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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
DISEÑO DE UNA UNIDAD DIDÁCTICA PARA LA ENSEÑANZA DE
ALGUNOS CONCEPTOS DE SONIDO EN EL SUBSECTOR DE
FÍSICA EN NM1 UTILIZANDO INSTRUMENTOS MUSICALES.
AUTORES:
JOSÉ JARA VERGARA
JAISON TORRES HINOJOSA
PROFESOR GUÍA:
NELSON MAYORGA
Propósito:
Seminario para obtener el grado
de Licenciado en Educación de
Física y Matemática.
Santiago, Chile
2014
1
Tabla de contenido
Resumen
CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN 2
1.1. Antecedentes 3 1.2. Objetivos
1.2.1. Objetivo general 6
1.2.2. Objetivos específicos 6
1.3. Preguntas de investigación 7 1.4. Justificación de la investigación 7
CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO 2.1. ¿Qué es una Unidad Didáctica? 8
2.2. Habilidades de Pensamiento Científico 8
2.3. La Física en los Instrumentos musicales 15
2.4. Modelos de Enseñanza de la Ciencia 26
2.4.1. Aprendizaje significativo de Ausubel 35
2.5. Metodología ECBI 38
CAPÍTULO 3: MARCO METODOLÓGICO
3.1. Tipo de recolección de Datos 49
3.2. Análisis de los Programas de Estudio 52
3.3. Unidad didáctica 54
3.3.1. Guía Origen y propagación del Sonido 55
3.3.2. Guía Resonancia 60
3.3.3. Guía Pulsaciones 64
3.3.4. Guía de Ondas Estacionarias 70
3.3.5. Guía de Rapidez de Propagación en cuerdas 75
3.4. Guías de apoyo al Docente
3.4.1. Guía de apoyo al docente Origen y Propagación del Sonido 78 3.4.2 Guía de apoyo al docente Resonancia 81
3.4.3 Guía de apoyo al docente Pulsaciones o Batidos 83 3.3.4. Guía de apoyo al docente Ondas Estacionarias 85
3.3.5. Guía de apoyo al docente Rapidez de Propagación en cuerdas 87
CAPITULO 4: VALIDACIÓN
4.1. Instrumento de evaluación para Experto 90
4.1.1. Respuestas del Experto 91
4.2. Cuestionario de Opinión para los alumnos 93
4.2.1. Resultados 96
4.3. Experiencia del Docente 110
2
4.4. Análisis de Contenido de las respuestas de las guías 111
4.5. Triangulación de los Datos 114
4.6. Optimización de las guías 115
4.6.1. Guía de Origen y Propagación del Sonido 116
4.6.2. Guía Resonancia 122
4.6.3. Guía Pulsaciones 129
4.6.4. Guía de Ondas Estacionarias 135
4.6.5. Guía de Rapidez de Propagación en cuerdas 143
CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES
5.1. Conclusiones 148
5.2. Mejoras 151
BIBLIOGRAFÍA
ANEXO
Glosario
3
4
RESUMEN
En el presente trabajo presentamos el Diseño de una Unidad Didáctica sobre Sonido
(tema abordado en Primer año de Enseñanza Media), usando la Metodología ECBI
(Enseñanza de las Ciencias Basada en Indagación) e Instrumento Musicales como
recurso didáctico. Esto, motivado por la idea que gran parte de los jóvenes no manifiesta
demasiado interés por la Física; en cambio si por la música sí, por lo cual buscamos la
manera de construir algunas guías de aprendizaje y guías de apoyo al docente, que
permitan a estudiantes y maestros, aprender y enseñar algunos conceptos físicos
relacionados con la unidad de Sonido, y que además sean motivadoras para los alumnos.
PALABRAS CLAVE: SONIDO, INSTRUMENTOS MUSICALES, ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS
BASADO EN LA INDAGACIÓN (ECBI).
ABSTRACT
This paper, we present the Design of a Teaching Unit on Sound (topic addressed in First
year of High School), using the TSIB Methodology (Teaching Science Inquiry Based) and
Musical Instruments as teaching resource. This, motivated by the idea that most young
people do not manifest much interest in physics; instead, the music itself. Therefore, we
seek to rig up some learning guides, teacher support, to enable students and teachers to
learn and teach some physical concepts of sound, and that are motivating for students.
KEY WORDS: SOUND, MUSICAL INSTRUMENTS, TEACHING OF SCIENCE INQUIRY BASED
(TSIB).
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CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN
Día a día podemos ver lo difícil que resulta para los jóvenes adolescentes interesarse por
las ciencias, ya que lo ven como algo difícil y lejano, visto desde su experiencia. Es por
esto que nuestra propuesta didáctica busca acercar la física a los estudiantes de primero
medio, vinculando su interés por la música, los instrumentos musicales, y la Física del
sonido. Contenido que corresponde a la primera unidad del programa de estudio de
primero de enseñanza media.
Buscamos que las actividades propuestas desarrollen tanto las actitudes de los
estudiantes hacia la ciencia, como el desarrollo de habilidades de pensamiento científico,
utilizando la metodología ECBI. Creemos que la unidad didáctica que presentamos
repercutirá en un aumento en el interés de los jóvenes por aprender física, y ayudará a
docentes de física a desarrollar sus clases en distintos contextos. Las Bases Curriculares
establecen el uso de Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) que, se sabe
despierta interés de los alumnos. La díada música-tecnología, en conjunto con las
condiciones pedagógicas adecuadas, permitirá logros de resultados de aprendizaje en
los alumnos.
1.1. Antecedentes
Con respecto a la investigación, en cuanto a la relación existente entre la física y el arte
de la música; podemos encontrar que desde tiempos antiguos se ha estudiado dicho
nexo, como nos cuenta Carrillo (2010): “... fueron los griegos, especialmente los
pitagóricos quienes comenzaron a hacer física musical, al estudiar las longitudes de las
cuerdas musicales y con ello, las relaciones numéricas que hacían agradable al oído
notas correspondientes tocadas simultáneamente; ahí nace el trinomio: Música, Física y
Matemáticas…. ” (Carrillo, 2010).
A través de la historia se ha continuado investigando en esta área; por ejemplo, al célebre
físico Simón Ohm quien emitió por primera vez en 1843 la hipótesis de la naturaleza
compleja de los timbres, apoyado del trabajo del reconocido matemático francés Jean-
Baptiste Joseph Fourier, quien aportó con su expresión matemática de la teoría de los
armónicos en 1822, la cual fue verificada experimentalmente por Hermann von Helmholtz
6
en 1871.
Anteriormente, durante el siglo XV el matemático, musicólogo y compositor español,
Bartolomé Ramos de Pareja, encuentra una solución matemática para poder tocar
cualquier pieza musical con teclado, por cualquier nota de la escala, a través de la escala
temperada, que es la escala musical que se usa en la actualidad para afinar; hazaña que
no se podía hacer mediante la escala de los pitagóricos. Joan Sebastián Bach fue quien
aplicó el concepto de temperado para poder afinar sus órganos bajo el principio de
Ramos, que decía: “para subir desde un tono cualquiera a un semitono inmediatamente
superior, se debía multiplicar la frecuencia de dicho tono por la raíz doceava de 2. Así
para obtener el LA# (La sostenido) a partir del LA de 440 Hertz, hay que multiplicar 440
por 1.05946 que nos da 466, que es el LA#, y así sucesivamente hasta completar todas
las notas de la escala.” (Carrillo, 2010).
Como vemos, el interés por conocer la Física presente en la música, es abundante desde
tiempos antiguos, y en estos días continúa siéndolo.
Así, por ejemplo: tenemos el caso del curso para alumnos de Magisterio en Educación
Musical en la Universidad de Alcalá de Henares Campanario (2001) donde se presenta un
programa de estudio, donde se mencionan los contenidos, metodología y algunas reseñas
breves de actividades a realizar durante dicho curso teórico-práctico, como por ejemplo:
observación y análisis de batidos (pulsaciones): Se pueden observar “batidos” haciendo
vibrar dos diapasones iguales pegando a uno de ellos un trozo de cinta celo (cambia su
frecuencia de vibración). También se pueden escuchar “batidos” haciendo vibrar un
monocordio y un diapasón. Los “batidos” son la base de los métodos tradicionales de
afinado de instrumentos como el piano.
Ondas estacionarias en cuerdas: Mediante un oscilador y un generador de frecuencias se
pueden generar ondas estacionarias en una cuerda con los dos extremos fijos. Se
comprueba que sólo se producen ondas estacionarias para determinados valores de
frecuencia, lo que da lugar a la serie armónica. Se estudia el fundamento físico de los
instrumentos de cuerda.
7
Experiencias con el Tubo de Rubens: El Tubo de Rubens, es un dispositivo mediante el
cual es posible “modelizar al sonido como un producto de variaciones de presión que se
transmiten en un medio material y poner en evidencia las perturbaciones mecánicas del
espacio durante la manifestación de distintos sonidos.” (Prandi & Wurm, 2012); esto se
logra básicamente, a través de las llamas que salen por los orificios del tubo (los cuales
están dispuestos de manera similar a una flauta), el cual se encuentra conectado por un
extremo, a un suministro de gas, y por el otro lado, a una membrana elástica, la cual se
encuentra muy próxima a un generador de frecuencias, lo cual transmiten las frecuencias
al interior del tubo (ver Imagen N°1).
Imagen N°1: Esquema de Tubo de Rubens (Prandi & Wurm, 2012, p.82)
Gracias a este equipo se pueden realizar algunas experiencias que resultan bastante
interesantes de estudiar, las cuales se relacionan con el tópico de ondas. En Prandi &
Wurm, (2012); encontramos en detalle, tanto los materiales que se utilizan para su
construcción, como las instrucciones y precauciones que se deben considerar para
obtener un buen resultado, y además se recomiendan en dicho escrito, algunas
actividades didácticas, las cuales damos a conocer a continuación:
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1) Pruebas con tonos constantes y determinación de la velocidad del sonido en el
gas: En esta actividad se busca determinar la velocidad del sonido en el gas, lo cual se
logra generando una frecuencia determinada lo cual se puede lograr con ayuda del
software de libre acceso Audacity, el cual se puede obtener desde el sitio web
http://audacity.sourceforge.net/; dicho sonido puede descargarse mediante la opción
exportar en formato wav y luego se puede reproducir desde cualquier reproductor digital,
inclusive desde celulares. Ya que conoceremos la frecuencia; sólo debemos medir la
distancia entre dos nodos para obtener la mitad de una longitud de onda, y así tendremos
luego la longitud de onda y posteriormente la velocidad de propagación en el gas.
Finalmente se podría comparar el valor obtenido con el de una tabla para contrastar.
Imagen N°. 2: “Equipo funcionando con un tono de frecuencia constante” (Prandi & Wurm,
2012, p.85)
2) Frecuencia de resonancia y modos normales:
El Objetivo de esta actividad es observar el fenómeno de resonancia, para ello, debemos
considerar que todo objeto hecho de un material elástico, cuando es perturbado vibra
con sus frecuencias naturales propias, pero también puede hacerlo a partir de una
perturbación externa, a lo cual se le llama “vibración forzada” o “resonancia”. Lo mismo
sucede dentro del tubo, gracias al gas que vibra por efecto de las vibraciones del
parlante, “aquí la frecuencia de las oscilaciones producidas en él vienen dadas en parte
por la fuerza externa y no tan solo por la frecuencia natural del tubo. La respuesta del
sistema dependerá de la relación entre la frecuencia externa aplicada y la natural de dicho
sistema. Si se elige una frecuencia para el tono enviado a través del parlante que coincida
9
con uno de los modos normales del tubo, las amplitudes de la onda estacionaria
resultante serán mayores, ya que el tubo entrará en resonancia, y por lo tanto se
producirán llamas superiores que para otras frecuencias, para una misma intensidad de
sonido. Se considera al Tubo de Rubens como un tubo semiabierto, ya que el extremo por
donde ingresa el gas se comporta como un extremo cerrado mientras que el extremo con
la membrana elástica se comporta como un extremo abierto, pues la membrana
acompaña el movimiento del parlante. La elección de la frecuencia (fn) para que el tubo
entre en resonancia dependerá de la longitud (L) del tubo según la siguiente fórmula:
( )
, Con n=0, 1, 2,... (Tubo semiabierto).
Se podrá así establecer los valores de una familia de frecuencias de resonancia para el
Tubo a fin de emitirlos por el altavoz y observar dicho fenómeno. Por otro lado, la
ecuación también nos permitiría, en caso de conocer el valor de la velocidad de la
propagación en el gas con antelación, construir un Tubo de longitud adecuada para que el
equipo entre en resonancia a una familia de frecuencias deseada” (Prandi & Wurm, 2012)
3) Ensayo con pistas musicales: El objetivo de esta propuesta, es estudiar el fenómeno
de ondas estacionarias, a través de pistas musicales o
Esta es la que más nos interesa para nuestro trabajo, ya que se propone: “hacer funcionar
al equipo con pistas musicales, especialmente aquellas en las que predomine un solo
instrumento como un piano o una flauta, ya que canciones en las que existan
superposiciones de varios instrumentos generan patrones distorsionados.
Esta práctica puede implementarse en una clase como estrategia disparadora para asociar
la teoría de ondas sonoras con el funcionamiento de algunos instrumentos musicales como
los de vientos o instrumentos de cuerda. En este caso, a modo de disparador, podría
indagarse qué relación existe entre el funcionamiento de una flauta o una guitarra y el
fenómeno de ondas estacionarias.” (Prandi & Wurm, 2012)
De hecho en vez de una pista musical se podría tocar algún instrumento musical, lo cual
facilitaría el estudio.
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Otra experiencia muy reciente consiste en la creación de un instrumento musical con
materiales de desecho; hablamos del “Perbutellanófono”, un curioso artefacto diseñado
por alumnos de último año de secundaria especializados en música, de la Institución
Educativa Cadena Las Playas.
Para hacer este particular instrumento, los alumnos utilizaron botellas, un soporte de
madera, una vara para percutir y agua coloreada; y lo que hicieron fue afinar las botellas
variando la cantidad de agua y por ende, la cantidad de columna de aire y los armónicos
que se generan al interior de cada botella al hacerlas vibrar cuando son percutidas, en
http://campoeliasvp.blogspot.com/2012/10/fisica-musical-el-perbutellanofono.html se
encuentra el blog de Campo Elías Vergara, donde aparece el video con la presentación
del mencionado instrumento.
1.2. OBJETIVOS
1.2.1. Objetivo General
Elaborar propuestas didácticas para la enseñanza de diferentes conceptos y fenómenos
de la unidad “El sonido” para Primero Medio, a través de instrumentos musicales y la
música.
1.2.2. Objetivos Específicos
Identificar conceptos y fenómenos físicos relacionados con el sonido que permitan
construir una propuesta didáctica utilizando como recurso instrumentos musicales o
instrumentos que se utilicen en la música .
Elaborar propuestas que permitan el aprendizaje de ciertos fenómenos sonoros con
instrumentos musicales de uso masivo y que despierten el interés de los alumnos por
aprender física.
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Verificar si a través de nuestras guías de indagación se despierta el interés de los
alumnos por aprender física.
Identificar las Habilidades de Pensamiento Científico que se pueden desarrollar a través
de las guías indagatorias.
1.3. Preguntas de Investigación
¿Mejorará la actitud de los alumnos hacia la ciencia al utilizar los instrumentos musicales
para aprender sobre sonido?
¿Cómo serán los aprendizajes de los estudiantes de Primer Año de enseñanza media,
después de utilizar las guías indagatorias?
1.4. Justificación de la Investigación
Nuestros intereses personales, nos llevan a querer investigar sobre este tema, puesto que
contamos con habilidades musicales y muchos de nuestros compañeros y tal vez
profesores de física, cuentan con ella. Esto, sumado al interés que manifiestan los
estudiantes por la música, constituye un foco de investigación digno de ser explorado y
explotado.
Los costos que puede tener la investigación; son principalmente, los generados por la
obtención de materiales y los instrumentos musicales, para probar las experiencias, los
cuales no siempre se tienen o cuesta conseguir.
En la red, se pueden encontrar videos educativos sobre el sonido en los cuales se habla y
se usan instrumentos musicales. Sin embargo, estos se usan como material para ser
recepcionado por los oyentes, pero nada hemos encontrado del uso de guías de
indagación que promuevan además el desarrollo de Habilidades de Pensamiento
Científico (HPC), lo cual creemos que constituye un punto a favor en la enseñanza
aprendizaje de los alumnos.
12
CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO
2.1. ¿Qué es una unidad didáctica y cómo diseñarla?
Antes de comenzar a construir una unidad didáctica, es necesario saber qué es una
unidad didáctica, cuáles son las características básicas de estas; y qué criterios son
necesarios tener en cuenta antes de comenzar a diseñarla.
Al respecto, Neus Sanmartí, nos dice que una Unidad Didáctica es “decidir qué se va a
enseñar y cómo” (Sanmartí, p.2). Además, señala que “Desde las nuevas visiones sobre
el aprendizaje y sobre la enseñanza según las cuales son los propios alumnos quienes
construyen su conocimiento, la función del profesorado es promover este proceso
constructivo, que forzosamente será distinto para cada estudiante y para cada grupo-
clase. Consecuentemente, un buen diseño didáctico es aquel que mejor responde a las
necesidades diversas de los estudiantes” (Sanmartí, p.2); es decir, cada profesor debería
tener autonomía en la toma de decisiones curriculares, lo cual no deja fuera el uso de
material didáctico o textos de estudio previamente diseñados, “pero cualquier material
deberá ser readaptado y completado para poder dar respuesta a las necesidades
detectadas en cada aula.” (Sanmartí, p.2).
Otras definiciones sobre Unidad Didáctica son:
“La unidad didáctica es una forma de planificar el proceso de enseñanza-aprendizaje
alrededor de un elemento de contenido que se convierte en eje integrador del proceso,
aportándole consistencia y significatividad. Esta forma de organizar conocimientos y
experiencias debe considerar la diversidad de elementos que contextualizan el proceso
(nivel de desarrollo del alumno, medio sociocultural y familiar, Proyecto Curricular,
recursos disponibles) para regular la práctica de los contenidos, seleccionar los objetivos
básicos que pretende conseguir, las pautas metodológicas con las que trabajará, las
experiencias de enseñanza-aprendizaje necesarios para perfeccionar dicho proceso”
(Escamilla, 1993, p. 39).
“La unidad didáctica es la interrelación de todos los elementos que intervienen en el
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proceso de enseñanza-aprendizaje con una coherencia interna metodológica y por un
periodo de tiempo determinado” (Ibañez, 1992, 13).
Elementos que componen una Unidad Didáctica
Cualquier Unidad Didáctica, independientemente de su organización debería contemplar
los siguientes aspectos:
ELEMENTOS DE LA UNIDAD DIDÁCTICA
1. Descripción de la
unidad didáctica
En este apartado se podrá indicar el tema específico o
nombre de la unidad, los conocimientos previos que
deben tener los alumnos para conseguirlos, las
actividades de motivación, etc. Habría que hacer
referencia, además, al número de sesiones de que consta
la unidad, a su situación respecto al curso o ciclo, y al
momento en que se va a poner en práctica
2. Objetivos Didácticos Los objetivos didácticos establecen qué es lo que, en
concreto, se pretende que adquiera el alumnado durante
el desarrollo de la unidad didáctica. Es interesante a la
hora de concretar los objetivos didácticos tener presentes
todos aquellos aspectos relacionados con los temas
transversales.
Hay que prever estrategias para hacer partícipe al
alumnado de los objetivos didácticos
3. Contenidos de
aprendizaje
Al hacer explícitos los contenidos de aprendizaje sobre
los que se va a trabajar a lo largo del desarrollo de la
unidad, deben recogerse tanto los relativos a conceptos,
como a procedimientos y actitudes.
4. Secuencia de
actividades
En este apartado, es muy importante establecer una
secuencia de aprendizaje, en la que las actividades estén
íntimamente interrelacionadas. La secuencia de
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actividades no debe ser la mera suma de actividades más
o menos relacionadas con los aprendizajes abordados en
la unidad
Por otra parte, es importante tener presente la importancia
de considerar la diversidad presente en el aula y ajustar
las actividades a las diferentes necesidades educativas de
los alumnos en el aula.
5. Recursos materiales Conviene señalar los recursos específicos para el
desarrollo de la unidad.
6. Organización del
espacio y el tiempo
Se señalarán los aspectos específicos en torno a la
organización del espacio y del tiempo que requiera la
unidad.
7. Evaluación Las actividades que van a permitir la valoración de los
aprendizajes de los alumnos, de la práctica docente del
profesor y los instrumentos que se van a utilizar para ello,
deben ser situadas en el contexto general de la unidad,
señalando cuáles van a ser los criterios e indicadores de
valoración de dichos aspectos.
Asimismo, es muy importante prever actividades de
autoevaluación que desarrollen en los alumnos la reflexión
sobre el propio aprendizaje.
Tabla N°1: “Elementos de la Unidad Didáctica”
(http://oposicionesprofesor.wordpress.com/2008/06/04/unidades-didacticas-definicion-
estructura-contenidos-y-ejemplos/#comments, 04-Junio-2008).
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2.2. ¿Qué es una habilidad de pensamiento científico?
Uno de los puntos que queremos desarrollar a través de nuestra unidad didáctica, es el
desarrollo de habilidades de pensamiento científico, el cual también recibe otros nombres,
tales como: habilidades científicas, habilidades integradas del proceso científico,
habilidades investigativas, y habilidades mentales básicas para investigar; pero todas
ellas tienen como fin el desarrollo de habilidades que sirvan para resolver problemas de la
vida en cualquier ambiente.
Parafraseando a Zimmerman (2007), el “pensamiento científico se define como la
aplicación de los métodos o principios de la investigación científica a las situaciones de
razonamiento y resolución de problemas, e involucra las habilidades implicadas en
generar, probar y revisar las teorías, y en el caso de las habilidades completamente
desarrolladas, para ser reflejadas en el proceso de adquisición y cambio del
conocimiento” (Koslowski, 1996; Kuhn y Franklin, 2006; Wilkening y Sodian, 2005).
