental para modelar la compresión del fenómeno; si este proceso lo

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realiza a partir del uso de herramientas de modelización basadas en las TIC, con vídeos,

simulaciones, animaciones, aplicaciones, hojas de cálculo, plataformas etc.; esto puede potenciar

de mejor manera el aprendizaje y puede llegar a desarrollar procesos que le favorezcan mejor la

comprensión de los distintos fenómenos, como también, puede alcanzar una mejor interpretación

del lenguaje de la ciencia: el lenguaje icónico, algebraico, tabular, formal, etc (Gras et al, 2014).

Es por lo anterior, que en el presente trabajo se hace uso de las TIC, para comprender desde

otros medios, el principio del trabajo y la energía cinética en la reconstrucción de accidentes de

tránsito, partiendo del uso de videos que permiten sensibilizar al estudiante como actor de la

movilidad, de igual forma se hace uso y aplicación de una plataforma on-line que es muy útil y

motivadora para usarla en aula (www.edmodo.com). Esta plataforma permite crear un espacio

virtual de comunicación con el estudiante; en el que se puede compartir mensajes, archivos y

enlaces, un calendario de trabajo, así como proponer tareas y actividades y gestionarlas. Entre las

ventajas de este servicio se encuentra el ahorro de tiempo y el alcance de una mejor comunicación

y referenciación de las actividades para el alcance de las habilidades propuestas por el docente.

Así mismo, el trabajo realizado utiliza las animaciones realizadas desde el programa Virtual

Crash 3.0; en éste, el estudiante establece relaciones directas entre las variables (tiempo, distancia,

velocidad, energía, deformación) en tiempo real, que permitían una mejor compresión de los

fenómenos y el afianzamiento de habilidades y conceptos.

En consecuencia, con lo anterior, el presente proyecto utiliza y aprovecha la red para

vincular actividades, plataformas para optimización de espacios y tiempos y software para

promover la capacidad de comprender fenómenos. Todo lo anterior con el fin de proponer nuevas

formas de enseñanza de la Física, que ayuden al estudiante a interactuar, a comunicarse y a

formarse integralmente como persona en un mundo globalizado (Romero & Quesada, 2014).

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5.5 Aplicación del principio del trabajo y la energía en la investigación de accidentes de

tránsito

Según Doménech et al (2013), la energía es probablemente una de las ideas más importantes de

los currículos de ciencias y, particularmente de la Física. De hecho, es uno de los conceptos que

más trascendencia tiene al momento de contextualizar cualquier temática en las ciencias en general

porque de esta se deriva la frase que hace parte del cotidiano, “La energía no se crea ni se destruye,

solo se transforma”; siendo esta frase usada por niños, jóvenes, adultos y adultos mayores.

En tal sentido, la energía en su principio de conservación y desde la enseñanza es atendida

como una relación directa entre calor y trabajo, pero no es diferenciada de ella (Alomá et al., 2007).

Los estudiantes confunden las clases de energía con las fuentes, o piensan que la energía se

consume. Aunque la enseñanza que han recibido se basa fundamentalmente en la conservación de

la energía, no suelen utilizar este aspecto para interpretar fenómenos mecánicos o termodinámicos

de acuerdo con Duit (como se citó en Solbes, 2007). Esto genera, que los estudiantes tengan ideas

confusas referentes a los conceptos de principio y teorema, lo que no facilita identificar la

conservación de la energía como un principio general de toda la Física (González, 1988).

Ahora bien, para el diseño introductorio de actividades que se desarrollen en el marco del

concepto de energía, se debe tener cuidado en el sentido físico (contextos, orden de magnitudes

etc.) y no olvidar la necesaria coherencia entre la situación de contexto, el modelo y los datos

aportados que requieren, la comparación de una posible interpretación de la situación desde una

perspectiva energética con otras alternativas, por ejemplo, de tipo cinemático y/o dinámico

(Doménech et al , 2013).

Para el caso de la aplicación del principio del trabajo y la energía cinética en la

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investigación de accidentes de tránsito, se realiza la consideración de tareas abiertas desde las que

se desarrollen las estrategias de investigación y/o experimentación propias del trabajo científico,

que permitirán acercar a los alumnos/as al verdadero sentido y utilidad de la idea de energía para

la interpretación de la realidad Física que en estos eventos se presentan, particularmente en las

huellas de frenado y la deformación de carrocerías entre otros tipos de manifestación. Esta realidad

Física que va involucrada desde la energía cinética, disipación de calor en las huellas de frenado

(trabajo) y deformación de carrocerías, está enmarcada en la construcción de algoritmos que

expliquen los procesos pre-impactos, impacto y pos impactos (mecánica de colisión), para todo

móvil o partícula, que entra en interacción como un sistema aislado. De esta manera lo expone

Sarría & Palazón (2008), donde plantea que puede resultar didácticamente conveniente recurrir a

consideraciones cualitativas iniciales que faciliten la aproximación al concepto de energía y a sus

atributos principales: transformación, transferencia, conservación y degradación, así como su

aplicación.

De lo anterior, Infante (2005) realizó un estudio asociado a los procesos de frenado de los

vehículos, como una de los acciones físicas relacionadas en la comprensión de la física de

siniestros viales; de acuerdo a ello, en el presente proyecto, se hará uso de la huella de frenado

como una evidencia de consumo de energía, y elemento de material probatorio EMP, que permitirá

a los estudiantes, estimar las velocidades de los implicados y las secuencias de la mecánica de

colisión.

Para que lo anterior sea posible, la enseñanza de la energía, debe recurrir a estrategias

metodológicas que permitan aproximarse de forma significativa y funcional a este campo de

conocimientos de la Física (Mendoza & Abelenda, 2010), que para el caso de la Física

Reconstructiva de Accidentes, es un campo que aplica para las propias necesidades locales,

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nacionales e internacionales, de allí que se realizan de forma constante capacitaciones en procesos

de investigación de accidentes terrestres, colisiones de forma controlada para estudiar las

deformaciones (energía consumida) en las carrocerías, y para determinar estratégicamente las

señalizaciones que involucran el disfrute del espacio público (OMS,2013).

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6. Diseño Metodológico de la Investigación

Esta parte del documento presenta los referentes de investigación y las disposiciones

metodológicas aplicadas dentro del proyecto de investigación, para la recolección de información,

como del análisis de los datos. Inicialmente se presenta la metodología que soporta el proyecto de

grado (investigación cualitativa, investigación basada en diseño y el estudio de caso); en segunda

medida se expondrá el contexto en que se recolectó la información, la metodología del trabajo en

el aula, las técnicas de recolección de información, y finalmente, el proceso de análisis de la

información obtenida durante todo el proceso de intervención. Para cada apartado, se realiza una

definición, caracterización y contexto desde autores pertinentes al proceso de investigación

planteado.

6.1 Investigación cualitativa

Este proyecto se soporta en una investigación de tipo cualitativo, ya que permite localizar las

prácticas de investigación en un campo natural donde se presentan las interacciones de quienes

son parte de la investigación y del investigador. Sobre este apartado, Denzin y Lincoln (como se

citó en Rodríguez & Valldeoriola, 2010), definen la investigación cualitativa como:

Una actividad que localiza al observador en el mundo. Consiste en un conjunto de prácticas

interpretativas que hacen al mundo visible. Estas prácticas transforman el mundo, lo

convierten en una serie de representaciones, que incluyen las notas de campo, las entrevistas,

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conversaciones, fotografías, registros y memorias. En este nivel, la investigación cualitativa

implica una aproximación interpretativa y naturalista del mundo. Esto significa que los

investigadores cualitativos estudian las cosas en su contexto natural, intentando dar sentido o

interpretar los fenómenos en función de los significados que las personas le dan. (p.3).

Por lo tanto, este tipo de investigación permite consolidar la producción de significados

sociales, culturales y personales, que pueden ser descritos, interpretados y analizados por el

investigador, a partir de los instrumentos que validan la consolidación de la información. Lo

anterior, permitirá proceder a descubrir o reconocer las discrepancias y acuerdos, las regularidades

e irregularidades, los contrastes y homogeneidades, concibiéndose la realidad humana desde tres

planos simultáneos: físico-material, sociocultural y personal-vivencial (Álvarez, 2003)

Es así, que la metodología de investigación cualitativa orienta sus procesos de análisis a las

situaciones únicas y particulares, puesto que se pone en búsqueda de significado y de sentido a las

concepciones propias de la naturaleza, vistas y orientadas como fenómenos físicos, ya que el

individuo o grupo que está siendo investigado procede a actuar desde sus propias experiencias; es

aquí donde el investigador relaciona las percepciones más cercanas plausibles acerca del mundo

fenomenológico que está en contacto directo con él.

Este proyecto, tendrá como referente de investigación la metodología comprensiva

planteada por Van Manen (como se citó en Rodríguez y Valldeoriola, 2009), de acuerdo con los

siguientes procesos:

- Inicialmente se debe centrar el fenómeno que interesa verdaderamente y que

compromete al investigador con el mundo; generar aprendizajes del principio del trabajo y la

energía cinética, partiendo de una problemática de asunto de salud pública como lo son los

accidentes de tránsito, según la OMS (2007).

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- Investigar la experiencia del modo en que se vive, y no tal como se conceptualiza;

asumir que los estudiantes de ingeniería tienen sus propias concepciones de principio del trabajo

y la energía cinética, desligando la creencia que todos están en un nivel de formación equivalente

y de apreciación similar sobre el pretexto de enseñanza, la investigación de accidentes de tránsito.

- Reflexionar sobre los aspectos esenciales que caracterizan el fenómeno; los estudiantes

de primer semestre se conciben desde una visión totalmente nueva en su proceso de formación

profesional inicial.

- Describir el fenómeno mediante el arte de escribir y rescribir; las actividades planteadas

para los estudiantes como para el investigador, exigirá que se haga una retroalimentación en cada

una de las fases de la investigación, es decir, se podrá plantear desde diferentes perspectivas las

concepciones iniciales del objeto de estudio de este proyecto, sus cambios apreciativos a medida

que va avanzando la metodología de investigación, hasta llegar a la percepción final del principio

del trabajo y la energía cinética como fenómeno físico real y como estrategia de aprendizaje.

- Mantener una relación pedagógica firme con el fenómeno y orientada hacia él, es decir,

que todo el proyecto de investigación apunta de sobremanera, a la comprensión, uso y aplicación

del principio del trabajo de la energía, desde los procesos ligados a la investigación de accidentes

de tránsito, lo que permite indagar de forma constante, la construcción de aprendizajes en un

contexto y siempre orientado hacia la practica científica de los expertos.

- En último lugar de esta metodología, se encuentra el poder equilibrar el contexto de la

investigación siempre considerando las partes y el todo; dentro de este proyecto, se estima que

cada actividad instruccional, cada momento de la investigación y cada proceso de análisis, será

tenido en cuenta para la triangulación de la información, a fin de fundamentar los procesos de

análisis y de conclusiones a que dé lugar.

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En conclusión, teniendo en cuenta la diversidad de técnicas que emergen en el campo de la

educación, cuando se delimita un proyecto de investigación, se debe tener en cuenta que éstas no

difieren mayormente entre sí, aunque entre los partidarios de la investigación tradicional o

cuantitativa, en este tipo de investigaciones se orientan preferentemente por combinar técnicas

sobre la base del principio de triangulación y de convergencia. Dicha convergencia para el caso de

este proyecto, están enmarcadas en las referidas con anterioridad, ya que ofrecen la posibilidad de

triangular la información de manera consistente y trazando la convergencia de los objetivos mismo

de la investigación.

6.2 Investigación basada en diseño

Para Rodríguez & Valldeoriola (2010), la Investigación basada en diseño surge por la necesidad

de relacionar la triada; investigación, diseño educativo e innovación, que según Ann Brown (1992)

y Allan Collins (1992), se debían establecer desde un planteamiento metodológico de investigación

que fuese de gran utilidad en el campo de la didáctica de las ciencias (Molina et al, 2011). A nivel

internacional, la investigación basada en diseño es más conocida como Design-Based Research

por sus siglas en inglés. De acuerdo con Rodríguez y Valldeoriola (2010), esta metodología se

considera un paradigma emergente en la investigación educativa que logra explicar el cómo, el

cuándo y el por qué las innovaciones educativas funcionan en la práctica. Frente a lo anterior,

Molina et al., (2011), consideran:

La aspiración, tanto de docentes como de investigadores, por conocer qué sucede en el aula

cuando los alumnos adquieren conocimiento ha conducido a buscar metodologías que sean

sensibles a la complejidad de los contextos de enseñanza/aprendizaje y, de este modo,

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aumenten la relevancia de la investigación para la práctica. (p.75)

Es así, que dicho paradigma se plantea como emergente, ya que permite entender las

relaciones entre la teoría educativa, el artefacto diseñado y la práctica, con el fin mismo de centrar

los esfuerzos por mejorar los aprendizajes, generar actividades de instrucción útiles (no solamente

en el campo para el que fue diseñada, sino para otros posibles ambientes de aprendizaje), y

finalmente, poder avanzar en la construcción de teorías sobre el aprendizaje y la enseñanza en

ambientes complejos de acuerdo a Design-Based Research Collective, 2003, como se citó en

Rinaudo & Donolo (2010). Dichos aprendizajes son analizados principalmente a través de

metodologías cualitativas y cuantitativas para describir los fenómenos, ya que de esta forma se

refleja la creciente complejidad de los temas que desde la enseñanza se está atendiendo ahora

mismo (Palacios & González, 2015). De esa manera se nutre de un amplio campo multidisciplinar

que incluye la antropología, la psicología educativa, la sociología, la neurociencia, así como las

didácticas específicas, entre otros según Confrey y Sawyer (como se citó en Molina et al.,2011).

Teniendo en cuenta que el diseño de experimentos (actividades de instrucción) implican

tanto en la ingeniería de determinadas formas de aprendizaje como en el contexto donde se

desarrolla dicho aprendizaje, se plantea la necesidad de ver un estudio sistémico, en el que

participan activamente los estudiantes, el docente y el investigador, para que, a su vez, puedan

retroalimentar continuamente los diseños instruccionales (Rodriguez y Valldeoriola, 2008). En

relación a esto Barab & Squire (2004) , plantean que el diseño instruccional como un elemento

que no solamente logre reunir necesidades locales sino, que permitan avanzar una agenda teórica,

para descubrir, explorar y confirmar relaciones teóricas, que están previamente planteadas o, en su

objeto más específico, la comprobación de nuevo conocimiento en las teorías de las Ciencias del

Aprendizaje.

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Finalmente, los actores que intervienen dentro de esta metodología incluyen un agente que

enseña (docente titular del área que puede ser el mismo investigador), uno o más estudiantes, un

testigo de los episodios de enseñanza y un método de registro de lo que ocurre durante el episodio.

Estos episodios son desarrollados a partir de las actividades de instrucción, que sistemáticamente

involucran a cada uno de los actores y aunque no son necesarios todos los actores mencionados

anteriormente, si prepondera la necesidad de tener un grupo de estudio y un docente/investigador

que aplique, analice e instruya las actividades a implementar en la investigación (Steffe &

Thompson, 2002)

6.2.1 Objetivos de la investigación basada en diseño. Para Bell (como se citó en

Rodriguez y Valldeoriola, 2008), los objetivos de la investigación basada en diseño están

enmarcados en:

El diseño y exploración de todo tipo de innovaciones educativas, a nivel didáctico y

organizativo, considerando también posibles artefactos (ej. software) como núcleos de esas

innovaciones, y contribuyendo, consecuentemente, a una mejor comprensión de la naturaleza

y condiciones del aprendizaje. (p.69)

De tal manera que se plantea la construcción de algunas actividades instruccionales, que

faciliten generar aprendizajes en un determinado concepto y que sea innovadoras desde las

practicas del quehacer docente, además que permita contextualizar amenamente los espacios de

aprendizaje (salón, laboratorios, aulas de proyección, etc.). Para el caso de este proyecto, las

actividades instruccionales, estarán apoyadas en el pretexto de la investigación de accidentes de

tránsito, que son objetos de análisis de diferentes conceptos físicos allí implícitos (velocidad,

aceleración, fuerza, energía, trabajo, momentum, etc.); que para el caso de este documento, se

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fundamentó en el principio del trabajo y la energía cinética, que a su vez, fue evidenciada en el

programa Virtual Crash 3.0, a través de manipulación de variables en tiempo real. De acuerdo con

lo anterior, más allá de crear diseños efectivos para algún aprendizaje, se persigue explicar por qué

el diseño instruccional propuesto funciona y sugerir formas con las cuales puede ser adaptado a

nuevas circunstancias (Molina et al, 2011).

Según Molina et al (2011), los objetivos de la investigación basada en diseño, tiene como

objetivo:

Comprender y mejorar la realidad educativa a través de la consideración de contextos naturales

en toda su complejidad, y del desarrollo y análisis paralelo de un diseño instruccional

específico […] analizar el aprendizaje en contexto mediante el diseño y estudio sistemático de

formas particulares de aprendizaje, estrategias y herramientas de enseñanza, de una forma

sensible a la naturaleza sistémica del aprendizaje, la enseñanza y la evaluación. Todo ello la

convierte en un paradigma metodológico potente en la investigación del aprendizaje y la

enseñanza. (p.3)

De acuerdo con esos objetivos, se persigue registrar inicialmente qué recursos y

conocimiento previo ponen en juego los alumnos en las tareas (instrumento de ideas previas; que

para Brown (1992) se refirió a ello como el problema de definir inputs y outputs en el proceso de

investigación, otras palabras, los conocimientos previos y finales de los estudiantes luego de la

aplicación de las actividades de instrucción). En segundo punto, cómo interaccionan los alumnos

y profesores (actividades de instrucción). En tercer lugar, cómo son creadas las anotaciones y

registros, cómo emergen y evolucionan las concepciones (análisis retrospectivo de la información).

Y por cuarto y último, “qué recursos se usan, y cómo es llevada a cabo la enseñanza a lo largo del

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curso de la instrucción” (Confrey, 2006. p.2). De esta manera se caracteriza la investigación basada

en diseño, desde sus procesos iniciales pre experimentación y pro experimentación, hasta los

análisis finales de datos y el análisis retrospectivo.

6.2.2 Características de la investigación basada en diseño. Una de las características

más relevantes la Investigación basada en diseño, es su destacado potencial para la investigación

en el campo de la didáctica de las ciencias (Kelly, 2014), ya que este paradigma no busca controlar

variables, sino identificarlas para caracterizar la situación sistemática en estudio, toda vez que

existe una interdependencia existente entre el diseño instruccional (actividades instruccionales) y

la investigación (Rodriguez y Valldeoriola, 2008).

Para Cobb y Gravemeijer (como se citó en Molina et al., 2011) se consideran que el diseño

de ambientes de aprendizaje sirve como contexto para la investigación y, a su vez, tanto los análisis

continuados que se van realizando como el análisis retrospectivo de la misma, informan sobre el

diseño permitiendo su mejora.

De esa manera, la investigación basada en el diseño, tiene potencial para hacer progresar

las teorías del aprendizaje y enseñanza en situaciones complejas, ya que las actividades

instruccionales son introducidas como instrumento de intervención en un espacio de deserción

conceptual entre quienes hacen parte de la investigación; esto conduce a conocimiento

empíricamente fundamentado que es útil en la toma de decisiones instructivas dirigidas a promover

y mejorar el aprendizaje de los estudiantes en diferentes áreas de formación, que para el caso de la

Física (como se desarrolla en este proyecto) está directamente relacionada con las otras ciencias a

las que se pretenda persuadir en sus procesos de enseñanza.

Otra característica importante, es la caracterización de una situación de aprendizaje en toda

su complejidad; la mayor parte de la cual no es conocida a priori, es decir, que hace parte de un

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punto de partida sistémico donde no se ha intervenido anteriormente, facilitando que los contextos

donde se construyan, aplican y analizan las actividades instruccionales en contextos de la vida real,

sean habitualmente espacios donde produce algún tipo de aprendizaje, que desde el desarrollo de

modelos teóricos empíricamente fundamentados, serán conocidos como elementos teóricos

humildes (Kelly, 2014). Adicional a esto, se presente la estructura de investigación, la cual se

desarrolla a partir de tres grandes fases que se resumen en la figura 1; estas fases se relacionan de

forma iterativa, ya que los experimentos de diseño son complejos, multivariables, multiniveles,

intervencionistas, iterativos, orientados por la teoría y hacia la práctica y generadores de modelos

teóricos. Kelly (2014) y (Shavelso et al, 2003)

Figura 1. Estructura general de la investigación basada en diseño. Datos obtenidos de Cobb et

al (2003, p.2).

6.2 Estudio de caso

El estudio de caso se ha utilizado ampliamente para comprender en profundidad la realidad social

y educativa. Según Rodríguez, Gil y García (como se citó en González, 2013), definen el estudio

de caso como proceso de indagación que se caracteriza por el examen detallado, comprehensivo,

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sistemático y en profundidad del caso objeto de interés. En palabras de Yacuzzi (2005), los

estudios de caso investigan un fenómeno contemporáneo dentro de su contexto real de existencia,

cuando los límites entre el fenómeno y el contexto no son claramente evidentes y en los cuales

existen múltiples fuentes de evidencia que pueden usarse para analizar apropiadamente y emitir

juicios individuales o generales de análisis que realiza el investigador; entre esos análisis debe

destacar las diferencias sutiles, focalizar la investigación a analizar un único tema, tener múltiples

visiones y explorar en busca del conocimiento, realizando de esta forma una interpretación de la

naturaleza de lo que se está generando en su ambiente de investigación, que para el caso de este

proyecto, será el del aprendizaje del principio del trabajo y la energía mecánica.