PISA (2006), nos da la siguiente definición de Competencia Científica:
“La competencia científica es la capacidad de utilizar el conocimiento científico, identificar
cuestiones científicas y sacar conclusiones basadas en pruebas con el fin de comprender
y ayudar a tomar decisiones relativas al mundo natural y a los cambios que ha producido
en él la actividad humana” (OCDE, 1999, 2000, 2003a)
Por su parte, Córdoba (2012), nos dice que “A diferencia de las competencias; las
habilidades tienen una connotación más precisa como la de ser la capacidad y disposición
para algo o cada una de las cosas que una persona ejecuta con gracia y destreza, como
lo sugiere la Real Academia de la Lengua Española (2010) y Rivera (2008) que sostiene
que “una habilidad es un saber-hacer que requiere procesos cognitivos.” (Córdoba, 2012)
Este mismo autor citando a Sordo (2006), nos dice: “Las habilidades científicas son las
cosas que hacen los científicos cuando estudian e investigan cómo observar, medir, inferir
y experimentar; son también conocidas como las habilidades integradas del proceso
científico, porque son usadas en conjunto para hacer lo que varios consideran el problema
fundamental en la solución de problemas en la ciencia y la experimentación. Aprender las
16
habilidades del proceso científico permite al individuo dominar habilidades como la
observación, comunicación, clasificación, medición, deducción, y predicción.” (Sordo,
2006. Citado por Córdoba, 2012).
Como docentes de ciencia, es imprescindible promover y desarrollar en nuestros alumnos
Habilidades de pensamiento científico, las cuales según Rivera (2008) son útiles para
aprender las ciencias naturales. Cuando se habla de este tipo de habilidades, “se refiere
a: Observar, Medir, Clasificar, Comunicar, Inferir (Interpretar, explicar), usar relaciones
espacio/tiempo, predecir, controlar variables, interpretar datos, formular hipótesis,
experimentar.” (Rivera, 2008) citado en (Córdoba, 2012). Cabe señalar, además, que
estas habilidades se van desarrollando de manera progresiva a través de la realización de
ciertas tareas o maneras de enseñar, como son:
Imagen N°3: Enseñanza de las habilidades de pensamiento, según Rivera (2008).
Por otra parte Malagón, et al., (2007) proponen una clasificación de habilidades mentales
básicas para investigar en el ámbito escolar, las divide en cinco grupos habilidades de
percepción, de investigación, conceptualización, razonamiento y traducción.
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PERCEPCIÓN INVESTIGACIÓN CONCEPTUALIZACIÓN RAZONAMIENTO TRADUCCIÓN
-Observar. -Escuchar. -Saborear. -Oler. -Tocar. -Percibir movimientos (sinestesia).
-Adivinar. -Averiguar. -Formular hipótesis. -Descubrir alternativas. -Anticipar consecuencias. -Seleccionar posibilidades. -Imaginar, inventar, crear.
-Formular conceptos precisos. -Buscar ejemplos y contraejemplos. -Establecer semejanzas y diferencias. -Comparar y contrastar. -Definir -Agrupar y clasificar. -Seriar.
-Inferir. -Razonar hipotéticamente. -Razonar análogamente. -Relacionar causas y efectos. -Relacionar las partes y el todo. -Relacionar medios y fines. -Identificar y usar criterios
-Narrar y describir. -Interpretar. -Improvisar. -Traducir. varios lenguajes entre sí. -Resumir.
Tabla 2. Clasificación de habilidades mentales básicas para investigar en el ámbito escolar Malagón (2007)
Córdoba, (2012, p. 27-28), nos dice que “otros autores como Machado, Montes de Oca y
Mena (2008), a las habilidades científicas las han denominado Aprendizaje Basado en la
Solución de Tareas Investigativas (ABSTI) a las habilidades investigativas integradoras
que apuntan al desarrollo de acciones para solucionar problemas (profesionales). Dichas
habilidades son:
● Modelar: Observar la situación, precisar los fines de la acción, establecer
dimensiones e indicadores esenciales para ejecutar la acción, anticipar acciones y
resultados.
● Ejecutar:
1. Obtener: localizar, seleccionar, evaluar, organizar, recopilar la
información.
2. Procesar: analizar; organizar, identificar ideas claves, re-elaborar la
información, comparar resultados.
3. Comunicar: analizar la información, seleccionar la variante de estilo
comunicativo según el caso, organizar la información, elaborar la
comunicación.
● Controlar: Observar resultados, comparar fines y resultados, establecer
conclusiones esenciales, retroalimentar sobre el proceso y los resultados de la
acción.”
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¿Cómo evaluar las habilidades de pensamiento científico?
Pérez M. C. y López B., L. (1999) nos dicen que para evaluar las HPC, se deben tener en
cuenta los siguientes principios:
“El carácter complejo y multifacético del sujeto de aprendizaje.
El carácter multilateral de las influencias que recibe dicho sujeto.
El carácter rector de la educación y la enseñanza como proceso especialmente
organizado para dirigir el desarrollo escalonado e integral de la personalidad del
estudiante.
El carácter activo de los participantes (tanto el maestro que enseña, como el
alumno que aprende) en el sentido en que ambas partes necesariamente tienen
que participar en el control y regulación del aprendizaje.
El carácter individualizado del proceso de apropiación de las manifestaciones de
dominio de una habilidad sin obviar las especificidades de un modelo
preconcebido como marco de referencia para la evaluación (y los diferentes
controles que esta debe incluir).” Pérez & López (1999, p. 31-32).
Fuera de estas consideraciones; Pérez y López (1999) nos dicen que se debe tener en
cuenta que la evaluación es un proceso sistemático, donde debe existir un modelo que
esté integrado por los elementos y “relaciones esenciales de la habilidad objeto de
evaluación (acciones, operaciones, es decir, modos de actuación que reflejan las
especificidades que requieren la transformación de un objeto, la realización de una tarea,
la solución de un problema). Lo anterior posibilita que se cumpla el carácter objetivo de la
evaluación: correspondencia entre el juicio de valor que se emite y el fenómeno que se
evalúa, disminuyendo al máximo la subjetividad del proceso.” Córdoba, (2012)
En Córdoba (2012), encontramos que Neida, et al. (2004) seleccionó algunas
capacidades en el diseño de las actividades de evaluación de las ciencias, que potencian
las habilidades y capacidades científicas; las cuales se citan a continuación:
“Desarrollar el pensamiento lógico. En la evaluación se pretende constatar si los
estudiantes siguen un esquema lógico de pensamiento cuando se les solicita, por
ejemplo, saber orientarse frente a una situación problemática, construir una explicación
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para un determinado fenómeno observable, relacionar fenómenos físicos similares que se
producen en situaciones diferentes, detectar incongruencias, establecer regularidades,
entre otras.
Adquirir esquemas de pensamiento, de mayor poder explicativo que los cotidianos,
para explicar los fenómenos naturales. En este caso, desde el marco teórico de los
autores mencionados, se evalúan ciertas capacidades como por ejemplo: presentar las
teorías en el contexto de la resolución de problemas concretos y con la posibilidad de
poder aplicarlas en situaciones prácticas inmediatas, constatar si los estudiantes han
ampliado los esquemas de pensamiento causal simple cotidiano para explicar los
fenómenos naturales utilizando las relaciones de causalidad múltiple o el efecto de la
interacción causal, las ideas de conservación y equilibrio, entre otras.
Lograr una alfabetización científica que permita la interpretación de los fenómenos
naturales. Se considerará en este sentido la capacidad de los alumnos para comprender,
entre otras, las características de los recursos naturales como el aire, el agua, las fuentes
de energía, las rocas y el suelo, destacando su interés y la necesidad de racionalizar su
uso y conservarlos en buenas condiciones, etc.
Aplicar estrategias y técnicas para la resolución de problemas científicos, más
rigurosas y sistemáticas que las que se emplean para resolver situaciones cotidianas.
Aquí se hace referencia al desarrollo de capacidades que permitan a los estudiantes
abordar la resolución de problemas científicos de forma más precisa, minuciosa y
organizada que la que se emplea normalmente para solucionar y tomar decisiones sobre
las múltiples situaciones que diariamente se presentan en la vida. En la evaluación se
pretende constatar en esta línea la identificación y delimitación de los problemas, la
emisión de hipótesis razonables, la a través de diversos sistemas de notación, así como la
recogida de datos mediante la observación cualitativa y cuantitativa, o la detección de
regularidades. Otras capacidades que se ven importantes para evaluar es la detección y
el control de variables que intervienen en el problema, y la selección del diseño más
adecuado para probar una determinada hipótesis así como la posibilidad de extraer
conclusiones de una experiencia o predecir las consecuencias que se derivan de ella.
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Desarrollar capacidades de valoración de la ciencia como empresa humana en
evolución, con sus aciertos y errores y dependiente de los contextos social e histórico. Las
capacidades que las autoras señalan que deberían evaluarse en este sentido son:
aprender a valorar la ciencia, reconociendo su capacidad para resolver problemas de
interés para las personas, para proponer métodos de indagación de la realidad más
rigurosos que los cotidianos, y para transmitir a la sociedad actitudes propias del
quehacer científico de gran interés para el equilibrio personal y las relaciones humanas.
Se debería valorar asimismo la aproximación que realizan los estudiantes a la idea de que
la construcción de la ciencia es un proceso continuo de revisión que nunca da por
explicado el problema investigado de manera definitiva. Por último los jóvenes deberían
valorar la actividad científica en su justa medida, sin sobredimensionar su importancia,
reconociendo que es una empresa humana, realizada por personas, que no es objetiva ni
neutra, ya que inciden en ella los intereses sociales y económicos de la época histórica en
la que se desarrolla.” Córdoba (2012)
Habilidades de pensamiento científico (HPC) en el currículum nacional.
El Marco Curricular por medio del decreto 256 establece Objetivos Fundamentales y
Contenidos Mínimos Obligatorios de la Educación Básica y Media, en cuanto a las
Ciencias Naturales; nos dice:
“Este sector tiene como propósito que los y las estudiantes desarrollen habilidades
de pensamiento distintivas del quehacer científico y una comprensión del mundo natural y
tecnológico, basada en el conocimiento proporcionado por las ciencias naturales”
MINEDUC (2009, p. 243).
Las HPC que se deben trabajar en Física, de acuerdo al Marco Curricular son las
siguientes;
“1. Identificación de problemas, hipótesis, procedimientos experimentales,
inferencias y conclusiones, en investigaciones científicas clásicas o contemporáneas, por
ejemplo, en los experimentos efectuados para determinar la rapidez de la luz y del sonido.
Caracterización de la importancia de estas investigaciones en relación a su contexto
histórico.
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2. Procesamiento e interpretación de datos, y formulación de explicaciones,
apoyándose en los conceptos y modelos teóricos del nivel, por ejemplo, el estudio del
efecto Doppler.
3. Análisis del desarrollo de alguna teoría o concepto relacionado con los temas
del nivel, con énfasis en la construcción de teorías y conceptos complejos, por ejemplo, la
ley de Hooke.
4. Distinción entre ley, teoría e hipótesis y caracterización de su importancia en el
desarrollo del conocimiento científico.” MINEDUC (2009, p. 285)
El Programa de Estudio de Física (2011) también presenta habilidades de pensamiento
científico, las cuales se sugiere incorporar en las actividades de las distintas unidades, por
lo cual mostramos estas HPC las cuales se disponen como Aprendizajes Esperados (AE),
a su vez se presentan los indicadores de evaluación sugeridos para cada uno de ellos.
“AE 01: Describir investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con
los conocimientos del nivel.” (MINEDUC, 2011)
Indicadores:
“› Identifican problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y
conclusiones, en investigaciones científicas clásicas o contemporáneas.
› Describen aportes de investigaciones científicas clásicas.” (MINEDUC, 2011)
“AE 02: Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones y conclusiones,
apoyándose en las teorías y conceptos científicos en estudio.” (MINEDUC, 2011)
Indicadores:
“› Ordenan e interpretan datos con herramientas conceptuales y tecnológicas apropiadas,
relacionándolos con las teorías y conceptos científicos del nivel.
› Formulan explicaciones y conclusiones, integrando los datos procesados y las teorías y
conceptos científicos en estudio.” (MINEDUC, 2011)
“AE 03: Valorar el conocimiento del origen y el desarrollo histórico de conceptos y teorías,
reconociendo su utilidad para comprender el quehacer científico y la construcción de
conceptos nuevos más complejos.” (MINEDUC, 2011)
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Indicadores:
“› Analizan el desarrollo de alguna teoría o concepto relacionado con los temas del nivel
desde el punto de vista histórico y de su importancia para la construcción del
conocimiento.
› Comprenden la importancia de las teorías e hipótesis en la investigación científica.
› Caracterizan la importancia de las investigaciones científicas en relación con su
contexto.” (MINEDUC, 2011, p.32)
“AE 04: Comprender la importancia de las teorías e hipótesis en la investigación científica
y distinguir entre unas y otras.” (MINEDUC, 2011)
Indicadores:
“› Distinguen entre ley, teoría e hipótesis y caracterizan su importancia en el desarrollo del
conocimiento científico.” (MINEDUC, 2011)
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2.3. La Física en los instrumentos musicales
Según Al-Majdalawi (2005), “un instrumento musical es cualquier objeto que sea utilizado
por el ser humano para producir sonidos en el marco de una creación musical. Es decir,
potencialmente cualquier objeto podría ser un instrumento musical”. Con esta definición
podemos empezar a hablar sobre la Física en los instrumentos musicales.
Existe una “convención mundial, para que todos los instrumentos obedezcan a una escala
musical cuya nota de referencia es el LA central del piano (reconocida mundialmente,
existen muchos instrumentos que tienen esta nota y esta frecuencia como parte de sus
escalas), aunque esta nota no se encuentre exactamente en el centro del piano, nota que
tiene una frecuencia de 440 ciclos por segundo o 440 Hertz.”(Carrillo, 2010).
Son múltiples las preguntas que se pueden formular al momento de hablar de la Física en
los Instrumentos Musicales, tal como se plantea en Campanario (2001) y que ahora
citamos, hemos decidido enumerarlos para un desarrollo más veloz de las respuestas que
daremos posteriormente:
“1) ¿Por qué es diferente, desde el punto de vista físico, el sonido que
producen los distintos instrumentos musicales aunque interpreten la
misma melodía?
2) ¿Por qué al tensar una cuerda de una guitarra el sonido se hace más
agudo?
3) ¿Cuál es el fundamento físico del procedimiento que se sigue para
afinar un piano con un diapasón?
4) ¿Cuál es el fundamento físico de la caja de resonancia en
determinados instrumentos musicales?
5) ¿Por qué “suena” un tubo o una botella cuando se sopla sobre su
orificio?
6) ¿Por qué el sonido que emite un tubo o una botella cuando se sopla
sobre su orificio es más agudo cuando el tubo o la botella están
parcialmente llenos de agua?
7) ¿Es cierto que el sonido de un instrumento musical puede romper una
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copa de cristal?
8) ¿Por qué están forradas algunas cuerdas del piano?
9) Cuando dos violinistas tocan una pieza a la vez a veces pueden oírse
algunas pulsaciones o batidos ¿Por qué sucede esto y cómo puede
evitarse?
10) ¿Por qué, a veces, al hablar o cantar delante de un piano pueden
oírse sonidos emitidos por las cuerdas de dicho instrumento?”.(Eufonia,
Didáctica de la Física, 2001).
A la mayoría de estas preguntas, se buscaba dar respuesta en el curso de Magister para
alumnos de educación musical, y que en este documento también pretendemos explicar.
Comencemos por la primera: ¿Por qué es diferente, desde el punto de vista físico, el
sonido que producen los distintos instrumentos musicales aunque interpreten la misma
melodía?
Más que hablar de la misma melodía, hablaremos de tocar la misma nota. Solemos
pensar que al tocar la misma nota en dos instrumentos distintos estos deberían
escucharse iguales, pero esto no es del todo cierto; en Candé (2002), encontramos que
“una nota musical puede ser representada por una curva que indique las variaciones de
presión en función del tiempo…” (Candé, 2002) la forma más habitual de encontrarla, es
como una función periódica no sinusoidal, esto como resultado de la superposición de
varias sinusoides, la cual podemos observar con ayuda de un osciloscopio y un
transductor adecuado (un elemento que convierte una magnitud física en señal eléctrica);
debemos tener en cuenta que, lo que vemos NO es una materialización de la onda
sonora, ya que el sonido es una onda longitudinal, donde las moléculas se “mueven” o
más bien dicho “oscilan” de manera reiterada o periódica en torno a una posición de
equilibrio y en la misma dirección de propagación de la onda; por lo cual la imagen que se
observa en el osciloscopio no es la forma de la onda sino más bien una curva como una
función matemática. La única forma de obtener una sinusoidal simple, es generando un
tono puro sin timbre; lo cual se puede lograr (teóricamente) a través de un generador de
frecuencias.
Como hemos dicho, cuesta mucho generar un sonido puro con una sinusoidal simple, al
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tocar una misma nota en distintos instrumentos musicales y medir con osciloscopios,
vemos que lo que varía de un instrumento al otro, es la forma de la curva que se observa,
a lo que en física llamamos timbre.
A continuación veremos algunas curvas de distintos instrumentos que tocan la misma
nota, con su explicación, las cuales fueron obtenidas de Callejo, en “La función de las
Funciones”, p. 165; se puede ver que las crestas de estas coinciden, lo cual indica que se
ejecuta la misma frecuencia o que la longitud de onda es la misma:
La primera curva es de un diapasón; el cual corresponde a un sonido puro. “Las dos puntas vibran de forma regular creando una onda sonora de curvas iguales. El violín produce un sonido brillante que tiene una forma quebrada. La onda sonora que se muestra aquí tiene la misma nota que el diapasón, por eso las crestas de las ondas producidas por el violín coinciden con las crestas del diapasón.” (Callejo, p.165). La tercera corresponde a la forma de la curva de una flauta. “La línea de su sonido es más bien curva que quebrada, porque produce un sonido más puro y dulce que el violín, con sólo un leve toque de brillantez… las crestas se encuentran a la misma distancia. Al golpear un gong o un címbalo se crea una vibración de dibujo desordenado. El sonido del metal golpeado produce una línea quebrada muy irregular. Nuestro oído percibe estas ondas sonoras como un ruido que tiene una nota apenas reconocible.” (Callejo, p.165).
Imagen N°4: Curvas de ondas producidas al tocar una misma nota por distintos instrumentos musicales (La Música, Biblioteca Visual Altea, p.6-7)
2) ¿Por qué al tensar una cuerda de una guitarra el sonido se hace más agudo?
Esto se debe a la construcción de la guitarra y sus cuerdas, según Frudua, “Al vibrar, las
cuerdas forman un patrón elíptico que es fijado a los puntos de anclaje (en el caso de la
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guitarra a la cejuela (ver fig.5) y las selletas1) y la máxima amplitud se encuentra en el
centro de las cuerdas, que se corresponde con el traste número doce del diapasón”. Es
por ello que cuando aplicamos una tensión de las cuerdas, estamos disminuyendo el
patrón elíptico de la cuerda, lo que provoca que su longitud de onda cambie, y de la
misma manera su frecuencia, por ende estaremos cambiando la tonalidad de la nota, si
aumentamos la tensión estaremos haciendo el sonido más agudo, así mismo si
disminuimos la tensión estaremos haciendo un sonido más grave.
Figura 5: Cejuela. Recuperado de http://www.aulafacil.com/guitarra/Lecc-12.htm
En general; al tensar las cuerdas de cualquier instrumento de cuerdas, se producen
sonidos más agudos, debido a que la frecuencia fundamental de una cuerda es
proporcional a la raíz cuadrada de la tensión; de hecho, de acuerdo a (Candé, 2002,
p.28), la frecuencia fundamental de una cuerda obedece a la fórmula:
√
, Donde: T es la Tensión de la cuerda,
L la longitud de la cuerda,
(rho) es la masa específica de la cuerda,
r el radio de la cuerda.
1 La selleta es similar a la cejuela, con la diferencia que es un poco más larga y va en la parte de
debajo de la guitarra.
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A continuación, seguiremos respondiendo las preguntas realizadas por Campanario que
realizó en su momento.
3) ¿Cuál es el fundamento físico del procedimiento que se sigue para afinar un piano con
un diapasón?
Para responder esta pregunta necesitamos saber cuál es el procedimiento que se utiliza
para afinar un piano con un diapasón.
Para afinar un piano es necesario que se disponga de llaves específicas, no detallaremos
las herramientas de uso porque nuestra intención no es enseñarles a afinar un piano sino
darle la explicación física de el por qué se afina de esa manera. Afinar un Piano es un arte
que no todos pueden hacerlo, aparte de tener llaves específicas es necesario que tenga a
mano un diapasón con una frecuencia de 440 Hz, lo que corresponde a la nota LA.
Para poder afinar el piano es necesario afinar más de 250 cuerdas, los pianos
convencionales tienen aproximadamente 88 teclas, en lo cual las notas graves tienen una
cuerda, las notas medias tienen 2 cuerdas y las notas agudas tienen 3 cuerdas, es por
ello que es un arte, ya que con solo el diapasón pueden afinar más de 250 cuerdas. La
persona que afina el piano, comienza afinando la nota central (La) con el diapasón,
posteriormente sigue con todas las cuerdas faltantes, algunas veces él, tendrá que usar
cuñas de gomas, para que no vibren las cuerdas.
Como ya sabemos cómo se afina un piano, la explicación física es bastante sencilla, el
uso del diapasón es sencillamente porque necesita generar una frecuencia de 440 hz, con
su oído es capaz de imitar el sonido generado por el diapasón a través de tensar las
cuerdas, ya teniendo esta cuerda prosigue con las demás, solamente con su oído, es por
ello que decimos que el afinar un piano es un arte (muchos músicos solamente con una
nota bien afinada son capaces de afinar el instrumento completo), el uso de las cuñas de
goma para retener las demás cuerdas, básicamente se usa por el hecho de que al
generar un sonido con sus frecuencias naturales comienzan a vibrar por sí sola, éste se
conoce en la física como el fenómeno de resonancia.
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4) ¿Cuál es el fundamento físico de la caja de resonancia en determinados
instrumentos musicales?
Muchos instrumentos musicales usan una caja de resonancia, como por ejemplo
guitarra, contrabajo, violín, viola, charango, cuatro, etc. Todos estos instrumentos
lo usan como parte fundamental de ellos, todos no tienen la misma caja de
resonancia, ¿por qué? sencillamente porque hay instrumentos que generan
sonidos más graves que otros, por ejemplo el contrabajo. La caja de resonancia
cumple la función de amplificación de sonido, al vibrar la cuerda, este genera una
onda omnidireccional (para todos los sectores), y entra allí la función de la caja de
resonancia, está toma gran parte de la onda generada, en el sector de la caja, y
es allí donde concentra las múltiples ondas que está generando el instrumento, y
dentro de ella se produce el fenómeno de interferencia, mayormente como
interferencias constructivas, y es por ello que la caja de resonancia amplifica el
sonido de los instrumentos que usan este mecanismo.
(Fernández, 09-05-2013) habla de esto en su artículo “Síntesis (1): Estructura Armónica
del
Sonido.”; y nos dice que “La caja tiene un efecto no neutro. Lo que suena en
presencia del cuerpo, no es un reflejo fiel de lo que sucede en la cuerda
‘libre’” (Fernández, 2013); una cuerda libre genera una forma de onda
denominada “diente de sierra”; la cual es resultado de la superposición de la
frecuencia fundamental con sus respectivos armónicos, que son múltiplos enteros
de dicha frecuencia.
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Figura N°6: Diente de Sierra. (Hispasonic, 09-05-2013)
Pero como decíamos, las cuerdas no se encuentran solas, estas, están sobre una
estructura llamada caja de resonancia, la cual nos dice Fernández, 2013:
“Cualquier objeto, y en especial esos cuerpos de los instrumentos musicales,
tienen mayor o menor ‘facilidad’ para entrar en vibración en cada una de las
regiones del espectro de audio. Esa mayor o menor facilidad de la caja para radiar
las diferentes componentes de vibración de la cuerda pulsada se traduce en que
las amplitudes de esos armónicos van a verse variadas. Algunos parciales
quedarán reforzados comparativamente con los demás.
Además de esa transmisión directa de la vibración está también (en instrumentos
como la guitarra, en los que el agujero bajo las cuerdas permite que el aire
desplazado por ellas alcance el interior de la caja) el efecto que el cuerpo causa
como mero ‘entorno’ acústico de la cuerda (el aire rebota dentro de las paredes de
la caja, transmite energía a la propia caja y también se ve afectado por las
reflexiones en la propia caja).” (Fernández, 2013)
Él mismo, compara una caja de resonancia con los filtros de sintetizadores, nos
dice que así como un buen sintetizador puede poseer filtros de paso bajo, paso
alto, paso banda, de ‘peaking’, de ‘notchs’, de ‘formantes’ u otras variantes, para
eliminar ciertas frecuencias; así también una caja de resonancia actúa como filtros
para algunas frecuencias, de tal manera que se modifica el balance de unos
30
armónicos frente a otros.
“El grado de esa modificación es muy alto en muchos instrumentos
acústicos. Hay numerosos experimentos que demuestran y hacen visible (e
incluso permiten medir) la realidad de la existencia de esa ‘respuesta en
frecuencia’. Los dos más habituales son el método de Chladni... y la
interferometría (que exige ya un equipamiento muy específico).” (Fernández,
2013) Estos métodos generan imágenes que nos indican “...por dónde se está
radiando cada armónico, y poder así hacer una colocación ‘inteligente’ de los
micrófonos aprovechando la ‘ecualización acústica/espacial’ que nos ofrece la
propia caja.” (Fernández, 2013),
A continuación mostramos unas imágenes, obtenidas de
http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-13573631, el 28-Mayo-2011; en
donde se observa el patrón de radiación de los tres primeros armónicos. La
superficie de la guitarra se divide en 2, 3, etc, a la hora de producir los armónicos.
Imagen N°7: Patrón de radiación de los tres primeros armónicos. (BBC News,
2011)
Para completar nuestra explicación, seguiremos con lo que Fernández llama el
31
modelo “oscilador+filtro”. Como hemos dicho los instrumentos musicales,
funcionan con un “elemento productor de vibración y el otro elemento (cuerpo o
caja del instrumento) que modifica la forma en que suena por sí mismo ese
productor introduciendo realces significativos de una gamas de frecuencias
respecto a otras, imponiendo determinados picos y valles en ciertas frecuencias y
estableciendo así un patrón de resonancias, una ‘respuesta en frecuencia’).”
(Fernández, 2013).
Fernández 2013, nos dice:
“Esas diferentes frecuencias de vibración que se producen combinadas en el ‘vibrador’, se
pueden representar en el así llamado ‘espectro’, en el que se indica la amplitud o
intensidad de cada una de las oscilaciones básicas… El espectro representa la amplitud
de cada componente frente a su frecuencia. En un caso como el de la cuerda que nos
sirve de ejemplo (cada armónico menos intenso a medida que subimos en frecuencia)
podría ser semejante a esto:”
Imagen N° 8: Espectro de amplitud en función de la frecuencia.
(http://www.hispasonic.com/tutoriales/sintesis-1-estructura-armonica-
sonido/38123#) (09-05-2013)
En el espectro se observa la concentración energética de ciertas frecuencias
relacionadas armónicamente, correspondientes a una cuerda pulsada real.
32
Para que quede más clara nuestra explicación, mostramos a continuación el espectro de
un violín, el cual presenta una concentración energética en un armónico, en vez de la
frecuencia fundamental, lo cual se debe a la resonancia del cuerpo del violín. “Dado que
aún hay bastante energía sobre otros armónicos (aunque muy repartida en pequeñas
contribuciones sobre cada uno de ellos) nuestro oído no sería engañado y percibiría la
nota adecuada en su octava correcta, pese a que haya un armónico con mayor intensidad
que el propio fundamental (incluso en la forma de onda se puede apreciar el verdadero
periodo de repetición, pese a que a primera vista dominan las oscilaciones causadas por
ese armónico más fuerte).” (Fernández, 2013)
Imagen N°9: Espectro de amplitud en función de la frecuencia para un violín
(Fernández, 2013).
En este sonido podemos reconstruir el proceso por el que el sonido producido por el
elemento vibrador (cuerda) se modifica en el resonador (cuerpo) configurándose así
el sonido final que percibimos en la escucha del instrumento:
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Imagen N°10: Espectro de la cuerda libre y de las cajas de resonancia (Fenández, 2013)
“Cuando interpretamos otra nota, las rayas armónicas guardarán entre sí una distancia
diferente, pero las resonancias esencialmente no se modifican (la caja es fija, lo único que
hemos podido variar es la longitud de la cuerda vibrante).” (Fernández, 2013). A
continuación, se presenta una recreación de lo que sucedería una octava por encima.
Imagen N°11: Espectro de la cuerda de violín en una octava por encima, junto con
el espectro que se produce en la caja de resonancia. (Fernández, 2013)
7) ¿Es cierto que el sonido de un instrumento musical puede romper una copa de
cristal?
Es cierto, esto se puede hacer con el fenómeno de resonancia (véase definición
en Anexo p. 162), cada cuerpo o material, posee una frecuencia natural, en el cual
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si se genera un vibración con la misma frecuencia natural del material, éste
comienza a vibrar por sí solo, es por ello si conocemos la frecuencia natural de la
copa, podremos generar una frecuencia igual a ésta, constantemente, en el cual
se le entregue energía, la energía será tal que la copa no aguantará y se romperá.
8) ¿Por qué están forradas algunas cuerdas del piano?
Algunas cuerdas de piano están forradas por la sencilla razón del fenómeno de
resonancia, por ejemplo la nota LA grave se hace sonar, su semitono mayor
debería estar forrado por el hecho de que esta frecuencia podría hacer vibrar a
ésta, debido a que las frecuencias son muy cercanas. Las cuerdas que están
forradas son porque cerca tienen notas con frecuencias cercanas en la cual puede
hacerlas vibrar, además que ellas mismas provocan una vibración con una alta
energía.
9) Cuando dos violinistas tocan una pieza a la vez a veces pueden oírse algunas
pulsaciones o batidos ¿Por qué sucede esto y cómo puede evitarse?
María Dolores Marín Hortelano y Manuel Ruiz Rojas, pueden dar una buena
explicación, cuándo señalan que: “Un fenómeno muy interesante y de gran utilidad
práctica en radiocomunicación y en el afinado de instrumentos musicales, se
produce cuando interfieren en un punto dos ondas sonoras de la misma amplitud y
frecuencia ligeramente diferente ( ). La oscilación resultante presenta una
amplitud que varía sinusoidalmente con el tiempo; está variación es tanto más
lenta cuanto menor sea la diferencia de frecuencias de los sonidos que interfieren.
Al ser la intensidad proporcional al cuadrado de la amplitud, el oído percibe
altibajos, fluctuaciones periódicas de la intensidad, las llamadas pulsaciones o
batidos.
La frecuencia de la pulsación (cuya envolvente se conoce como onda modulada)
es igual a la diferencia de las frecuencias de las ondas superpuestas, por lo que el
período del batido es tanto más largo cuanto menor sea dicha diferencia de
frecuencias. Podemos afinar a la misma frecuencia las notas de dos instrumentos
35
musicales aprovechando las pulsaciones que producen al sonar a la vez; cuando
se consiga que no se produzca la pulsación es que sus frecuencias son iguales”.
10) ¿Por qué, a veces, al hablar o cantar delante de un piano pueden oírse
sonidos emitidos por las cuerdas de dicho instrumento?
Cuando una persona comienza a cantar, hace vibrar las cuerdas vocales, las
cuales producen notas, como ya sabemos el fenómeno de resonancia nos dice
que si se hace vibrar un material con la misma frecuencia natural de otro material,
éste comienza a vibrar, es por ello que al cantar o al hablar se producen
frecuencias con la misma frecuencia natural de algunas cuerdas, por lo cual a ésta
se le entregará energía para poder hacerla vibrar.
A continuación, presentamos los principales modelos de enseñanza de la ciencia;
puesto que es necesario tenerlos en cuenta para desarrollar nuestra unidad
didáctica y nuestras guías.
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2.4. Modelos de enseñanza de la ciencia
“Un modelo de enseñanza es un plan estructurado para configurar el currículo, diseñar
materiales y en general orientar la enseñanza.” (Educar, 2006)
Como nos dice esta frase, para poder diseñar una unidad didáctica es necesario conocer
los distintos modelos de enseñanza con sus ventajas y desventajas, analizar los roles de
estudiantes y docentes, para así poder seleccionar el que mejor se ajuste a las
necesidades de esta; es por eso que a continuación realizaremos un resumen de los
principales y más conocidos modelos de enseñanza.
1. Modelo de enseñanza por transmisión-recepción
Este es quizás el más arraigado y practicado en la cultura escolar, la importancia está en
el contenido, y el profesor es considerado la principal fuente de atención; mientras que los
alumnos son considerados una hoja en blanco que debe ser llenada.
En relación con la ciencia; es vista como un “cúmulo de conocimientos acabados,
objetivos, absolutos y verdaderos (Kaufman, 2000), desconociendo por completo su
desarrollo histórico y epistemológico, elementos necesarios para la orientación de su
enseñanza y la comprensión de la misma.” (Ruiz, 2007).
Ruiz (2007), nos dice que en este modelo, se intenta enseñar el conocimiento de manera
excesivamente inductiva, donde se le da demasiada importancia a los procesos
observacionales, y se deja de lado el proceso de construcción conceptual que hizo
posible llegar a dicho conocimiento; de esta manera, la enseñanza de la ciencia “niega” su
naturaleza, ya que, el profesor transmite de manera “fiel” el texto guía, y no le deja
espacio a la duda, y no toma en cuenta en muchas ocasiones el contexto de enseñanza, y
así como lo dijo uno de los más grandes científicos del siglo XX: “Lo importante es no
dejar de hacerse preguntas” (A. Einstein).
En relación con el estudiante, es considerado como una tabula rasa en donde se inscriben
los contenidos y se pretende que éstos pueden ser transmitidos desde una persona
(docente) a otra (alumno), dejando de lado el contexto socio/cultural de éste. Se
37
estandariza el contenido sin tener en cuenta a quién va dirigido, éste es presentado de
manera acumulativa, sucesiva y continua; donde no se empieza con otro contenido, si no
se ha aprendido el que le antecede. “En este sentido, el estudiante aprende lo que los
científicos saben sobre la naturaleza y se apropia formalmente de los conocimientos, a
través de un proceso de captación, atención, retención y fijación de su contenido, proceso
que difícilmente permite interpretar, modificar o alterar el conocimiento.” (Kaufman, 2000).
En esta concepción, el rol del docente se reduce a ser el portavoz de la ciencia, cuya
función es exponer de manera formal, rigurosa, clara y precisa los resultados de la
actividad científica, marcando así la diferencia entre “el poseedor del conocimiento” (el
profesor), y los receptores (estudiantes) que son considerados como los ignorantes del
mismo. El propósito está centrado; principalmente, en la resolución de problemas
cerrados y cuantitativos, y las evaluaciones buscan ver cuánto es lo que los alumnos
obtuvieron del conocimiento depositado por el docente.
Imagen N°12: Modelo por transmisión. Barroso, Andrea (2013)
2. Modelo por descubrimiento
Según Ruiz (2007); este modelo surge como respuesta para corregir las dificultades del
modelo por transmisión-recepción, y se pueden distinguir dos matices: 1) El modelo por
descubrimiento guiado; y 2) El modelo por descubrimiento autónomo. El primero de
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ellos se caracteriza por brindarle al estudiante “los elementos requeridos para que él
encuentre la respuesta a los problemas planteados o a las situaciones expuestas” (Ruiz,
2007, p.45) y se le orienta el camino que debe recorrer para hallar dicha solución.
Mientras que en el segundo; el propio estudiante es quien integra la nueva información
para poder encontrar soluciones propias y originales.
Las dificultades que pretende corregir este modelo, en relación con el modelo de
transmisión-recepción, contempla dos aspectos; el aspecto social, y el aspecto
cultural. De esta manera, se vislumbra que la ciencia se da en contextos cotidianos y que
ésta, está afectada de acuerdo a la manera en que nos relacionamos a ella. De tal
manera que la ciencia y su enseñanza se reconocen en los contextos escolares desde
supuestos como:
“• El conocimiento está en la realidad cotidiana, y el alumno, en contacto con ella, puede
acceder espontáneamente a él (inductivismo extremo).
• Es mucho más importante aprender procedimientos y actitudes que el aprendizaje de
contenidos científicos.” (Ruiz, 2007).
Se puede identificar este modelo como inductivista y procedimental, ya que posee las
siguientes características:
La ciencia se sigue reconociendo como una acumulación de conocimiento, sólo que más
cercano al estudiante; pues toda la información se encuentra en el entorno del estudiante,
ya sea en la escuela o fuera de ella, y por ende, es un producto natural del desarrollo de
la mente de éste.
La ciencia es puntual y definitiva; se reconocen los adelantos científicos, pero no se le da
importancia al proceso que antecede a la obtención de dichos resultados.
Con respecto al ESTUDIANTE; se le considera como el sujeto que adquiere el
conocimiento al estar en contacto con la realidad; es decir, son como “pequeños
científicos” que aprenden ciencia, haciendo ciencia, mediante observación y razonamiento
inductivo.
39
La función del DOCENTE en este modelo, es ser un “coordinador del trabajo en el aula” y
enseñar ciencias; “es enseñar destrezas de investigación (observación, planteamiento, de
hipótesis, experimentación), esto hace que el docente no dé importancia a los conceptos
y, por tanto, relegue a un segundo plano la vital relación entre ciencia escolar y sujetos.”
(Ruiz 2007, p.46). Este modelo, plantea como requisito suficiente una planificación y
presentación adecuada de actividades o experiencias que le permitan al estudiante, para
que él, por sí mismo, descubra los conocimientos.
El método científico y su cumplimiento riguroso, es considerado más relevante que los
contenidos o la discusión de los conceptos; tampoco se le da importancia a las
estructuras cognitivas internas del educando, y se le resta importancia a la estructura
interna del educando; es decir, las ideas mentales con las que los alumnos vienen .de la
ciencia y a su contextualización epistemológica. Es decir, no se realiza un estudio
completo sobre los factores que influyen en el ámbito educativo..
Imagen N°13. Niños científicos (Bligoo… 2011). Recuperado en Noviembre del 2013 de,
http://www.bligoo.com/explore/tag/cientifico&page=2).
40
3. Modelo de Recepción significativa
También llamado modelo expositivo de enseñanza de las ciencias, se plantea como
respuesta a las críticas anteriores, y se plantea desde la perspectiva del aprendizaje
significativo; (Ruiz, 2007) nos dice que en este modelo, la ciencia sigue siendo una
acumulación de conocimientos y los principales planteamientos que lo caracterizan son:
Si bien la ciencia sigue siendo considerada una acumulación de conocimientos,
aquí se reconoce la “lógica interna, una lógica que debe ser valorada desde lo que sus
ponentes llaman, el potencial significativo del material” (Ruiz, 2007). Se considera que el
estudiante tiene una estructura cognitiva interna, la cual le permite vincular lo que ya sabe
con el nuevo conocimiento; es decir, se valoran los preconceptos o ideas previas del
estudiante, y la capacidad de éste para integrar de manera progresiva los conocimientos
científicos y asimilarlos.
En cuanto al docente, es un guía del proceso de enseñanza aprendizaje, para lo
cual debe usar como herramienta metodológica, la explicación y la aplicación de los
organizadores previos (ver a continuación “Organizadores previos”), los cuales sirven de
vínculo entre el conocimiento previo de los estudiantes y el nuevo conocimiento, que se
desea dar a conocer. A diferencia del modelo anterior; el énfasis se centra en lo
CONCEPTUAL más que en lo procedimental, pero también bajo una visión
transmisionista, desde “la estructura conceptual de las disciplinas científicas a la
estructura mental de los educandos.”(Ruiz, 2007)
Organizadores Previos
De acuerdo a lo que nos dice (Moreira, 2008) un organizador previo es un material
introductorio presentado antes del material de aprendizaje en sí.
Por su parte, Ruiz (2007); nos dice que este modelo no se escapa de las críticas, lo cual
permite profundizar mucho más en los aportes y propósitos para la construcción de
propuestas didácticas; una de las principales es la idea que para los alumnos y profesores
puede tener la palabra “significatividad”. Para un alumno o profesor inclusive, podría ser
significativo obtener una buena calificación, y así responder a una exigencia externa (la de
41
agradar a la familia, o mostrar al docente su “buen desempeño como estudiante”, por
ejemplo); desde esta perspectiva se estaría tomando el concepto de “significatividad”
desde la perspectiva de la “utilidad” (buena calificación) y no del de un aprendizaje
permanente.
4. Modelo de Cambio Conceptual.
Este, es un modelo que toma algunos planteamientos Ausubelianos, así como el anterior,
en cuanto a que reconoce al estudiante como un poseedor de estructuras cognitivas, y al
valorar los pre-saberes de éste, lo cual le permite lograr mejores aprendizajes, pero se
introduce un nuevo proceso para lograr el cambio conceptual: la enseñanza de las
ciencias mediante el CONFLICTO COGNITIVO, el cual se caracteriza principalmente por:
● Considerar como incompatibles, el conocimiento científico, con el
conocimiento cotidiano del educando, lo cual exige un cambio en los pre-
saberes de éste, al hacer consciente al educando de los alcances y limitaciones de
esos saberes, provocando que el estudiante “se sienta insatisfecho con ellos y
sienta la necesidad de cambiarlos por otros más convincentes.” (Ruiz, 2007).
● Es el educando, un SUJETO ACTIVO en su propio proceso de aprendizaje, al
verse enfrentado a un constante conflicto cognitivo.
● El rol del docente, es el de creador de los conflictos cognitivos para los
estudiantes, los cuales deben poseer tres características: inteligible (que puede
ser entendido), creíble y mucho más potente que los pre-saberes.
“Para este modelo es importante partir de concepciones alternativas, las cuales se
confrontan con situaciones conflictivas, a fin de lograr el cambio conceptual. En este
sentido, el cambio conceptual se asume como una sustitución radical de los presaberes
del educando por conceptos científicos o teorías más potentes.” (Ruiz, 2007).
En cuanto a los puntos críticos de este modelo; Ruiz, 2007, nos señala lo siguiente:
● Al estar en constante conflicto cognitivo, el educando puede sentir un fuerte
rechazo o apatía por las ciencias, al ver que sus presaberes no sirven de nada, y
42
que el único que tiene la autoridad para exponer las teorías aceptadas por la
comunidad científica, es el docente.
● Es importante reconocer que uno de los propósitos en la enseñanza de las
ciencias, no es sustituir los presaberes, sino entregar elementos que permitan al
sujeto ser consciente de ellos, “los cuestione y distinga dependiendo del contexto
en el cual esté desenvolviéndose”. (Pozo, 1999).
5. Modelo por investigación.
La idea del modelo por investigación es “mostrar al educando que la construcción de la
ciencia ha sido una producción social” (Ruiz, 2007) y para esto lo que se hace es facilitar
el acercamiento de situaciones semejantes a los de los científicos, pero bajo un contexto
histórico que influye en la construcción de la ciencia, y en consecuencia, se muestra una
visión de científico como un sujeto social.
El mismo autor nos dice que el Estudiante es un sujeto activo con conocimientos
previos, capaz de plantear su postura frente a la información que va obteniendo
mediante su investigación, lo cual le permite responder a la problemática que le plantea
el docente, ya que la realiza de una manera más estructurada, y en consecuencia sus
respuestas pueden ser mucho más rigurosas y significativas para él.
En relación al Docente, el mismo autor nos señala que la tarea de éste, es plantear
problemas que deben ser representativos, significativos para el estudiante, y cuyo
contenido que aborda debe responder a la necesidad de acercamiento al contexto
inmediato del estudiante. Parafraseando a Ruiz, 2007; Las estrategias deben permitir un
tratamiento flexible de conocimiento, y debe reconocer los “factores multimodales
(motivacionales, comunicacionales, cognitivos y sociales) en el aula, los cuales conforman
una red imposible de desagregar y, por consiguiente, indispensables a la hora de analizar
las actitudes del estudiante frente a la ciencia.” (Ruiz, 2007, p.52).
La tarea del docente del docente en este modelo, consiste en:
a. “Propiciar la construcción de una didáctica que promueva el desarrollo de
procesos de pensamiento y acción, la formación de actitudes y valores, y en
43
general, el desarrollo integral del alumno a partir de la comprensión y búsqueda de
solución a problemas locales, regionales, y nacionales, en los cuales tenga
incidencia el área.
b. Desarrollar estrategias metodológicas que permitan al alumno la apropiación
tanto de un cuerpo de conceptos científicos básicos como de métodos apropiados,
que implican razonamiento, argumentación, experimentación, comunicación,
utilización de información científica y otros procesos requeridos en la actividad
científica.
c. Promover la reconstrucción progresiva de conceptos científicos y la apropiación
del lenguaje “duro” de la ciencia y la tecnología que ello implica, a partir de ideas y
experiencias que posean los alumnos sobre objetos y eventos del mundo natural y
tecnológico y aplicar los aprendizajes en beneficio propio y de la sociedad”.
(González, 1996)
Esta propuesta envuelve a los PROBLEMAS, asumidos como “una situación incierta
que provoca en quien la padece una conducta (resolución del problema) tendiente a hallar
la solución (resultado) y reducir de esta forma la tensión inherente a dicha incertidumbre”
(Perales, 1990).
Así mismo, Ruiz (2007), nos señala que este planteamiento permite:
“• Diagnosticar ideas y construir nuevos conocimientos.
• Adquirir habilidades de rango cognitivo.
• Promover actitudes positivas hacia la ciencia y actitudes científicas.
• Acercar los ámbitos del conocimiento científico y cotidiano.
• Evaluar el conocimiento científico del alumno.” (Ruiz, 2007)
Gracias a esto, se forma una visión de la ciencia como un sistema inacabado, el cual se
encuentra en permanente deconstrucción y construcción; es decir, la ciencia no se ve
como una verdad absoluta, sino como un proceso social.
44
6. Modelo a través de Miniproyectos.
Este modelo planteado inicialmente por Hadden y Johnstone (citados por Cárdenas, et
al., 1995) difiere de los anteriores en su estructura, puesto que intenta expresar una
“concepción de ciencia dinámica, influenciada por el contexto del sujeto que la construye,
un educando activo y promotor de su propio aprendizaje” (Ruiz, 2007).