La complejidad de esta técnica de investigación depende directamente de las personas

implicadas en la investigación, es decir, puede ser de carácter simple a un carácter más complejo

en un grupo focal de estudio; para Garton et al (2012), se debe considerar que existen tres grandes

tipos de estudios de casos: primero, el intrínseco; el segundo, el instrumental y el tercero de caso

colectivo; éste último será el que soporte la técnica de investigación aplicada en este proyecto de

grado, ya que se elijarán seis casos del grupo en estudio. Yacuzzi (2005), define el estudio de caso

colectivo en sus propias palabras como:

Es el conjunto de casos que se estudia de forma conjunta para investigar un determinado

fenómeno, población o condición general. En realidad, se trata de un estudio instrumental

extendido a varios casos. Los casos pueden ser similares o no, ya que no es necesario conocer

de antemano si tienen alguna característica en común. (p.58)

De acuerdo con lo anterior, dichos estudios colectivos se llevan a cabo cuando se pretende

estudiar varios casos únicos a la vez, para comprender la realidad que se desea explorar, describir,

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explicar, evaluar o modificar. Para Yin (1984), un factor importante en los casos múltiples es la

elección de los casos en donde se debe estar en función a la importancia o revelación que cada

caso, en concreto puede aportar al estudio en su totalidad, y no a la rareza de los mismos.

Las características del estudio de caso planteadas por Yin (como se citó en Yacuzzi, 2005),

en sus propias palabras, son:

1) El caso tiene un carácter crítico en la confirmación, modificación o ampliación de una teoría

o conocimientos disponibles sobre el objeto de estudio. 2) Representa un caso único o extremo,

es decir, se trata de un caso irrepetible y/o peculiar. 3) Es un caso típico o representativo que

permite recopilar datos sobre un fenómeno, lugar, circunstancia, etc., habitual. 4) Se trata de

un caso revelador que permite al investigador observar un fenómeno, situación, sujeto o hecho

que hasta el momento era inaccesible para la investigación social. 5) Tiene un carácter

longitudinal, que permite que el investigador estudie un mismo caso en diferentes momentos

y observar cómo ciertas circunstancias cambian con el paso del tiempo. (p.60)

Estas características dan paso a la metodología de aplicación de la técnica de investigación,

ya que se desarrolla en un contexto real y que inherentemente tal y como destaca Yin (1994); el

estudio de casos es un "proceso lineal pero iterativo" tal como lo estructura la figura 2.

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Figura 2. Proceso del estudio de caso. Datos obtenidos de Yin (1994,p.44)

En el proceso metodológico de análisis de este proyecto de investigación, el estudio de caso

aplicado será el de casos múltiples, de corte cualitativo descriptivo, ya que ésta pretende explorar

los aprendizajes al inicio y al final de la intervención, que de acuerdo a Murrian, como se citó en

(Rodríguez & García, 1996), acoge los resultados pertinentes de un análisis más apropiado de la

metodología y la intervención en su forma más general. De igual manera, dicha clase de estudio

de caso pretende describir y evaluar las mejoras educativas que se aplicaron para la generación de

aprendizajes. Lo anterior, se presenta con el fin de que cada caso genere aportes al estudio en su

comprensión más totalitaria, tal como lo enunció Yin (1984), sobre la replicación literal, que está

asociada a la generación de concepciones en común y no de forma individual. Dichos estudios de

caso se realizaron a una muestra de cinco estudiantes de ingeniería (uno por cada una de las

diferentes disciplinas; electrónica, biomédica, industrial, mecánica y mecatrónica); en segundo

lugar, se tiene en cuenta que haya cumplido con todas las actividades propuestas en esta

metodología de enseñanza del Principio de Trabajo y la Energía Cinética (desde el instrumento de

ideas previas, la aplicación de la Unidad Didáctica y el instrumento final de ideas).

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6.4 Contexto de la investigación

El proyecto de grado que se desarrolla en este documento está enmarcado en la línea de

investigación de la Modelización, dentro del proceso de enseñanza - aprendizaje de la Física. La

investigación se desarrolló con una población que corresponde a 27 estudiantes de primer semestre

de ingeniería de la Universidad ECCI; todos pertenecen al curso de Física Mecánica. La

Universidad está ubicada en la localidad de Chapinero, de estrato tres a seis, y las edades de los y

las estudiantes participantes, están entre los 17 a 22 años.

El contexto de enseñanza corresponde a la asignatura de la Física Mecánica, la cual es vista

como Física inicial en todas las ingenierías relacionadas anteriormente, con una intensidad de

cuatro (4) horas semanales.

6.5 Metodología de la investigación

Teniendo en cuenta que este proyecto se sustentó desde el paradigma de Investigación Basada en

Diseño, la cual se centra en el diseño y exploración de todo tipo de innovaciones educativas, a

nivel didáctico y organizativo según Bell (como se citó en Rodriguez y Valldeoriola, 2010). De

acuerdo con Molina et al. (2011), se presentan tres momentos metodológicos: el primero es la

preparación del experimento, siendo esta fase, el punto inicial para definir el problema y los

objetivos de investigación, identificar los objetivos instruccionales, evaluar el conocimiento inicial

de los alumnos, identificar las metodologías de enseñanza adecuadas para los contenidos elegidos,

en función de los objetivos planteados y los conocimientos previos de los alumnos y las pautas de

aplicación, recolección y análisis de datos obtenidos en la experimentación; la segunda fase la

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experimentación, en la cual se desarrolla desde los análisis iniciales antes, durante y después de

cada intervención (posible modificación de los diseños instruccionales), donde se realiza el análisis

de los datos recogidos en la intervención y de ser necesario se reformula las hipótesis o conjeturas

de investigación.

De acuerdo con lo anterior, el presente proyecto de grado se desarrolló en 5 grandes fases

como lo muestra la figura 3:

Figura 3. Estructura general de la metodología de investigación. Elaborada por el Autor

A continuación, se describe el desarrollo de la investigación, apoyada en la propuesta

metodológica de Molina et al (2011). Es importante tener en cuenta que, de acuerdo con las fases

de la investigación basada en diseño, cada una cuenta con una retroalimentación iterativa y de

análisis retrospectivo, con el fin de que las construcciones desarrolladas en el transcurso de la

investigación cumplan con el objetivo de desarrollar aprendizajes sobre el principio del trabajo y

la energía cinética en los estudiantes.

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Tabla 1. Descripción de la metodología de investigación basada en diseño desarrollada en el

presente proyecto de investigación Fases del trabajo de investigación

IBD Fase Acción Descripción

Preparación del

Experimento

1

Definir el problema y los objetivos

de la investigación.

En esta fase de la investigación, se realizó

la fundamentación teórica y metodológica, de

la enseñanza de las ciencias (en particular en

de la Física), con contenidos desarrollados

desde la enseñanza del principio del trabajo y

la energía cinética; la aplicación de dichos

conceptos en la investigación de accidentes

de tránsito; y construcción de instrumentos

que permitan identificar las ideas previas de

los estudiantes.

Identificar los objetivos

instruccionales.

Evaluar el Conocimiento inicial

de los estudiantes.

Identificar las metodologías de

enseñanza adecuadas para los

contenidos elegidos,

en función de los objetivos

planteados y los conocimientos

previos de los alumnos.

2

Diseñar de forma justificada la

secuencia de intervenciones en el

aula y su temporalización.

En esta fase se realizó un estudio de las

unidades didácticas (instrucciones de diseño)

como instrumento principal en el desarrollo

de la intervención; dichas instrucciones de

diseño estuvieron soportadas por un estudio

de arte que identificó la necesidad de hacer

uso de las Tecnologías de la Información y la

Comunicación TIC. Es importante resaltar,

que cada actividad instruccional permitió la

recogida de datos del proceso mismo de la

investigación, con el fin de identificar los

aprendizajes adquiridos por lo estudiantes a

medida que se desarrollaba la intervención, al

igual que los posibles los enfoques teóricos

que soportan el proyecto, y aquellos que

surgieron de manera emergente.

Diseñar la recogida de datos.

Delinear una trayectoria hipotética

de aprendizaje que describa el

resultado esperado del proceso de

aprendizaje y el modo en que se va a

promover y alcanzar dicho

aprendizaje.

Ubicar el experimento dentro de

un contexto teórico más amplio en el

que se enmarque el modelo teórico

emergente.

Experimentación

3

Obtener información sobre el

trabajo previo realizado en el aula,

para tenerlo en cuenta en el diseño

de la intervención y en la posterior

interpretación de los datos.

En esta fase, se estructuró la Unidad

Didáctica (Unidad Instruccional), a partir de

las observaciones previas de trabajo en la

Universidad ECCI en los cursos de Física

Mecánica, de tal manera que se plantearon

los objetivos de aprendizaje en relación a los

contenidos que se pretendan alcanzar.

También esta fase, estuvo enmarcada

principalmente en el diseño, construcción y

aplicación de la Unidad Didáctica sobre el

Principio de Trabajo y la Energía Cinética en

los procesos de investigación de accidentes

de tránsito, apoyadas en las TIC.

Identificar los objetivos

instruccionales de la intervención.

Ultimar el diseño de la

intervención, de forma justificada, a

partir de la información empírica y

teórica disponible.

Elaborar hipótesis/conjeturas

sobre los resultados a obtener en la

intervención.

Ultimar la selección de los

métodos de recogida de datos.

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Tabla 1 (continua) Fases del trabajo de investigación

IBD Fase Acción Descripción

Registrar las decisiones tomadas

en el proceso de ejecución de las

acciones descritas en los cinco

apartados anteriores y su

justificación.

Si es necesario, modificar sobre la

marcha, de manera justificada, el

diseño

de la intervención de acuerdo con los

objetivos de la intervención.

Para esta fase, se desarrollaron actividades

de entrega por parte de los estudiantes, de tal

manera que se realiza un seguimiento

continuo a los avances, observaciones y

dificultades que presentaban los educandos.

Recoger datos de todo lo que

ocurre en el aula, incluyendo las

decisiones

tomadas durante la intervención

4

Analizar los datos recogidos en la

intervención.

Aquí se fundamentaron las actividades

instruccionales desde un análisis

retrospectivo con el fin de establecer posibles

mejoras al proceso de investigación. Cabe

recordar, que las actividades fueron

recogidas a través de email, animaciones

explicadas en casos reales, y talleres de

preguntas abiertas que generaban

controversia continua.

Revisar, y en su caso reformular,

las hipótesis/conjeturas de

investigación.

Analizar el conjunto de los datos.

Análisis

5

Recopilar y organizar toda la

información recogida.

Por último, esta fase tuvo como fin analizar

la información obtenida en la fase de

experimentación, seleccionando y analizando

casos, con el fin de interpretar los

aprendizajes generados en los estudiantes de

educación superior (primer semestre) cuando

abordaron los accidentes de tránsito desde

una perspectiva de investigación científica,

que conllevaron al análisis global del proceso

identificando los tipos de aprendizajes.

Los parámetros en la selección de los casos

fueron: haber realizado el instrumento de

Ideas sobre el Principio del Trabajo y la

Energía Cinética, previo a la aplicación de la

Unidad Didáctica (Unidad Instruccional) y

posterior a la misma, al igual que la

participación en cada una de las actividades

propuestas en la unidad didáctica principio

del trabajo y la energía, presentado el registro

de cada una de ellas con sus correspondientes

registros de actividades e instrumento de

seguimiento y autorregulación.

Nota: Elaborada por el Autor

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6.6 Instrumentos de recolección de información

A continuación, se detallarán los instrumentos en la recolección de información, los cuales fueron

utilizados en el proceso de investigación:

a) La encuesta. Se aplicó la encuesta de Ideas del Principio del Trabajo y la Energía

Cinética IIPTEC y el TEST de categorización de aprendizajes.

Por otra parte, y como instrumentos de análisis de resultados, se hará uso de matrices de

evaluación de los mapas conceptuales y de las categorías de análisis para el TEST. De igual

manera, se hace una conjetura explicativa de la Unidad Didáctica del Principio del Trabajo y la

Energía Cinética UDPTEC, como elemento de intervención, con el fin de conjeturar su

importancia dentro del proceso de investigación.

Los instrumentos de recolección de datos son fundamentales en el proceso de investigación,

ya que, de estos se extrae la información que permitirá realizar el análisis de la mediación didáctica

en el aula; de otra manera, el instrumento resume en cierta medida toda la labor metodológica de

investigación. En general, el instrumento acopla los criterios de selección; estos instrumentos se

expresan y reflejan las directrices dominantes del marco, particularmente aquellas señaladas en el

sistema teórico (variables, indicadores e hipótesis). Ahora bien, para el desarrollo de esta

investigación, se realizó el uso de tres instrumentos de intervención: a. El instrumento de Ideas del

Principio del Trabajo y la Energía Cinética IIPTEC, b. Un TEST de categorías de aprendizajes

previos y finales, y c. las matrices de análisis de resultados.

El instrumento IIPTEC, está fundamento en los aportes de Novak & Gowin (1988),

quienes plantean que la comprensión de ideas previas y la construcción de nuevos conocimientos

se puede analizar a través de la elaboración de mapas conceptuales; esta técnica, es destinada a

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interpretar las concepciones que tienen los estudiantes en relación con los contenidos que se

pretenden desarrollar, que para el caso de este trabajo de investigación será el del principio del

trabajo y la energía cinética. Es así como Novak y Gowin (2002), ponen de manifiesto que la

relación, la jerarquía y la asociación de conceptos, además de la generación de nuevos enlaces de

relación entre conceptos, y los caminos interpretativos, para cada persona que realiza su propio

mapa conceptual, permiten identificar el aprendizaje significativo de cada uno de los que están en

el proceso de formación, frente a un contenido temático en particular. La forma acutural como se

presentan dichos contenidos, son para Novak y Gowin (2002), una visión del aprendizaje humano,

vistos en la capacidad de emplear símbolos orales y escritos, para representar las regularidades que

percibimos en los acontecimientos y los objetos que rodea al ser humano. Esto implica que las

relaciones elaboradas por los estudiantes antes, durante y después de un proceso de investigación,

podrán manifestar a través de los mapas conceptuales, las nuevas relaciones o proposiciones entre

los conceptos; es aquí donde se podrá percibir la verdadera connotación del concepto de educación,

cuando el significado percibido cambia a medida que se realizan innovadores procesos de

enseñanza (González, 1992)

De igual manera, los mapas conceptuales permiten potenciar un pensamiento reflexivo, ya

que enmarca la afanosa necesidad de representar los conocimientos adquiridos de la mejor forma,

para recordar y para darlos a conocer. Sobre esto, Novak y Gowin (1998) establecen la necesidad

de negociar los significados, toda vez que, los implicados en un proceso de formación, indican

metódicamente, sus propias relaciones válidas que para otros no lo son, por ello es importante

establecer reglas del discurso interpretativo, compartir los significados, y llegar a compromisos de

análisis, que consoliden la construcción conjunta de nuevas relaciones entre conceptos, aunque

debe quedar claro, que cada persona es responsable de si asume o no, la proposición como viable

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y sustentable en su proceso de aprendizaje, porque es ella quien finalmente adopta discusiones

personales en relación a los nuevas formas de compresión.

Teniendo en cuenta lo anterior, el instrumento de análisis de ideas previas iniciales y

finales, está planteado con 6 preguntas abiertas. Las 3 primeras preguntas pretenden poner de

manifiesto las relaciones entre la física y un accidente de tránsito, es decir, el estudiante describe

sus ideas sobre leyes, principios, teoremas, conceptos y definiciones que están relacionados con

este tipo de fenómeno vial. De la misma forma, se pretendía generar la contextualización de un

fenómeno desde su descripción física, reconocimiento de variables implícitas y la manera en que

lo analizan. La pregunta 4, plantea la opción de poder calcular alguna variable física anteriormente

planteada. En la pregunta 3 se planteó con el fin de identificar la aplicación de modelos

algorítmicos para el procesamiento de datos obtenidos.

Por su parte la pregunta 5, recoge uno de los primeros acercamientos al objeto de estudio

del presente trabajo, la compresión del cómo considera el estudiante que se pueda aplicar el

principio del trabajo y la energía cinética, ya que permite, desde un corto escrito (un párrafo), la

idea que precede sobre el principio en mención, la comprensión y la aplicación en un fenómeno

real. Para la pregunta 6, se solicita a los estudiantes, la elaboración de un mapa conceptual desde

la asociación de 17 conceptos físicos, que de acuerdo a Novak (1988), se pueden plantear de forma

aleatoria, con palabras que estén y no estén relacionados con la temática que se desea desarrollar

en las prácticas de enseñanza/aprendizaje, por lo tanto, dichos conceptos, están con cierta validez

asociada a la explicación del principio del trabajo y la energía cinética, pero existen otros que

resaltan por ser indispensables en la explicación y análisis de fenómenos en estudio de este

principio de la Física. En la aplicación del instrumento de ideas iniciales y finales, se elabora con

el enunciado; “Con las palabras que encontrará en la siguiente tabla, elabore un mapa conceptual

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que relacione los conceptos asociados al principio del trabajo y la energía cinética, por ello, puede

ignorar los conceptos que no considera necesarios para explicar dicho principio físico.”. Este

enunciado se realizó con el fin de evidenciar el proceso de aprendizaje desde el estímulo

supraordenador en el que se demuestra los nuevos significados conceptuales y de discriminación

que pueda desarrollar el estudiante, al igual notar la diferencia progresiva de los conceptos,

descartando aquellos que el estudiante logra diferenciar progresivamente. Finalmente, se busca

significar la relación entre conceptos de forma más estructurada (D’Amore, 2008), ya que desde

el aprendizaje significativo existirán conceptos inclusores que tendrán validez en todo el proceso

de aprendizaje, según lo plantea Ausubel (como se citó en Novak y Gowin, 2002).

El instrumento de pregunta cerrada, TEST, está planteado como metodología de

evaluación, sobre la generación de análisis de enunciados, de forma aplicada del principio del

trabajo y la energía cinética, como elemento de medición de los aprendizajes iniciales y finales,

con el fin de determinar la relación de conocimientos al inicio y al final de la aplicación de la

Unidad Didáctica; estos enunciados fueron ajustados de acuerdo a las categorías de análisis;

describir y analizar un fenómeno físico real, interpretación de variables Físicas, modelización de

algoritmos físico-matemáticos y solución de problemas de contexto.

Los dos instrumentos descritos anteriormente estuvieron acompañados en su construcción

por las observaciones del director del presente trabajo de investigación, el señor Álvaro García

Martínez (Doctor en Didáctica de las Ciencias Experimentales), quien analizó la pertinencia de las

preguntas con respecto a cada una de las categorías y los niveles planteados en el protocolo del

instrumento de ideas sobre el principio del trabajo y la energía cinética y su correspondiente

relación con la unidad didáctica. De igual manera, se solicitó la revisión por parte del Doctor en

Educación, el señor Nelson Barrios Jara, quien luego de conocer el proyecto (sustentado a través

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de un cuadro tipo resumen), dio también un visto bueno para que fuese un instrumento pertinente

en el desarrollo de este proyecto.

6.7 Aplicación de la unidad didáctica en el aula

Dentro del desarrollo metodológico del trabajo en el aula, se aplicaron los instrumentos referidos

en el numeral anterior. Inicialmente se aplicó la Unidad Didáctica sobre el Principio del Trabajo y

la Energía Cinética (UDPTEC), que está dividida en 6 sesiones; la primera de ellas corresponde a

la identificación de los accidentes de tránsito como asunto social y fenómeno físico; la segunda

sesión corresponde a la actividad de la presentación de caso un real de investigación de un

accidente de tránsito; la tercera sesión concierne a las hipótesis iniciales en la negociación

cooperativa; la cuarta sesión enfatiza en la socialización de las animaciones y respuestas de la

sesión II (aproximación al manejo de variables Físicas en tiempo real); en la quinta sesión, se

realiza el análisis de un informe técnico forense como elemento de coevaluación; y finalmente, en

la sesión seis, se desarrolla el estudio de caso y simulación de audiencia penal; cada una de estas

actividades están medidas por el ciclo actividades de Aprendizaje Constructivista de Sanmartí

(2002), el cual se desarrolla en las fases referidas anteriormente (exploración, introducción de

nuevos conceptos, síntesis y aplicación).

La aplicación de la UDPTEC se soportó desde la contextualización física que desarrollan

expertos forenses para explicar a partir de los conceptos de la Física, lo que posiblemente

desencadenó el accidente vial, la incidencia de las velocidades de los implicados, el análisis de

experticias técnicas, la lectura correcta de evidencias físicas EF o elementos de material probatorio

EMP, determinación de trayectorias y análisis de condiciones de tipo ambiente, mecánico y

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humano, recolectados en el informe de policía de accidentes de tránsito IPAT. Dichos elementos,

son modelados a través de algoritmos relacionados con el trabajo de la fuerza de rozamiento en el

proceso mecánico de frenado de un vehículo (huella de frenado, que es considerada como elemento

probatorio en la investigación de accidentes de tránsito, de igual manera que la deformación de

carrocerías); una vez se traza la huella de frenado y las condiciones de tipo vial y climático, se

calcula la velocidad más probable del vehículo justo antes de iniciar dicho proceso de frenado.

Con los registros de los datos anteriores y con la ficha técnica del vehículo, se puede estimar la

energía cinética que disipó el vehículo luego de la colisión, bien sea en calor, huella de frenado,

de formación, sonido u otro tipo de manifestación de transformación.