Si tuviéramos que decir qué es un miniproyecto, diríamos que “son pequeñas tareas que
representen situaciones novedosas para los alumnos, dentro de las cuales ellos deben
obtener resultados prácticos por medio de la experimentación” (Hadden y Johnstone,
citados por Cárdenas, et al., 1995); y además (Ruiz, 2007) agrega que poseen como
características:
“...el planteamiento de un problema que no posea solución inmediata, el
desarrollo de un trabajo práctico, la aplicación de conceptos y otros aspectos
que muestran cómo el trabajo de aula se desarrolla dentro de un ambiente
de interacción dialógica entre estudiantes y docente.” (Ruiz, 2007)
Hay que señalar que las situaciones problemáticas que se deben utilizar aquí, deben ser
de tipo ABIERTA, ya que son estas, de acuerdo a lo que afirma (Garret, 1998), las que
exigen del estudiante una actitud de participación activa, donde puede explorar y
encontrar solución a dichos problemas y así construir su propio conocimiento. Las
situaciones problemas que plantea (Garret, 1998) son:
1) Preguntas e inquietudes que surgen en la vida cotidiana del alumno y que
requieren una solución en el momento. Éstas pueden ser cerradas (con una sola
respuesta) o abiertas para las cuales existen diferentes respuestas o diferentes
formas de solución.
2) Problemas o situaciones que no tienen una solución inmediata y que, por lo
tanto, trascienden la esfera del conocimiento en ese momento.
Esta última es la que Garret, considera la óptima para ser presentada en el aula de
clases; puesto que a través de ellas se promueve en el educando una reflexión y
confrontación permanente de sus saberes y procedimientos, evidenciando sus alcances y
45
la eficiencia de sus acciones.
2.4 Aprendizaje Significativo.
Al hablar de aprendizaje significativo necesariamente tenemos que referirnos a un autor,
el cual habla dentro de su teoría sobre el aprendizaje significativo, David Ausubel. El
siguiente párrafo resume lo que intentó plasmar Ausubel a lo largo de su teoría: “Si
tuviese que reducir toda la psicología educativa a un sólo principio, enunciaría éste: el
factor más importante que influye en el aprendizaje es lo que el alumno ya sabe.
Averígüese esto y enséñese consecuentemente” (Ausubel, 1986).
A raíz de este enunciado que hace Ausubel, en el libro “Psicología para la Educación”
diremos, para que un alumno pueda llegar a tener un aprendizaje significativo es
necesario saber lo que él (alumno) ha adquirido a través de su trayectoria de aprendizaje,
de esta manera podremos tener una base sólida en la cual poder trabajar y construir un
nuevo aprendizaje.
En este, Ausubel afirma: "todo el aprendizaje en el salón de clase puede ser situado en
dos dimensiones independientes: la dimensión repetición-aprendizaje significativo
y la dimensión recepción- descubrimiento". (Ausubel, 1983).
La dimensión repetición-aprendizaje significativo hace referencia a un aprendizaje
mecánico, en el cual el sujeto utiliza su sistema cognitivo de formas que contribuyen en su
aprendizaje, como por ejemplo la memorización, Ausubel nos hace la siguiente referencia
“El aprendizaje mecánico, contrariamente al aprendizaje significativo, se produce cuando
no existen subsunsores adecuados, de tal forma que la nueva información es almacenada
arbitrariamente, sin interactuar con conocimientos pre- existentes, un ejemplo de ello sería
el simple aprendizaje de fórmulas en física, esta nueva información es incorporada a la
estructura cognitiva de manera literal y arbitraria puesto que consta de puras asociaciones
arbitrarias, [cuando], "el alumno carece de conocimientos previos relevantes y necesarios
para hacer que la tarea de aprendizaje sea potencialmente significativo"
(independientemente de la cantidad de significado potencial que la tarea tenga)…
(Ausubel, 1983).
46
Así mismo, la dimensión recepción- descubrimiento está asociada a un aprendizaje
por descubrimiento, en el cual el alumno teniendo concepciones alternativas, va
asociando conceptos y relacionándolos. El aprendizaje por descubrimiento involucra que
el alumno debe reordenar la información, integrarla con la estructura cognitiva y
reorganizar o transformar la combinación integrada de manera que se produzca el
aprendizaje deseado.
Ausubel hace referencia a un aprendizaje significativo cuando existe una relación de
modo oportuno y sustancial, es decir, la introducción de nuevo conocimiento a la
estructura cognitiva del individuo, para clarificar aún más citamos la siguiente referencia:
“Un aprendizaje es significativo cuando los contenidos Son relacionados de modo no
arbitrario y sustancial (no al pie de la letra) con lo que el alumno ya sabe. Por relación
sustancial y no arbitraria se debe entender que las ideas se relacionan con algún aspecto
existente específicamente relevante de la estructura cognoscitiva del alumno, como una
imagen, un símbolo ya significativo, un concepto o una proposición” (AUSUBEL; 1983).
Las ideas se relacionan a través de la estructura cognitiva del alumno, es por ello que
Ausubel distingue tres maneras de aprendizaje significativo: de representaciones,
conceptos y de proposiciones.
Aprendizaje por representaciones
Este aprendizaje está relacionado con los objetos-palabras, se ve expresado en el
aprendizaje de los niños, Ausubel (1983), señala que esto “Ocurre cuando se igualan en
significado símbolos arbitrarios con sus referentes (objetos, eventos, conceptos) y
significan para el alumno cualquier significado al que sus referentes aludan” (Ausubel,
1983). Esto quiere decir que cuando existe un objeto y es aprendido, se le asocia la
palabra que corresponde, por ejemplo, para los niños un auto de juguete, es un símbolo;
pero al pasar el tiempo ellos asociarán la palabra auto con su juguete y de esta manera
en cada situación donde se presente un símbolo de auto lo asociarán a la palabra auto,
de esta manera a cualquier auto (de juguete) del mundo lo llamarán auto.
47
Aprendizajes de concepto
Ausubel señala que el aprendizaje de conceptos se refiere a: "Objetos, eventos,
situaciones o propiedades que poseen atributos de criterios comunes y que se designan
mediante algún símbolo o signos" (Ausubel, 1983).
De cierta manera, esta definición está ligada con un aprendizaje de representaciones,
pero ésta es más profunda, los conceptos son adquiridos a través de dos procesos,
formación y asimilación. El proceso de formación es aprendida de experiencias
directas; es decir, a través de formulación y prueba de hipótesis. El aprendizaje de
conceptos a través de asimilación básicamente es por un aumento de vocabulario del
alumno, ya que a medida que los va aprendiendo de la misma manera y las va
combinando unas con otras.
Aprendizaje de proposiciones.
“El aprendizaje de proposiciones consiste en captar el significado de una nueva idea
compuesta expresada en forma de oración.; consiste en la adquisición de un significado
específico derivado de dos o más conceptos, pero que constituye algo más que la suma
de los conceptos componentes de la oración. En el aprendizaje de proposiciones se capta
el significado al relacionar o combinar los conceptos componente de la proposición de tal
manera que la idea resultante es más que la suma de los significados de cada concepto.
En el aprendizaje de proposiciones la idea compuesta se relaciona con la estructura
cognoscitiva para producir un nuevo significado compuesto y no unitario, como sucede
con el aprendizaje de conceptos. Cuando una persona capta el significado de la
proposición “Los ácidos son sustancias que en soluciones acuosas liberan hidrogeniones”
es porque además de captar el significado de los conceptos “ácido”, “sustancia”,
“solución” “acuoso” “hidrogenión” ha logrado relacionar significativamente los conceptos
entre sí y con su estructura cognoscitiva produciendo un significado compuesto”. (Osorio,
2002).
48
2.5. Metodología ECBI (Enseñanza de las Ciencias Basada en la
Indagación).
Debido a todo lo que queremos hacer, hemos escogido trabajar bajo el modelo de
indagación, es por ello que trabajaremos con la metodología ECBI (Enseñanza de las
ciencias Basada en la Indagación), ya que ella propone trabajar bajo el modelo de
indagación basado en cuatro etapas bien definidas, que son: etapa de Focalización,
etapa de Exploración, etapa de Contraste o reflexión y etapa de Aplicación.
A continuación identificaremos las características principales del modelo ECBI, según
Esteban Arenas L. (2013).
Etapas de la metodología indagatoria
“Etapa de focalización:
“En esta primera etapa los niños y jóvenes exploran y explicitan sus ideas respecto a la
temática, problema o pregunta a investigar. Estas ideas previas son el punto de partida
para la posterior experimentación. Es necesario en esta etapa iniciar la actividad con una
o más preguntas motivadoras, que permitan al docente recoger las ideas previas de los
estudiantes acerca del tema en cuestión. Es fundamental para el éxito del proceso de
aprendizaje que los alumnos puedan contrastar sus ideas previas con los resultados de la
exploración que sigue.” (Esteban Arenas L.; 2013).
Etapa de exploración
“Esta etapa se inicia con la discusión y realización de una experiencia cuidadosamente
elegida, que ponga a prueba los prejuicios de los estudiantes en torno al tema o
fenómeno en cuestión. Lo importante es que ellos puedan comprobar si sus ideas se
ajustan a lo que ocurre en la realidad o no. Es muy importante propiciar la generación de
procedimientos propios por parte de los estudiantes, es decir, que sean los propios
49
estudiantes, apoyados por el docente, los que diseñen procedimientos para probar sus
hipótesis. Al igual que en el trabajo de los científicos es fundamental el registro de todas
las observaciones realizadas.” (Esteban Arenas L.; 2013).
Etapa de comparación o contraste:
“En esta etapa, y luego de realizada la experiencia, se confrontan las predicciones
realizadas con los resultados obtenidos. Es la etapa en que los estudiantes elaboran sus
propias conclusiones respecto del problema analizado. Es aquí donde el docente puede
introducir algunos conceptos adicionales, terminología asociada, etc. Es importante que
los estudiantes registren con sus propias palabras los aprendizajes que ellos han obtenido
de la experiencia, y luego compartan esos aprendizajes para establecer ciertos “acuerdos
de clase” respecto del tema tratado. Así, los conceptos se construyen entre todos,
partiendo desde los estudiantes, sin necesidad de ser impuestos por el docente
previamente.” (Esteban Arenas L.; 2013).
Etapa de aplicación:
“El objetivo de este punto es poner al alumno ante nuevas situaciones que ayuden a
afirmar el aprendizaje y asociarlo al acontecer cotidiano. Esta etapa permite al docente a
comprobar si los estudiantes han internalizado de manera efectiva ese aprendizaje. En
esta etapa se pueden generar nuevas investigaciones, extensiones de la experiencia
realizada, las que se pueden convertir en pequeños trabajos de investigación a los
estudiantes, en los que ellos apliquen y transfieran lo aprendido a situaciones nuevas.”
(Esteban Arenas L.; 2013).
50
CAPÍTULO 3: MARCO METODOLÓGICO
Presentación del tema.
Como ya lo hemos mencionado anteriormente, los jóvenes tienen un fuerte interés por la
música y los instrumentos musicales, no así por la física, por lo cual aprovechar este
interés para explotarlo es una tarea que llama nuestra atención. En base a esto surge la
siguiente pregunta: ¿Mejorará el interés de los estudiantes jóvenes por la física, al
enseñar a través de actividades que involucren la música y los instrumentos musicales
como recurso didáctico? De ser positivo, ¿De qué manera es posible aprovechar al
máximo tales recursos para generar aprendizajes significativos para ellos?.
Hemos decidido, trabajar bajo un enfoque CUALITATIVO de investigación, debido a que
nuestro interés es ir afinando nuestras preguntas de investigación a medida que
avanzamos en el proceso, buscamos diseñar actividades que despierten el interés de los
estudiantes, hacia la física (específicamente lo relacionado con el sonido); ver cómo es la
reacción de los estudiantes hacia las guías desarrolladas, y cómo son los aprendizajes en
cuanto al desarrollo de Habilidades de Pensamiento Científico, en adelante HPC y AE de
la Unidad; y para eso, necesitamos crear un plan de recolección de datos que nos lo
permita descubrir. Es por esto que nuestro Diseño de Investigación es Descriptivo en el
sentido que señala Sandín (2003).
51
3.1Tipo de Recolección de Datos:
Lo primero que necesitamos es diseñar las guías indagatorias, para esto debemos buscar
actividades que se puedan realizar con instrumentos musicales u otros que se utilizan en
la música, que permitan desarrollar algunos de los aprendizajes esperados de la Primera
Unidad de Primero Medio, los cuales ya se han mencionado en el marco teórico; es decir
hacer una revisión del Currículum en los Programas de Estudio y marco Curricular.
Una vez realizado esto, las guías deben ser validadas por un experto; en este caso, como
estamos trabajando con la metodología ECBI, le solicitamos al Profesor Nelson Mayorga,
una eminencia en la enseñanza de las ciencias basadas en la indagación y profesor de
Física en la Universidad de Santiago de Chile.
Luego de ser validadas, las guías son aplicadas a un grupo de estudiantes de Enseñanza
media de la Comuna de Melipilla, éstos constituyeron la muestra inicial del estudio
(recogida completa) y esto, nos permitirá verificar cómo fueron los aprendizajes obtenidos
a través de las respuestas escritas en las guías, para posteriormente optimizarlas (las que
fueron aplicadas).
También se realizarán cuestionarios con preguntas a los alumnos para obtener la
apreciación de éstos, en cuanto al impacto que produjeron las guías en sus aprendizajes
y su grado de interés por el estudio de la física del sonido. Con esta información se
procederá a realizar un grupo de discusión con algunos alumnos.
Por otro lado, tenemos la observación participante del docente Jaison Torres, el cual
también tiene su apreciación en relación a lo observado en sus clases (ya que él, era el
docente de Física del colegio) cuando aplicó las guías “Origen y Propagación del Sonido”,
“Resonancia” y “Afinando como un Profesional”. Con estos datos podemos proceder a
triangular la información para posteriormente establecer las conclusiones.
52
3.2. Análisis de los Programas de Estudio
.
Al realizar una revisión de los dos últimos programas de estudio chilenos (MINEDUC,
1998 & 2011), podemos ver que la unidad de sonido se encuentra dispuesta
estratégicamente de las primeras. Esto se debe a que para los estudiantes de primero
medio, el ramo de Física es algo completamente nuevo; y al ubicar esta unidad de las
primeras, se espera abrir el interés de ellos(as), al acercar la ciencia desde un punto de
visto contextualizado en sus vidas cotidianas; esto es probablemente porque se consideró
el interés que los jóvenes y adolescentes tienen por la música y los instrumentos
musicales.
A continuación, citaremos los aprendizajes esperados (AE) de la Unidad 1: “La Materia y
sus transformaciones: El Sonido” del programa de Estudios de Física para Primero Medio,
año 2011, del Ministerio de Educación.
“AE 01: Describir en forma cualitativa el origen y la propagación del sonido, su
comportamiento en diferentes medios, y su naturaleza ondulatoria.
AE 02: Describir en forma cuantitativa la altura, intensidad y cualitativamente el timbre del
sonido y su espectro.
AE 03: Describir dispositivos tecnológicos relacionados con el sonido, empleando los
conceptos en estudio.” (MINEDUC, 2011)
Para lograr estos aprendizajes el programa estima 18 Horas pedagógicas.
Los Aprendizajes esperados que pretende el MINEDUC alcanzar en la primera sección de
primero medio están básicamente relacionados con una búsqueda más cualitativa del
área de la física, es decir buscan y pretenden que los alumnos puedan relacionar la
música, el tocar instrumentos musicales, directamente con los fenómenos de la física que
están mayormente ligadas a estos usos cotidianos.
Se observa entonces que el MINEDUC pretende acercar más al alumno a través de la
formación cotidiana que posee, esto es la música y los instrumentos musicales, es por ello
53
que buscan generar; además de conocimientos, ciertas habilidades de pensamiento
científico, señalando que: “El propósito de la unidad, es que los estudiantes, al finalizar
esta unidad, comprendan los aspectos esenciales del sonido como fenómeno físico,
relacionándolo con lo que oyen, y que aprecien auditiva y físicamente los fenómenos
asociados al sonido: la reflexión, la difracción, el efecto Doppler, etc. También se busca
que sean capaces de explicar cómo se propaga el sonido, basándose en el modelo
ondulatorio, y los diversos fenómenos asociados a él. Junto con el desarrollo de estos
aprendizajes, esta unidad se orienta a estimularlos a usar habilidades de pensamiento
científico por medio de actividades como la formulación de explicaciones y predicciones,
usando los conceptos y modelos en estudio." (MINEDUC, 2011).
Postulamos así que esta unidad ha sido puesta en tal lugar estratégicamente para que
sea una unidad de enganche con las ciencias y sobretodo con la física, con el fin de
acercar y generar habilidades de pensamiento científico. Este seminario de grado
coincide con tal hipótesis, y por ello hemos escogido esta unidad, uniéndola con la música
y los instrumentos musicales.
En el Programa de Estudio que plantea el MINEDUC, hay orientaciones didácticas para el
profesor. A continuación citaremos esas orientaciones.
Orientaciones didácticas para la unidad
El programa de Física (2011), nos dice que "Es conveniente desarrollar algunas
actividades en conjunto con el docente de Artes Musicales y apoyarse en los alumnos
que sepan tocar instrumentos musicales o canten, de modo de realizar proyectos
colaborativos.” (MINEDUC, 2011). En este sentido proponemos realizar un trabajo
interdisciplinar con el docente de Música, puesto que en el Programa de Estudio de dicha
asignatura (MINEDUC, 1998), encontramos entre los Contenidos Mínimos Obligatorios
(CMO): lo siguiente: “Práctica musical. Interpretación musical. Indagación,
experimentación y comprensión de las propiedades básicas del sonido (altura, tono,
timbre, duración, intensidad, transiente).” (MINEDUC, 1998).
Esto, sumado a lo que indica el Programa de Estudio de Física (2011) cuando señala que
los alumnos y materiales de la sala de clases, tendrán que convertirse en instrumentos
musicales, y los sentidos, en detectores; hacen que sólo sea cuestión de planificar en
54
conjunto para apoyar mutuamente el interés y aprendizaje de los alumnos.
También se puede diseñar y construir un instrumento musical, aplicando los
conocimientos de ambas asignaturas. ¨Pero finalmente, el Objetivo central es incentivar o
aumentar el interés de los alumnos por la física.
3.3. Unidad didáctica
Descripción de la Unidad: La Unidad Didáctica desarrollada corresponde a la Primera
Unidad de Primer Año de Enseñanza Media, referida al Eje “La materia y sus
Transformaciones: El Sonido”. Para esto, se han desarrollado cinco guías de indagación
para los estudiantes, donde se han seleccionado los contenidos referidos a Emisión y
Propagación del Sonido, Resonancia, Pulsaciones, Ondas Estacionarias, Armónicos, y
Rapidez de Propagación en una Cuerda. Esto, con el fin de describir el sonido como un
fenómeno ondulatorio. Los alumnos son adolescentes de aproximadamente 13 a 14 años
de edad, pertenecientes al Primer año de enseñanza Media del Colegio O’Higgins,
ubicado en la comuna de Melipilla. Tanto las ideas previas de los alumnos, como las
Habilidades de pensamiento científico y los materiales se indican en cada guía, y el
tiempo estimado para trabajar cada una de ellas, se indican en las guías de apoyo al
Docente.
A continuación se presentan las tres “Guías Piloto” que pudimos aplicar, en Anexo se
encuentran las guías Optimizadas, más otras dos guías que se agregan a éstas.
55
3.3.1. Guía Origen y propagación del Sonido
Emisión y propagación del sonido
Nombres:
Ideas Previas: Oscilación, Vibración, Sonido
Contenidos: Origen y Propagación del sonido.
Objetivos: Reconocer el origen y la forma de propagación del sonido, a través
del uso de la guitarra e instrumentos de percusión como panderetas o un tambor.
HPC: Formular explicaciones y conclusiones, apoyándose en las teorías y
conceptos científicos en estudio.
Etapa de Focalización
Vivimos rodeados de sonidos, habitualmente vemos a gente con audífonos por
doquier escuchando música, algunos incluso tocan instrumentos musicales, otras
veces oímos sonidos que no nos agradan, o que son tan fuertes que nos llegan a
doler los tímpanos; todo esto, a lo que estamos tan acostumbrados tiene un mismo
origen general, el sonido.
Cuando soplas una flauta, puedes oír distintos tipos de sonidos, lo mismo sucede
cuando tocas las cuerdas de una guitarra, incluso puedes ver como se mueven las
cuerdas y oír el sonido que estas producen hasta llegar a nuestros oídos.
Cualquier objeto capaz de producir sonidos es considerado un potencial
instrumento musical.
¿Alguna vez has estado en un concierto al lado de los parlantes? Hasta pareciera
ser que puedes sentir la música en tu piel, como si fuera una pequeña corriente.
¿Qué características tienen en común todos estos instrumentos musicales, o los
distintos objetos que permiten generar sonidos que podemos oír?
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Etapa de Exploración
Para verificar o encontrar la respuesta adecuada, te sugerimos realizar las
siguientes actividades.
Materiales:
● Una pelota de plumavit pequeña
● Una cuerda, hilo o pitilla
● Una aguja
● Un bombo, o un tambor.
● Un espejo pequeñito
● Un láser
● Guitarra
● 2 vasos
Actividad 1:
Toma la guitarra y coloca en la parte superior del clavijero, el espejo con una cinta
adhesiva, (ver figura Nº1), posteriormente con el láser fijado a un punto fijo has
incidir el láser sobre el espejo y observa el rayo reflejado que incide en una
pantalla (pared) (Ubica la guitarra lo más alejado posible de dicha pared, así se
verá mejor lo esperado).
a) Describe como es la imagen proyectada del láser al tocar las cuerdas
comparada con la imagen proyectada cuando no se tocan las cuerdas ¿Cuándo
escuchas sonidos y cuándo no? Entonces, ¿qué relación puedes establecer al
respecto?
b) Ahora prueba variando la intensidad con la que tocas las cuerdas; es decir, más
fuerte y más débilmente. ¿Existe alguna relación entre la fuerza con la que tocas
57
las cuerdas con el movimiento de la luz reflejada?
c) Varía ritmos, y describe ¿cómo es el movimiento reflejado?
3. Utilizando el sentido del tacto. Entonces ¿Qué es lo que origina el sonido de una
cuerda de la guitarra?
Actividad 2:
Ensarta la aguja con el hilo o pitilla en la pelota de plumavit y amárralo a un
extremo del tambor, como se muestra en la figura 2; luego dale un ligero golpe al
otro lado del tambor. Observa y escribe lo que aprecias.
1. Describe el fenómeno observado
2. ¿Cómo explicarías lo que observaste?
3. Toca un lado de distintas maneras (variando el ritmo, con mayor o menor
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fuerza, de diferente ángulo, etc.) y observa lo que pasa con la otra ¿Cómo es el
movimiento de la pelota de plumavit? Registra todo lo que aprecies. Repite lo
mismo con tu tacto (yemas de los dedos).
Ahora pega el espejo entre el centro del tambor o bombo, con el láser (en una
posición fija) alumbra hacia dicho espejo; de modo que el rayo reflejado incida
sobre la muralla de su sala de clases.