Una vez el docente esboza la realización de esta metodología y lo que éste proyecto

pretendía desarrollar, se planteó con los estudiantes abarcar contenidos curriculares evaluados a

través de actividades de entrega individual o por grupos colaborativos, llamados cuerpos técnicos

de investigación (nombre que fue asumido con gran expectativa por parte de los estudiantes, ya

que no se referían a ellos como comúnmente se hace en “grupos de trabajo o grupos de

laboratorio”, sino como expertos forenses dentro de un contexto real).

Teniendo en cuenta que la UDPTEC fue apoyada en el uso de las TIC, se solicitó a los

estudiantes inscribirse a la plataforma académica www.edmodo.com con el fin de compartir

información complementaria en la realización de actividades dentro del aula virtual, enviar y

recibir observaciones, inquietudes y recomendaciones al desarrollo de la metodología en estudio;

también dicho espacio virtual permitió generar debates de controversia científica, puesto que cada

grupo técnico arrojaba algún tipo de hipótesis o conclusión en relación al estudio de casos reales,

lo que permitía una enriquecedora retroalimentación “virtual” y presencial para mejorar los

procesos de análisis.

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6.8 Proceso de análisis de la información

Para el análisis de la información recopilada, se plantean tres etapas de análisis; la primera de ella

confronta los resultados obtenidos en el IIPTEC, tanto en el momento inicial, como en el final, es

decir, antes de la intervención con la Unidad Didáctica del Trabajo y la Energía Cinética UDPTEC

y luego de la misma. Cabe notar, que la población que estará en el proceso de análisis confronta a

cinco estudiantes, que cumplieron con los criterios de haber participado en todo el proceso de la

investigación.

Es importante tener en cuenta que para el análisis del instrumento de ideas previas e ideas

finales, se realizará una caracterización de las tendencias que tienen los estudiantes a nivel

permisible, concreto y pertinente, de tal forma que permita identificar las categorías para describir

y analizar fenómenos físicos reales, interpretación de variables físicas, modelización de algoritmos

físico-matemáticos y solución de problemas de contexto, comprobando los alcances que se

generaron desde los aprendizajes la Unidad Didáctica. Para cada una de las preguntas planteadas,

se tendrá en cuenta las pautas de análisis según las tablas 2, 3 Y 4, descritas a continuación:

Tabla 2. Pautas de análisis de IIPTEC. Fuente: elaboración propia. Pregunta ¿cómo se realizará el análisis?

1. Teniendo en cuenta que un

Accidente de Tránsito “AT” se

considera como un hecho eventual

e imprevisto, donde participa uno

más vehículos y/o personas, que

generan un daño o perjuicio, ¿qué

conceptos físicos (leyes, teorías o

teoremas) cree que se pueden

explicar en un fenómeno de este

tipo?

Inicialmente se realizará un conteo de los conceptos, leyes, teoremas o

principios físicos que pueden reconocer los estudiantes en un fenómeno físico

real de contexto, de tal manera que se puedan construir tablas de tendencia

(frecuencia), ya que son una herramienta en la investigación cualitativa que

permite tomar variables nominales o factoriales, donde es necesario estudiar

una distribución conjunta. Este análisis será comparativo dentro de dos

momentos (al inicio y final del proceso de investigación), con el objetivo de

establecer valores o atributos comparativos desde las frecuencias estimadas;

esta metodología es definida por Confrey (2006), como el número de atributos

o variables que se analizan conjuntamente y el número de modalidades o

niveles de los mismos, lo que permite identificar las variables Físicas vistas

en un fenómeno de contexto (categoría de análisis). Nota: esta pregunta será

analizada de forma global con los 25 estudiantes que cumplieron con todo el

proceso de la investigación y, se puntualizará con los estudios de caso

escogido

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Tabla 2 (continua) Pregunta ¿cómo se realizará el análisis?

2. ¿Ha visto o se ha enterado de un

accidente de tránsito? De ser así, narre

lo sucedido, y plasme a través de un

dibujo (antes, durante y después del

accidente), lo que usted observó o le

dieron a entender de dicho evento de

tránsito.

Esta pregunta será analizada de acuerdo a la explicación de hechos

problemáticos mediante elaborados razonamientos abductivos y

analógicos que muestran que, de alguna manera existen hechos que se

pueden asociar a modelos de contexto real (Adúriz-Bravo, 2005). Por lo

tanto, se busca identificar que los accidentes de tránsito son un fenómeno

que relacionan los estudiantes dentro de su contexto diario al cual le

asociación ciertas descripciones Físicas.

3. De acuerdo con su observación o

narración del accidente en el punto 2,

¿qué variables Físicas considera hay:

¿antes, durante y después del accidente

de tránsito?

Al igual que la pregunta 1, se pretende caracterizar desde un cuadro de

contingencia a partir de tendencias (frecuencias), el reconocimiento de

variables Físicas en un fenómeno físico antes, durante y después que se

desarrolla.

4. De las variables Físicas que

mencionó en el punto 3, ¿cuál o cuáles

cree que podría calcular usted y cómo?

En esta pregunta se pretende analizar la modelización de variables

Físicas da través de algoritmos fisicomatemáticos (categoría de análisis),

para el cálculo de variables Físicas presentes en un accidente de tránsito.

5. ¿Cómo considera que se podría

aplicar el principio del trabajo y la

energía cinética en un accidente de

tránsito?

El análisis del párrafo explicativo se categoriza desde (Jorba, Gómez,

& Prat, 2000), quien plantea que las razones o los argumentos,

globalmente, tienen coherencia y se deben referir al objeto de explicación,

que, para este caso, el estudiante explicará cómo considera que se podría

aplicar el principio del trabajo y la energía cinética en un accidente de

tránsito.

6. Con las palabras que encontrará en

la siguiente tabla. Elabore un mapa

conceptual que relacione los conceptos

asociados al principio del trabajo y la

energía cinética, por ello, puede

ignorar los conceptos que no considera

necesarios para explicar dicho

principio físico.

Palabras: velocidad, energía,

fuerza, desplazamiento, rozamiento,

fricción, aceleración, aceleración

gravitacional, masa, peso, calor,

energía cinética, dinámica, energía

potencial, cinemática, sistema de

referencia y tiempo.

Para el análisis de los mapas conceptuales iniciales y finales se plantea

una rúbrica de evaluación, soportado por la metodología de evaluación

recomendada por Novak y Gowin (2002), donde se recomiendan escalas

de valoración por puntos (ver Rubrica de Caracterización), de tal manera

que se puedan identificar y valorar: las proposiciones, las jerarquías, las

conexiones cruzadas y ejemplos que contextualizan de los conceptos que

son objetos de aprendizaje. En la tabla 3, se muestran los criterios de

caracterización de los mapas conceptuales; cada elemento de evaluación

responde a una pregunta evaluación.

Teniendo en cuenta las preguntas que orientan la valoración de mapas

conceptuales, se plantea la rúbrica de caracterización con escalas

definidas para puntuar los mapas conceptuales al inicio y al final de la

investigación (ver tabla 4).

Nota: Elaborada por el Autor

Tabla 3. Criterios de evaluación de mapas conceptuales. Fuente: elaboración propia. Criterios de evaluación de mapas conceptuales

Indicadores de evaluación Pregunta de evaluación

Proposiciones ¿Se indica la relación de significado entre dos conceptos mediante

líneas que los une y mediante la(s) palabra(s) de enlace

correspondiente(s)?

Jerarquía ¿Presenta el mapa una estructura jerárquica? ¿Es cada uno de los

conceptos subordinados más específico y menos general que el

concepto que hay dibujado sobre él?

Conexiones cruzadas ¿Es significativa y válida la relación que muestra el mapa entre los

conceptos?

Ejemplos ¿Relaciona los conceptos con algún tipo de ejemplo?

Nota: Elaborada por el Autor

Tabla 2 (continua)

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Tabla 4. Rubrica de caracterización de mapas conceptuales. Fuente: elaboración propia. Indicador que

evaluar

Alto Medio Bajo Sin valoración

Proposiciones La proposición es

válida y significativa.

La proposición

es válida.

La proposición

no es válida.

El mapa no

presenta jerarquías

entre los conceptos.

Jerarquía El mapa conceptual

presenta una estructura

jerárquica y pertinente

desde lo general a lo

específico.

El mapa

conceptual

presenta una

estructura

jerárquica.

La jerarquía no

es válida.

No responde.

Conexiones

cruzadas

Muestra el mapa

conexiones significativas

entre los distintos

segmentos de la jerarquía

conceptual.

El mapa presenta

conexiones entre

los conceptos.

El mapa presenta

conexiones que no

son válidas entre

los conceptos.

El mapa no

presenta conexiones

entre los conceptos.

Ejemplos Los ejemplos son

válidos y representan

relación significativa con

el concepto.

Los ejemplos

son válidos y

relacionan con el

concepto.

Los ejemplos no

son válidos.

El mapa

conceptual no

presenta ningún tipo

de ejemplo.

Nota: Elaborada por el Autor

Para el análisis del instrumento dos (TESTi y TESTf), se tiene en cuenta las categorías de

análisis y los equivalentes cuantitativos que dicho instrumento arroje, con el fin de valorar los

aprendizajes que la metodología permitió alcanzar en el grupo piloto de estudio. Para este

instrumento, se tuvo en cuenta los análisis de forma general y de los casos de estudio del presente

proyecto. Finalmente, el análisis se centró en las observaciones de contenidos de la Unidad

Didáctica del Principio del Trabajo y la Energía Cinética UDPTEC, en relación con las cinco

actividades generales de cada sesión (dos de estas, estuvieron subdivididas en dos actividades por

hora, que estaban bajo el mismo marco metodológico propuesto por Sanmartí (2000), es decir que

se constituyen en un total de siete actividades), que se trazaron para permitir la comprensión del

principio físico en estudio. Este análisis de contenidos busca retroalimentar la unidad instruccional

para identificar las relaciones que existen entre la generación de aprendizajes y la posibilidad de

replantear las actividades, para que dicho aprendizaje sea más óptimo dentro del proceso de

aprendizaje (Rodriguez & Valldeoriola, 2008).

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60

Una vez realizado los análisis descritos anteriormente, se procede a triangular la

información, partiendo inicialmente que este tipo de análisis corresponde al cruce dialéctico de

registro y organización de la información pertinente al objeto de estudio (generación aprendizajes

del principio del trabajo y la energía cinética), y se desarrolla al finalizar el proceso de recolección

de la información; de acuerdo a Cisterna (2005) este proceso de triangulación pasa por diferentes

fases: selección de la información obtenida en el trabajo de campo, triangulación de los elementos

de información y triangular la información mediante otros instrumentos. De acuerdo con este

sistema referencial, se realiza la triangulación de métodos tomando los resultados obtenidos en las

dos partes que conforman el inicio de la investigación y la final del mismo, de tal manera que

puedan ser contrastados para cada uno de los casos de estudio. Luego de esto, se toman los

resultados obtenidos en la Unidad Didáctica del principio del Trabajo y la Energía Cinética,

identificando y caracterizando los elementos más pertinentes y relevantes de cada uno de los casos,

y su incidencia en el desarrollo de cada una de las actividades desarrolladas en la intervención con

la Unidad Didáctica.

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61

7. Análisis de Resultados

Inicialmente los análisis expuestos en este capítulo, se desarrollarán en tres momentos: el

primero con el análisis de las preguntas abiertas de acuerdo a las pautas de análisis (ver tablas 2, 3

y 4) con el fin de identificar las ideas que tiene los estudiantes sobre el principio del trabajo y la

energía cinética relacionado en un hecho de contexto real; para el análisis de los mapas

conceptuales y los párrafos de explicación y de justificación se realizará de forma específica para

el estudio de casos. Para la consolidación de los datos TESTi y TESTf, se realizará una

descripción valorativa de los aprendizajes generados por los estudiantes dentro del proceso de

desarrollo de la investigación.

En un segundo momento se realizará el análisis de aplicación de la Unidad Didáctica del

Principio del Trabajo y la Energía Cinética UDPTEC contextualizada en los accidentes de tránsito,

apoyados por la plataforma virtual www.edmodo.com, la elaboración de documentos en hojas de

cálculo, apoyo de vídeos tutoriales, páginas de consulta general y la realización de animaciones en

el programa de libre acceso Virtual Crash 3.0 (versión demo descargable libremente en la página

oficial) y cada una de las actividades entregables físicamente y por medio magnético, esto aplicado

a cada uno de los cincos casos en estudio.

Una vez consolidado los datos anteriores, se procede a desarrollar el tercer momento del

análisis, que consiste en triangular la información correspondiente a los datos obtenidos en cada

uno de los estudios realizados en los momentos antes y después de la intervención. Esta

triangulación se realizará desde las respuestas de tipo abiertas, el mapa conceptual y las actividades

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62

de la Unidad Didáctica, que permiten que cada uno de los casos en estudio sea caracterizado para

identificar el cumplimiento del objeto de estudio del presente trabajo de investigación. La anterior

metodología de análisis, se esquematiza en la figura 4.

Figura 4. Análisis de resultados. Elaborada por el Autor

Los procesos de análisis descritos anteriormente fueron aplicados a 5 estudiantes, que

fueron seleccionados bajo los siguientes criterios:

1. Inicialmente se hizo la separación de los estudiantes por área de formación, que

pertenecían al curso de Física mecánica, entre estas están; ingeniería biomédica, ingeniería

electrónica, ingeniería industrial, ingeniería mecánica e ingeniería mecatrónica; para un total de 5

áreas de formación.

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63

2. Ser participe en todo el proceso de la investigación.

3. Haber cumplido con la entrega física y virtual de todas las actividades desarrolladas

en la intervención.

4. Una vez seleccionados los estudiantes por área de formación, se procedió a filtrar los

estudiantes que habían tenido alguna clase de formación en Física mecánica en la misma

universidad u otras universidades, con el fin de tomar los estudios de caso de forma más aislada a

preconceptos que previamente hubiesen desarrollado en otros procesos formativos, es decir,

asumir los aprendizajes desde una perspectiva totalmente nueva.

5. Finalmente, de este último filtro, quedaron entre dos y tres estudiantes por áreas de

formación, de los cuales, se eligió una muestra individual de forma aleatoria.

A continuación, se realiza una que muestra los criterios de selección para el estudio de

caso, y el progreso que permitió seleccionar los estudiantes.

Tabla 5. Proceso y criterios de selección de los estudios de caso Criterio de

selección

Ingeniería

Biomédica

Ingeniería

Electrónica

Ingeniería

Industrial

Ingeniería

Mecánica

Ingeniería

Mecatrónica

Total

1.Estudiantes por

área de formación.

5

5

7

5

5

27

2.Estudiantes que

estuvieron en todo

el proceso de la

investigación.

4

5

5

4

5

23

3.Entrega Física y

virtual de todas las

actividades.

4

4

5

3

5

17

4.Estudiantes que

recibieron

formación

universitaria en

Física con

anterioridad.

2

3

3

2

3

13

5.Selección de

forma aleatoria de

estudiantes.

1

1

1

1

1

5

Nota: elaborada por el Autor

Una vez seleccionados los estudiantes, se procedió a realizar los análisis de forma

individual, desde la información recolectada en el Instrumento de Ideas Previas y el TEST, al igual,

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64

que sus procesos de desarrollo individual en las diferentes actividades de la Unidad Didáctica.

7.1 Análisis del instrumento de ideas del principio del trabajo y la energía cinética

Inicialmente se enfatizará en el instrumento de ideas previas sobre el principio del trabajo y la

energía cinética, que se encuentra estructurado en tres partes esenciales; la primera en preguntas

abiertas; la segunda en construcción de mapas conceptuales; y la tercera en la elaboración de un

párrafo explicativo. Dichas preguntas están planteadas del mismo modo al inicio y al final de la

intervención.

Pregunta 1: para la elaboración del análisis de esta pregunta, se planteó a los estudiantes

relacionar conceptos, leyes, teorías, teoremas o principios que se aplican en la investigación de

accidentes de tránsito; para esta pregunta se realiza para cada uno de los casos en estudio, antes y

después de aplicada la Unidad Didáctica, consignado de la siguiente manera:

Tabla 6. Pregunta 1

Frederick

Conceptos asociados antes de la intervención

didáctica

Conceptos asociados después de la intervención

didáctica

Análisis: En el instrumento inicial, Frederick, apunta que no sabe qué conceptos físicos se puede

asociar a los accidentes de tránsito. En el instrumento final, escribe la energía cinética, la velocidad, la

acción y reacción y la tercera ley de Newton. En relación con el principio del trabajo y la energía cinética,

vale resaltar que la velocidad y la energía son parte de dicho principio, por ende, el cambio conceptual

que asocia Frederick es válido a la luz del objeto de estudio de este proyecto. En relación con el concepto

de la tercera ley de Newton, es una manifestación de los conceptos que se trabajaron de manera

superficial, pero no que no se centró el conocimiento en dichas leyes.

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65

Ashley

Conceptos asociados antes de la intervención

didáctica

Conceptos asociados después de la intervención

didáctica

Análisis: Ashley propone en el instrumento inicial la palabra “teorías” pero no especifica cuáles o a

cuál puede estarse refiriendo. Luego de la intervención, la estudiante plantea un repertorio más amplio

sobre conceptos que propician una descripción física de los accidentes de tránsito, entre ellos están: la

energía cinética, la velocidad, la energía (contexto general), desplazamiento, masa, calor, trabajo, tiempo,

coeficiente de rozamiento y distancia de frenado; estos conceptos permiten inferir, que la estudiante

relaciona de manera más particular el fenómeno en estudio (accidentes de tránsito), porque cada uno de

estos (tiempo, velocidad, coeficiente de rozamiento, distancia de frenado, rozamiento y masa) están de

forma implícita en el principio físico en estudio, mientras que los otros (energía cinética y trabajo) están

de forma generalizada y que sustentan la comprensión del fenómeno. Finalmente, se puede enfatizar en

que las actividades propiciaron que Ashley asociara los conceptos de manera más pertinente al fenómeno

en estudio.

Joshua

Conceptos asociados antes de la intervención

didáctica

Conceptos asociados después de la intervención

didáctica

Análisis: inicialmente Joshua, hace una descripción de la velocidad de los vehículos, estado de los

operarios después del accidente y el tener en cuenta las normas de tránsito; en relación con esto, la única

percepción válida es la de la velocidad de los vehículos, porque las otras descripciones están ligadas a

condiciones del accidente. En el instrumento final, Joshua describe conceptos tales como: velocidad,

distancia, energía, masa, desplazamiento, rozamiento, trabajo, calor, tiempo, energía cinética, energía

potencial, rapidez y aceleración. Sobre esto se puede analizar que, mantiene el concepto de velocidad,

pero adiciona otros que son fundamentales para describir el principio del trabajo y la energía cinética

Tabla 6 (continua)

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(trabajo y energía cinética), mientras que los específicos, connotan una relación directa con el fenómeno

en estudio (accidentes de tránsito).

Albert

Concep tos asociados antes de la intervención

didáctica

Conceptos asociados después de la intervención

didáctica

Al inicio de la intervención, Albert plantea los conceptos de inercia, gravedad y velocidad, pero aclara

que no sabe conceptos físicos; de esto se puede analizar que no tiene claro, la definición de “concepto

físico” toda vez que los mencionados anteriormente son variables Físicas, según la demarcación que

realiza. En el instrumento final, escribe de manera general, el principio del trabajo y la ley de la

conservación de la energía. Sobre esto se puede analizar que cita un principio y una ley de forma general,

y sobre estos, no enfatiza conceptos puntuales, lo que quiere decir que asocia de manera global los

accidentes de tránsito con dichos principio y ley (que debe ser asumida más como teorema, pero este

tema no fue tema de discusión en ninguna de sesiones).

Isaac

Conceptos asociados antes de la intervención

didáctica

Conceptos asociados después de la intervención

didáctica

Isaac, enfatiza en la tercera ley de Newton, y a esta le asocia los conceptos específicos de

aceleración, fricción, velocidad, masa y la normal. Dichos conceptos están ligados implícitamente en el

principio del trabajo y la energía cinética, pero con respecto a la tercera ley de Newton, se asume como

consecuencia del análisis de fuerzas que ejercen trabajo dentro del proceso de un accidente. En el

instrumento final, Isaac describe que los accidentes de tránsito están asociados a las variables de, energía,

trabajo, velocidad, rapidez, aceleración, desplazamiento, trayectoria, tercera ley de Newton, masa, peso,

fuerza, gravedad, distancia y tiempo. De los conceptos iniciales, mantiene la velocidad, la aceleración,

la masa y la tercera ley de Newton, pero adiciona conceptos que son complementarios en el

reconocimiento objetivo del principio del trabajo y la energía en este tipo de fenómenos, tales como

energía, trabajo, rapidez, fuerza, gravedad, distancia y tiempo; esto indica que la intervención le permitió

aumentar el repertorio conceptual que tenía inicialmente, y que dichos conceptos adicionales, forman

parte general (energía cinética y trabajo) y especifica (rapidez, fuerza, gravedad, distancia y tiempo)

Tabla 6 (continua)

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67

asociado al principio del trabajo y la energía.

Nota: elaborada por el Autor

Pregunta 2: esta pregunta permite identificar que todos los estudiantes la respondieron

afirmando que, si habían presenciado un accidente de tránsito, frente a esto, se puede inferir, que:

a) Los accidentes de tránsito es un tema que permea las realidades sociales en las que se

encuentra el estudiante, es decir, es un fenómeno de contexto real que puede ser tratado en el aula

como ciencia hecha por los científicos donde el estudiante asume su conocimiento para aplicarlo

a una problemática local (Izquierdo, 2004).

b) Los dibujos representan un lenguaje conectado entre sus experiencias y lo que quieren

dar a entender; vale resaltar que, para este caso, los dibujos representativos del accidente narrado

antes y después de la UDPTC muestran cambios significativos, ya que se indican huellas de

frenado, deformación de vehículos, y posiciones finales entre los involucrados; temas que fueron

tratados durante el proceso de investigación.