Ahora golpea al bombo o tambor con distinta fuerza y observa qué ocurre con el
rayo reflejado cuando incide sobre la pared. Escribe lo observado
¿Por qué crees que el rayo reflejado vibra?
Actividad 3
Utiliza el hilo y los dos vasos amarrando en un extremo del hilo el vaso (en el
centro de la parte inferior) y en el otro extremo, luego has exactamente lo mismo
(como muestra la figura), luego coloca música en uno de los vasos y pon tu oído
en el otro vaso.
Da una explicación a lo que sucede cuando colocas música en un vaso.
Contraste:
En base a lo que experimentaste, explica ¿cuál es la causa de la emisión de un
sonido?
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Después de realizar la segunda parte de la actividad señala cómo se propaga el
sonido hasta llegar a tu oído.
Síntesis de lo aprendido
Primero debemos tener en cuenta que en el pandero se generó una oscilación de
las partículas de la membrana, ésta a su vez hace vibrar las partículas de aire que
colindan con el pandero; las cuales van chocando con las que están más próximas
a ellas y así sucesivamente; así hasta llegar a la membrana del otro pandero, la
cual se pudo apreciar con la pelota de plumavit, el movimiento de esta depende de
la amplitud.
En los vasos comunicantes tenemos que tener presente que el sonido se transmite
a través de la propagación del material, comienza en la emisión de éste, que hace
vibrar el vaso, a su vez la cuerda que transporta el sonido hacia el otro extremo
del hilo, haciendo vibrar el vaso, que hace vibrar las partículas en el aire y de esa
manera llega al oído del receptor donde percibimos el sonido generado en el
emisor.
Aplicación:
Investiga sobre la emisión y recepción del sonido en los humanos y animales.
Analiza diferentes instrumentos musicales y describe qué parte del instrumento es
la que vibra para producir el sonido por ejemplo la flauta el xilófono, etc.
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3.3.2. Guía Resonancia
Resonancia
Nombre:
Ideas Previas: Frecuencia natural,
Contenidos: Origen y Propagación del sonido.
Objetivos: Reproducir y analizar el fenómeno de resonancia a partir de los instrumentos
musicales.
HPC: Análisis del desarrollo de alguna teoría o concepto relacionado con los temas del
nivel.
Etapa de Focalización
Te plantearemos tres situaciones en las cual has podido presenciar alguna de ellas o
todas.
1. Tú escuchando música en tu habitación con el volumen alto, y de pronto te das
cuenta que algunos vidrios de tus ventanas tiemblan con algunas pistas.
2. Cantando o tocando al lado de un piano de cuerdas o de cola, luego de ciertos
tonos comienza a sonar el teclado.
3. Alguien rompiendo una copa de vidrio con solo su voz.
¿Cuál crees que es el origen que tienen en común todos estos fenómenos?
Etapa de Exploración
Para verificar o encontrar la respuesta adecuada, te sugerimos realizar las siguientes
actividades.
Materiales:
● 2 Diapasones con caja de resonancia de 440* Hz
● 2 Diapasones con caja de resonancia de 256* Hz
● Plastilina
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● Una guitarra eléctrica o un bajo eléctrico, o un violín.
*los diapasones pueden variar su frecuencia, pero tienen que ser ambos de la
misma frecuencia.
Actividad 1:
Coloca los dos diapasones (de la misma frecuencia) juntos, y golpea uno. Anota
lo que sucede.
Ahora coloca los diapasones con una distancia de aproximadamente un metro de
separación como se muestra en la figura Nº 1, luego golpea uno con el martillo.
Anota lo que sucede.
Ahora hazlo con los otros dos diapasones de diferente frecuencia. Anota lo que
sucede.
Coloca los cuatro diapasones cerca uno de otro, como lo muestra en la figura nº2,
pégale a uno y detenlo. Anota lo que sucede.
Pégale a otro con el martillo de diferente frecuencia y detenlo. Anota lo que
sucede.
Situación 1
Situación 2
62
Situación 3
Situación 4
Situación 5
Actividad 2:
Escoge un instrumento a utilizar, bajo o guitarra.
Para la siguiente actividad debes tener claro cuáles son las notas de las cuerdas de los
instrumentos.
Para la guitarra de arriba hacia abajo son: MI, LA, RE, SOL, SI, MI.
Para el bajo de arriba hacia abajo son: MI, LA, RE, SOL.
Sigue las siguientes situaciones.
Toca la nota LA en el quinto traste de la cuerda MI (la cuerda más grave), como lo
muestra la figura (punto rojo). Anota lo sucedido.
Ahora haz lo mismo tocándola más fuerte, luego trascurrido un tiempo detenla
(trata de no tocar las demás cuerdas). Anota lo sucedido.
63
Haz lo mismo de los puntos anteriores con las siguientes notas (punto rojo). Y anota lo
sucedió en cada situación.
1.
2.
Situación 1
Situación 2
Situación 3
Contraste:
En base a lo experimentado en las dos actividades, ¿Cuál es la explicación que le puedes
dar a ambos sucesos? ¿Tienen algún origen en común?
64
En base a los instrumentos intenta dar una explicación a lo sucedido con las cuerdas
musicales, ¿Crees que con todos los instrumentos pasa lo mismo?
Síntesis de lo aprendido
Frecuencia natural es todo objeto hecho de un material elástico, (entendamos por material
elástico como un objeto que es capaz de vibrar) vibra cuando es perturbado con sus
frecuencias especiales propia, que en conjunto produce un sonido especial, es por eso
que al golpear diferentes objetos escuchamos diferentes sonidos.
Resonancia literalmente significa “volver a sonar” esto quiere decir que cuando las
frecuencias de las vibraciones forzadas en un objeto coincide con la frecuencia natural de
otro objeto hay un transmisión del sonido.
Aplicación
Acabamos de estudiar el fenómeno de resonancia, el cantar y tocar al lado de un piano
hace que comience a sonar éste. Esta es una de las tantas aplicaciones que existen para
el fenómeno de resonancia. Otra aplicación en cuanto al fenómeno de resonancia es
cuando sintonizas una radio, lo que hacemos básicamente es ajustar la radio a la
frecuencia natural de los circuitos electrónicos de los aparatos que mandan la señal a los
oyentes y es por eso que la radio suena con una estación cada vez, en lugar de tocar
todas las estaciones de radio a la vez.
Investiga por qué algunos edificios se caen cuando hay terremotos y otros no lo
hacen, siendo que están bastante cerca.
Investiga sobre el puente “Tacoma Narrows” construido en Washington en 1940.
65
3.3.3. Guía Pulsaciones
Afinando como un profesional
Nombres:
Ideas Previas: Pulsaciones o batidos, frecuencia, Sonido
Contenidos: Origen y Propagación del sonido.
Objetivos: Reproducir y analizar pulsaciones o batidos utilizando instrumentos musicales
y utilizarlos para su afinamiento.
HPC: Análisis del desarrollo de alguna teoría o concepto relacionado con los temas del
nivel.
Etapa de Focalización
Los grandes músicos, con sus grandes bandas, tienen lo mejor en instrumentos, pero
pese a ello siempre se desafinan, por ejemplo las guitarras eléctricas, guitarras acústicas,
bajo, etc. Muchas veces utilizan aparatos digitales para afinar sus instrumentos (tunner o
afinador) y/ o a veces utilizan sus propios oídos para hacerlo, ¿Será que ellos tienen un
súper oído? O ¿Será que ellos conocen una técnica especial en la cual tú desconoces?
La respuesta pareciese que ellos tienen un súper oído en el cual les permite afinar de
forma natural, en cierta forma es así, pero también existe una técnica o método en el cual
podrías afinar como un profesional.
¿Cuál crees que es el principio físico que utilizan?
Etapa de Exploración
Para verificar o encontrar la respuesta adecuada, te sugerimos realizar las siguientes
actividades
66
Materiales:
● 2 Diapasones con caja de resonancia de 440* Hz
● 2 Diapasones con caja de resonancia de 256* Hz
● Plastilina
● Una guitarra eléctrica o un bajo eléctrico, o un violín.
*los diapasones pueden variar su frecuencia, pero tienen que ser ambos de la
misma frecuencia.
Actividad 1:
Coloca los dos diapasones (de la misma frecuencia) juntos, y golpea uno. Anota
lo que sucede.
Luego repite el procedimiento, pero esta vez golpeando con el martillito ambos
diapasones de modo que sus sonidos de superpongan. Escucha con atención y
describe lo que ocurre con el sonido.
Construye un anillo pequeño con la plastilina, para luego poner en uno de los
diapasones como se muestra en las figuras. Repite el procedimiento anterior,
golpeando con el martillito ambos diapasones de modo que sus sonidos de
superpongan. Escucha con atención y describe lo que ocurre con el sonido.
Varía la posición de las plastilina (hacia arriba y hacia abajo). Anota lo que ocurre.
Situación 1
Situación 2
Situación 3
67
Es muy probable que no descubras con los instrumentos que posees la causa de la
superposición del sonido. Pon atención a la explicación que te dará tu profesor
acerca del fenómeno reproducido e intenta dar una razón sobre los cambios que se
producen en los diapasones cuando varías la posición del anillo de plastilina.
Actividad 2:
Con la ayuda de tu profesor debes generar esta segunda parte de la actividad. Se debe
guardar mucho silencio para generar esta parte
Escoge un instrumento a utilizar, bajo o guitarra.
Antes del siguiente paso, debemos saber lo que es un armónico, y lo que es una
frecuencia fundamental. A continuación se presentan tres definiciones de Armónico.
“1. Sonido que se produce de forma natural por la vibración de las ondas sonoras y
acompaña a uno fundamental o básico.
2. En acústica, se dice que un sonido es armónico cuando su frecuencia es múltiplo de la
de un sonido fundamental.
3. EN MÚSICA, Dícese del sonido que se obtiene en los instrumentos musicales de cuerda,
apoyando suavemente el dedo en determinados puntos de una cuerda en vibración.” (The
FreeDictionary)
Genera dos armónicos iguales con tu instrumento elegido; es decir, pulsando dos
puentes que generen la misma nota.
Genera los armónicos al mismo tiempo. Anota lo sucedido
Al hacer sonar los armónicos varía un poco la tensión de la cuerda. Anota lo
sucedido
Prueba con dos armónicos distintos. Anota lo sucedido
Situación 1
Situación 2
68
Situación 3
Contraste:
En base a lo que experimentaste, explica ¿Por qué se produce el fenómeno de las
pulsaciones al pulsar las cuerdas del instrumento? (intenta explicar cómo se provoca)
Después de realizar la segunda parte de la actividad señala ¿cómo se puede afinar un
instrumento de cuerda solo utilizando tu oído?
Síntesis de lo aprendido
El fenómeno que acabamos de observar se llama pulsaciones o batidos, este está
directamente relacionado con la frecuencia de un sonido, en un determinado momento
(específicamente cuando las notas generadas estaban desafinadas) apreciaron que la
nota generada con el armónico iba desfasada con el otro armónico que habían generado.
Para que quede más claro y puedan entender mejor también se puede describir de la
siguiente manera según “Manuel Ruiz Rojas”
“Un fenómeno muy interesante y de gran utilidad práctica en radio comunicación y en el
afinado de instrumentos musicales, se produce cuando interfieren en un punto dos ondas
sonoras de la misma amplitud y frecuencia ligeramente diferente ( y ) (figura 1). La
oscilación resultante presenta una amplitud que varía sinusoidalmente con el tiempo; esta
variación es tanto más lenta cuanto menor sea la diferencia de frecuencias de los sonidos
que interfieren. Al ser la intensidad proporcional al cuadrado de la amplitud, el oído
69
percibe altibajos, fluctuaciones periódicas de la intensidad, las llamadas pulsaciones o
batidos.
La frecuencia de la pulsación (cuya envolvente se conoce como onda modulada) es igual
a la diferencia de las frecuencias de las ondas superpuestas, por lo que el período del
batido es tanto más largo cuanto menor sea dicha diferencia de frecuencias. Podemos
afinar a la misma frecuencia las notas de dos instrumentos musicales aprovechando las
pulsaciones que producen al sonar a la vez; cuando se consiga que no se produzca la
pulsación es que sus frecuencias son iguales”.
Aplicación
Acabamos de estudiar una aplicación de las pulsaciones, el afinar los diferentes
instrumentos musicales es un arte, pero tiene su principio físico el cual descubrimos
recientemente.
1. Es frecuente que antes de un concierto, los músicos deben afinar sus instrumentos
musicales. Con base a lo aprendido, ¿qué crees que les ocurre a las cuerdas de
los instrumentos que los poseen y que les produce desafinación?
2. Los afinadores de pianos a cuerdas usan este principio usando un diapasón.
¿Cómo podrías explicar el procedimiento utilizado?
Busca otra aplicación donde se pueda evidenciar (observar o aplicar) las
pulsaciones.
70
3.3.4. Ondas estacionarias
Ondas estacionarias
Nombres:
Ideas Previas: Nodo, Longitud de Onda, largo de la cuerda.
Objetivos: Encontrar la relación matemática existente entre la longitud de onda
armónica con el largo de la cuerda.
HPC: Organizar e interpretar datos y formular explicaciones.
Etapa de Focalización:
Algunos guitarristas afinan las cuerdas de su guitarra, a través de los armónicos, la
pregunta que nos surge a raíz de esto, ¿Dónde puedo encontrar estos armónicos?
¿Tendrán las mismas distancias? ¿Habrá alguna relación entre los armónicos que
podamos generar? ¿Por qué se pueden producir estos armónicos en la guitarra?
Comenta con tus compañeros estas preguntas y plantea una hipótesis para dar
respuesta a algunas de ellas.
Hipótesis:
1. _________________________________________________________
2. _________________________________________________________
3. __________________________________________________________
Apoyando un dedo sobre el 12° traste (flecha roja) y pulsando en cualquier lugar, aparecen 2 vientres (flechas verdes) y se
escucha el sonido del 2do. Armónico.
Obtenido de
http://neuro.qi.fcen.uba.ar/ricuti/No_me_salen/ONDAS/Ap_ond_11.html, el 02-05-
14
Etapa de Exploración:
Cuando perturbamos la cuerda de algún instrumento, la vibración se propaga a través
71
de ella hasta llegar a unos puntos llamados cejuelas; los cuales no vibran como todos
los demás, puesto que la cuerda permanece tensa desde estos dos puntos. En Física a
estos puntos que no vibran, los llamamos NODOS, y se producen por la reflexión y
superposición de dos ondas, la onda incidente y la onda reflejada, al interferir estas
destructivamente.
Existen además, otros puntos de la cuerda que tampoco vibran o lo hacen con una
menor intensidad, a estos puntos los llamamos armónicos y son múltiplos enteros de la
frecuencia fundamental, por ejemplo la nota “LA” tiene una frecuencia de 110 Hz, los
múltiplos de ella podrían ser una frecuencia de 220 Hz, 440 Hz, 880, etc. La
frecuencia fundamental de una cuerda, corresponda a la frecuencia que emite una
cuerda al ser perturbada al aire, o dicho de otro modo es la menor frecuencia de la
cuerda afinada.
¿Cómo hacer un armónico?
Al hacer vibrar una cuerda y rozar suavemente en algunos trastes se generan tonos
puros a los cuales llamamos armónicos
Actividad Nº 1: Buscando armónicos
Para encontrar la frecuencia fundamental o el primer armónico en la cuerda de una
guitarra, basta con tocar la cuerda al aire, de esta manera encontramos el primer
armónico, la siguiente imagen muestra lo que sucede con la cuerda.
Ahora hazlo tú:
a) En la sexta cuerda de la guitarra (contando desde abajo hacia arriba)
encuentra el segundo armónico tocando en el traste número doce (12). Anota la
distancia que existe hasta dicho traste, dibuja los que pasa con el segundo
armónico.
72
b) En la misma cuerda encuentra los demás armónicos. Anota las distancias a las
cuales se encuentran. Dibuja el tercer y cuarto armónico. Ten en cuenta que no
todas las notas serán iguales; sin embargo, debes encontrar puntos donde se
oiga un sonido puro (estos serán armónicos).
En la siguiente tabla anota los resultados
Distancias (m) N° del Armónico
1 (fundamental)
2
3
4
¿Qué relación existe en el primer armónico y el segundo?
¿Qué relación existe entre el primer armónico y el tercero?
¿Qué relación existe entre el primer armónico y el cuarto?
Actividad Nº 2
Cambia el largo de la cuerda colocando un cejillo en algún puente de la cuerda y luego
repita el procedimiento de la actividad número uno.
Anota tus resultados en la siguiente tabla
Distancias (m) N° del Armónico
1 (fundamental)
2
3
4
Con respecto a las nuevas medidas:
¿Qué relación existe entre el primer armónico y el segundo?
¿Qué relación existe entre el primer armónico y el tercero?
73
¿Qué relación existe entre el primer armónico y el cuarto?
Contraste
Contesta las siguientes preguntas:
¿Hubo puntos en donde la frecuencia de vibración de la cuerda medida fuera igual, o
muy similares? ¿A qué distancia de la cejuela se encontraban?
¿Qué relación existe entre dichos puntos?
¿Podríamos establecer alguna relación matemática entre dichas distancias?
Si llamamos L al largo de alguna cuerda que está sujeta y tensa desde dos puntos,
donde podríamos encontrar los distintos nodos.
Para conocer la longitud de onda del primer armónico, se tiene la siguiente relación:
1 2L
La longitud de onda del segundo armónico es:
La longitud de onda del tercer armónico se encuentra en:
Por lo tanto la expresión para conocer la longitud de onda de los primeros armónicos (
2 3 4; ; ) con relación al largo de la cuerda está dado por:
n L
Síntesis
Para encontrar las distancias de los armónicos en una guitarra es necesario saber las
distancias, es por ello que la siguiente imagen muestra donde están.
Apoyando un dedo sobre los trastes (flecha de colores) y pulsando en cualquier lugar, aparecen los armónicos de la guitarra.
Obtenido de
http://neuro.qi.fcen.uba.ar/ricuti/No_me_salen/ONDAS/Ap_ond_11.html, el 02-05-
14
En las actividades anteriores pudiste constatar que exactamente a la mitad del largo
74
de la cuerda encontramos un armónico, también en un cuarto, dos tercios, etc. Esto se
debe a que en esos puntos existen nodos, y lo que hacemos es reducir la cuerda y por
lo tanto, estamos aumentado la frecuencia de los armónicos.
La siguiente imagen muestra lo que sucedió con la cuerda.
Imagen resumen de los armónicos de cualquier cuerda en relación al largo y su longitud de onda.
Obtenido de
http://neuro.qi.fcen.uba.ar/ricuti/No_me_salen/ONDAS/Ap_ond_11.html, el 02-05-
14
Aplicación
Los violinistas y los que tocan algunos instrumentos de viento como el trombón
también ocupan este fenómeno. Investiga el procedimiento que realizan para generar
los nodos y realiza un dibujo que lo explique:
75
3.3.5. Rapidez de propagación en cuerdas
Rapidez de propagación en cuerdas
Nombre:
Ideas previas: ondas estacionarias, armónicos, longitud de onda, frecuencia, período.
Objetivo: Calcular la velocidad de propagación de la onda sonora en las cuerdas de una
guitarra o algún instrumento de cuerdo.
HPC: Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones y conclusiones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos en estudio. Etapa de focalización: Alguna vez cuando eras niño, en un día de lluvia jugaste con vasos e hilo, amarrándolos en un extremo un vaso y del otro extremo también otro vaso. Cuando tensabas la cuerda y comenzabas a hablar en uno de los vasos en el otro vaso podías oír lo que decías. Cuando no estaba tensa no podías oír.
Imagen obtenida de
http://www.geociencias.unam.mx/geociencias/experimentos/serie/libro5_ondastierra.pdf 03/05/14
¿Cuál crees tú que es la explicación a este problema? Da la posible respuesta a este hecho. Etapa de exploración: Materiales
un instrumento de cuerda a su elección huincha de medir programa Excel celular o frecuencímetro
Cuando estudiamos las ondas estacionarias en cuerdas, pudimos concluir que los
76
armónicos se encontraban en los siguientes puntos Primer armónico en L Segundo armónico en L/2 Tercer armónico en L/3 Cuarto armónico en L/4 Donde L es la distancia de un puente al otro. Esta puede cambiar dependiendo del instrumento. Elige algún instrumento de cuerda y ejecuta dichos armónicos en la última cuerda (la más gruesa) y mide las frecuencias con un afinador de guitarra que puedes descargar en tu móvil de manera gratuita2 o con un frecuencímetro. Recuerda que puedes determinar las longitudes de onda en la cuerda, con la relación:
Donde n corresponde al número del armónico y es un número natural. Con esto puedes calcular las longitudes de onda armónica, registra ambos datos (frecuencia y longitud de onda del armónico) de una manera ordenada. No olvides escribirlos con las unidades del Sistema Internacional. Puedes usar la planilla de cálculo Excel para tabular los datos. Cuándo mediste la frecuencia de los armónicos se obtenían unas cifras en Hertz ¿Qué representa físicamente esta medición? ________________________________________________________________________ Entonces ¿Cómo podrías calcular el tiempo que tarda en dar una oscilación? _______________________________________________________________________. ¿Qué representa físicamente la longitud de onda? _______________________________________________________________________. Ahora procesa los datos para obtener el período de oscilación de los armónicos de la cuerda (el inverso multiplicativo de la frecuencia), y también calcula la longitud de onda de dichos armónicos; para esto recuerda que debes multiplicar por 2, las longitudes a las cuales se producían los armónicos. Luego registra estos datos en una tabla de Excel y realiza un gráfico de dispersión de ( ). Agrega la línea de tendencia central con su respectiva ecuación. ¿Qué representa físicamente la pendiente de este gráfico? ¿Cuál es su valor? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2 Para Android puedes ir a la tienda Play Store y buscar afinador de guitarra. Una posible opción es
Afinador Cifra Club. Para i-Phone puedes buscar n-Track tuner.
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__________________________________________________________________________________________ Actividad 2: Disminuye la Tensión de la cuerda, soltándola del clavijero. Luego ejecuta nuevamente los armónicos pero con esta nueva tensión. Mide las nuevas frecuencias y procesa los datos para graficar ( ). Finalmente compara los valores obtenidos en las pendientes de los gráficos. Contraste: ¿De qué depende el sonido de una cuerda? Ahora intenta dar una explicación del por qué con los vasos y la cuerda menos tensada no se escucha al comparar con la cuerda tensada. Síntesis
La rapidez de propagación de la onda transversal ( ), depende directamente de la longitud de onda ( ) de la cuerda y de su frecuencia ( ). A su vez la frecuencia depende
del periodo ( ) de oscilación como lo veremos en las siguientes expresiones:
La rapidez de propagación ( ), de una cuerda depende de la raíz cuadrada de la tensión
(T) y de su densidad lineal ( ) como se muestra en la siguiente expresión:
√
De estas expresiones concluimos que la rapidez de propagación depende de la tensión de la cuerda. Además de esto se desprende que la frecuencia en cualquier cuerda está dada por la siguiente expresión matemática:
√
“Deducimos que al aumentar la tensión, aumenta la frecuencia con que ella oscila y por consiguiente la del sonido que emite. También se deduce que al tener dos cuerdas del mismo largo y tensadas con la misma fuerza la cuerda más gruesa de mayor densidad
lineal generará un sonido más grave que la más delgada. Por último al acortar una cuerda
tensada (lo que en el caso de la guitarra se realiza presionando con los dedos la cuerda
78
contra los trastes) la frecuencia del sonido aumenta haciéndose este más agudo. Las
conclusiones anteriores resumidas en la ecuación se conocen con el nombre de leyes de
Mersenne.” Aplicación: Laura afirma que si disminuye la tensión de una cuerda, la velocidad de propagación de la onda de esta cambiará. ¿Tendrá razón? Argumenta.
79
3.4. Guías de apoyo al Docente
3.4.1. Guía de apoyo al docente Origen y Propagación del Sonido
Guía de apoyo al Docente (Propagación del sonido)
Tiempo estimado: 80 min.
Contenidos:
“Origen del sonido, propagación y recepción del sonido como vibraciones.” (MINEDUC,
2011)
Objetivos:
Definir que el sonido es una onda mecánica, de tipo longitudinal.
Definir el sonido como una vibración que se propaga en el tiempo y en el espacio (medio
elástico)
Habilidades:
Con esta guía el estudiante debe desarrollar habilidades de pensamiento científico, tales
como: “Formular hipótesis. Diseñar y conducir una investigación para verificar hipótesis”.
MINEDUC, (2011)
Etapa de Focalización:
En esta etapa es importante que los alumnos escriban sus ideas previas para que
después puedan contrastarlas. Asegúrese de que lo hagan.
Etapa de Exploración:
En esta etapa, los alumnos a través de la experimentación, y el razonamiento deben
inferir que el sonido es una onda que se propaga en un medio elástico (el aire en esta
ocasión), al ser evidente que no hay un contacto físico, deberían explicar que no existe
transporte de materia, pero sí de energía. Si es posible, explicar que también transporta
cantidad de movimiento.
El docente debe incentivar a los alumnos a experimentar, controlar variables y que
escriban lo que observan y piensan.
En la pregunta 4, el docente debe guiar a los alumnos para que relacionen la intensidad
80
del golpe con la energía que le entregan al instrumento, y la amplitud de la oscilación,
haciendo notar, por ejemplo, que la membrana oscila hasta cierto punto del cual no puede
pasar, esto ayudará a que concluyan que no existe intercambio de materia, y que la
AMPLITUD se relaciona con la intensidad de la energía y la posición de las partículas
Etapa de Contrastación:
Es importante que en esta etapa los alumnos comparen sus respuestas, con sus ideas
previas, y en conjunto con el docente formalicen los aprendizajes, haga notar las
habilidades que trabajaron, como desarrollar un plan de trabajo para verificar información,
por ejemplo. También podría hacer que en conjunto construyan un esquema con los
siguientes conceptos: VIBRACIÓN – SONIDO - OSCILACIÓN – PERTURBACIÓN –
FUENTE EMISORA – RECEPTOR - MEDIO ELÁSTICO – PROPAGACIÓN -
AMPLITUD-ENERGÍA – MOVIMIENTO – POSICIÓN DE EQUILIBRIO – ONDA SONORA.
Esto en los últimos 5 minutos de la clase.
Etapa de aplicación:
Puede que los alumnos no sepan responder alguna de las preguntas indicadas y por
ende, quizás se sientan tentados a no hacerlo. Puede dar las preguntas como un trabajo
de investigación que deban entregar en la clase siguiente.
81
3.4.2. Guía de apoyo al docente Resonancia
Guía de apoyo al Docente (Resonancia)
Tiempo estimado: 80 min.
Contenidos:
“Describir en forma cualitativa el origen y la propagación del sonido, su comportamiento
en diferentes medios, y su naturaleza ondulatoria..” (MINEDUC, 2011)
Objetivos:
Reproducir y analizar el fenómeno de resonancia a partir de los instrumentos musicales.
Habilidades:
Con esta guía el estudiante debe desarrollar habilidades de pensamiento científico, tales
como: “Análisis del desarrollo de alguna teoría o concepto relacionado con los temas del
nivel, con énfasis en la construcción de teorías y conceptos complejos.” MINEDUC (2011)
Etapa de Focalización:
En esta etapa es importante que los alumnos escriban sus ideas previas para que
después puedan contrastarlas.
Etapa de Exploración:
En esta etapa, los alumnos a través de la experimentación, y el razonamiento deben
inferir el fenómeno de resonancia, ellos deben de ser capaces de darse cuenta que
cuando existen sonidos de cualquier objeto con una misma frecuencia (frecuencia natural
del objeto) debe de comenzar a sonar porque el primer sonido le ha entregado energía
para que este pueda vibrar con misma frecuencia fundamental.
El docente debe incentivar a los alumnos a experimentar, controlar variables y que
escriban todo lo que observan y piensan.
El docente también debe de incentivar el trabajar en conjunto, en el escuchar las
opiniones de sus compañeros y hacerlas validas como cualquier, aunque no piensen
igual.
En la sección del uso de instrumento el docente debe de encargarse cuando los alumnos
toquen la cuerda (quinto espacio) no toquen las demás, ya que al suceder este hecho no
82
se podrá observar el fenómeno de resonancia en el instrumento musical. Además el
docente debe de encargase del ruido de la sala, ya que en el caso de que hubiera sonido
no podrá evidenciarse tanto el fenómeno a estudiar.
Etapa de Contrastación:
En esta etapa se deben compartir y verificar las respuestas de los alumnos, para esto el
docente es el encargado de promover la conversación del tema enfocándolo hacia el tema
tratado en la guía, se aclaran dudas y se consensua la información en los últimos 10
minutos de la clase.
Etapa de aplicación:
Es importante que el docente le haga entender que deben buscar las aplicaciones que se
proponen, además de incentivar con las aplicaciones cercanas, con esto el docente ha de
mostrar que el estudio de la física es más cotidiano de lo que los alumnos piensan.
En esta sección debe de hacerse hincapié a la investigación del puente de “Tacoma
Norrows” ya que es un hecho concreto del fenómeno de resonancia.
El docente debe de enfatizar en la investigación a más aplicaciones del fenómeno de
resonancia, ya que no tan solo lo vemos en las construcciones como puentes, casas,
edificios, sino también el área de la salud.
83
3.4.3 Guía de apoyo al docente Pulsaciones o Batidos
Guía de apoyo al Docente (Afinando como un profesional)
Tiempo estimado: 80 min.
Contenidos:
“Describir en forma cualitativa el origen y la propagación del sonido, su comportamiento
en diferentes medios, y su naturaleza ondulatoria.” MINEDUC (2011)
Objetivos:
Reproducir y analizar pulsaciones o batidos utilizando instrumentos musicales y utilizarlos
para su afinamiento.
Habilidades:
Con esta guía el estudiante debe desarrollar habilidades de pensamiento científico, tales
como: “Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones y conclusiones,
apoyándose en las teorías y conceptos científicos en estudio” MINEDUC (2011)
Etapa de Focalización:
En esta etapa es importante que los alumnos escriban sus ideas previas para que
después puedan contrastarlas.
Etapa de Exploración:
En esta etapa, los alumnos a través de la experimentación, y el razonamiento deben
inferir fenómeno de las pulsaciones, ellos deben apreciar que es un desfase de la onda
debido a la pequeña diferencia de frecuencia que existe en los sonidos ocasionados por
los diapasones y los instrumentos musicales.
El docente debe incentivar a los alumnos a experimentar, controlar variables y que
escriban todo lo que observan y piensan.
El docente también debe de incentivar el trabajar en conjunto, en el escuchar las
opiniones de sus compañeros y hacerlas validas como cualquier, aunque no piensen
igual.
En la sección de armónicos el docente debe de trabajar en conjunto con el profesor de
música, el mismo programa de estudio motiva a esta interacción, la ayuda que necesita el
docente del profesor de música es: 1º enseñarles a sus alumnos a generar armónicos con
84
la guitarra o el bajo, 2º enseñarle al docente a generar armónicos con los dos
instrumentos musicales. De esta forma podría trabajar de dos maneras, si los alumnos
aprenden que ellos realicen la actividad propuesta con los instrumentos, en el caso
contrario el profesor hace la segunda actividad para todo el curso, de forma demostrativa
y motivando a los alumnos que lo puedan realizar lo hagan.
Etapa de Contrastación:
En esta etapa se deben compartir y verificar las respuestas de los alumnos, para esto el
docente es el encargado de promover la conversación del tema enfocándolo hacia el tema
tratado en la guía, se aclaran dudas y se consensua la información en los últimos 10
minutos de la clase.
Etapa de aplicación:
Es importante que el docente le haga entender que deben buscar las aplicaciones que se
proponen, además de incentivar con las aplicaciones cercanas, con esto el docente ha de
mostrar que el estudio de la física es más cotidiano de lo que los alumnos piensan.
85
3.4.4. Guía de apoyo al Docente Ondas Estacionarias
Guía de apoyo al Docente (Ondas Estacionarias)
Tiempo estimado: 80 min.
Contenidos:
“Describir en forma cualitativa el origen y la propagación del sonido, su comportamiento
en diferentes medios, y su naturaleza ondulatoria.” MINEDUC (2011)
Objetivos:
Encontrar la relación matemática existente entre la longitud de onda armónica con el largo
de la cuerda.
Habilidades:
Con esta guía el estudiante debe desarrollar habilidades de pensamiento científico, tales
como: “Análisis del desarrollo de alguna teoría o concepto relacionado con los temas del
nivel, con énfasis en la construcción de teorías y conceptos complejos, Organizar e
interpretar datos y formular explicaciones.” MINEDUC (2011)
Etapa de Focalización: En esta etapa es importante que los alumnos escriban sus ideas
previas para que después puedan contrastarlas al concluir con las actividades.
Es importante que el profesor introduzca a las ondas estacionarias a través del ejemplo
de la cuerda. Si es necesario con una soga genere el primer armónico y segundo
armónico para que la contextualización del problema sea mas clara.
Etapa de Exploración:
En esta etapa, los alumnos a través de la experimentación, deben ser capaces de
encontrar los diferentes de armónicos de una cuerda. (Primero, segundo, tercero y
cuarto).
Usted debe de ser capaz de guiar a los alumnos a través de la ejecución de los
instrumentos escogidos, ya sea guitarra eléctrica o bajo eléctrico, para ello debe tener
claro lo siguiente: Al hacer vibrar una cuerda y rozar suavemente en algunos trastes
se generan tonos puros a los cuales llamamos armónicos.
De esta manera usted se asegurara al momento de generar los armónicos que la
actividad resulte.
Etapa de Contrastación:
86
En esta etapa se deben compartir y verificar las respuestas de los alumnos, para esto el
docente es el encargado de promover la conversación del tema enfocándolo hacia el tema
tratado en la guía, se aclaran dudas y se consensua la información en los últimos 10
minutos de la clase.
Usted debe de ser capaz de llevar a los alumnos a generar las siguientes conclusiones o
usted mismo generarlas.
La longitud de onda de una cuerda viene dada por la siguiente expresión matemática:
2n L
n
Además debe de dar una buena conclusión sobre los armónicos que son generados por
una cuerda. A continuación una imagen que le podrá ayudar para su explicación.
Imagen resumen de los armónicos de cualquier cuerda en relación al largo y su longitud de onda.
Obtenido de http://neuro.qi.fcen.uba.ar/ricuti/No_me_salen/ONDAS/Ap_ond_11.html, el 02-05
Etapa de aplicación:
Es importante que el docente le haga entender que deben buscar las aplicaciones que se
proponen, además de incentivar con las aplicaciones cercanas, con esto el docente ha de
mostrar que el estudio de la física es más cotidiano de lo que los alumnos piensan.
En esta sección debe de hacerse hincapié a la investigación sobre los armónicos que se
generar con tubos, ya sea abierto o cerrado, a través de estos conceptos el alumno podrá
entender el funcionamientos de los armónicos de los instrumentos de vientos, como el
caso del trombón.
87
3.4.5. Guía de apoyo al docente Rapidez de Propagación
Guía de apoyo al Docente (Rapidez de Propagación)
Tiempo estimado: 80 min.
Contenidos:
“Describir en forma cualitativa el origen y la propagación del sonido, su comportamiento
en diferentes medios, y su naturaleza ondulatoria.” MINEDUC (2011)
Objetivos:
Calcular la rapidez de propagación de la onda sonora en las cuerdas de una guitarra o
algún instrumento de cuerda.
Habilidades:
Con esta guía el estudiante debe desarrollar habilidades de pensamiento científico, tales
como: “Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones y conclusiones,
apoyándose en las teorías y conceptos científicos en estudio.” MINEDUC (2011)
Etapa de Focalización:
En esta etapa es importante que los alumnos escriban sus ideas previas para que
después puedan contrastarlas al concluir con las actividades.
Es importante que el profesor introduzca al tema de focalización que hay planteado, en la
guía de “origen y propagación del sonido” se planteó el problema de los vasos
comunicantes, es por ello que usted puede recordar la actividad realizada en esa guía
trabajada. Además podría rápidamente generar esa actividad sin ningún problema con el
fin de ayudar en la clarificación del problema.
Etapa de Exploración:
En esta etapa, los alumnos a través de la experimentación, deben ser capaces de
encontrar los diferentes armónicos de una cuerda. (Primero, segundo, tercero y cuarto).
Usted debe ser capaz de guiar a los alumnos en la ejecución de los instrumentos
escogidos, ya sea guitarra eléctrica o bajo eléctrico, para ello debe tener claro lo
siguiente: Al hacer vibrar una cuerda y rozar suavemente en algunos trastes se
generan tonos puros a los cuales llamamos armónicos. Si desea asegurarse de que
lo hace bien, asesórese previamente por el profesor de música.
88
De esta manera, usted se asegurará al momento de generar los armónicos que la
actividad resulte. Recuerde que dentro de la cuerda es posible generar armónicos en
ciertos puntos de ellos. Esto se detalla a continuación:
Primer armónico en L
Segundo armónico en L/2
Tercer armónico en L/3
Cuarto armónico en L/4
Considerando una guitarra eléctrica, los armónicos se encontraran en: 2,5º traste, 5º
traste, 12º traste, 17º traste y 24º traste, la frecuencia generada por el armónico
dependerá exclusivamente de la cuerda a tocar.
Etapa de Contrastación:
En esta etapa se deben compartir y verificar las respuestas de los alumnos, para esto el
docente es el encargado de promover la conversación del tema enfocándolo hacia el tema
tratado en la guía, se aclaran dudas y se consensua la información en los últimos 10
minutos de la clase.
Usted debe de ser capaz de llevar a los alumnos a generar las siguientes conclusiones o
usted mismo generarlas.
La rapidez de propagación de la onda transversal depende directamente de la longitud de
onda de la cuerda y de su frecuencia. Matemáticamente tenemos las siguientes
expresiones:
La rapidez de propagación (v) de una cuerda depende de la raíz cuadrada de la tensión
(T) y de su densidad lineal ( ) como se muestra en la siguiente expresión:
√
89
De estas expresiones concluimos que la rapidez de propagación depende de la tensión
de la cuerda. Además de esto se desprende que la frecuencia en cualquier cuerda está
dada por la siguiente expresión matemática:
√
Etapa de aplicación:
Es importante que el docente le haga entender que deben buscar las aplicaciones que se
proponen, además de incentivar con las aplicaciones cercanas, con esto el docente ha de
mostrar que el estudio de la física es más cotidiano de lo que los alumnos piensan.
90
CAPÍTULO 4: VALIDACIÓN
4.1. Instrumento de evaluación para Experto
Instrumento de Validación para Guías Indagatorias
El presente instrumento de evaluación tiene como propósito que profesores expertos en el
tema desarrollado, entreguen su opinión referente a las guías de indagación propuestas
para este seminario de titulación.
Varios de los ítems han sido extraídos y modificados a partir de (Guerrero, Moraga &
Pizarro, 2012, pp. 134-136).
Luego de revisar la guía, responda cada uno de los ítems propuestos, según la siguiente
equivalencia:
1: Totalmente en desacuerdo
2: En desacuerdo
3: Indeciso/a
4: De acuerdo
5: Totalmente de acuerdo
NO: No Observado
Ítems 1 2 3 4 5 NO
Todas las etapas de la metodología ECBI están presentes en la
guía
No se muestran tareas innecesarias a realizar por los alumnos
La etapa de Focalización es adecuada para el tema tratado.
La etapa de Exploración cumple su objetivo.
La etapa de Síntesis y Contraste cumple con los requisitos que
debe cumplir.
La etapa de Aplicación es pertinente y cumple con su objetivo.
Los contenidos tratados son acordes para el nivel de los
alumnos.
El contenido (físico) se aborda de manera rigurosa, coherente y
clara.
91
Las actividades son acordes al nivel de competencia curricular.
Las guías de apoyo al docente son, efectivamente, un apoyo
real para el docente
El tiempo dispuesto para las guías es adecuado.
Observaciones: (Indique que observaciones le haría a las guías)
Nombre del experto: C.I.:
Nombre de la guía revisada:
Agradecemos su colaboración y participación
92
4.1.1. Respuestas del Experto
Ítems 1 2 3 4 5 NO
Todas las etapas de la metodología ECBI están presentes en la
guía
x
No se muestran tareas innecesarias a realizar por los alumnos x
La etapa de Focalización es adecuada para el tema tratado. x
La etapa de Exploración cumple su objetivo. x
La etapa de Síntesis y Contraste cumple con los requisitos que
debe cumplir.
x
La etapa de Aplicación es pertinente y cumple con su objetivo. x
Los contenidos tratados son acordes para el nivel de los
alumnos.
x
El contenido (físico) se aborda de manera rigurosa, coherente y
clara.
x
Las actividades son acordes al nivel de competencia curricular. x
Las guías de apoyo al docente son, efectivamente, un apoyo
real para el docente
x
El tiempo dispuesto para las guías es adecuado. x
Observaciones: (Indique que observaciones le haría a las guías)
Nombre del experto: Nelson Mayorga C.I.:
Nombre de la guía revisada: Todas
Agradecemos su colaboración y participación
93
4.2. Cuestionario de Opinión para los Alumnos.
El presente instrumento de evaluación tiene como objetivo obtener las apreciaciones de
los alumnos, en cuánto a criterios que no tienen qué ver con el contenido, sino más bien,
criterios como: La motivación de los alumnos hacia la Física, las habilidades de
pensamiento científico de los alumnos, y la metodología ocupada por el docente. Éstos,
en base a una Escala tipo Likert y separando los momentos en pre y post aplicación de
las guías, para ver si existe algún cambio en cada uno de estos criterios. Además, se
agregan cuatro preguntas abiertas que tienen como objetivo, obtener información
referente a la opinión de los alumnos, en cuánto a las guías.
Cuestionario de Opinión
El siguiente instrumento de evaluación es para conocer tu opinión referente a la Metodología
utilizada en Física, para aprender sobre Sonido. El cuestionario no será calificado pero te pedimos
responder con la mayor sinceridad y compromiso, no hay respuestas buenas ni malas.
Instrucciones:
En cada uno de los siguientes ítems, escriba un números del 1 al 5 considerando la frecuencia con
la que usted presenta el rasgo, en relación a la siguiente escala:
1: Nunca
2: Casi nunca
3: A veces
4: Casi siempre
5: Siempre
Escriba un número para pre y post aplicación de la metodología indagatoria con instrumentos
musicales.
94
Ítem Pre
aplicación
Post
aplicación
1. Me intereso por participar en las actividades de la clase de Física.
2. Creo que la Física es aburrida.
3. Pienso que la Física me sirve para mis intereses.
4. Cuando mi profesor de Física me pide que realice alguna actividad, la
realizo de inmediato.
5. Pienso que los métodos que usa mi profesor para enseñarme Física,
son llamativos y convincentes.
6. Mi profesor se Física, se interesa por conocer mis ideas previas,
respecto al tema que se abordará en clases.
7. Los contenidos abordados en Física están contextualizados.
8. Creo que puedo establecer hipótesis coherentes.
9. Creo que puedo argumentar basado en pruebas científicas.
10. Creo que puedo desarrollar planes de trabajo para probar hipótesis.
11. Si un compañero o el profesor me da una respuesta, me preocupo
por comprobar que sea cierto.
12. Me quedo con una sola respuesta, sin buscar posibles alternativas.
A continuación se presentan un grupo de preguntas, referidas a la metodología de usar
instrumentos musicales para enseñar sonido:
1) ¿Te gustó trabajar con instrumentos musicales para aprender sobre sonido? ¿Por qué?
2) ¿Qué opinión tienes de las guías?
3) ¿Qué ventajas y desventajas tuvo para ti trabajar con la metodología de indagación?
95
4) ¿Cómo consideras que son tus aprendizajes después de realizar las guías, comparado con la
metodología tradicional? ¿A qué crees que se deba?
¡Muchas gracias por tu participación!
96
4.2.1. Resultados
A continuación se presentan los resultados de la aplicación del cuestionario. Este fue
aplicado a 11 alumnos, ya que el día que se aplicó el cuestionario, el curso tuvo una baja
asistencia. Los datos están separados por indicador y organizados por Tablas y Gráficos.
Luego se han transcrito las respuestas a las preguntas abiertas, en lugar de números se
han usado las letras A), B), C), y D) y los números corresponden a las respuestas de cada
uno de los alumnos.
Tabla Nº2: Comparación de porcentajes del indicador Nº 1:
“Me intereso por participar en las actividades de la clase de Física”
Indicador
N° 1
Antes
%
Después
%
1 0 0
2 18,2 0
3 36,3 18,2
4 27,3 63,6
5 18,2 18,2
Total 100 100
Gráfico Nº 1: Comparación del indicador Nº 1 antes y después de aplicada la
guía de indagación
Se puede apreciar, en relación al indicador de interés por participar en clases, que
los propios alumnos dicen sentir que participan más en clases, después de aplicar
las guías, comparado con antes de la aplicación.
1 2 3 4 5
Series1 0 18,2 36,3 27,3 18,2
Series2 0 0 18,2 63,6 18,2
0
10
20
30
40
50
60
70
Po
rce
nta
je
Indicador Nº 1
97
Tabla Nº3: Comparación de porcentajes del indicador Nº 2:
“Creo que la Física es aburrida”
Indicador Nº 2
Antes %
Después %
1 27,27 27,3
2 36,36 63,6
3 36,36 9
4 0 0
5 0 0
total 99,99 100
Gráfico Nº 2: Comparación del indicador Nº 2 antes y después de aplicada la guía de
indagación
Se puede ver en el gráfico, que antes de la aplicación de las guías indagatorias, los alumnos
dicen creer, en su mayoría, que la física es aburrida “Casi Nunca” y “A veces”, y después de la
aplicación de las guías, un buen porcentaje de los alumnos que decían “A veces” que la Física
es aburrida, luego indican que “Casi nunca” lo es. Ésto, podría ser un indicio de que las guías
con la metodología y los recursos utilizados, hacen sentir a los alumnos, con mayor frecuencia,
que la física no es tan aburrida.