Pregunta 3: para la respuesta a esta pregunta, se expondrá en cada uno de los estudios de

caso, iniciando por Frederick.

Figura 5. Descripción de variables al inicio del

proceso para Frederick. Elaborada por el Autor

En la descripción de variables, presentes en el accidente, Frederick asoció la velocidad y la

fuerza antes de la colisión, pero se observa que no describió ninguna variable durante y después

del accidente.

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Figura 6. Descripción de variables al final del

proceso para Frederick. Elaborada por el Autor

En la descripción de variables, Frederick mantiene el concepto de velocidad antes de la

colisión, pero adiciona aceleración y masa. Para el caso de la colisión, Frederick relaciona las

distancias y las deformaciones presentes durante el momento en que los implicados están

desarrollando su mecánica de colisión. Finalmente, indica que después de la colisión, hay una

consecuencia de análisis físico así; “velocidad inicial por la huella de frenado”, que dentro del

proceso de formación se involucró como una evidencia física elemental, que se toma para analizar

la velocidad inicial de los implicados, y aunque parece general, involucra los conceptos más

aplicados al proceso físico de análisis en la investigación de este tipo de fenómenos.

Para Ashley, inicialmente responde con cierta contundencia, al reconocer a través de la

frase, “no tengo claro el tema”, porque posiblemente no relaciona las variables físicas con un

contexto real.

Figura 7. Descripción de variables al inicio del

proceso para Ashley. Elaborada por el Autor

En el cuadro relacionado de variables al final, Ashley relaciona que antes de la colisión

existe tiempo y energía cinética (variables que son asumidas como importantes en la descripción

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69

del accidente). Durante la colisión, Ashley manifiesta que las variables físicas presentes son

energía, calor, sonido, tiempo y rozamiento; estas variables están presentes y son válidas para

describir el fenómeno. Finalmente, describe que la velocidad, distancia y tiempo, están asociadas

a después de la colisión, de aquí se puede hacer una conjetura en relación a la velocidad final de

los implicados que es cero, a la distancia asociada en las posiciones finales y al tiempo, que es un

variable independiente en los tres momentos de la colisión.

Figura 8. Descripción de variables al final del proceso

para Ashley. Elaborada por el Autor

Para el siguiente caso en estudio, Albert, inicia relacionando variables de forma descriptiva,

“velocidad de los implicados” y “estado de la vía”, de estas dos se puede analizar que la variable

es la velocidad, pero que el estado de la vía es una condición del fenómeno. Durante la colisión,

Joshua describe el momento del impacto, que es válido, ya que este fenómeno se entiende como

transferencia de movimiento. Finalmente, describe las variables de posición, y el estado de los

operarios (implicados dentro del accidente); de aquí se puede enfatizar en dos aspectos, primero

el físico espacial en el que quedan ubicados los vehículos y el social, que se activa cuando los

implicados resultan afectados en dicho evento de tránsito.

Figura 9. Descripción de variables al inicio del proceso para

Joshua. Elaborada por el Autor

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Al final del proceso, Joshua, identifica la energía en el antes y el después de la colisión,

después del accidente no relacionado dicha variable, por el hecho de que la energía cinética está

asociada a una partícula en movimiento y que para el caso del accidente las velocidades finales de

los implicados es igual a cero; de igual manera relaciona el trabajo antes de la colisión, que es un

concepto importante del principio de conservación objeto de estudio del presente trabajo, también

manifiesta que el calor es una variable presente (discusión en términos de disipación y/o

transformación de energía cinética anteriormente descrita). Indica que el rozamiento, está presente

durante y después del accidente. Finalmente establece como variable el desplazamiento después

de la colisión.

Figura 10. Descripción de variables al final del proceso para

Joshua. Elaborada por el Autor

En el caso de Albert, inicialmente indica la velocidad y la aceleración, y durante la colisión

identifica inercia, gravedad y tiempo. Después del accidente no identifica ninguna variable. De lo

anterior se puede inferir que tanto la velocidad y la aceleración son variables presentes en el

sistema inicial, pero durante la colisión no debería asumirse la gravedad, ya que entendida como

aceleración es constante en todo el proceso de la colisión.

Figura 11. Descripción de variables al inicio del proceso para

Albert. Elaborada por el Autor

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Se observa que Albert al final del proceso, identifica o asocia, la velocidad como elemento

antes y durante la colisión, al igual que en el instrumento inicial. Aparecen variables como masa,

fricción, energía cinética, trabajo, rozamiento, distancia y tiempo en el antes y después de la

colisión. Llama la atención que Albert se refiere a la energía potencial dentro del proceso de la

colisión. Entre las variables que describe Albert, él mantiene la masa, la distancia y la fricción

después de la colisión. Dentro de este proceso, se puede notar que todas las variables están

asociadas al principio del trabajo y la energía cinética.

Figura 12. Descripción de variables al final del proceso

para Albert. Elaborada por el Autor

En el siguiente caso, Isaac, inicia con reconocimiento de variables muy asociadas al

principio del trabajo y la energía cinética; velocidad, aceleración, fricción, peso, masa, distancia y

tiempo. Durante la colisión manifiesta la fricción, velocidad, aceleración, distancia y tiempo;

después de la colisión indica que hay aceleración, fricción, tiempo, velocidad y distancia. De

acuerdo con esto, mantuvo en todos los momentos los mismos conceptos, pero solamente el peso

al inicio.

Figura 13. Descripción de variables al inicio del proceso para

Isaac. Elaborada por el Autor

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En el proceso final, Isaac elabora diagramas de cuerpo libre (diagramas de fuerza) que

describen los procesos de la colisión; también indica en estos dos momentos la velocidad como

diferente de cero antes y durante la colisión. A este diagrama, le asocia un “vector” de transferencia

de energía durante el proceso de colisión. En el momento final, después de la colisión, mantiene

las fuerzas de rozamiento, peso y normal, pero no indica nada en relación con la velocidad, que

puede asociarse con una indicación que los implicados quedaron en reposo o equilibrio estático.

Figura 14. Descripción de variables al final del proceso para

Isaac. Elaborada por el Autor

Pregunta 4: en esta pregunta se busca identificar el uso de modelos algoritmos

fisicomatemáticos (ecuaciones físicas), que podrían ser usados para calcular las variables

mencionadas en la pregunta tres. Para este análisis se esboza una tabla antes y después para cada

uno de los casos de forma compacta (ver tabla 7).

Tabla 7. Descripción de la pregunta 4 en los estudios de caso.

Frederick

En el Instrumento Inicial En el Instrumento Final

Frederick no describe ninguna variable física en el instrumento inicial de ideas previas, mientras

que, en el instrumento de ideas finales, describe las variables físicas (energía cinética y velocidad

inicial descrita desde conceptos de trabajo) y sus respectivos algoritmos físico-matemáticos, que

son válidos de acuerdo a los modelos desarrollados para calcular dichas variables.

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Ashley

En el Instrumento Inicial En el Instrumento Final

Inicialmente, Ashley no relaciona algún tipo de variable física que pueda calcular, mientras

que, en el instrumento final, describe tres variables; distancia de frenado, energía cinética, y

velocidad inicial; en relación a la distancia de frenado, la asume como la distancia en que un

vehículo puede detenerse hasta quedar en reposo y la velocidad inicial tiene un factor de conversión

a kilómetros por hora (3.6). Esta velocidad es asociada a la velocidad más probable que tenía un

vehículo antes de iniciar el proceso de frenado. Asimismo, Ashley asocia tres conceptos calculables

a partir de las evidencias Físicas EF recolectadas experimentalmente, es decir, asocia algoritmos

fisicomatemáticos que describen el fenómeno real.

Joshua

En el Instrumento Inicial En el Instrumento Final

Albert

En el Instrumento Inicial En el Instrumento Final

La observación inicial que hace Albert, es que no sabe las ecuaciones respectivas, lo que indica

que está asociando las variables físicas con algún procedimiento matemático para ser calculada las

variables que mencionó en el punto 3. Después de haber estado en el proceso, describe finalmente

la velocidad, la energía cinética y la distancia de frenado son calculables; a cada una de estas les

relaciona el algoritmo con el que se puede calcular. Es importante notar, que diferencia en la

velocidad inicial la unidad de medida con la que se arroja el resultado, partido del factor de

conversión de m/s a km/h que es 3,6 y que fue explicado como elemento de inclusión para los

diferentes cálculos dentro del proceso de una investigación de este fenómeno.

Tabla 7 (continua)

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Isaac

En el Instrumento Inicial En el Instrumento Final

Isaac inicialmente intenta relacionar la velocidad y la aceleración como variables físicas medibles,

y les coliga algoritmos, que para ambos casos son erróneos; lo que aquí se considera observable es

que hace una relación entre dos conceptos presentes en este tipo de fenómenos y sus ideas previas

de forma gráfica (denotación de ecuaciones). En el instrumento final, Isaac no solamente relaciona

las tres variables asociadas al principio del trabajo y la energía cinética, sino que también las

explica; en este caso, define implícitamente el principio en estudio de la siguiente forma: “energía

cinética utilizada durante el accidente para la realización del trabajo”, lo que indica que

caracteriza este fenómeno como una manifestación de transformación de energía. De igual manera

explica, que la huella de frenado está relacionada con las evidencias que dejan los vehículos, por

ende, a este contexto aplicativo, se le puede asociar como otro tipo de manifestación de la energía

cinética que tienen los involucrados antes de accidente.

Nota: elaborada por el Autor

Pregunta 5: en esta pregunta, se pretendía obtener por parte de los estudiantes, un breve

escrito de cómo ellos consideran que se podría aplicar el principio de trabajo y la energía con

fuerzas no conservativas en el análisis de los accidentes de tránsito, lo que arrojó los siguientes

cambios, del antes y después de la aplicación de la UDPTEC:

Tabla 8. Descripción del texto explicativo en los estudios de caso.

Frederick

En el Instrumento Inicial En el Instrumento Final

En el instrumento inicial, Frederick manifiesta que no sabe cómo relacionar el principio en estudio,

lo que implica que no tiene claridad sobre la incidencia del estudio de este tipo de fenómenos desde

Tabla 7 (continua)

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los conceptos de la Física. En el instrumento final, Frederick manifiesta que la energía cinética está

asociada al movimiento de un vehículo, y a este le asocia que realiza trabajo cuando deja huella de

frenado, de tal manera que pone de manifiesto que está relacionando el principio del trabajo y la

energía cinética con las dos variables importantes en este fenómeno; la energía cinética y el trabajo

con fuerzas disipativas.

Ashley

En el Instrumento Inicial En el Instrumento Final

Ashley inicialmente no manifiesta ninguna relación del PTEC en el análisis de este tipo de

fenómenos. Luego de aplicado el proceso metodológico, manifiesta en el instrumento final que la

energía cinética está asociada al movimiento y el principio del trabajo lo relaciona con la huella de

frenado; de aquí se puede notar que el cambio de explicación sobre el principio en estudio está más

fundamentado desde la explicación y el argumento, al igual que la relación con un fenómeno de

contexto real.

Joshua

En el Instrumento Inicial En el Instrumento Final

Para el caso de Joshua, inicialmente describe el reconocimiento de variables “analizando las

variables”; después expone la necesidad de “argumentar lo sucedido mediante cálculos para sacar

una conclusión”; dichas apreciaciones iniciales tienen una importante relación en la discusión

científica de los eventos de este tipo. En el instrumento final, hace un reconocimiento al concepto

de trabajo y su manifestación en el movimiento de los implicados; dicha manifestación la relaciona

con disipación de energía durante el momento de la colisión. De lo anterior, se puede analizar que,

concreta el principio del trabajo y la energía cinética, asociando de forma directa con los accidentes

de tránsito, el trabajo y la disipación de energía por colisión.

Tabla 8 (continua)

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Albert

En el Instrumento Inicial En el Instrumento Final

Albert por su parte, inicialmente describe que no sabe dar una breve explicación del principio

del trabajo y la energía cinética aplicados en este tipo de fenómenos, mientras que en instrumento

final, Albert manifiesta que se pueden calcular variables como la velocidad (asociándolas a las

características de un vector “magnitud y dirección”); a dicha velocidad la relaciona de forma

directa con la energía cinética, que efectivamente es una respuesta dinámica a dicha manifestación

del principio en estudio, pero, incurre en una contextualización de la huella de frenado como

manifestación de energía, pero no lo asocia con el trabajo.

Isaac

En el Instrumento Inicial En el Instrumento Final

Isaac inicialmente no relaciona nada en los espacios para responder a la pregunta, lo que implica

que no asocia el principio del trabajo y la energía con dicho fenómeno en estudio; después en el

instrumento final, plantea tres fases en las que se presenta un accidente de tránsito, “antes, durante

y después”, asociando la energía (en relación con esta usa la palabra “especialmente”) y el trabajo

en todos los momentos del accidente. Finalmente relaciona el cálculo de la velocidad final con la

huella de frenado; aquí vincula el cálculo de la variable física a partir de modelos elaborados en

clase, lo que implica que explica el principio del trabajo y la energía cinética en un contexto

medible y asociado a un fenómeno real.

Nota: elaborada por el Autor

Pregunta 6: en esta pregunta, se solicitó a los estudiantes asociar conceptos físicos a través

de un mapa conceptual, teniendo en cuenta 17 palabras (velocidad, energía, fuerza,

desplazamiento, rozamiento, fricción, aceleración, aceleración gravitacional, masa, peso, calor,

energía cinética, dinámica, energía potencial, cinemática, sistema de referencia y tiempo) en el

IIPTEC. Para el instrumento inicial y final, se solicitó hacer el mapa conceptual con las mismas

palabras, pero con la consideración de que podían ignorar aquellas palabras que no estuvieran

Tabla 8 (continua)

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77

asociadas al principio del trabajo y la energía cinética. Para esta pregunta se analizaron de igual

forma cada caso de estudio, con el uso de la rúbrica de caracterización de los mapas conceptuales;

para cada mapa se elaboró una tabla de puntos valorativos para las proposiciones, jerarquías,

conexiones cruzadas y ejemplos; para dicha descripción se elaboraron las tablas comparativas de

los mapas iniciales y finales para cada estudio de caso, de la siguiente manera:

Tabla 9. Descripción de mapas iniciales y finales de Frederick. Frederick

Indicador de

evaluación

Mapa Inicial Mapa Final

Proposiciones No realiza ninguna proposición entre los

conceptos.

El mapa conceptual no presenta ninguna

proposición.

Jerarquía Ubica de manera superior el concepto de

energía potencial y a este le asocia dos

vertientes subdivididos en aceleración y

energía cinética.

La aceleración la relaciona

jerárquicamente en su orden con:

velocidad, energía, fuerza y

desplazamiento.

La energía cinética la jerarquiza en su

orden con: rozamiento, fricción, masa,

peso y dinámica.

Ubica la energía como concepto más general.

Subjerarquiza el trabajo como parte de la

definición de la energía.

Contextualiza la energía cinética como un

sub concepto.

Pone de manifiesto que el rozamiento es

jerárquicamente superior a la manifestación de

este a través de la disipación de calor.

Jerarquiza la velocidad de forma superior en

relación con el tiempo.

Conexiones

cruzadas

No realiza ninguna conexión cruzada. Conecta el concepto definitorio de energía

con el trabajo.

Conecta la energía en su forma más general

con la energía cinética.

La energía cinética la asocia con al

rozamiento y el desplazamiento.

Ejemplos El mapa conceptual no presenta ningún

tipo de ejemplo.

Ejemplifica la distancia con la huella de

frenado.

Manifiesta que el tiempo es la separación de

acontecimientos.

Nota: elaborada por el Autor

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78

Figura 15. Mapa conceptual inicial de Frederick. Elaborada por el Autor

Figura 16. Mapa conceptual final de Frederick. Elaborada por

el Autor

Tabla 10. Descripción de mapas iniciales y finales de Ashley Ashley

Indicador de

evaluación

Mapa Inicial Mapa Final

Proposiciones No utiliza palabras que enlacen los

conceptos.

Realiza la proposición entre el

desplazamiento asociado a un trabajo, con la

distancia que describe la huella de frenado, que

viene de la definición del concepto de velocidad.

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79

Tabla 10 (continua) Ashley

Indicador de

evaluación

Mapa Inicial Mapa Final

Jerarquía Pone de manifiesto que el concepto más

importante es el de la energía cinética.

Relaciona la aceleración como concepto

superior al desplazamiento, que es válido, pero

luego pone de manera inferior la velocidad; estas

asociadas a la energía.

La energía de forma más general es

jerarquizada de manera inferior a la energía

cinética.

Jerarquiza la energía como superior al

concepto de fuerza.

Interpreta por jerarquías la fuerza como

superior a la masa, pero la masa inferior al peso.

Jerarquiza la energía potencial como

inferior a la energía cinética y jerarquiza a esta,

el concepto de calor, seguido del de fricción.

Jerarquiza la palabra energía en un contexto más

general.

Sub jerarquiza los conceptos de energía cinética y

trabajo.

La energía cinética la pone en mayor jerarquía

porque les asocia a dos conceptos inferiores; masa y

velocidad.

La velocidad la jerarquiza como concepto

asociado superior al tiempo y a la distancia.

La fuerza de rozamiento la subjerarquiza con

relación al trabajo; este último lo asocia con calor y

sonido como disipación.

Conexiones

cruzadas

No hay relaciones cruzadas. Realiza la conexión cruzada entre la definición de

energía de manera general.

La energía cinética la cruza con los conceptos de

masa y velocidad.

La velocidad la cruza con definiciones de tiempo

y distancia.

El trabajo lo conecta con el desplazamiento y el

rozamiento.

El rozamiento lo conecta con la trasferencia de

energía y la disipación de energía.

La disipación la conecta con el calor y el sonido.

Ejemplos El mapa conceptual no presenta ningún tipo

de ejemplo.

Ejemplifica la distancia con la huella de frenado.

Ejemplifica la distancia con la posición inicial y

final de un cuerpo.

Ejemplifica el tiempo con la división de

acontecimiento en tres tiempos; antes, durante y

después.

Nota: elaborada por el Autor

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80

Figura 17. Mapa conceptual inicial de Ashley. Elaborada por el

Autor

Figura 18. Mapa conceptual final de Ashley. Elaborada por el Autor

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81

Tabla 11. Descripción de mapas iniciales y finales de Joshua. Joshua

Indicador de

evaluación

Mapa Inicial Mapa Final

Proposiciones El mapa conceptual no presenta

ninguna proposición.

Propone la relación entre fuerzas conservativas

y no conservativas asociadas al trabajo.

Jerarquía Jerarquiza las variables dentro de la

aplicación en accidentes de tránsito,

pero asociado como eje central.

La energía como concepto más general.

El trabajo como concepto inferior a la

energía.

La energía cinética y la energía potencial

están en la misma jerarquía, pero son

subjerarquizadas a la energía.

Conexiones

cruzadas

Realiza la conexión de variables en un

accidente de tránsito con el peso, la

velocidad, el rozamiento, el

desplazamiento, la fricción, la

aceleración y la masa; elaboración tipo

mapa mental.

Relaciona la energía con el trabajo.

El trabajo lo relaciona con fuerza.

La fuerza la relaciona con dos características:

conservativas y no conservativas.

Conecta la energía con las formas de energía

cinética y potencial.

Ejemplos El mapa conceptual no presenta

ningún tipo de ejemplo.

Ejemplifica las formas de energía en;

mecánica, química, térmica, eléctrica y

magnética.

Relaciona los accidentes de tránsito como

ejemplo de la manifestación energía cinética.

Asocia el trabajo como disipación de energía

en un accidente de tránsito.

Identifica conceptos físicos como velocidad,

masa, desplazamiento y calor para asociarlos

con la importancia que tienen en el análisis de

accidentes de tránsito.

Elabora ejemplificación entre la energía y las

fuentes renovables y no renovables.

La fuerza conservativa la ejemplifica con el

peso, que es constante.

La fuerza no conservativa la ejemplifica con

la fuerza de rozamiento en que se presenta

perdida de energía.

Nota: elaborada por el Autor

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82

Figura 19. Mapa conceptual inicial de Joshua.

Elaborada por el Autor

Figura 20. Mapa conceptual final de Joshua.

Elaborada por el Autor

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83

Tabla 12. Descripción de mapas iniciales y finales de Albert. Albert

Indicador de

evaluación

Mapa Inicial Mapa Final

Proposiciones No realiza ninguna proposición entre

los conceptos.

Manifiesta que energía cinética se puede

disiparse en calor, sonido y deformación.

Asocia la disipación de energía como el

desplazamiento de la fuerza de rozamiento.

Propone que la energía cinética está asociada

al trabajo. Elabora la definición entre cantidades

escalares y vectoriales; estas asociadas a

magnitudes Físicas asociadas al trabajo.

Jerarquía No jerarquiza un concepto superior en

el mapa, pero escribe un linaje superior para

la velocidad en relación con la aceleración

y el tiempo, luego relaciona la masa como

concepto superior al peso y la fuerza.

Finalmente, da jerarquía el concepto de

rozamiento y luego a la fricción.

Jerarquiza la energía cinética como concepto

superior del mapa.

Jerarquiza la energía cinética como una

asociación del concepto más específico de la

energía.