1 2 3 4 5
Series1 27,27 36,36 36,36 0 0
Series2 27,3 63,6 9 0 0
0
10
20
30
40
50
60
70
Po
rce
nta
je
Indicador Nº2
98
Tabla Nº4: Comparación de porcentajes del indicador Nº 3:
“Pienso que la Física me sirve para mis intereses”
Indicador Nº 3
Antes %
Después %
1 18,2 9
2 0 0
3 27,3 27,3
4 9 27,3
5 45,5 36,4
total 100 100
Gráfico Nº 3: Comparación del indicador Nº 3 antes y después de aplicada la guía de
indagación
A decir verdad, a través de estos datos, no podemos establecer algún cambio del todo
positivo, en cuánto al pensamiento de los alumnos, de que la física les sirve para sus
intereses; ya que un porcentaje de los alumnos que nunca decían que la física les sirve
para sus intereses, pasan a decir que casi siempre les sirve. Por otro lado, un pequeño
porcentaje de los alumnos que antes decían “Siempre” que la física les sirve para sus
intereses, después cambian de parecer y lo dicen con menor frecuencia.
Es decir; este criterio, no nos entrega resultados relevantes para nuestro trabajo.
1 2 3 4 5
Series1 18,2 0 27,3 9 45,5
Series2 9 0 27,3 27,3 36,4
05
101520253035404550
Po
rce
nta
je
Indicador Nº 3
99
Tabla Nº5: Comparación de porcentajes del indicador Nº 4:
“Cuando mi profesor de Física me pide que realice alguna actividad, la realizo de inmediato”
Indicador Nº 4
Antes %
Después %
1 0 0
2 0 0
3 27,3 27,27
4 54,5 36,36
5 18,2 36,36
total 100 99,99
Gráfico Nº 4: Comparación del indicador Nº 4 antes y después de aplicada la guía de
indagación
En relación con este indicador, se puede decir que a través de las actividades de las
guías, los alumnos realizan las actividades sin mucha oposición en relación a la
frecuencia con lo que lo hacían antes. Esto nos permite inferir que al trabajar con estas
propuestas, los alumnos se sienten más motivados y trabajan sin que los estén
constantemente presionando.
1 2 3 4 5
Series1 0 0 27,3 54,5 18,2
Series2 0 0 27,27 36,36 36,36
0
10
20
30
40
50
60
Po
rce
nta
je
Indicador Nº 4
100
Tabla Nº6: Comparación de porcentajes del indicador Nº 5:
“Pienso que los métodos que usa mi profesor para enseñarme Física, son llamativos y
convincentes”
Indicador Nº 5
Antes %
Después %
1 0 0
2 0 0
3 27,3 27,3
4 18,2 18,2
5 54,5 54,5
total 100 100
Gráfico Nº 5: Comparación del indicador Nº 5 antes y después de aplicada la guía de
indagación.
No se aprecian diferencias en cuanto a este indicador.
1 2 3 4 5
Series1 0 0 27,3 18,2 54,5
Series2 0 0 27,3 18,2 54,5
0
10
20
30
40
50
60
Po
rce
nta
je
Indicador Nº 5
101
Tabla Nº7: Comparación de porcentajes del indicador Nº 6:
“Mi profesor de Física, se interesa por conocer mis ideas previas, respecto al tema que se
abordará en clases”
Indicador Nº 6
Antes %
Después %
1 0 0
2 9 0
3 36,4 27,27
4 27,3 36,36
5 27,3 36,36
total 100 99,99
Gráfico Nº 6: Comparación del indicador Nº 6 antes y después de aplicada la guía de
indagación
Se observan diferencias en cuanto al criterio “Mi profesor de Física, se interesa por conocer
mis ideas previas, respecto al tema que se abordará en clases”. Estas diferencias se
manifiestan por la distribución del porcentaje de alumnos que se mueve hacia el puntaje en
donde se piensa con mayor frecuencia el rasgo. Esto, podría explicarse por el hecho de que en
las guías, se debían explicitar las ideas previas con respecto al tema que se abordaría.
1 2 3 4 5
Series1 0 9 36,4 27,3 27,3
Series2 0 0 27,27 36,36 36,36
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Po
rce
nta
je
Indicador Nº 6
102
Tabla Nº8: Comparación de porcentajes del indicador Nº 7:
“Los contenidos abordados en Física están contextualizados”
Indicador Nº 7
Antes %
Después %
1 0 0
2 9 0
3 0 0
4 45,5 63,6
5 45,5 36,4
total 100 100
Gráfico Nº 7: Comparación del indicador Nº 7 antes y después de aplicada la guía de
indagación.
En relación a este indicador podemos ver que un porcentaje de alumnos que antes de la
aplicación decía que “Casi nunca” los contenidos abordados en Física están contextualizados,
dijera después de la aplicación que “casi siempre”, aunque un porcentaje similar, que primero
decía que “Siempre” los contenidos estaban contextualizados, después dijeran que “Casi
siempre” el profesor lo hacía.
En definitiva esto no quedaría claro, y se requiere información adicional al respecto.
1 2 3 4 5
Series1 0 9 0 45,5 45,5
Series2 0 0 0 63,6 36,4
0
10
20
30
40
50
60
70
Po
rce
nta
je
Indicador Nº 7
103
Tabla Nº9: Comparación de porcentajes del indicador Nº 8:
“Creo que puedo establecer hipótesis coherentes”
Indicador Nº 8
Antes %
Después %
1 9 0
2 0 0
3 45,5 36,36
4 18,2 18,18
5 27,3 45,45
total 100 99,99
Gráfico Nº 8: Comparación del indicador Nº 8 antes y después de aplicada la guía de
indagación
En cuanto a este indicador, se aprecia una diferencia entre pre aplicación, y post
aplicación de las guías y la metodología, después de usar las guías muchos más
alumnos creen poder establecer hipótesis coherentes. Los alumnos que antes “Nunca”
creían poder establecer hipótesis, después sí.
1 2 3 4 5
Series1 9 0 45,5 18,2 27,3
Series2 0 0 36,36 18,18 45,45
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Po
rce
nta
je
Indicador Nº 8
104
Tabla Nº10: Comparación de porcentajes del indicador Nº 9:
“Creo que puedo argumentar basado en pruebas científicas”
Indicador Nº 9
Antes %
Después %
1 9 0
2 9 18,2
3 27,3 9
4 36,4 36,4
5 18,2 36,4
total 99,9 100
Gráfico Nº 9: Comparación del indicador Nº 9 antes y después de aplicada la guía de
indagación.
Al igual que en el indicador anterior, se aprecia un cambio positivo en la distribución de los
datos, aumentando hacia los que aumenta la frecuencia en la que se presenta el rasgo. Es
decir, los alumnos en gran parte se sienten más preparados para argumentar basados en
pruebas científicas después de trabajar con la propuesta presentada.
1 2 3 4 5
Series1 9 9 27,3 36,4 18,2
Series2 0 18,2 9 36,4 36,4
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Po
rce
nta
je
Indicador Nº 9
105
Tabla Nº11: Comparación de porcentajes del indicador Nº 10:
“Creo que puedo desarrollar planes de trabajo para probar hipótesis”
Indicador Nº 10
Antes %
Después %
1 0 0
2 9 0
3 45,5 45,45
4 27,3 18,18
5 18,2 36,36
total 100 99,99
Gráfico Nº 10: Comparación del indicador Nº 10 antes y después de aplicada la guía de
indagación
Al igual que en los dos últimos indicadores relacionados con habilidades de pensamiento
científico, se aprecia un aumento en la distribución porcentual de los alumnos que dicen poder
desarrollar un plan de trabajo para probar hipótesis, aumentando la frecuencia que se presenta
el rasgo.
1 2 3 4 5
Series1 0 9 45,5 27,3 18,2
Series2 0 0 45,45 18,18 36,36
05
101520253035404550
Po
rce
nta
je
Indicador Nº 10
106
Tabla Nº12: Comparación de porcentajes del indicador Nº 11:
”Si un compañero o el profesor me da una respuesta, me preocupo por comprobar que sea
cierto”.
Indicador Nº 11
Antes %
Después %
1 0 0
2 9 0
3 18,2 18,18
4 36,4 45,45
5 36,4 36,36
total 100 99,99
Gráfico Nº 11: Comparación del indicador Nº 11 antes y después de aplicada la guía de
indagación.
También en este indicador, se aprecia una mejoría en cuanto a la frecuencia con la que
los alumnos desarrollan habilidades de pensamiento científico, en este caso a
comprobar respuestas, aunque el aumento es relativamente bajo. Esto nos lleva a la
necesidad de mejorar las guías en relación a este aspecto, para ello se debe estudiar
más a fondo este aspecto, en una futura investigación.
1 2 3 4 5
Series1 0 9 18,2 36,4 36,4
Series2 0 0 18,18 45,45 36,36
05
101520253035404550
Po
rce
nta
je
Indicador Nº 11
107
Tabla Nº13: Comparación de porcentajes del indicador Nº 12:
“Me quedo con una sola respuesta, sin buscar posibles alternativas”
Indicador Nº 12
Antes %
Después %
1 36,4 18,2
2 9 36,4
3 36,4 9
4 18,2 36,4
5 0 0
total 100 100
Gráfico Nº 12: Comparación del indicador Nº 12 antes y después de aplicada la guía de
indagación.
Finalmente, al igual que en el caso anterior, los alumnos no se preocupan mucho por
buscar respuestas alternativas. No se aprecian cambios muy marcados en relación a
este indicador.
Respuestas a las preguntas abiertas:
A. ¿Te gustó trabajar con instrumentos musicales para aprender sobre sonido? ¿Por qué?
1. Sí, porque descubrí más lo que era la vibración y cómo todo un poco está
relacionado con la física.
2. Sí, me gusta trabajar con instrumentos musicales ya que son una
buena forma de aprender sobre el sonido.
3. Sí, porque aprendimos en la práctica lo que solo se puede aprender con materia.
4. Sí, porque utilizo diferentes métodos para entender la materia.
1 2 3 4 5
Series1 36,4 9 36,4 18,2 0
Series2 18,2 36,4 9 36,4 0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Po
rce
nta
je
Indicador Nº 12
108
5. Sí, porque hace las clases más llamativas y menos aburridas.
6. Sí, porque es un método que sirve bastante para interactuar todos.
7. Sí, porque son métodos diferentes para aprender sobre el sonido.
8. Fue una manera diferente de aprender sobre el sonido.
9. Sí, porque fue una manera distinta de aprender.
10. sí, porque aparte de que soy músico me sirve para comprender en realidad el
sonido.
11. sí, porque hace que sea más entretenido de aprender la física.
B. ¿Qué opinión tienes de las guías
1. Que era súper didáctica y novedosa.
2. creo que son muy completas.
3. un tanto complejas pero prácticas.
4. son extensas.
5. son buenas para reforzar pero deberían ser más constantes.
6. que son buenas e interesantes.
7. son muy buenas pero a veces son largas y extensas.
8. son buenas pero un poco largas.
9. muy extensas.
10. son buenas porque se comprenden rápidamente.
11. hacen comprender rápidamente las guías.
C. ¿Qué ventajas y desventajas tuvo para ti trabajar con la metodología de indagación?
1. Una ventaja es el interés de saber cuál es la respuesta y no le encuentro desventaja
alguna.
2. las ventajas son que uno puede aprender más fácil.
3. las ventajas averiguar por uno mismo la desventaja que no se conoce al 100% lo
descubierto.
4. ventajas: aprendí mejor, era mucho más práctico.
5. ventajas: fue más fácil porque al tener hechos concretos y observar lo que sucede
queda más claro. Desventaja: aun no le he encontrado alguna desventaja.
6. solo tuve ventajas ya que me gusta trabajar con la metodología de indagación.
7. ventajas: es más práctico, aprendo más.
8. son puras ventajas ya que con este método es más fácil aprender del tema.
9. Ventajas ya que era más fácil de aprender.
10. Ventajas: Se comprende rápido.
Desventaja: A veces cuesta comprender según uno.
11. La ventaja de tener algo concreto para comprenderla.
D. ¿Cómo consideras que son tus aprendizajes después de realizar las guías, comparado
con la metodología tradicional? ¿A qué crees que se deba?
1. Yo creo que el aprendizaje es más rápido, porque lo experimental siempre deja que
lo teórico, en mi opinión.
2. bueno ya que tenía poca base de años anteriores.
109
3. mucho mejor, ahora aprender no solo es materia, es cómo nos influye a nuestro
mundo y mejor el conocimiento.
4. sin respuesta.
5. son más aburridas, pero considero que es lo mismo que la metodología de
indagación, es que en la metodología de indagación uno observa y descubre en cambio
en la metodología tradicional solo hay que poner atención y no perder el hilo de la clase.
6. considero que aprendo más que la metodología tradicional ya que ésta es aburrida,
se debe a que me interesa más.
7. mmm… han sido igual buenas ya que no me concentro mucho en la clase, pero
cuando quiero puedo.
8. creo que son buenas ya que no tenía una base de años anteriores y ahora sé un
poco más que es casi lo básico.
9. bueno, ya que no tuvimos una base de años anteriores.
10. es bueno, y se debe al uso de nueva uso de trabajo.
11. súper buenos, la metodología tradicional aburre.
Análisis de las respuestas abiertas:
1) En relación a la primera pregunta, podemos afirmar que a todos los alumnos encuestados les
gustó trabajar con instrumentos musicales, las causas que se distinguen, las podemos clasificar
en: A) ALTERNATIVA DE APRENDIZAJE (la cual es más ENTRETENIDA y NOVEDOSA).
B) UTILIDAD (Para los que tienen afinidad por la música, les ayuda a comprender mejor lo que
es el sonido).
C) PARADIGMA EDUCATIVO (El alumno DESCUBRE y CONSTRUYE su propio aprendizaje).
D) INTERACCIÓN (Los alumnos pueden socializar en un ambiente de aprendizaje)
2) En relación a la opinión de los alumnos con respecto a las guías se distingue principalmente
que son MUY EXTENSAS, pero buenas en cuanto a COMPRENSIBILIDAD, NOVEDAD y que
son COMPLETAS.
3) Los alumnos en su mayoría señalan que las ventajas de aprender con la Metodología ECBI
son que: Se aprende más al ser convincente, ya que por ellos mismos puede comprobar con el
material concreto, lo cual aumenta el interés por aprender en ellos.
4) Los alumnos señalan que la metodología indagatoria es buena, porque les permite aprender
de manera rápida, a pesar de que tengan mala base de años anteriores, ya que ellos
descubren de manera experimental, y esto para es más significativo que seguir una clase
tradicional, ya que ven “cómo influye en su mundo”.
110
4.3. Experiencia del Docente
La metodología aplicada a los alumnos del Colegio O´Higgins es nueva para ellos, Los alumnos
recién están conociendo esta manera de trabajar, es por ello que la experiencia vivida frente a
la aplicación de estas guías (origen y propagación del sonido; resonancia; pulsaciones) ha
contribuido en forma positiva el trabajo y la actitud frente a la física. La motivación que han
experimentado los alumnos es diferente, consideran que trabajar de esta manera es mucho
más “entretenido”, más “cercana”, más “didáctica”, es por eso que de esta manera consideran
que la física no es tan “aburrida” como ellos pensaban, y mucho menos “fome”.
Al preguntarles directamente sobre qué ventajas y desventajas encontraban a las guías muchos
encontraban más ventajas que desventajas, algunas de ellas son:” fue más fácil porque al tener
hechos concretos y observar lo que sucede queda más claro”, “uno puede aprender más fácil”,
la mayoría concuerda que son más fácil para abordarlas, de trabajar. Como profesor y guiador
del trabajo realizado pude apreciar que los alumnos trabajan mejor, que están más atentos y
entusiasmados al trabajar, la función realizada por el profesor es sólo como guiador en estos
casos, no es el centro de atención donde si pierden el hilo de la clase, perderán el hilo de los
contenidos, a ellos les basta trabajar en la guía responsablemente y aprenderán.
Las desventajas que pude apreciar sobre las aplicaciones de las guías;
es que, es necesario que el colegio donde se aplicaron contenía todos los elementos a trabajar;
es decir, los instrumentos musicales, diapasones y el lugar óptimo para emitir ruidos. Las
desventajas son que los alumnos encontraron al trabajar con las guías fueron mínimas y se
reducen básicamente a que para ellos son muy extensas o son muy largas, para mi
consideración, tres páginas de una guía no es extenso, ni mucho menos largo.
111
4.4. Análisis de Contenido de las respuestas de las guías.
A continuación, se detalla las respuestas de los alumnos a las guías aplicadas
Respuestas de la Primera Guía Origen y Propagación del Sonido:
¿Qué características tienen en común todos estos instrumentos musicales, o distintos objetos
que permiten generar sonidos que podemos oír?
R1: Todos tienen la capacidad de vibrar para producir sonido.
R2: Todos producen sonido en general, la vibración es el origen del sonido.
R3: Todos tiene la capacidad para vibrar.
Etapa de Exploración.
Para verificar o encontrar la respuesta adecuada, te sugerimos realizar las siguientes
actividades.
a) Describe como es la imagen proyectada del láser al tocar las cuerdas comparada con la
imagen proyectada cuando se tocan las cuerdas ¿Cuándo escuchas sonidos y cuándo no?
Entonces, ¿Qué relación puedes establecer al respecto?
R: Cuando no hay sonido el punto está quieto. En cambio, cuando tocamos las cuerdas
produce una vibración en las cuerdas y el punto se mueve.
b) Ahora prueba variando la intensidad con que tocas las cuerdas, es decir, más fuerte y más
débilmente. ¿A qué características del sonido lo asocias? ¿Existe alguna relación entre la
fuerza con la que tocas las cuerdas con el movimiento de la luz reflejada?
R: A mayor intensidad la vibración es mucho más larga, y a menos intensidad la vibración es
más lenta.
C) Varía ritmos, y describe. ¿Cómo es el movimiento reflejado?
R: Es oscilante ya que va de un lado a otro.
Entonces. ¿Qué es lo que origina el sonido de una cuerda de guitarra?
R: Una vibración muy sensible
¿Qué relación puedes establecer al respecto?
1. Describe el fenómeno observado.
R: La pelota salta cada vez que se toca el bombo.
2. ¿Cómo explicarías lo que observaste?
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R: Al golpear el bombo se propaga el sonido lo que hace que la pelota se mueva.
3. Toca la pandereta libre, de distintas maneras (Variando el ritmo con mayor o menor fuerza,
de diferente ángulo, etc.) y observa lo que pasa con la otra. ¿Cómo es el movimiento de la
pelota de plumavit? Registra todo lo que aprecies, repite lo mismo con tu tacto. (Yemas de los
dedos)
R: Depende de donde este el sonido cambia de intensidad, la pelota cambia su movimiento y la
vibración disminuye, por ende también el sonido.
Ahora pega el espejo entre el centro del pandero, y con el láser (una posición fija) alumbra
hacia dicho espejo, de modo que el rayo reflejado incida sobre la muralla de su sala de clases.
Ahora golpea el pandero con distinta fuerza y observa que ocurre con el rayo reflejado cuando
incide sobre la pared. Escribe lo observado.
R: Cuando es mayor la intensidad del golpe mayor vibración y cuando es menor la intensidad
del golpe, menor vibración.
- En base a lo que experimentaste, explica ¿Cuál es la causa de la emisión del sonido.
R1: La causa es la vibración al tener tirante el cordel.
R2: La vibración causa el sonido
- Después de realizar la segunda parte de la actividad señala cómo se propaga el sonido hasta
llegar a tu oído.
R1: Con menor intensidad y con eco, también una vibración.
Resonancia
1. -Las vibraciones las producen
-La vibración
2. Situación 1:–Se traspasara el sonido de un diapasón a otro a través de la frecuencia.
Sucede lo mismo que con la situación “uno”, a diferencia que es más débil la vibración.
Solo vibra el diapasón que golpeé y no el de distinta frecuencia.
Situación2:-Golpeé uno, lo paré, y no afecto en nada a los de distinta frecuencia, pero el
que siguió sonando era de la misma frecuencia. Sucedió lo mismo que con el otro
(anterior).
-El sonido se traspasara al diapasón del mismo tono.
Situación 3:- Se traspasa el sonido desde un diapasón a otro.
113
-También se traspasará el sonido.
Situación 4:-
-Continúa sonando el otro diapasón del mismo tono al detenerlo.
Situación 5:-
-No se transporta el sonido.
3. Situación 1:- Lo que sucedió fue que la vibración hizo que la cuerda inferior siguiera
sonando.
-Se produce el tono de abajo
Situación 2:-La nota la fui sacando más fuerte y por ende se entregó mayor energía, la
cual hizo que vibrara más fuerte y sonó más fuerte.
-Se produce el tono de abajo.
Situación 3:-Al ir cambiando las cuerdas, siempre queda vibrando la cuerda inferior, por
el fenómeno explicado anteriormente.
-Se produce el tono abajo.
4. A)-Hay algo que larga energía y que produce la vibración.
-Porque le entrega energía al otro diapasón, el tono y la vibración.
B)-Con todos puede suceder, ya que en todos pueden suceder vibraciones que causen
el sonido.
-No porque es según el instrumento que se utiliza.
Afinando como un profesional
1.- La percepción de las ondas, porque con el tiempo el cerebro se acostumbra al sonido de
cada cuerda.
-No tienen un súper oído o una técnica especial, creo que tienen una nota en la mente, la
cual las permiten afinar.
2. situación 1:-Cuando se golpea uno solo las vibraciones se van a ambos lados pero
menor frecuencia en el otro. Cuando son ambos las vibraciones se intercambian de lado.
-El sonido del diapasón golpeado es sobre por el no golpeado.
Situación 2:-Con el anillo colocado en el diapasón la frecuencia varía.
-El sonido se amplifica al tener el mismo tono.
Situación 3:-Mientras más arriba es la posición del anillo, más varía la frecuencia, se
escucha más rápido el vaivén al subir la posición del anillo.
-El sonido se desfasa debido a que tiene puesto el anillo.
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3. Situación 1:- Cuando la cuerda desafinada comienza a sonar, el desfase aumenta, pero
cuando empieza a afinarse la cuerda el sonido comienza a que sus frecuencias estén
afinadas (emparejadas).
-Se produce la misma nota al tocar las dos armónicas.
Situación 2:-Cuando se amplifican la cuerda las frecuencias empiezan a disminuir.
-Se produce una variación del sonido.
Situación 3:-Se produce un tono distinto pero una frecuencia igual.
-distinto tono, misma frecuencia.
4.a)-Cuando (falta completar) el dedo sobre la cuerda provoca que la frecuencia varíe
porque está obstruyéndola.
-Porque se producen distintas frecuencias de sonidos.
b)-Intentando escuchar la variación de las frecuencias.
-Se pueden afinar utilizando solo el oído, habiendo armónicos.