Conexiones

cruzadas

No realiza conexiones cruzadas, de

hecho, separa los conceptos por

características asociadas a su definición

Física: “velocidad-aceleración-tiempo”;

estas asociadas al movimiento, “masa-

peso-fuerza”; asociadas a las propiedades

Físicas de un cuerpo y “rozamiento-

fricción”; asociadas a una consecuencia de

contacto entre dos superficies.

La energía la conecta con la energía cinética

y los accidentes de tránsito de forma asociada.

Conecta la energía cinética con la disipación,

al punto de cruzarla con el calor, el sonido y la

deformación.

Elabora una conexión entre el trabajo y la

fuerza de rozamiento.

La fuerza de rozamiento como concepto

central entre el trabajo y la disipación de energía.

Ejemplos No realiza ejemplos que estén

asociados a los conceptos.

Ejemplifica la disipación de energía en el

proceso de frenado.

Pone de ejemplo la distancia de la huella de

frenado como relación con la fuerza de

rozamiento.

Relaciona el tiempo como variable Física que

describe “momentos antes del impacto”,

“transcurso del accidente” y la masa asociada a

“partículas; automóviles y personas”.

Nota: elaborada por el Autor

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84

Figura 21. Mapa conceptual inicial de Albert.

Elaborada por el Autor

Figura 22. Mapa conceptual final de Albert. Elaborada por el Autor

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85

Tabla 13. Descripción de mapas iniciales y finales de Isaac Isaac

Indicador de

evaluación

Mapa Inicial Mapa Final

Proposiciones El mapa conceptual no presenta

ninguna proposición.

Propone que los conceptos propios de la

cinemática (tiempo, distancia, velocidad y

aceleración) y la dinámica (fuerzas a distancia y

contacto) están implícitos en los accidentes de

tránsito y que a partir de ello se pueden calcular

variables Físicas.

Jerarquía Ubica el concepto de sistema de

referencia como concepto general.

Jerarquiza la aceleración en relación a

la aceleración gravitacional.

La fricción la jerarquiza de manera

mayor al rozamiento.

Subdivide en dos jerarquías menores:

dinámica y cinemática.

Ubica la energía como concepto más

importante.

Subdivide la energía en energía cinética y

energía potencial.

Relaciona las clases de fuerza de contacto y a

distancia.

Conexiones

cruzadas

La dinámica la conecta con la

velocidad, el desplazamiento y el

tiempo.

La cinemática está conectada a la

aceleración, la fricción y la energía.

La energía la conecta entre energía

cinética y fuerza.

Conecta la energía cinética con su definición

“energía asociada al movimiento” y ésta última

a su vez con la cinemática.

Conecta la cinemática con los conceptos de

tiempo, distancia, velocidad y aceleración.

Asocia las fuerzas a distancia y de contacto

con la energía potencial.

Elabora las conexiones entre las formas de

disipación de la energía (calor, sonido, frenado,

deformación y transferencia de energía).

Ejemplos El mapa conceptual no presenta

ningún tipo de ejemplo.

Conecta los conceptos en el ejemplo de los

accidentes de tránsito.

Pone de ejemplo los accidentes con energía

que se disipada.

Pone de ejemplo la huella de frenado como

acción de disipación de energía.

Hace uso de algoritmos para definir la energía

cinética y la velocidad inicial.

Nota: elaborada por el Autor

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86

Figura 23. Mapa conceptual inicial de Isaac. Elaborada por

el Autor

Figura 24. Mapa conceptual final de Isaac. Elaborada por el Autor

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87

7.2 Análisis del instrumento de selección múltiple TESTi y TESTf.

Para el análisis del instrumento TESTi y TESTf, de analizarán las 15 preguntas de selección

múltiple asociadas a las categorías (describir un fenómeno físico real, analizar un fenómeno

físico real, definir conceptos físicos, modelizar algoritmos físico-matemáticos y solucionar de

problemas de contexto), de las cuales existen 3 preguntas en relación a la primera categoría

(descripción), 2 preguntas con relación a la segunda categoría (análisis), 4 preguntas con relación

a las tercera categoría (definición), 3 preguntas con relación a la cuarta categoría (modelización)

y finalmente, 3 preguntas con relación a la categoría de contexto. De igual manera, las opciones

de respuesta están enmarcadas en tres niveles de conceptualización (concepto permisivo,

concepto concreto, concepto pertinente). Dichas categorías fueron son analizadas para cada uno

de los estudios de caso del presente trabajo.

Tabla 14. Análisis de categorías

Análisis para el caso de Frederick

En la categoría de describir un fenómeno físico real, de las tres preguntas respondió una en el nivel

permisible, una en el nivel concreto y al rescatante en nivel pertinente en el TESTi. Para el TESTf,

eligió las tres respuestas en el nivel pertinente, es decir que: interpreta fenómenos físicos reales a partir

de diversos conceptos físicos, describe fenómenos físicos con un lenguaje científico adecuado y

argumenta por qué se puede aplicar principios, teoremas, leyes y conceptos de Física en la descripción

de fenómenos físicos.

1 1 1

3

0 0

P ERT INENTE CONCRETO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

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88

En la categoría de analizar un fenómeno físico real, en el TESTi respondió una pregunta en el nivel

permisible y una en el nivel concreto. En el TESTf, respondió dos en el nivel pertinente, lo que quiere

decir que; reconoce los principios físicos relacionados con el trabajo y la energía, mejora sus procesos

de análisis en la obtención de datos a partir de evidencias Físicas y considera la Física como una ciencia

experimental en contextos reales.

En la categoría de definir conceptos físicos, inicialmente en el TESTi respondió dos preguntas en el

nivel concreto y dos en el nivel permisible. En el TESf respondió 4 preguntas en el nivel pertinente, lo

que quiere decir que; define los conceptos físicos desde el enunciado como en su aplicación y diferencia

los conceptos físicos variantes dentro del proceso de desarrollo de un accidente de tránsito.

En la categoría de modelizar algoritmos físicos – matemáticos, respondió en el TESTi las tres

preguntas en el nivel permisible, pero en el TESf, respondió una pregunta en el nivel concreto y dos en

el nivel pertinente, lo que indica que; plantea los algoritmos necesarios para calcular el trabajo generado

por fuerzas no conservativas, aplica los algoritmos necesarios para calcular la energía cinética de una

partícula y reflexiona frente a los cálculos numéricos del trabajo y la energía cinética, asociando el

principio del trabajo y la energía cinética.

1 1

0

2

0 0

P E R T INENT E CONCRE TO P ERM I S I B L E

TESTi TESTf

0

2 2

4

0 0

P ERT INENTE CONCRETO PERMI S I B L E

TESTi TESTf

0 0

3

2

1

0

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

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89

En la categoría de solucionar problemas de contexto, en el TESTi respondió 2 eligió dos respuestas

en el nivel concreto y una en el nivel permisible. Después de la intervención, en el TESTf, respondió

una pregunta en el nivel concreto y dos en el nivel pertinente, lo que quiere decir que; interpreta los

datos numéricos del principio del trabajo y energía cinética, para explicar un fenómeno físico real y

confronta las opiniones de sus compañeros y da a conocer sus ideas y argumentos sobre lo que

posiblemente generó el fenómeno físico en estudio.

Análisis Global de las categorías para Frederick

En general, en el TESTi en las tres categorías, existe una tendencia definid al nivel pertinente, ya que,

de las 15 preguntas planteadas, 7 están descritas en este nivel con un nivel de tendencia del 47%; 6 están

en el nivel concreto con un 40% y, 2 respuestas en el nivel pertinente con solo un 13%.

En el TESTf, se observa una tendencia hacia el nivel pertinente, lo que quiere decir que, de las 15

preguntas, 13 respuestas están en dicho nivel con un 87%, a éste le sigue, el nivel concreto con solo 2

respuestas de las 15 preguntas planteadas, que corresponden al 13%. Llama la atención que el nivel

permisible tuvo una tendencia del 0%, es decir, que ninguna opción de respuesta estuvo en este nivel.

0

2

1

2

1

0

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

13%

40%

47%

PERTINENTE CONCRETO PERMISIBLE

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90

Análisis del caso de Ashley

En la categoría de describir un fenómeno físico real, respondió una en el nivel concreto y dos en el

nivel pertinente, en el TESTi. Para el TESTf, eligió las dos respuestas en el nivel pertinente, y una en

el nivel permisible, es decir que: interpreta fenómenos físicos reales a partir de diversos conceptos físicos

y describe fenómenos físicos con un lenguaje científico adecuado.

En la categoría de analizar un fenómeno físico real, en el TESTi respondió una pregunta en el nivel

permisible y una en el nivel pertinente. En el TESTf, eligió las dos respuestas en el nivel pertinente, lo

que quiere decir que; reconoce los principios físicos relacionados con el trabajo y la energía, mejora sus

procesos de análisis en la obtención de datos a partir de evidencias Físicas y considera la Física como

una ciencia experimental en contextos reales.

PERTINENTE87%

CONCRETO13%

PERMISIBLE0%

2

1

0

2

0

1

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

1

0

1

2

0 0

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

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91

En la categoría de definir conceptos físicos, inicialmente en el TESTi respondió cuatro preguntas en

el nivel pertinente. En el TESf respondió 2 preguntas en el nivel pertinente, una en el nivel concreto y

una en el nivel permisible, lo que quiere decir que; define los conceptos físicos desde el enunciado como

en su aplicación, pero no diferencia los conceptos físicos variantes dentro del proceso de desarrollo de

un accidente de tránsito.

En la categoría de modelizar algoritmos físicos – matemáticos, respondió en el TESTi dos preguntas

en el nivel permisible y una en el nivel pertinente, mientras que en el TESf, respondió las tres preguntas

en el nivel pertinente, lo que indica que; plantea los algoritmos necesarios para calcular el trabajo

generado por fuerzas no conservativas, aplica los algoritmos necesarios para calcular la energía cinética

de una partícula y reflexiona frente a los cálculos numéricos del trabajo y la energía cinética, asociando

el principio del trabajo y la energía cinética, al igual que relaciona algunos fenómenos físicos con el

principio del trabajo y la energía cinética.

En la categoría de solucionar problemas de contexto, en el TESTi respondió una en el nivel

pertinente y dos en el nivel concreto. Después de la intervención, en el TESTf, respondió una pregunta

en el nivel pertinente y dos en el nivel concreto, lo que quiere decir que; interpreta los datos numéricos

del principio del trabajo y energía cinética, para explicar un fenómeno físico real y confronta las

opiniones de sus compañeros y da a conocer sus ideas y argumentos sobre lo que posiblemente generó

el fenómeno físico en estudio.

4

0 0

2

1 1

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

1

0

2

3

0 0

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

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92

Análisis Global de las categorías para Ashley

En el TESTi, se observa una tendencia al nivel permisible con una tendencia al 60%, que es un

equivalente a 9 respuestas de las 15 planteadas en el TEST, mientras que, para los niveles concretos y

permisibles, la tendencia es la misma con 20% (equivalente a 3 preguntas sobre este nivel).

En el TESTf, se observa que el nivel pertinente tuvo un incremento del 75% (15% más al inicial), es

decir que, de 15 preguntas, 12 respuestas están en este nivel, mientras que el nivel concreto disminuyó

al 6%, que son equivalentes a una respuesta y, en el nivel permisible disminuyó en un 1% (20% el

inicial).

1

2

0

3

0

1

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

60%20%

20%

PERTINENTE CONCRETO PERMISIBLE

75%

6%

19%

PERTINENTE CONCRETO PERMISIBLE

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93

Análisis del caso de Joshua

En la categoría de describir un fenómeno físico real, de las tres preguntas respondió una en el nivel

pertinente y dos en el nivel permisible, en el TESTi. Para el TESTf, eligió las dos respuestas en el nivel

pertinente, y una en el nivel permisible, es decir que de acuerdo a las categorías: interpreta fenómenos

físicos reales a partir de diversos conceptos físicos y argumenta por qué se puede aplicar principios,

teoremas, leyes y conceptos de Física en la descripción de fenómenos físicos.

En la categoría de analizar un fenómeno físico real, tanto en el en el TESTi y TESTf respondió una

pregunta en el nivel concreto y una en el nivel pertinente, que de acuerdo a las categorías de análisis

reconoce los principios físicos relacionados con el trabajo y la energía y considera la Física como una

ciencia experimental en contextos reales.

En la categoría de definir conceptos físicos, inicialmente en el TESTi, de las cuatro preguntas

respondió una pregunta en el nivel pertinente, una en el nivel concreto y dos en el nivel permisible. En

el TESTf, respondió las cuatro preguntas en el nivel pertinente, lo que permite decir que; define los

conceptos físicos desde el enunciado como en su aplicación, diferencia los conceptos físicos variantes

dentro del proceso de desarrollo de un accidente de tránsito y asocia la Física como herramienta de

investigación forense.

1

0

22

0

1

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

1 1

0

1 1

0

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

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94

En la categoría de modelizar algoritmos físicos – matemáticos, de las tres preguntas en el TESTi,

respondió dos preguntas en el nivel permisible y una en el nivel concreto, mientras que en el TESf,

respondió dos preguntas en el nivel pertinente y una en el nivel concreto, esto indica que: aplica los

algoritmos necesarios para calcular la energía cinética de una partícula, reflexiona frente a los cálculos

numéricos del trabajo y la energía cinética, asociando el principio del trabajo y la energía cinética y

plantea hipótesis desde los cálculos numéricos que le permiten sustentar Físicamente qué pasó antes,

durante y después de un fenómeno físico.

En la categoría de solucionar problemas de contexto, en el TESTi, de las tres preguntas, respondió

estas en el nivel concreto. Después de la intervención, en el TESTf, respondió dos preguntas en el nivel

pertinente y una en el nivel permisible, lo que quiere decir que: confirma las hipótesis mediante la

animación de fenómenos físicos a través del software e interpreta los datos numéricos del principio del

trabajo y energía cinética, para explicar un fenómeno físico real.

1 1

2

4

0 0

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

0

1

22

1

0

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

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95

Análisis Global de las categorías para Joshua

En el TESTi, se observa una tendencia igual para los niveles permisibles y concretos con un 40%

(equivalentes a 6 respuestas de las 15), mientras que, para el nivel pertinente, este se encuentra en un

porcentaje del 20%, que es equivalente a 3 respuestas de las 15 planteadas en el TEST.

En el TESTf, se observa que el nivel pertinente tuvo un incremento al 73% (53% más al inicial), que

son equivalentes a 11 respuestas en este nivel, mientras que, en el nivel concreto, se observa una

disminución al 14% (26% menos a la inicial) que corresponde a 2 respuestas en este nivel, y finalmente,

en el nivel permisible se observa una disminución en un 27% (40% el inicial), que corresponde a

disminuir a 2 respuestas en esta categoría.

0

3

0

2

0

1

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

20%

40%

40%

PERTINENTE CONCRETO PERMISIBLE

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96

Análisis del caso de Albert

En la categoría de describir un fenómeno físico real, de las tres preguntas respondió una en el nivel

pertinente, una en el nivel concreto y una en el nivel permisible, en el TESTi. Para el TESTf, eligió las

tres respuestas en el nivel pertinente, es decir que de acuerdo a las categorías: interpreta fenómenos

físicos reales a partir de diversos conceptos físicos, describe fenómenos físicos con un lenguaje

científico adecuado y argumenta por qué se puede aplicar principios, teoremas, leyes y conceptos de

Física en la descripción de fenómenos físicos.

En la categoría de analizar un fenómeno físico real, en el TESTi escogió una respuesta en el nivel

pertinente y una en el nivel concreto. Para el TESTf, respondió las dos preguntas en el nivel pertinente,

que de acuerdo a las categorías se puede afirmar que reconoce los principios físicos relacionados con el

trabajo y la energía y considera la Física como una ciencia experimental en contextos reales.

73%

14%

13%

PERTINENTE CONCRETO PERMISIBLE

1 1 1

3

0 0

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

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97

En la categoría de definir conceptos físicos, inicialmente en el TESTi, de las cuatro preguntas

respondió una pregunta en el nivel pertinente, una en el nivel concreto y dos en el nivel permisible. En

el TESTf, respondió las cuatro preguntas en el nivel pertinente, lo que permite decir que; define los

conceptos físicos desde el enunciado como en su aplicación, diferencia los conceptos físicos variantes

dentro del proceso de desarrollo de un accidente de tránsito y asocia la Física como herramienta de

investigación forense.

En la categoría de modelizar algoritmos físicos – matemáticos, de las tres preguntas en el TESTi,

respondió dos preguntas en el nivel pertinente y una en el nivel concreto, mientras que en el TESf,

respondió una pregunta en el nivel pertinente, una en el nivel concreto y una en el nivel permisible, esto

indica que: plantea los algoritmos necesarios para calcular el trabajo generado por fuerzas no

conservativas y aplica los algoritmos necesarios para calcular la energía cinética de una partícula.

1 1

0

2

0 0

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

1 1

2

4

0 0

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

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98

En la categoría de solucionar problemas de contexto, en el TESTi, de las tres preguntas, respondió

estas en el nivel concreto. En el instrumento TESTf, respondió dos preguntas en el nivel pertinente y

una en el nivel permisible, lo que quiere decir que: aplica el principio del trabajo y la energía cinética

para conocer las velocidades de los implicados antes del accidente de tránsito y confirma las hipótesis

mediante la animación de fenómenos físicos a través del software.

Análisis Global de las categorías para Albert

En el TESTi, se observa una tendencia al nivel concreto con el 47 % (equivalentes a 7 respuestas de

las 15), mientras que el nivel que le sigue en orden descendente es el pertinente con un total de 5

respuestas en este nivel, y finalmente se encuentra el nivel pertinente con un 20%, equivalente a 3

respuestas en este nivel.

2

1

0

1 1 1

P E R T INENT E CONCRE TO P ERM I S I B L E

TESTi TESTf

0

3

0

2

0

1

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

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99

En el TESTf, se observa que el nivel pertinente tuvo una tendencia al 80% (50% más al inicial), que

son equivalentes a 12 respuestas en este nivel, mientras que, en el nivel concreto, se observa una

disminución al 7% (40% menos a la inicial) que corresponde a una respuesta en este nivel, y finalmente,

en el nivel permisible se observa una disminución en un 13% (20% el inicial), que corresponde a 2

respuestas en esta categoría.

Análisis del caso de Isaac

En la categoría de describir un fenómeno físico real, de las tres preguntas respondió una en el nivel

concreto, y dos en el nivel pertinente, correspondientes al TESTi. Para el TESTf, eligió las tres

respuestas en el nivel pertinente, que de acuerdo a las categorías: interpreta fenómenos físicos reales a

partir de diversos conceptos físicos, describe fenómenos físicos con un lenguaje científico adecuado y

argumenta por qué se puede aplicar principios, teoremas, leyes y conceptos de Física en la descripción

de fenómenos físicos.

33%

47%

20%

PERTINENTE CONCRETO PERMISIBLE

80%

7%

13%

PERTINENTE CONCRETO PERMISIBLE

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100

En la categoría de analizar un fenómeno físico real, en el TESTi escogió las dos respuestas en el

nivel concreto. Para el TESTf, respondió las preguntas en el nivel concreto y una pregunta en el nivel

pertinente, que de acuerdo a las categorías se puede afirmar que: mejora sus procesos de análisis en la

obtención de datos a partir de evidencias Físicas y considera la Física como una ciencia experimental

en contextos reales.

En la categoría de definir conceptos físicos, inicialmente en el TESTi, de las cuatro preguntas

respondió una pregunta en el nivel concreto, y tres en el nivel permisible. En el TESTf, respondió, de

las cuatro preguntas, una en el nivel concreto y tres en el nivel pertinente, que de acuerdo a las categorías

de análisis se puede afirmar que: define los conceptos físicos desde el enunciado como en su aplicación

y diferencia los conceptos físicos variantes dentro del proceso de desarrollo de un accidente de tránsito.

2

1

0

3

0 0

P E R T INENT E CONCRE TO P ERM I S I B L E

TESTi TESTf

0

2

0

1 1

0

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

0

1

33

1

0

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

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101

En la categoría de modelizar algoritmos físicos – matemáticos, para esta categoría, tanto en el TESTi

y TESTf, las respuestas estuvieron marcadas por la misma tendencia (una respuesta en el nivel

permisible, una en el nivel concreto y una en el nivel concreto), lo que permite hacer una lectura acorde

a las categorías de análisis que: plantea los algoritmos necesarios para calcular el trabajo generado por

fuerzas no conservativas.

En la categoría de solucionar problemas de contexto, en el TESTi, de las tres preguntas, dos en el

nivel concreto y una en el nivel pertinente. En el instrumento TESTf, respondió dos preguntas en el

nivel pertinente y una en el nivel concreto, lo que quiere decir que: interpreta los datos numéricos del

principio del trabajo y energía cinética, para explicar un fenómeno físico real y confirma las hipótesis

mediante la animación de fenómenos físicos a través del software.

Análisis Global de las categorías para Isaac

En el TESTi, se observa una tendencia al nivel concreto con el 60% (equivalentes a 9 respuestas de

las 15), mientras que los niveles permisibles y pertinentes tienen una tendencia del 20%, equivalentes a

3 respuestas sobre las 15 del total de las preguntas.

1 1 11 1 1

P ERT INENTE CONCRETO PERMI S I B L E

TESTi TESTf

0

2

1

2

1

0

P E R T INENT E CONCRE TO PERM I S I B L E

TESTi TESTf

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102

En el TESTf, se observa que el nivel pertinente tuvo una tendencia al 67% (47% más al inicial), que

son equivalentes a 10 respuestas en este nivel, mientras que, en el nivel concreto, se observa una

disminución al 27% (33% menos a la inicial) que corresponde a 4 respuestas en este nivel, y finalmente,

en el nivel permisible se observa una disminución al 6% (20% el inicial), que corresponde a una

respuesta en esta categoría.

Nota: elaborada por el Autor

7.3 Análisis de la aplicación de la unidad didáctica

En este apartado, se realizará un análisis descriptivo sobre la aplicación de la Unidad Didáctica del

Principio del Trabajo y la Energía Cinética, teniendo en cuenta a los estudiantes seleccionados en

el estudio de casos (Frederick, Ashley , Joshua, Albert e Isaac), para cada una de las actividades

20%

60%

20%

PERTINENTE CONCRETO PERMISIBLE

67%

27%

6%

PERTINENTE CONCRETO PERMISIBLE

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103

planteadas de forma instruccional en la Unidad Didáctica del Principio del Trabajo y la Energía

Cinética (UDPTEC), donde se tomaron cuatro elementos que enmarcan el desarrollo de las

actividades de exploración, de introducción de nuevos conceptos, de síntesis y de aplicación, que

son importantes al momento de plantear la construcción de una Unidad Didáctica, según Sanmartí,

(2000). Esta Unidad didáctica, tiene el contenido temático sobre el principio del trabajo y la energía

cinética, los accidentes de tránsito como fenómeno de análisis físico, el uso de modelos y

representaciones para la investigación de accidentes viales, y la secuencia de actividades a utilizar.

Este elemento de intervención en la investigación se diseñó y se construyó, para ser

desarrollada de forma presencial en sesiones de 2 horas (6 sesiones en total), va acompañado de

recursos visuales de www.youtube.com, del software Virtual Crash 3.0 (versión Demo libre

http://www.vcrashusa.com/); estos elementos son compartidos a través de la plataforma académica

www.edmodo.com, que entre sus ventajas está la facilidad del registro y el libre uso del servicio

web. Esta plataforma fue usada con el fin de que los estudiantes tuvieran otros espacios de

socialización y profundización en torno a los contenidos del principio del trabajo y la energía

cinética, desde las mismas actividades planteadas en la Unidad Didáctica de forma presencial en

cada una de las sesiones como desde otras complementarias desarrolladas virtualmente (hojas de

cálculo, elaboración de animaciones, páginas de consulta de base de datos de experticias técnicas

a vehículos, etc.).

7.3.1 Análisis de la Actividad 1. En esta actividad se planteó la identificación de

problemáticas en los temas de tránsito y seguridad vial y su relación con variables Físicas, es decir,

tenía como objetivos que a partir de dos vídeos proyectados (de forma separada, pero en la misma

sesión); en dichos vídeos, se observa la accidentalidad en Bogotá, pero centrando la atención en el

accidente que se generó entre un motociclista y un peatón, éste último en estado de embriaguez;

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104

esto con el fin, de que los estudiantes tuviesen a un acercamiento a los accidentes de tránsito como

problema de salud pública, de contexto real y, que a este se le puede asociar una ciencia como la

Física, enlazada con la identificación de principios, teoremas, leyes y conceptos de la Física.

Esta actividad está enmarcada como exploratoria, ya que, desde los cuestionarios de

pregunta abierta, se involucró a los estudiantes en la comprensión de un fenómeno social, desde

una perspectiva científica. Frente a las preguntas planteadas (Ver anexo, Actividad 1 – Vídeo 1),

se encontró que:

Frederick relaciona la fricción como variable física que incidió en el accidente

analizado; indica que la responsabilidad de los implicados es compartida, toda vez que tanto el

peatón como el motociclista debieron haber ejecutado maniobras que evitaran la colisión, estas

son descritas en tres tiempos, antes, durante y después del accidente.

Ashley asocia el concepto de fricción, justo cuando el motociclista acciona los frenos;

indica que estar pendiente de las normas de tránsito (indicaciones del semáforo) hubiesen evitado

el accidente; en la descripción del accidente, plantea una condición inicial y es la del estado de

alicoramiento del peatón, luego como este no se percata de la moto, y finalmente, el resultado final

del accidente, donde tanto el peatón como el motociclista pierden la vida.

Joshua identifica la velocidad de la motocicleta como factor físico que propició el

accidente y, el factor humano al estado de embriaguez del peatón; de igual manera indica que las

responsabilidades son mayormente del peatón por su estado de alicoramiento y no respetar el

semáforo; finalmente realiza una descripción del transcurso del accidente que dejó como

consecuencia la muerte de los dos implicados (peatón y conductor de la motocicleta).

Albert pone de manifiesto que la velocidad de la motocicleta y la trayectoria que sigue

el peatón, propician el accidente, de igual manera hace mención al desplazamiento que siguen los

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105

implicados durante la colisión; en relación a las responsabilidades del accidente, plantea la

posibilidad que tuvo el conductor de haber disminuido la velocidad. En la descripción del

accidente, relaciona la colisión como el cruce de dos sentidos de circulación y, por ende, el arrastre

de varios metros que estos sufrieron, lo que conllevó a culminar sus vidas.

Isaac describe el accidente a partir de las variables de aceleración (asociada a la alta

velocidad), la distancia para poder efectuar el proceso de frenado y, manifiesta que la energía del

peatón no es la suficiente para ejercer algún movimiento eficaz en su trayectoria. Para

contextualizar las responsabilidades de los implicados, manifiesta que el peatón en estado de

embriaguez tiene la “culpa”; para explicar dicha incidencia, puntualiza que la posición final de la

motocicleta fue a 30m del lugar de la colisión, lo que generó el deceso del motociclista y el peatón.

En el vídeo 2, se presenta un accidente por derrape de un vehículo en una curva; de acuerdo

con este y a las preguntas planteadas (Ver anexo, Actividad 1.1 – Vídeo 2), se encontró que:

Frederick muestra su descontento con las palabras textuales, “desgraciadamente hay

muchos accidentes por características de afán […] y por poca precaución”; de igual manera

asocia la palabra “iba rápido” al vehículo que derrapa, pero adicional a esto, relaciona que no se

pudo ejecutar una frenada eficiente en la curva porque “el suelo estaba mojado”. Frente a las

acciones que hubiesen evitado el accidente, manifiesta que el “muchacho” no tuvo prevención y

si mala conducción; en las condiciones climáticas, asocia la condición húmeda del suelo, y

finalmente en las condiciones mecánicas, relaciona el accionar de los frenos con anterioridad

hubiese evitado el accidente.

Ashley manifiesta que la responsabilidad debe ser de todas las personas que conducen

vehículos; en relación con él, por qué se generó el accidente, escribe que, “llevaba alta velocidad

y cuando decide frenar pierde el control y se vuelca”; en relación a las condiciones que propiciaron

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106

el accidente, indica que no se hubiese presentado si la persona no hubiese ido rápido, el clima no

hubiese estado con tanta ventilación y, el vehículo fuese revisado constantemente para ser

reparado.

Joshua describe que la irresponsabilidad de las personas propicia los accidentes de

tránsito, pero adicional a ello, pone de manifiesto que estos eventos provocan daños físicos y

psicológicos en las personas involucradas; también indica que el accidente se generó por la acción

del conductor que salió “acelerado desde su casa”; finalmente expone que el factor humano se

presentó por ir acelerado y no haber sido consiente de los daños que hubiese generado, mientras

que para el factor climático, caracteriza el suelo mojado y que esto no incidió en el accidente, sino

por el “exceso” de velocidad con la que el conductor toma la curva.

Albert, hace hincapié en la conducción responsable, sobre todo en las curvas porque esto

puede generar pérdidas humanas; asocia al accidente el exceso de velocidad, por ende, en la curva

el vehículo derrapó, pero plantea la hipótesis de que el vehículo se hubiese quedado sin frenos.

Para prevenir el accidente, identifica, el frenado a tiempo, el pavimento secó, responsabilidad del

conductor al tomar la curva y el estado del auto.

Isaac por su parte, resalta la importancia de tener en cuenta las condiciones climáticas

para evitar accidentes; es así, que describe a la “velocidad de desplazamiento muy alta” e

ignorando la humedad de la vía, lo que ocasionó que la fricción disminuyera y por ende el vehículo

no frenara en la curva. Desde las conductas humanas, describe la necesidad de analizar los avisos

en trayectorias curvas y sobre esta información, proceder a disminuir la velocidad.

7.3.2 Análisis de la Actividad 2. En esta actividad, se realizó la exposición catedrática de

dos casos reales de Investigaciones en Accidentes de Tránsito (presentación de informes finales),

con el fin que el estudiante comprendiera objetivamente: cómo se desarrolla una investigación de

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107

un accidente de tránsito (desde la toma de datos iniciales, la construcción de la animación del

proceso de colisión, hasta el proceso de construcción de informe final) y, de qué manera se aplica

los conceptos de energía cinética y trabajo asociados desde la obtención de algoritmos. Esta

actividad está enmarcada como introducción a nuevos conceptos, puesto que se asocia el

fenómeno de estudio con metodologías de investigación científica, que los estudiantes no conocían

o no tenían claro con profundidad. Frente a las preguntas planteadas (Ver anexo, Actividad 2), se

encontró que:

Frederick describe que no tenía conocimiento de dichos procedimientos de

investigación aplicando conceptos físicos, y sobre estos, manifiesta que son interesantes porque

contribuyen, desde las ecuaciones, a tomar mayores precauciones para las velocidades al momento

de conducir. Finalmente, manifiesta que aprender Física de esa manera es diferente e interesante.

Ashley por su parte, escribe que no tenía conocimiento de dicho procedimiento de

investigación forense y que estos, permiten comprender los accidentes desde diferentes

“perspectivas”, sobre todo, para tener mayor conciencia durante los desplazamientos al momento

de conducir. De los conceptos que más le llamaron la atención fueron la fricción, la energía y la

distancia de frenado. Posteriormente menciona que la clase de Física se hace más dinámica y

permite analizar la realidad de otra manera.

Joshua manifiesta que, si tenía conocimiento sobre los accidentes de tránsito, pero no

tenía conocimiento de la forma en cómo se “utilizaban” las operaciones físicas y matemáticas para

determinar los diferentes factores del accidente. El concepto físico que más le llamó la atención,

es el de la huella de frenado (evidencia física probatoria), ya que con esta permite calcular la

velocidad del vehículo antes de una colisión. Resume que aprender Física de esa forma, permite

identificar a los accidentes de tránsito como un “espacio propicio” para aplicar conceptos físicos

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108

con casos que ocurren a diario.

Albert describe que no conocía algo relacionado a los procesos de investigación por

experticia forense aplicando Física, por ello, plantea que la Física es importante en contextos

aplicados, porque permiten aprender Física y prevenir los accidentes. Los conceptos que le llaman

más la atención son la velocidad, la energía cinética, el trabajo y la fuerza de rozamiento.

Manifiesta que la Física con esta metodología se aprende de otra manera más interesante y que

posiblemente sirva en un futuro para un caso de estos.

Isaac por su parte, resalta que no conocía sobre la Investigación de Accidentes de

Tránsito, y prepondera la importancia de este método para determinar conclusiones sobre qué pasó

antes de un accidente. Entre los conceptos que más le llaman la atención están, la fuerza de

rozamiento asociada a la distancia de frenado, la energía que se disipa y finalmente la velocidad

con la que los involucrados se desplazaban. Hace acotación, que aprender Física en ese contexto,

le permite asociar los conceptos con la vida real.

7.3.3 Análisis de la Actividad 3. En esta actividad, se hizo uso de las herramientas de la

tecnología de la información y la comunicación TIC, con el fin de permitir al estudiante, consultar

sobre las clases de accidentes (consulta online) y la elaboración de animaciones con el software

Virtual Crash 3.0; de esta manera, se buscó que los estudiantes, se involucraran en la consecución

de información y una vez realizado esto, procedieran a esquematizarlo en el software, de tal manera

que con ayuda de vídeo tutoriales consulados en www.youtube.com, realizaran ScreenShot

(captura de pantalla), antes, durante y después de cada uno de los accidentes consultados. Esta

actividad está enmarcada de forma explorativa y aplicativa, ya que, el estudiante asume como

autónomo su proceso de manipulación de dichas herramientas de la información y, finalmente,

aplica lo consultado, en un accidente de sensibilización vial, que animó a través del software para

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109

sustentar a través de un vídeo (tipo noticiero), de acuerdo a lo planteado en dicha actividad (ver

anexo, Actividad 3). Para esta actividad se encuentra que:

Frederick toma el papel como investigador forense dentro del papel que desarrolló en la

presentación del vídeo; relata el accidente haciendo uso del concepto de velocidad y la huella de

frenado (fuerza de rozamiento). Dentro de la animación del accidente se logra observar que

ambientó el escenario de forma muy cercana al vídeo real. Finalmente expone, que las variables

Físicas que le gustaría calcular son la de energía cinética de los vehículos implicados.

Ashley por su parte, hace de periodista, y plantea preguntas de contexto físico, tales

como, ¿a qué velocidad iba el vehículo que colisiona por atrás?, ¿qué energía cinética llevaba el

vehículo antes de colisionar? y, ¿cuál es la importancia de la Física en esta clase de eventos? De

la animación elaborada, se observa que proyecta la huella de frenado en la curva, justamente

cuando el vehículo empieza su proceso de frenado (evidencia Física real).

Joshua, hace de papel de testigo y, elabora su relato partiendo del concepto de velocidad

(“el vehículo iba a mucha velocidad”), concepto de derrape (“antes el carro no se salió de la

curva”), concepto de la fuerza de rozamiento (“dejó una huella de frenado por el rozamiento”) y,

la disipación de energía (“toda la energía la absorbió el vehículo que estaba quieto”); adicional a

esto, se observa que el vehículo de la animación, estuvo caracterizado por los colores del vídeo

proyectado, al igual que las posiciones finales de los peatones.

Albert, hace de físico forense, y responde al periodista encargado, objetivamente con

respuestas congruentes a los conceptos de velocidad y a su asociación con la energía cinética, a la

masa como relación directa entre la velocidad y masa para calcular la energía cinética y finalmente,

expone la animación del accidente proyectando su computador y explicando los proceso de

colisión antes, durante y después de presentarse el evento, incluyendo dentro de dicha descripción,

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110

las condiciones climáticas, mecánicas y humanas.

Isaac, por su parte, representa al periodista que indaga al físico, sobre los conceptos más

relevantes para poder investigar los accidentes de tránsito, por ello, plantea preguntas relacionadas

al accidente en los tiempos de ejecución, antes, durante y después de la colisión: “¿a qué velocidad

iba el vehículo antes de colisionar?, ¿cómo se puede calcular la energía durante la colisión?, y,

¿para qué se registran las huellas de frenado? En la concesión de la animación, proyectan las

posiciones iniciales y finales desde diferentes planos del accidente (multicámara que tiene el

software); lo que permite que la descripción que realizó fuese en relación con las posiciones

iniciales y finales de los vehículos, y sobre estas, qué conceptos físicos permiten el cálculo de las

velocidades de los implicados.

7.3.4 Análisis de la Actividad 4. Esta actividad, tuvo por objetivo, evaluar los

conocimientos adquiridos hasta el momento, partiendo del estudio de un accidente de un caso real

(ver anexo – Actividad 4) que ocurrió en Sao Paulo, Brasil; las respuestas están asociadas al cálculo

de la velocidad inicial antes de la colisión del vehículo con el peatón, al cálculo de la energía

cinética, al reconocimiento de material probatorio más relevante en el accidente y el tipo de

manifestaciones de energía durante y después de la colisión. Una vez el estudiante culminaban su

prueba, el docente procedía a recogerla y a devolverla de forma aleatoria, con el fin que fuese

evaluado por un compañero, ya que el docente a esa altura resolvió la prueba para el alumnado

presente. Una vez evaluado, se devolvió la prueba a su autor, y este, debía escribir sus propias

observaciones en relación con el evaluador (compañero).

Esta actividad (ver anexo, Actividad 4), está desarrollada como actividad de tipo

aplicativa, ya que consolidaba, el uso correcto de algoritmos físico – matemáticos y la

argumentación conceptual de conceptos implícitos en este tipo de casos, hasta el punto, de que el

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111

estudiante asume su rol, como investigador de un caso real. Frente al desarrollo de esta actividad

se encontró que:

Frederick, desarrolló los cálculos adecuados de velocidad inicial del vehículo y la

energía cinética asociada a dicho móvil. Describe que la huella de frenado de mayor longitud

permite calcular la velocidad con la que el vehículo impactó al peatón. Finalmente pone de

manifiesto que, la energía se conserva y que puede convertirse en energía potencial debido a la

altura que debió haber tomado el peatón cuando entró en contacto con el vehículo. El evaluador,

escribe que Frederick, debe estar más pendiente de las clases, para saber qué otro tipo de energías

se pueden manifestar después de la colisión.

Ashley, realiza los cálculos correctos de velocidad y energía cinética asociada al

vehículo. Describe que la huella de frenado más importante es la de mayor longitud porque es

donde inició el proceso de frenado el móvil. Pone de manifiesto que la energía se pudo haber

transformado en trabajo en el proceso de frenado y en la energía que absorbió el peatón, que fue

lo que finalmente le generó el deceso. El evaluador, felicita a Ashley, por su orden y porque los

conocimientos están plasmados de forma clara y puntual.

Joshua, por su parte, desarrolla adecuadamente los ejercicios paso a paso, evidenciando

que los cálculos están bien en términos procedimentales, al igual que los resultados para la

velocidad inicial y la energía cinética asociada al vehículo. Resalta la importancia de tomar la

huella de frenado con la de mayor longitud, porque esta permite calcular la energía cinética.

Finalmente, asocia la energía transformada con la energía potencial. El evaluador le escribe que

debe poner mayor atención al tipo de manifestaciones de energía que están inmersas en el proceso

pos colisión, pero en el uso de algoritmos le hace la observación que los hace adecuadamente.

Albert, realiza los cálculos correctos y logra determinar las variables físicas solicitadas

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112

(velocidad inicial y energía cinética del vehículo). En relación con la huella de frenado, plantea

que se debe usar la de mayor longitud porque es donde se presenta mayor energía cinética. El

compañero evaluador, le indica que la única falencia que tiene es que no relaciona el tipo

manifestaciones de energía que se transforma, por ende, le pone de ejemplo el calor, el sonido y

deformación de carrocerías, textualmente le plantea: “le faltaron indicar más formas de

transformación de la energía”).

Isaac, realiza los cálculos de la velocidad inicial del vehículo, con un error dimensional,

ya que arroja el resultado en metros por unidades de segundos, cuando debió ser en unidades de

kilómetros por hora. La energía cinética asociada al vehículo está mal calculada, porque no tiene

en cuenta la conversión descrita anteriormente. Por otra parte, describe que la huella de frenado

más importante para tener en cuenta es la de mayor longitud porque es donde se presenta el mayor

consumo de energía, disipándose en el trabajo generado por la fuerza de rozamiento. La

observación que le hace el compañero evaluador se puntualiza en la importancia de realizar las

conservaciones correctas y, que debe repasar un poco más sobre los tipos de manifestación de

energía dentro de un proceso de colisión.

7.3.5 Análisis de la Actividad 5. Esta es la actividad final, que tiene como objetivos

específicos: evidenciar los aprendizajes adquiridos por los estudiantes en relación con el principio

del trabajo y la energía cinética, aplicar el uso de las TIC en la construcción de un informe pericial

y sustentar técnicamente la reconstrucción del accidente de forma contextualizada. Para lograr dar

cumplimiento a los objetivos anteriores, la actividad se desarrolló en un simulacro de audiencia de

imputación de cargos, por ello, los estudiantes y siguiendo la guía de instrucciones de la audiencia

(ver anexo, Actividad 5), recibieron en la plataforma virtual Edmodo, un vídeo de sensibilización

vial en Nueva Zelanda. Sobre este debían construir un informe pericial en diapositivas con los

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113

siguientes capítulos: personas y vehículos implicados, condiciones del accidente, cálculos físicos,

elaboración de la animación del accidente, y conclusiones (causas primarias y secundarias) del

accidente.

Esta actividad está enmarcada como Aplicación y Síntesis, ya que dicha actividad,

permitió que los estudiantes aplicaran y potenciaran los aprendizajes en relación con un accidente

que ofrecía todas las características pertinentes al desarrollo de la reconstrucción del accidente,

además de ello, se complementó con la búsqueda de tipo de audiencia, búsqueda de roles

(abogados, fiscal, victima, acusado y testigos), y la construcción propia de la audiencia. En relación

con esta actividad, se obtuvo que:

Frederick, en la audiencia, ejecuta el papel de físico investigador del accidente; inicia la

sustentación del informe con la descripción general del accidente (implicados humanos, vehículos

implicados, condiciones climáticas y de señalización de la vía como de su estado); continua con el

análisis de evidencias de material probatorio, que relaciona coherentemente con la magnitud de

cada uno de los implicados, toda vez que hace uso correcto de los algoritmos físico-matemáticos

desarrollados en los modelos demostrativos de las actividades de la Unidad didáctica. Frederick

elabora ScrenShoot (captura de pantalla) del vídeo proporcionado y a partir de ello, indica las

deformaciones que sufrieron los vehículos; indica que estas evidencias de deformación permiten

comprender la mecánica de colisión y la incidencia directa relacionada con la disipación de energía

cinética. Las velocidades más probables son consistentes, y apoyado en estos datos, calcula

correctamente las energías cinéticas asociadas. Frederick, continúa exponiendo el proceso de

colisión trazada a través del software Virtual Crash 3.0, en tres momentos del accidente: antes,

durante y después. De aquí, hace énfasis consistentemente en que el trabajo realizado por la huella

de frenado es importante dentro del proceso de la investigación. Para finalizar su presentación,

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Frederick, elabora la proyección de los gráficos de energía cinética respecto al tiempo, donde

considera que se mantiene constante en el trayecto, pero sufre una disminución cuando el vehículo

inicia su proceso de frenado, y cuando entra en contacto con el otro móvil implicado.

Ashley, en la audiencia, hace de abogada defensora del demandado. Ella inicia su

intervención con la presentación del caso, haciendo uso de expresiones tales como: “solicito que

mi defendido describa lo sucedido, teniendo en cuenta, las condiciones humanas, climáticas y

vehiculares antes del accidente […] solicito al juez que tome atenta nota en relación con la

declaración de la velocidad del demandado. Al momento de indagar al demandante, le realiza

afirmaciones y preguntas tales como: “si usted tiene conocimiento de las normas de tránsito de

Nueva Zelanda, ¿por qué excedía la velocidad? […] teniendo en cuenta que excedía la velocidad,

¿llegó a pensar sobre la distancia necesaria para detenerse y todo el consumo de energía que se

iba a presentar por deformación en los vehículos implicados? Estas consideraciones están ligadas

al principio del trabajo y la energía, lo que quiere decir que Ashley asocia la velocidad y la energía

cinética, como una incidencia directa del accidente, justamente porque estos permiten describir el

fenómeno físico que allí se evidencia.

Joshua, realiza el papel de físico investigador de accidentes. Inicia su presentación como

Técnico en Investigación Forense; procede a enfocar sus primeros análisis en relación con la

señalización horizontal y vertical; acota la importancia del pare, donde se debe disminuir la

velocidad. Indica los puntos de deformación de los vehículos e indica que en estos puntos se

presentó mayor disipación de energía cinética. Las velocidades de los móviles implicados están

bien calculadas; esto pone de manifiesto que aplicó los algoritmos fisicomatemáticos

correctamente. Aclara que la huella de frenado que usó para calcular la velocidad siempre debe ser

la de mayor longitud, porque es donde se presentó mayor trabajo y disipación de energía; esta

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afirmación es consistente de acuerdo con el principio del trabajo y la energía cinética. Finaliza con

una descripción de causas del accidente, y sobre este acota que la energía cinética mayor está en

el vehículo que se desplazaba a mayor velocidad, y que se disipó en sonido, deformación y calor.

Para esto anterior, elabora una gráfica representativa de la energía cinética en relación con el

tiempo antes, durante y después de la colisión. Esto anterior, demuestra que Joshua, relaciona las

evidencias Físicas con el fenómeno en estudio, al igual, que logra interpretar coherentemente, el

trazado gráfico de la energía cinética existente dentro del proceso de colisión.

Albert, por su parte, desempeña el papel de juez. Hace inicialmente la presentación de

los asistentes a la audiencia (abogados, demandado y demandante). Expresa el conocimiento del

accidente por los informes periciales recogidos hasta el día de la audiencia, asociando sobre este,

la velocidad de los vehículos y los resultados finales que dejó la colisión. Invita a los abogados a

presentar sus descargos de acuerdo con lo que les han manifestado sus defendidos; aquí cabe notar

que cuando los abogados hacían referencia a conceptos físicos (masa y la velocidad de los

vehículos) tomaba apuntes en una agenda de notas. Cuando solicita que los implicados declaren,

les solicita que aclaren a qué velocidad creían que se estaban desplazando y su relación directa con

la energía cinética que podría dignificar dichas apreciaciones de velocidad, “sírvase comentarnos

a este estrado, si estaba consiente que, a una excesiva velocidad, debía haber frenado con

anticipación para impedir cualquier accidente, por lo que la distancia de frenado tuvo que haberse

ejecutado con anterioridad al punto del cruce”. Albert, interrumpe al Técnico en Investigación,

para acotarle que no existía ninguna señal de tránsito que indicara la velocidad máxima permitida.

Finalmente, toma la decisión de declarar como involucrado al proceso, a algún ente estatal

encargado de la señalización, porque no se indica en el informe pericial, si el vehículo de mayor

velocidad podría ajustar su velocidad y, por ende, controlar de manera reglamentaria la energía

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cinética que disiparía antes de una colisión, bien sea, por huella de frenado, calor o sonido. De esto

llama la atención que Albert, pese a ser un juez, su lenguaje es expresado en términos de conceptos

físicos (velocidad, masa y energía) asociados al fenómeno en estudio; de igual manera, toma la

decisión más coherente en este accidente, toda vez que los indicios periciales se ajustan a la medida

del hecho mismo, en otras palabras, asocia correctamente el principio del trabajo y la energía

cinética consistentemente.

Isaac, en la audiencia, tiene asignado el papel de físico investigador del accidente de

tránsito; es quien debe acudir a la audiencia como agregado adicional por parte de la fiscalía para

acotar los análisis de la reconstrucción física del hecho; para sustentar la investigación, Isaac se

apoya de un informe técnico forense que proyecta en diapositivas a través de un video beam. Inicia

con una descripción general del accidente (implicados humanos, vehículos implicados,

condiciones climáticas y de señalización de la vía como de su estado); dentro de esta

caracterización, Isaac acota la masa de los vehículos y la señal de STOP, que es reglamentaria, en

propias palabras del físico, “en el stop se indica que se debe disminuir la velocidad para poder

tomar correctamente el carril principal […] se tuvo en cuenta la huella de frenado para poder

determinar la velocidad del vehículo que circulaba en el carril principal”. Isaac, procede a

socializar la presentación de la animación que realizó para sustentar su hipótesis y cita el programa

Virtual Crash 3.0. Luego procede a sustentar los cálculos físicos de los vehículos implicados; para

ello, realiza el uso adecuado de algoritmos fisicomatemáticos, y mantiene claro la importancia de

estimar una velocidad más probable, sustentando que en la Física siempre hay una incertidumbre

en la toma de datos, al igual que el cálculo de la energía cinética asociada antes de la colisión.

Sobre el concepto de energía, acierta en la unidad de medida (Joule) y aclara que esta permite,

asociar las diferentes formas de disipar la energía (calor, deformación de carrocerías y huella de

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frenado), hasta el punto de referenciar, “la energía cinética es cero cuando los vehículos

implicados quedan totalmente detenidos”. Finaliza con la descripción del accidente, “es un

accidente de clase perpendicular […] la huella de frenado del vehículo es de 60m [...] hay fuerzas

presentes en el accidente como el peso y la normal que son constantes, al igual que la de

rozamiento”. Isaac, culmina su intervención con las conclusiones de la investigación; estas son

acertadas en relación con la velocidad y la energía cinética asociada a cada uno de los vehículos,

acota correctamente la huella de frenado más larga porque es donde se disipó mayor energía, y

finalmente pone de manifiesto criterios acertados de causas primarias y secundarias del accidente.

7.4 Análisis finales de cada Caso

7.4.1 Caso Frederick. Inicialmente no logra relacionar los conceptos asociados a un

fenómeno físico de contexto real, limitando sus expresiones a; “no sé”, o, cuestionándose “¿la

física explica un accidente de tránsito?”.

Luego de la intervención, relaciona los accidentes de tránsito, con elementos y

concepciones propias de la física, hasta el punto de manifestar que quería realizar el análisis del

accidente que había sufrido el hermano en una motocicleta.

Logró interpretar el principio de trabajo y la energía, como un elemento propicio en la

investigación de accidentes de tránsito, ya que, aplica correctamente el cálculo de las velocidades

a partir de las huellas de frenado, e indicando vectorialmente el sentido de circulación de los

implicados.

Finalmente, asoció el concepto de energía cinética correctamente con el movimiento de

una partícula (vehículo), al igual que también el del trabajo como concepto de disipación de

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energía.

7.4.2 Caso Ashley. Al inicio del proceso, Ashley manifestaba que las clases de física eran

“aburridas” porque solamente era aplicar “formulas o ecuaciones” y reemplazar los datos para

obtener un resultado; después de la intervención, manifestó que la física era más entretenida

cuando se utilizaba en la vida real.

Después de la intervención, asociaba correctamente las diferentes clases de manifestación

de energía, y los procesos que estos se presentaban dentro de un accidente (calor, deformación,

huellas de frenado etc.).

Aunque hacia el uso correcto de algoritmos, se le hacía más llamativo poderlos entender

en un problema cotidiano, de hecho, manifestó que le gustaría hacer una especialización en el

campo de la criminalística.

Logró desarrollar procesos de indagación con la solución de actividades más estructuradas,

es decir, a medida que avanzaba la intervención didáctica, tenía mayor conocimiento del trabajo y

la energía cinética como elementos integradores de un principio físico.

7.4.3 Caso Joshua. Desde el inicio de la intervención, mostró interés por querer

comprender el por qué la física lograba describir el desplazamiento de un vehículo, y cómo a este

se le podían asociar ecuaciones de movimiento, que permitían describir, qué había pasado antes

de un accidente de tránsito.

Luego de la intervención, reconoció con mayor certeza, que el trabajo no es más que un

consumo de energía en todo proceso de frenado de un vehículo, o también, que el sonido era una

manifestación de conservación.

Las animaciones que realizó en el software Virtual Crash 3.0, le permitieron extraer

conclusiones más concretas, al manipular las variables de velocidad y masa, conjeturando en

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dichos análisis que, a mayor velocidad o masa, se presentaba mayor energía cinética.

Por otra parte, asoció correctamente, que al presentarse una colisión entre

vehículo/vehículo, se generaba deformación de las carrocerías, dependiendo de las velocidades

antes del impacto, lo que indica que reconoce una de las manifestaciones de la energía cinética y

el trabajo.

7.4.4 Caso Albert. Las concepciones físicas sobre el trabajo y la energía estaban

inicialmente ligadas a los algoritmos, porque haciendo uso correcto de la sustitución de variables,

no podía explicar descriptivamente qué representaba cada valor numérico (resultado); después de

la intervención, logró describir los resultados a partir de los diferentes eventos de tránsito de forma

conceptual.

Las animaciones que realizó de las diferentes clases de accidentes le permitieron generar

un cálculo numérico sobre energía cinética y su proporcionalidad con la huella de frenado,

afirmando en esto, que estaban ligadas entre sí.

Adicional a lo anterior, Albert, proponía constantemente a sus compañeros, en la

posibilidad de investigar accidentes de algunos familiares, y que, por ello, debían conseguir los

informes de policía de accidentes de tránsito, para tomar los datos necesarios e introducirlos en las

ecuaciones pertinentes.

Por otra parte, mostró un avance importante en la modelación del principio del trabajo y la

energía, puesto que, si la energía cinética era mínima, a esta le asociaba un elemento probatorio de

frenado corto, pero en el caso de un vehículo que se desplazaba a una gran velocidad, le asociaba

una huella de frenado de considerable longitud.

7.4.5 Caso Isaac. Al inicio del proceso, no lograba diferenciar la energía como elemento

general de la física, y la energía cinética como concepto asociado a la masa y la velocidad de todo

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elemento que sea tangible y esté en movimiento.

Luego de la intervención, demostró que había comprendido la energía cinética como una

manifestación particular de un vehículo que se encuentra en movimiento, asociándole a éste, el

trabajo que necesitaba ejecutar para poder detenerse.

Adicional a lo anterior, logró dar respuesta al aprendizaje del principio del trabajo y la

energía como conceptos físicos proporcionales.

Por otra parte, consolidó animaciones de diferentes clases de accidentes en el software, con

el fin de hacer comprender a su grupo de trabajo, la forma en que la energía cinética estaba

implícita en el movimiento de los vehículos, y cómo ésta, permitía generar trazos de las huellas de

frenado en diferentes superficies donde se realizara la animación del accidente; en conclusión,

demostraba visualmente que la huella de frenado era proporcional a la energía cinética.

7.5 Aspectos relevantes en los estudios de caso

Tanto Ashley como Frederick, al inicio del proceso, se mostraban apáticos a comprender

la física, como una ciencia que puede explicar fenómenos de contexto real, mientras que en el caso

de Joshua mostraba deseos de aprender a usar ecuaciones para describir qué había pasado en un

accidente.

Frederick y Albert, manifestaron la importancia de aplicar lo que habían aprendido, por

ello, quisieron dar respuesta a eventos de accidentes de tránsito, a personas que eran de su entorno

familiar o social, es decir, querían aplicar los conocimientos en casos reales.

Ashley, Joshua y Albert, relacionaban diferentes clases de manifestaciones de energía

cuando un vehículo frenaba, entre éstos; el sonido generado durante la colisión, la huella de

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frenado, la deformación de las carrocerías y el calor asociado a los elementos que entraban en

contacto y que tenían diferentes temperaturas.

Isaac y Joshua, mostraron un interés en el uso del software, que les permitiera consolidar

explicaciones de manera visual y descriptiva desde los conceptos de masa, velocidad y la huella

de frenado como elemento probatorio.

Ashley, Joshua, Albert e Isaac, relacionaron el trabajo como un concepto físico que estaba

ligado al consumo de energía cuando un vehículo generaba un proceso de frenado, mientras que

Frederick (adicional al anterior), también manifestaba que el trabajo obedece a otros elementos

adicionales, como el de la fricción que se presenta en las pastillas de los frenos o, de acuerdo con

el labrado de los neumáticos.

Todos los estudios de caso identificaron la energía cinética, como un elemento que estaba

asociado al proceso de frenado de un vehículo, es decir, los estudiantes coincidían que cuando

había mayor energía cinética, la huella de frenado iba a ser de una mayor longitud.

Aunque todos estaban en diferentes áreas específicas de formación, la comprensión del

principio del trabajo y la energía, a través de los accidentes de tránsito, les permitió consolidar un

enfoque interdisciplinar, donde cada uno generaba aportes a su grupo de trabajo sin mayor

diferencia, lo que indica que, la metodología de intervención permitió consolidar intereses

comunes de aprendizaje.

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8. Conclusiones

En este capítulo se presentan las conclusiones del presente proyecto. Dichas conclusiones están

enfocadas en cuatro ámbitos; el primero, en relación con el estudio de antecedentes de la enseñanza

de la física apoyada en las TIC, metodologías de investigación en educación e instrumentos de

recolección y análisis de datos; el segundo, a la construcción y aplicación de instrumentos; el

tercero, al diseño y aplicación de la unidad didáctica, y finalmente el cuarto, éste relacionado con

el análisis de los resultados de la aplicación de la unidad didáctica. Adicional a esto, se

desarrollarán unas conclusiones personales por parte del autor del presente documento.

8.1 Sobre el marco teórico que soportó la investigación

La investigación cualitativa, permitió realizar un análisis consistente de los

instrumentos, toda vez que asintió consolidar la información de todo el proceso, con el fin de dar

cuenta que se cumplieron los objetivos trazados del presente trabajo de investigación, éstos

asociados al de los aprendizajes, aplicación de los recursos tecnológicos de la información y la

comunicación, TIC; éstos últimos, como integración al trabajo desarrollado en el aula.

La metodología de investigación basada en diseño, soportó la construcción de diseños

instructivos consolidados en la Unidad Didáctica, permitiendo que dicho elemento de intervención,

fuese elaborado, implementado y sometido a escrutinio de investigación; de allí que los estudios

se desarrollen de acuerdo a temáticas curriculares novedosas, nuevas herramientas para el

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aprendizaje de esos temas o nuevos modos de organización del contexto de aprendizaje (Confrey,

2006).

La modelización como línea de investigación, permitió consolidar una propuesta

metodológica que abstrae una realidad fenomenológica, permitiendo relacionar los accidentes de

tránsito como eventos que pueden ser descritos desde las concepciones físicas, y que consolidan

un referente de contexto real, logrando despertar en el estudiante el interés por aprender a ver su

realidad desde la física misma.

La modelización de accidentes de tránsito, permitió plantear una estrategia

metodológica innovadora en la enseñanza de la física, ya que, este tipo de fenómenos solamente

son estudiados de manera estadística en diversas cátedras, al igual que en una clase de física

cotidiana, por ende, estos fenómenos fueron vistos como una oportunidad de enlazar leyes, teorías

y conceptos físicos en procesos de investigación científica real de esta índole, partiendo de

modelos y algoritmos físico – matemáticos, que permiten cuantificar la realidad.

8.2 Construcción y aplicación de instrumentos

El instrumento de ideas del principio del trabajo y la energía cinética, permitió dar

cuenta de los conocimientos previos de los estudiantes, su relación con la física y la

contextualización de los accidentes de tránsito como elemento integrador de un fenómeno físico;

luego de la intervención, el instrumento arrojó un cambio importante de la percepción de

aprendizajes con la física asociados a los accidentes de tránsito, los conceptos que a éstos se

asociaba, y puso de manifiesto a los accidentes de tránsito como un pretexto de aprendizaje para

generar nuevos conocimientos (Izquierdo, 2002).

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El TEST de pregunta cerrada, permitió identificar los niveles de aprendizaje que tenían

los estudiantes antes de la intervención y después de la intervención didáctica, es así, como

inicialmente los resultados presentaron una conceptualización permisiva como elemento

característico, es decir, no tenían claro los aprendizajes de los contenidos sobre el principio del

trabajo y la energía, desarrollados en cursos de física anteriormente. Una vez realizada la

intervención didáctica, los niveles de aprendizaje, estuvieron en su gran mayoría en las escalas de

concreto y pertinente, lo que indica que los estudiantes asociaron de manera congruente, la

comprensión de fenómenos de contexto real, con variables que describen consistentemente los

eventos físicos en estudio, asociados al principio del trabajo y la energía cinética.

8.3 Diseño y aplicación de una unidad didáctica

La unidad didáctica fue desarrollada y fundamentada en la investigación física de

accidentes de tránsito, lo que permitió consolidar actividades de integración secuencial, ya que el

estudiante se adentró en el proceso inicial de reconocimiento de los accidentes como asunto de

saludo publica, hasta llegar a la construcción de informes periciales parciales; esto evidencia, que

las actividades permitieron enriquecer sus conocimientos, apropiarse del conocimiento adquirido

(antes y después del proceso) para fundamentar sus hipótesis, aumentar el entusiasmo en las clases

de física, y finalmente llegar al punto de fomentar el discurso científico, asediados en el hecho de

defender sus propias hipótesis, demostradas y soportadas a través de cálculos algorítmicos, o el

uso de software especializado.

La investigación de accidentes de tránsito, desde una perspectiva de la física aplicada,

les permitió a los estudiantes, comprender el concepto del principio de trabajo y la energía cinética,

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desde su generalidad como principio, como en sus particularidades; toda vez que, los estudiantes

realizaron cálculos individuales de trabajo y energía cinética, para luego triangularlos en su

relación algorítmica.

Las fases en las que se desarrollaron las actividades de la Unidad Didáctica, permitieron

que los estudiantes se involucraran dentro del proceso de enseñanza, ya que, como lo menciona

Sanmartí (2002), las actividades no deben ser un producto del azar, sino que deben tener una

secuencia lógica para ser aplicadas, con el fin de obtener aprendizajes satisfactorios, esto indica,

que dentro de la intervención de este proyecto, las actividades dieron respuesta al objeto de estudio,

ya que los estudiantes consolidaron aprendizajes del principio del trabajo y la energía cinética.

8.4 Analizar los resultados de la aplicación de la unidad didáctica

Las actividades que conforman la Unidad Didáctica del Trabajo y la Energía Cinética

UDTEC, fueron enmarcadas de acuerdo a la metodología planteada de Sanmartí (2002),

permitiéndole a los estudiantes comprender, fortalecer, potenciar y aplicar los conceptos

relacionados con el principio del trabajo y la energía cinética, desde actividades de análisis de

accidentes de tránsito reales, cálculo de variables físicas implícitas, aplicación del software virtual

Crash 3.0, y construcción de informes periciales como elemento de juicio científico aplicado en la

justicia colombiana.

La metodología de enseñanza, permitió que los estudiantes diferenciaran y aplicaran los

algoritmos físico-matemáticos del principio del trabajo y la energía cinética, para calcular las

variables de trabajo y energía cinética; éstas, calculadas de acuerdo a evidencias de material físico

probatorio (huella de frenado y estudios de planimetría); lo que permite también concluir que,

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contextualizaron correctamente el estudio de este tipo de fenómenos, con datos experimentales,

haciéndolos importantes dentro del correcto manejo de datos.

Las actividades planteadas, permitieron dinamizar las clases de física, ya que aparte de

consolidar conceptos, leyes o teorías, los estudiantes también encontraron sentido a los nuevos

aprendizajes que desarrollaron durante la intervención. De esta manera, la investigación de

accidentes de tránsito, permitió consolidar modelos algorítmicos que explican las variables

implícitas dentro del proceso de la colisión de dos partículas (vehículo-vehículo, vehículo-peatón),

permitiendo dar respuesta a la resolución de problemas de carácter físico y social, que se ajustan

al carácter de la modelización en la enseñanza de la ciencia, ya que el estudiante no solamente

comprendió conceptualmente el principio del trabajo y la energía cinética, sino que también

desarrolló procesos adicionales, tales como; uso de datos experimentales, manejo de herramientas

informáticas, y aunque no es parte del presente trabajo, consolidó una perspectiva social reflexiva

de la problemática actual de los accidentes de tránsito.

Los aprendizajes del principio del trabajo y la energía cinética fueron asociados

correctamente a los accidentes a investigar, tanto así, que los estudiantes discutían

(científicamente) en sus comités técnicos, para determinar cuál era el modelo que se ajustaba

correctamente a sus hipótesis, y con estos, consolidar el informe pericial apoyado a la animación

3D del siniestro en estudio vial, haciendo enriquecedor la metodología de enseñanza como el uso

de recurso de modelos virtuales.

La elaboración de informes periciales constituyó un elemento de gran importancia e

impacto para los estudiantes, puesto que, a través del uso de software, sustentaban la construcción

de modelos que explicaban sus hipótesis; estas hipótesis asociadas a las evidencias que

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determinaban cuál o cuáles modelos eran los más convenientes y de qué manera, podrían ser apoyo

en la resolución de casos.

Los casos de reconstrucción de accidentes de tránsito, fueron apropiados para tratar el

objeto de estudio del presente trabajo, ya que se expusieron investigaciones de casos reales, donde

primaba el uso de algoritmos físico-matemático que sustentaban el principio del trabajo y la

energía cinética; enmarcando de esta manera, que dicho principio tenía un contexto real de

aplicación, un modelo que lo representaba, y una réplica continua de tratado de diversas variables

(huella de frenado, velocidad, etc.).

8.5 Reflexiones personales

Las conclusiones aquí expuestas, se realizarán en primera persona, por eso, a usted señor lector,

espero que ojalá lea mis palabras con la misma emoción con las que las redacté:

Las expectativas del desarrollo del proceso de investigación fueron mucho más que las

esperadas, toda vez que no imaginaba el alcance didáctico que esta temática podría alcanzar; era

emocionante ver a mis estudiantes con el deseo de querer interrogar qué había pasado en el

accidente, el deseo de comparar resultados finales entre los diversos comités técnicos, dar cuenta

de si tenían razón, de refutar las hipótesis periciales de sus compañeros, ver con desafío el

problema social del que se discutía y sobre todo, la nueva visión que la clase de física le estaba

ofreciendo frente a dicha temática.

El uso de las herramientas de la información y la comunicación, en especial el software

Virtual Crash 3.0, me ha permitido evidenciar cómo los estudiantes buscan ilustrar los más

mínimos detalles en los accidentes delegados para su investigación, tanto así, que ponen en

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contorno las calles, los árboles, caracterizan los colores de los vehículos o el color de las prendas

de los peatones; estas características fueron descubiertas por la misma manipulación del software

por parte de los educandos, ya que una de las actividades consistía en animar los diferentes clases

de accidentes, y es ahí, donde se logró notar que los estudiantes adicionaban características de

entorno muchísimo, más específicas a las solicitadas en la misma actividad.

Todas las actividades fueron enriquecedoras, toda vez que estaban con una secuencia de

aplicación lógica y racional, con el fin de optimizar el objeto de estudio (el aprendizaje del

principio del trabajo y la energía cinética), pero a modo personal, la actividad que más me generó

impacto y satisfacción en su desarrollo, fue el de la simulación de la Audiencia, porque presentó a

los estudiantes en versiones preparadas para desarrollar los papeles de abogados, victimas,

demandado, juez o físico investigador, pero el lenguaje usado por cada uno de ellos (independiente

del reparto) estaba enmarcado por los conceptos de velocidad, masa, rozamiento, huella de

frenado, calor, energía, energía cinética y trabajo; todas estas ligadas al principio físico en estudio.

El sentimiento encontrado de algunos estudiantes (bien sea porque habían sufrido por

este tipo de eventos con secuelas o porque habían algunos que pretendían investigar accidentes en

el que habían estado involucrados sus familiares sin gravedad), permite definir a este proyecto

como una oportunidad de concientizar a los estudiantes desde una perspectiva humana, social y al

alcance de las actitudes propias de todo actor vial; en otras palabras, se consolidó un proyecto que

emerge como necesidad de enseñar a pensar científicamente, pero que inherentemente invita a

realizar y/o ejecutar proyectos de conciencia vial, y que desde el aula contribuyan

sistemáticamente, a que las estadísticas disminuyan paulatinamente en pro de la seguridad para el

disfrute del espacio público.

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129

Referencias Bibliográficas

Adúris,B. (2010). Hacia una didáctica de las ciencias experimentales basada en modelos. II

Congrés International de Didactiques. Obtenido de http://dugi-

doc.udg.edu/handle/10256/2774

Adúriz, A , Gómez, A ; Rodriguez, D ; López, D ; Jiménez, M ; Izquierdo, M y Sanmartí, N.

(2011). Las ciencias naurales en educación básica: formación de ciudadanía para el siglo

XXI. Las Ciencias Naturales en Educación Básica: formación de ciudadanía p. México:

Paidos editores .

Adúriz, A ; Izquierdo, M y Estany, A. (2002). Una Propuesta para estructurar la enseñanza de la

filosofía de la ciencia para el profesorado de ciencias en formación. Enseñanza de las

ciencias. Revista de Investigación Y Experiencias Didácticas, 20(3), 465–476.

Adúriz, B & Morales,D. (2002). El concepto de modelo en la enseñanza de la física.

Consideraciones epistemológicas, didácticas y retóticas. . Caderno Catariense de Ensino

de Física, 19(1), 76–89.

Alomá, E; Malaver; Bañas, C ; Concari, S ; Enseñanza, L ; Energía, D y Villena, I. (2007).

Propuesta de enseñanza de los conceptos de Trabajo y Energía Mecánica, fundamentada

en la Teoría de Ausubel. Revista Enseñanza de las Ciencias, 9 (11), 32-39.

Alonso, A ; Díaz, J y Mas, M. (2005). Más allá de la enseñanza de las ciencias para científicos:

hacia una educación científica humanística. … De Enseñanza De Las Ciencias. Obtenido

de http://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=1213102

Page 144: EL ESTUDIO DE ACCIDENTES DE TRÁNSITO COMO VÍA PARA …repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/6422/1... · el estudio de accidentes de trÁnsito como vÍa para generar aprendizajes

130

Álvarez,G. (2003). Como hacer investigacion cualitativa: fundamentos y metodologia. México:

Paidos editores.

Ausubel, D. (2000). Aquisição e retenção de conhecimentos: uma perspectiva cognitiva. Plátano

Edições Técnicas, 5 (6), 45-51.

Barab, S & Squire. (2004). Design-based research: clarifying the terms. Journal of the Learning

Sciences [Special Issue, 13(1), 1–12.

Caamaño, A. (2011). Enseñar química mediante la contextualización, la indagación y la

modelización . Alambique, Didáctica de Las Ciencias Experimentales, 12(69), 21–34.

Campanario, J & Moya, A. (1999). ¿Cómo enseñar ciencias? . Ensenanza de las Ciencias, 17(2),

179–192.

Castro, A & Ramírez, R. (2013). Enseñanza de las ciencias naturales para el desarrollo de

competencias cientificas. Amazonia Investiga, 2 (4), 30–53.

Castro, E; Peley, R y Morillo, R. (2006). La práctica pedagógica y el desarrollo de estrategias

instruccionales desde el enfoque constructivista. Revista de Ciencias Sociales, 13 (3), 581–

587.

Chade, P. (2014). Superación de las visiones deformadas de las ciencias a partir de la incorporación

de la historia de la física a su enseñanza. Revista Eureka sobre enseñanza y divulgación de

las ciencias, 11(1), 34–53. .

Cisterna. (2005). Metodología de la Investigación. México: Trillas editores.

Coca, D. (2014). Influencia de la Inteligencia y la metodología de enseñanza en la resolución de

problemas de física. Perfiles Educativos, 36(146), 30–44. . Obtenido de

https://doi.org/10.1016/S0185-2698(14)70126-6

Confrey, J. (2006). The evolution of design studies as methodology. In The Cambridge Handbook

Page 145: EL ESTUDIO DE ACCIDENTES DE TRÁNSITO COMO VÍA PARA …repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/6422/1... · el estudio de accidentes de trÁnsito como vÍa para generar aprendizajes

131

of the Learning Sciences. Mc Graw Hill.

Cuesta, A & Benavete, N. (2014). Uso de TIC en la enseñanza de la Física : videos y software de

análisis “ . Bogotá: Panamericana editores.

D’Amore, B. (2008). Epistemología, didáctica de la matemática y prácticas de enseñanza.

Enseñanza de la Matemática. Revista de La Asovemat, 17(1), 87–106.

De Pro Bueno, A. (1999). Planificación de unidades didácticas por los profesores. Ensenanza de

las Ciencias. Obtenido de https://ddd.uab.cat/record/1456

Doménech, J ; Limiñana, R y Menargues, A. (2013). La superficialidad en la enseñanza del

concepto de energía: Una causa del limitado aprendizaje alcanzado por los estudiantes de

bachillerto. Ensenanza de las Ciencias, 31(3), 103–119.

Felipe, E ; Gallarreta, S y Merino, G. (2006). Aportes para la utilización de analogías en la

enseñanza de las ciencias. Ejemplos en biología del desarrollo. Revista Iberoamericana de

Educación, 12 (4), 13-22.

Galagovsky, L & Adúriz, A. (2001). Modelos y analogías en la enseñanza de las ciencias

naturales. El concepto de modelo didáctico analógico. Obtenido de

http://www.raco.cat/index.php/ensenanza/article/viewFile/21735/21569

Galagovsky, L; Rodriguez, M ; Stamati, N., y Morales, L. (2003). Representaciones mentales,

lenguajes y códigos en la enseñanza de Ciencias Naturales: un ejemplo para el aprendizaje

del concepto de reacción química. Obtenido de

http://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=305450&orden=46962&info=link

García, L & Rivera, J. . (2009). Formulación matemática de algunos modelos físicos utilizados en

la reconstrucción de un evento de tránsito y las consideraciones para su implementación.

Scientia et Technica, 43(11), 199–203.

Page 146: EL ESTUDIO DE ACCIDENTES DE TRÁNSITO COMO VÍA PARA …repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/6422/1... · el estudio de accidentes de trÁnsito como vÍa para generar aprendizajes

132

Garton, E ; Horne, J ; Aycrigg, J y Ratti, J. . (2012). Research and experimental desing. In The

wildlife techinques manual: research. Mc Graw Hill.

Gibelli, T. (2014). La investigación basada en diseño para el estudio de una innovación en

educación superior que promueve la autorregulación del aprendizaje utilizando TIC La

investigación basada en diseño para el estudio de una innovación en educación superior .

Buenos Aires: Congreso Iberoamericano de Ciencia, Tecnología, Innovación Y Educación.

Gil, D. (1986). La Metodologia cientifica y la enseñanza de las ciencias. Unas relaciones

controvertidas. investigacion y experiencias didacticas. Obtenido de Gil, D. (1986). La

Metodologia Cientifica Y La Enseñanza De Las Ciencias. Unas Relaciones Controvertidas.

Investigacion Y Experiencias Didacticas. Retrieved from

http://www.raco.cat/index.php/ensenanza/article/viewFile/50876/92880

Gimeno,J. (1983). La Enseñanza :su teoría y su práctica. Bogotá: Akal universitaria.

González. (1992). Los mapas conceptuales de J.D. Novak como instrumentos para la investigación

en didáctica de las ciencias experimentales. Revista Enseñanza de La Ciencias, 10(2), 148–

158. .

González, W. (2013). El estudio de casos: una vertiente para la investigación educativa. Obtenido

de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=35630150004

González,A. (1988). El concepto “energía” en la enseñanza de las ciencias. Revista

Iberoamericana de Educación, 5 (8), 14-29.

Gras,M ; Labra, C ; Reyes,L ; García,J y Forero,M . (2014). Evidencias para la renovación de la

enseñanza universitaria de física, una aplicación de la estrategia REUBE. Revista Perfiles

Educativos, 36(145), 81–97.

Greca, I & Moreira, M. (1998). Modelos mentales, modelos conceptuales y modelización. .

Page 147: EL ESTUDIO DE ACCIDENTES DE TRÁNSITO COMO VÍA PARA …repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/6422/1... · el estudio de accidentes de trÁnsito como vÍa para generar aprendizajes

133

Caderno Catarinense de Ensinó de Fisica, 12 (15), 107–120.

Hamed, S & Rivero, A. (2016). El cambio en las concepciones de los futuros maestros sobre la

metodología de enseñanza en un programa formativo. Revista Eureka sobre enseñanza y

divulgación de las ciencias, 13(10), 1–17.

Infante, P. (2005). Estudio de la dinámica de vehículos para la determinación de parámetros a

emplear en la reconstrucción de accidentes de tránsito. Bogotá: Instituto Nacional de

Medicina Legal Y Ciencias Forenses.

Instituto de Medicina Legal y Ciencias Forenses. (2012). Comportamiento de muertes y lesiones

por accidentes de transporte. Revista Colombiana de Medicina Legal Y Ciencias Forense,

1(6), 23-33.

Izquierdo, M. (2004). Un nuevo enfoque de la enseñanza de la química. The Journal of the

Argentine Chemical Society, 92 (11), 115–136.

Jessup, C., & Margie, N. (2010). Resolución de problemas y enseñanza de las ciencias naturales.

Obtenido de http://www.pedagogica.edu.co/storage/ted/articulos/ted03_05arti.pdf

Justi, R. (2006). La enseñanza de las ciencias basada en modelos. Revista Enseñanza de Las

Ciencias, 24(2), 173–184.

Kelly, A. (2014). Design-Based Research in Engineering Education. In Cambridge Handbook of

Engineering Education Research. Obtenido de

https://doi.org/10.1017/CBO9781139013451.032

Klimenko, O & Alvares, J. (2009). Aprender cómo aprendo: la enseñanza de estrategias

metacognitivas. Revista Educación y Educadores, 12(2), 11–28.

Laura, R. (1993). Una introducción a los modelos deterministas y estocásticos. Argentina:

Universidad Nacional del Rosario.

Page 148: EL ESTUDIO DE ACCIDENTES DE TRÁNSITO COMO VÍA PARA …repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/6422/1... · el estudio de accidentes de trÁnsito como vÍa para generar aprendizajes

134

Matthews. (1994). Historia y Epistemología de las Ciencias - Vino viejo en botellas nuevas: Un

problema con la epistemología constructivista. Revista de Historia Y Epistemología de Las

Ciencias, 12(l), 79–88.

Mellado, V ; Borrachero, A ; Brígido, M. ; Melo, L ; Dávila, M y Cañada, F. (2014). Las emociones

en la enseñanza de las ciencias. Enseñanza de Las Ciencias, 32(3), 11–36.

Mercado, G ; Mayoral, O y Claudia, M. (2012). Estrategias didácticas basadas en el uso de tic

aplicadas en la asignatura de física en educación media. Bogotá: Universidad Nacional de

Colombia.

Molina, M ; Castro, E ; Molina, J y Castro, E. (2011). Un acercamiento a la investigación de

diseño a través de los experimentos de enseñanza. Bogotá.

Moreira, M. (2002). La teoría de los campos conceptuales de Vergnaud, la enseñanza de las

ciencias y la investigación en el área. Ensenianza de Las Ciencias, 7(1), 1–28.

Moreira, M. (2012). Aprendizagem Significativo, campos conceptuales y pedagogíade la

utonomía: implicaciones para le enseñanza. . Revista Aprendizagem Significativa , 2(1),

44–65.

Moreira, M. (2014). Enseñanza de la física: aprendizaje significativo, aprendizaje mecánico y

criticidad. Obtenido de www.revistas.unc.edu.ar/index.php/revistaEF/

Moreira, M. (2005). Critical meaningful learning. Boletin de Estudios E Investigación. Argentina:

Indivisa.

Novak, J & Gowin, B. (1988). Aprendiendo a aprender. Obtenido de Novak, J., & Gowin, B.

(1988). Aprendiendo a aprender. Barcelona Martínez Roca, 194, 12–15. Retrieved from

http://www.omerique.net/twiki/pub/CEPCA3/CursoFuncionariosPracticas0809/Mapas_c

onceptuales_Novak.pdf

Page 149: EL ESTUDIO DE ACCIDENTES DE TRÁNSITO COMO VÍA PARA …repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/6422/1... · el estudio de accidentes de trÁnsito como vÍa para generar aprendizajes

135

OMS. (2013). Organización Mundial de la Salud. OMS. (2013). Informe sobre la situación

mundial de la seguridad vial - 2013. Obtenido de

www.who.int/violence_injury_prevention/road_status/2013

Palacios, F & González, J. . (2015). Iniciación a la investigación, educativa con estudiantes de

secundaria: El papel de las ilustraciones en los libros de texto de ciencias. . Revista

Ensenanza de Las Ciencias, 33(1), 243–262.

Porlán,A. (1998). Pasado, Presente Y Futuro de la didáctica de las ciencias. Revista Enseñanza de

las Ciencias, 16(1), 175–185.

Ramírez,M. (2013). Modelos y estrategias de enseñanza para ambientes innovadores. In Modelos

y Estrategias de Enseñanza para ambientes innovadores . Obtenido de

https://www.editorialdigitaltec.com/materialadicional/ID254_RamirezMontoya_Mod

Rinaudo, M & Donolo, D. (2010). Estudios de diseño. Una perspectiva prometedora en la

investigación educativa. Revista de Educación a Distancia, 10 (22), 3–29.

Rodríguez, D & Valldeoriola, J. (2010). Metodología de la investigación. Universitat Oberta de

Catalunya. Obtenido de http://www.casadellibro.com/libro-metodologia-de-la-

investigacion-5-ed-incluye-cd-rom/9786071502919/1960006

Rodríguez, G & García, E. (1996). Metodología de la investigación Cualitativa. Bogotá: Norma

editores.

Romero, M & Quesada, A. (2014). Nuevas tecnologías y aprendizaje significativo de las ciencias.

Revista de Investigacin Y Experiencias Didácticas, 32(1), 101–115.

Ruz, T. (2015). Tendencias del profesorado de ciencias en formación inicial sobre las estrategias

metodológicas en la enseñanza de las ciencias . Estudio de un caso en Málaga. Enseñanza

de Las Ciencias, 33(1), 167–184.

Page 150: EL ESTUDIO DE ACCIDENTES DE TRÁNSITO COMO VÍA PARA …repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/6422/1... · el estudio de accidentes de trÁnsito como vÍa para generar aprendizajes

136

Salinas, A. (2013). La Experimentación como didáctica en la enseñanza de la física. Bogotá:

Universidad Nacional de Colombia .

Sanmartí, N ; Izquierdo, M. (2001). Cambio y conservación en la enseñanza de las ciencias ante

las TIC. . Revista Alambique : Didáctica de Las Ciencias Experimentales, 8 (29), 71–83.

Sanmartí, N. (2000). El diseño de unidades didácticas. Didáctica de Las Ciencias Experimentales.

Obtenido de https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004

Sarría, F & Palazón, J. (2008). Modelos y modelización. México: Mc Graw Hill.

Shavelson, R ; Phillips, D ; Towne, L y Feuer, M. (2003). On the Science of Education Design

Studies. Educactional Researcher. Texas.

Solaz, J & López, V. (2008). Conocimiento previo, modelos mentales y resolución de problemas.

Un estudio con alumnos de bachillerato. Revista Electronica de Investigacion Educativa,

10(1), 1–16.

Solbes, J. (2007). El desinterés del alumnado hacia el aprendizaje de la ciencia: implicaciones en

su enseñanza. Didáctica de Las Ciencias Experimentales Y Sociales, 117(21), 91–117.

Steffe, L & Thompson, P. (2002). Teaching experiment methodology: Underlying principles and

essential elements. In Research design in mathematics and science education. Texas.

Tamayo, E. (2013). Modelos y modelización en la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias. IX

Congreso Internacional sobre investigación en didáctica de las ciencias. Buenos Aires.

Trigueros, M. (2009). La Enseñanza de las matemáticas. Innovación Educativa, 9 (12), 75–87.

Vázques, A ; Acevedo, J y Manassero, M. (2003). Papel de la educación CTS en una alfabetización

científica y tecnológica para todas las personas. . Revista Electrónica de enseñanza de las

ciencias, 2 (2) 12-44.

Vázquez, B & Jiménez, R. (2016). Modelización de un constructo teórico sobre la percepción del

Page 151: EL ESTUDIO DE ACCIDENTES DE TRÁNSITO COMO VÍA PARA …repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/6422/1... · el estudio de accidentes de trÁnsito como vÍa para generar aprendizajes

137

alumnado en procesos de indagación en ciencias. Revista de Psicodidactica, 21(1), 25–44.

Villamil,L. (2008). La noción de obstáculo epistemológico en Gastón Bachelard. Espéculo.

Revista de Estudios Literarios, 8 12), 46-62.

Villarreal, M ; Lobo, H ; Gutiérrez, G ; Briceño, J ; Rosario, J y Díaz, C. (2005). The teaching of

physics in the new millennium. Obtenido de Villarreal, M., Lobo, H., Gutiérrez, G.,

Briceño, J., Rosario, J., & Díaz, C. (2005). The Teaching of Physics in the New

Millennium, 2–5. Retrieved from

http://www.saber.ula.ve/bitstream/123456789/16941/2/articulo1.pdf

Vizcaíno, D & Castiblanco, O. (2009). Imágenes permisibles, correctas y pertinentes en el

pensamiento físico-matemático. Bogotá: Norma editores.

Yacuzzi, E. (2005). El Estudio de caso como metodología de investigación: teoría, mecanismos

causales, validación. Obtenido de https://doi.org/Article

Yin, R. (1994). Investigación sobre estudios de casos. diseño y métodos. Applied Social Research

Methods Series, 5, 1–35. Obtenido de http://www.polipub.org/documentos/YIN ROBERT

.pdf

Page 152: EL ESTUDIO DE ACCIDENTES DE TRÁNSITO COMO VÍA PARA …repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/6422/1... · el estudio de accidentes de trÁnsito como vÍa para generar aprendizajes

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Anexos

Anexo A. Instrumento de Ideas del Principio del Trabajo y la Energía Cinética

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Anexo A. Test de Categorías