5.a) -Se pueden desafinar por la temperatura, por la presión y por el uso de estas
b) No hay respuestas.
4.5. Triangulación de los datos
A continuación, compararemos las distintas opiniones (de los alumnos y del profesor) para dar
respuesta a la primera pregunta de investigación ¿Mejorará la actitud de los alumnos hacia la
ciencia al utilizar los instrumentos musicales para aprender sobre sonido? Al comparar la
opinión del profesor de Física, con la opinión de los estudiantes, podemos ver que existe una
coherencia entre lo observado por el profesor y lo que afirman los alumnos, por ejemplo de los
ítem 1, 2 y 4 del cuestionario de los alumnos, se infiere que los alumnos se preocupan por
realizar las actividad de la clase, sin que el profesor tenga que estar presionándolos para que lo
hagan, esto sustentado en que con las guías y los instrumentos musicales, los alumnos
encuentran las actividades más entretenidas y novedosas. Por su parte, el docente señala
“Como profesor y guiador del trabajo realizado pude apreciar que los alumnos trabajan mejor,
que están más atentos y entusiasmados al trabajar, la función realizada por el profesor es sólo
guiador del aprendizaje”. En general las guías y el uso de instrumentos musicales producen
interés en los alumnos por aprender.
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¿Cómo serán los aprendizajes de los estudiantes de Primer Año de Enseñanza Media, después
de utilizar las guías indagatorias? Para esto comparamos las respuestas de las guías y otras
respuestas del cuestionario.
Por un lado, tenemos las respuestas de las guías, se observan que las respuestas son más del
tipo descriptivo; es decir, conceptualmente las guías provocan que los alumnos se acerquen
bastante al concepto en estudio. Pero si debemos hacer énfasis en algo, es en el desarrollo de
habilidades de pensamiento científico, las respuestas otorgadas por los alumnos, dan cuenta de
una mejora en las HPC de “identificar problemas, hipótesis, procedimientos experimentales,
inferencias y conclusiones, en investigaciones científicas clásicas o contemporáneas, por
ejemplo, en los experimentos efectuados para determinar la rapidez de la luz y del sonido”,
como lo indica el Ministerio de Educación (MINEDUC, 2009). A las explicaciones de los
alumnos, aún les falta mejorar el lenguaje científico, e incorporar más expresiones
matemáticas, esta sería una debilidad de las guías que debería ser mejorado. Otro punto que
se debe destacar, es que con estas guías los mismos alumnos indican que aprenden más, ya
que es un material concreto y fácil de comprobar y que está en su mundo cercano, y son ellos
mismos los que construyen su conocimiento.
4.5. Optimización de las guías
Después de aplicar las guías y analizar las respuestas de los alumnos, sumado a las
correcciones que nos hicieron los expertos, hemos realizado una optimización de las guías para
los estudiantes.
4.5.1. Guía de Origen y Propagación del Sonido
4.5.2. Guía Resonancia
4.5.3. Guía Pulsaciones
4.5.4. Guía de Ondas Estacionarias
4.5.5. Guía de Rapidez de Propagación en cuerdas
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CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES
5.1. Conclusiones
En este seminario de investigación se planteó el siguiente Objetivo “Elaborar propuestas
didácticas para la enseñanza de diferentes conceptos y fenómenos de la unidad “El sonido”
para Primero Medio, a través del uso instrumentos musicales y la música”. A través del uso de
instrumentos musicales, creamos un conjunto de cinco guías didácticas (existen varias
actividades a realizar) basadas en la Metodología de Indagación (ECBI), los temas abordados
en estas guías didácticas son los siguientes: “Origen y Propagación del sonido”, “Resonancia”,
“Pulsaciones o batidos”, “Ondas estacionarias” y “Rapidez de Propagación en una cuerda”,
todas estas guías están apoyadas a través de instrumentos musicales, tales como guitarra,
bajo, tambor, diapasones, etc. Estos son los instrumentos que los alumnos más dominan y más
conocen.
Las preguntas de investigación que hemos planteado al comienzo del documento fueron las
siguientes:
¿Mejorará la actitud de los alumnos hacia la ciencia al utilizar los instrumentos
musicales para aprender sobre sonido?
¿Cómo serán los aprendizajes de los estudiantes de Primer Año de enseñanza media,
después de utilizar las guías indagatorias?
Al haber sido aplicado tres guías didácticas (“Propagación y origen del sonido”, “Resonancia” y
“Pulsaciones o batidos) a un grupo de alumnos, se pudieron apreciar rasgos significativos en el
comportamiento de los alumnos respondiendo de esta manera a la inquietud sobre si mejorará
la actitud frente al estudio de la física, utilizando otros recursos más cercanos como lo son los
instrumentos musicales. Cabe rescatar que es sólo una muestra pequeña de datos, pero de
igual manera muestra un cambio frente a la actitud antes y después de aplicada la guía.
En el cuestionario aplicado a los alumnos del Colegio O`Higgins, existe un indicador que está
directamente relacionado con la actitud de los alumnos. El indicador Nº 2 nos señala “Creo que
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la Física es aburrida”, a raíz de este indicador antes de ser aplicada la guía, sólo el 27,3% de
los alumnos encuestados respondió que nunca la física es aburrida, en cambio el 36,4% de los
alumnos respondió “Casi nunca” y “A veces” es aburrida, luego de la aplicaciones de la guía,
los alumnos que dijeron en primera instancia que la física nunca es aburrida, pero la actitud de
los alumnos cambió casi un 30% más en forma positiva, es decir encontrando más interesante
la física a través de esta propuestas didácticas. Cabe recalcar nuevamente que esta es una
muestra, por lo tanto no refleja la situación general del país de los alumnos de primer año de
enseñanza media que estudia el tópico de sonido.
Para poder responder a la segunda pregunta de investigación, sobre si el aprendizaje de los
alumnos será afectado de forma positiva con el método tradicional, a través de la encuesta
muchos de los alumnos responden que le es mucho más fácil aprender de esta manera que de
la forma convencional, algunas de las respuestas textuales son las siguientes: “considero que
aprendo más que la metodología tradicional…”, “…considero que es lo mismo que la
metodología de indagación, es que en la metodología de indagación uno observa y descubre en
cambio en la metodología tradicional solo hay que poner atención y no perder el hilo de la
clase”, “Yo creo que el aprendizaje es más rápido, porque lo experimental siempre deja que lo
teórico…”. De esta manera, ellos consideran que a través de estas guías aprenden más debido
a que pueden descubrir sus conocimientos o descubrirlos por ellos mismo.
Otro de los objetivos planteados en esta investigación, es que a través de estas guías
didácticas es posible identificar habilidades de pensamiento científico para que el alumno pueda
desarrollarlas. Al crear las guías nos dimos cuenta de que hay habilidades de pensamiento
científico que propone el ministerio de educación el cual desarrollaran en el trabado de la
indagación, por ejemplo trabajar con datos y formular sus propios resultados a través de la
teoría en estudio, esta es una de las habilidades de pensamiento que se trabaja
constantemente en las guías, por lo tanto podemos decir que al estar aplicando estas guías, la
metodología promueve las habilidades de pensamiento científico.
El formato de las actividades está basado en la indagación, ayuda y contribuye a que los
alumnos puedan generar sus propios conocimiento a través del propio descubrimiento y
realización de las actividades, además promueve el intercambio de opiniones y generar en
conjunto (compañeros de trabajo) resoluciones a partir de los problemas en cuestión,
finalmente para darle una aplicación contextualizada en su entorno.
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Finalmente, podemos señalar que los objetivos propuestos en esta investigación fueron
cumplidos a cabalidad, debido a que se logró el diseño de las guías didácticas basadas en la
indagación usando los instrumentos musicales como material fundamental para el
descubrimiento de algunos fenómenos de la física en el sonido, tales como resonancia,
pulsaciones, ondas estacionarias, etc. El valor que tienen las guías, radica en el hecho de que
se pueden realizar actividades experimentales con instrumentos musicales de uso cotidiano,
por lo que la utilización de aparatos de difícil obtención, como por ejemplo diapasones, o
instrumentos de medición tecnológicos, pueden ser reemplazados por guitarras, violines, etc.
5.2 Mejoras
Consideramos que aún puede seguir mejorándose cada una de estas guías didácticas, es por
ello, queda como propuesta la tarea de implementación de las guías didácticas a través de
instrumentos musicales formalmente para poder tener mayores argumentos para poder afirmar
que existe una mejora significativa en el aprendizaje y en la actitud de los estudiantes o como
un futuro tema para otro seminario.
Principalmente las mejoras y sugerencias en este documento son las siguientes:
Desarrollar guías para complementar los tópicos faltantes.
Aplicar las guías para luego optimizarlas aún más, estudiando los motivos por los cuales algunas
cosas como
Existe la necesidad de mejorar las guías en relación a los indicadores en los que no se
apreció una mejoría, como por ejemplo en el indicador 11, para el cuál, se podría
explicitar momentos en los que ellos comparen sus respuestas y las defiendan ante
otros. O el indicador 3 que señala que los alumnos piensan que la física les sirve para sus
intereses.
151
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Recuperado de http://www.hispasonic.com/tutoriales/sintesis-1-estructura-armonica-
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Imagen N°11: Espectro de la cuerda de violín en una octava por encima, junto con el espectro
que se produce en la caja de resonancia. Fernández Cid, P. (09-05-2013).
Recuperado de http://www.hispasonic.com/tutoriales/sintesis-1-estructura-armonica-
sonido/38123#
Imagen N°12: Modelo por transmisión. Barroso, Andrea (2013) Diario de una futura Maestra.
Recuperado el 09-11-2013, de http://eldiariodeunamaestra.blogspot.com/
Imagen N°13. Niños científicos (Bligoo…, 2011). Recuperado en Noviembre del 2013 de,
http://www.bligoo.com/explore/tag/cientifico&page=2).
Tablas:
Tabla N° 1: “Elemento de la Unidad Didáctica”. En Blog Oposiciones a profesor secundaria y fp.
Del 04-06-2008. Información suministrada de la Universidad de León. Obtenido de
http://oposicionesprofesor.wordpress.com/2008/06/04/unidades-didacticas-definicion-estructura-
contenidos-y-ejemplos/#comments. Recuperado el 10-05-14.
158
ANEXO
Glosario
En el siguiente escrito se utilizarán muchas veces algunos conceptos relacionados con la Física
y con la Música; por lo cual a continuación dispondremos de un glosario en el cual se reunirán
dichas palabras, con su respectiva definición y/o descripción, de acuerdo a una o más
referencias.
Amplitud Para una onda o una vibración, es el desplazamiento máximo a cada lado de la
posición de equilibrio (posición intermedia). (Hewitt, 2007, pág. 376)
Acorde: Consiste en la “asociación de 3 o más notas de diferente nombre, a los cuales se les
puede añadir las octavas superiores cualquiera de ellas y las octavas inferiores de la nota más
grave. Estas duplicaciones a la octava vienen a reforzar ciertas notas del acorde, modificando
sensiblemente el timbre, pero sin que cambie la verdadera naturaleza del acorde ni su nombre
(siempre que estas duplicaciones no incluyan la octava inferior de una nota distinta a la más
grave).” (Candé, 2002, pág.14)
En otras palabras Consiste o se genera al efectuar por lo menos 3 notas simultáneas, en el
cual el sonido generado sea agradable para el oído. Existen diferentes tipos de acordes,
mayores, menores, séptima mayor, séptima menor, disminuidos, semidesminuidos, oncenas,
trecenas, etc.
Acorde de séptima mayor: mantiene la estructura del acorde mayor pero con leve cambio en
la octava, quedando con la siguiente estructura: tónica, tercera, quinta, disminución en medio
tono de la octava. Por ejemplo el acorde séptima menor de DO, lo obtendremos con la
siguientes notas: do (tónica), mi (tercera), sol (quinta) y si (disminución en medio tono la
octava). (Candé, 2002, pág.15)
Cabe recalcar que la mayoría de los instrumentos musicales poseen notas establecidas para
cada una de ellas, hay excepciones como batería, conga, etc. Pero no todos los instrumentos
se pueden generar acordes musicales, como en algunos casos de los instrumentos de vientos,
159
como por ejemplo: trombón, trompeta, barítono, flauta, etc.
Acorde de séptima menor: de la misma manera que se compone un acorde mayor, existe un
leve cambio en la octava, quedando con la siguiente estructura: tónica, tercera, quinta,
disminución en un tono de la octava. Por ejemplo el acorde séptima menor de DO, lo
obtendremos con la siguientes notas: do (tónica), mi (tercera), sol (quinta) y la # o sib
(disminución en un tono la octava). (Candé, 2002, pág.15)
Acorde mayor: un acorde mayor es el cual se compone por generalmente por cuatro notas,
hay casos donde se puede generar con tres notas. La composición de este acorde no es al
azar, se compone el acorde con: tónica, tercera, quinta y octava. Por ejemplo el acorde DO está
compuesta por do (tónica), mi (tercera), sol (quinta) y do (octava), es importante mencionar que
el orden de esta puede variar, además es importante recalcar que cada acorde musical
mantiene estas notas (tónica, tercera, quinta y octava) pero dependerá del acorde que quieran
realizar. (Candé, 2002, pág.15)
Acorde menor: un acorde menor mantiene la misma estructura del acorde mayor pero existe
un leve cambio, quedando con la siguiente estructura musical: tónica, disminución en medio
tono la tercera, quinta y octava. Por ejemplo el acorde DO menor lo obtendremos de la
siguiente manera: do (tónica), re# o mi b (tercera disminuía en medio tono), sol (quinta) y do
(octava). (Candé, 2002, pág.15)
Altura o Frecuencia: “Número de vibraciones completas por unidad de tiempo. Se mide en
ciclos por segundo o Hertzios [Hz] en honor al célebre Físico Heinrich Hertz.” (Candé, 2002,
pág.21).
Armónico: “Es el resultado de una serie de variaciones adecuadamente acomodadas en un
rango o frecuencia de emisión,” (Wikipedia, Armónico)
Ataque (de sonido): “Modo de tocar un sonido dándole carácter (por ejemplo, el pizzicato se
ejecuta "pulsando" las cuerdas de un instrumento de arco)”. (Profesor en Línea)
Ciclos: “Recorrido que realiza cada partícula desde que inicia una vibración hasta que vuelve a
la posición inicial” (
160
http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esofisicaquimica/impresos/quincena11.pdf)
Un ciclo corresponde a la “duración de una vibración completa (por tanto, en los fenómenos
habituales, una doble perturbación por ambos lados de la posición de reposo). Se designa
mediante T.” (Candé, 2002, pág. 32)
Efecto doppler consiste en la variación de tono de cualquier emisión de ruido en movimiento.
Corrimiento de la frecuencia recibida, debido al movimiento de la fuente vibratoria hacia el
receptor, o alejándose de él. (Hewitt, 2007, pág. 376)
Escala cromática: Es la sucesión de puros semitonos, constituida por doce sonidos.” (Profesor
en Línea)
Escala diatónica: Es la sucesión de siete sonidos, más la repetición del primero (do-re-mi-fa-
sol-la-si-do), de acuerdo con las leyes de la tonalidad.
Escala Musical: La escala musical está compuesta por 7 notas, las cuales son do, re, mi, fa,
sol, la y si, cada una de ellas tiene una frecuencia natural, por ejemplo la nota LA su frecuencia
es 440 Hz.
En el glosario de música de Profesor en Línea encontramos que una escala musical es una
“Serie ascendente o descendente de notas que guardan determinadas relaciones numéricas de
frecuencia entre sí.” (Profesor en Línea).
Frecuencia Para un cuerpo o medio en vibración, la cantidad de vibraciones por unidad de
tiempo. Para una onda, la cantidad de crestas que pasan por determinado punto por unidad de
tiempo. (Hewitt, 2007, pág. 376)
Frecuencia fundamental: Es aquel sonido más grave que puede vibrar o el sonido más
básico que se puede generar (Candé, 2002, pág. 21)
Instrumentos de cuerda: Nos referiremos a los instrumentos de cuerda a los cuales haya
presencia de cuerdas, ya sea de manera eléctrica, electroacústica o acústica. Por ejemplo, bajo
guitarras (eléctrica, electroacústica, acústica), charango, violín, cuatro venezolano, etc. Dentro
de esta categoría se incluirá el teclado y piano, ya que no se evidencia claramente las cuerdas,
pero en su interior el funcionamiento es a través de las tensiones de cuerda.
161
Instrumentos de percusión: Nos referiremos a los instrumentos de percusión a los cuales es
necesario golpearlos para provocar un sonido agradable, ya sea con las manos o con un
material externo (baquetas, palos). Por ejemplo: batería (acústica y eléctrica), bongo, caja,
xilófono, conga, pandero, etc.
Instrumentos de viento: Nos referiremos a los instrumentos de vientos a los cuales es
necesario de alguna manera someterlos a intercambio de aire, como por ejemplo: trompeta,
trombón, saxo, flauta, quena, barítono, armónica, etc.
Instrumentos musicales: “Son, ingenios artificiales capaces de producir secuencias de notas
que previamente se han calibrado de acuerdo a las escalas musicales.” (Carrillo, 2010).
Intensidad o Volumen: Físicamente se define la Intensidad sonora; como la potencia acústica
transferida por una onda sonora por unidad de área normal a la dirección de propagación.
(Wikipedia, Intensidad de Sonido)
Donde P es la potencia acústica medida en Watt o Vatio, y A corresponde al área normal a la
dirección de propagación.
Interferencia: Fenómeno que se produce cuando existen dos ondas simultáneas, en el cual las
ondas se superponen una con la otra. Resultado de sobreponer ondas diferentes, a menudo de
la misma longitud. La interferencia constructiva resulta del reforzamiento cresta a cresta; la
destructiva resulta de la anulación de cresta a valle. (Hewitt, 2007, pág. 394)
Longitud de Onda: Corresponde a la mínima distancia que existe entre dos partículas que
están en una misma fase. Se designa por la letra griega lambda. Distancia entre crestas, valles
o partes idénticas sucesivas de una onda. (Hewitt, 2007, pág. 376)
Nodos o Modos: Es el punto en el que una curva se intersecta consigo misma. (Wikipedia,
nodos).
Nota musical: “Es un sonido sostenido y agradable al oído humano… se propaga en el aire en
forma de una onda longitudinal sonora y sus características físicas son: Altura o frecuencia son:
162
Altura o frecuencia; Intensidad o volumen, y Timbre o forma de la onda” (Carrillo, 2010).
Octava: corresponde a la misma nota, pero con una frecuencia mayor o menor dependiendo en
cada caso, a esto se le asocia si el sonido es más agudo o más grave que el percibido.
Onda: “Es una perturbación que se propaga, que transporta energía y cantidad de movimiento,
pero no transporta masa.” (Masoller, 2012, pág.2)
Podríamos decir; resumiendo, que una onda es una perturbación que se propaga en el espacio
y en el tiempo, que transporta energía y cantidad de movimiento.
Onda estacionaria Distribución ondulatoria estacionaria que se forma en un medio cuando dos
conjuntos de ondas idénticas atraviesan el medio en direcciones opuestas. (Hewitt, 2007, pág.
376)
Ondas Electromagnéticas: Son aquellas que no necesitan un medio material para
propagarse; es decir, pueden propagarse por el vacío y/o por un medio material. Ejemplos de
ondas electromagnéticas son: La luz, las ondas de radio, rayos x (RX), RUV (Radiación
Ultravioleta), Radiación infrarroja, entre otras.
Ondas longitudinales: Son aquellas en la cuales las partículas al vibrar lo hacen en la misma
dirección de propagación de la onda. Onda en la cual el medio vibra en dirección paralela
(longitudinal) a la dirección en la que se propaga la onda. (Hewitt, 2007, pág. 376)
Ondas Mecánicas: Son aquellas ondas que necesitan un medio material para propagarse, por
ejemplo el aire, una cuerda, los líquidos, una cortina.
Ondas Transversales: Son aquellas ondas en la que las partículas al vibrar se mueven
perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Onda en la cual el medio vibra en
dirección perpendicular (transversal) a la dirección de propagación de la onda. Las ondas
luminosas y las ondas en la superficie del agua son transversales. (Hewitt, 2007, pág. 376)
Período: Tiempo en que se completa una vibración. El periodo de una onda es igual al periodo
de la fuente, y también es igual a 1 frecuencia. (Hewitt, 2007, pág. 376)
163
Pulsaciones Serie de refuerzos y anulaciones alternados, producida por la interferencia de dos
ondas de frecuencias un poco distintas, que se escuchan como un efecto de trémolo en las
ondas sonoras. (Hewitt, 2007, pág. 394)
Rapidez de la onda Rapidez con que las ondas pasan por determinado punto:
Rapidez de la onda = longitud de onda x frecuencia. ((Hewitt, 2007, pág. 376)
Refracción: Es el fenómeno por el cual las ondas sonoras cambian de velocidad y dirección
cuando pasan de un medio a otro diferente. Desviación del sonido o de cualquier onda
originada por una diferencia en la rapidez de las ondas. (Hewitt, 2007, pág. 394)
Resonancia: consiste en la vibración de un objeto inducido por otro próximo a él. Respuesta de
un objeto cuando la frecuencia impelente coincide con su frecuencia natural. (Hewitt, 2007, pág.
394)
Reverberación: Consiste básicamente en un retardo del sonido, es decir cuando es emitido un
sonido al momento de finalizar, las reflexiones existentes en la sala o habitación producen un
retardo del sonido, si no supera los 0,1 segundos llamaremos reverberación, si es mayor
procederá a ser un eco. Persistencia de un sonido, como el eco, debido a reflexiones múltiples.
(Hewitt, 2007, pág. 394)
Ruido: Se dice que un sonido es un ruido, cuando el sonido emitido no es deseable, según la
OMS (Organización Mundial de la Salud) a 50 dB como sonido máximo deseable para el ser
humano.
Sonido: El Nuevo Diccionario de la música nos dice que “un sonido es un fenómeno periódico
complejo, suma de diversas vibraciones sinusoidales.” (Candé, 2002, p.23).
Masoller, nos dice que las ondas Acústicas u ondas sonoras, corresponden a “Ondas
longitudinales que producen una ligera variación en la presión del aire.” (Masoller, 2012, pág.6)
Superposición de Ondas: Corresponde a una suma de ondas, ocurre cuando hay dos o más
ondas propagándose en el mismo medio, pero con distinta o igual dirección y sentido, al
encontrarse se superpondrán una sobre la otra, ya sea constructivamente o destructivamente.
164
Timbre: De acuerdo a lo que se describe en (Candé, 2002, p. 23) el timbre corresponde a una
cualidad del sonido por la cual reconocemos la naturaleza de la fuente sonora. La naturaleza e
intensidad de sus armónicos determinan el timbre de una nota musical. Los fenómenos
<<transitorios>> (ataque y resonancia) desempeñan asimismo un papel determinante: si
omitimos el ataque en una grabación magnética de una nota de piano, el timbre será
irreconocible.
“El timbre es la cualidad que confieren al sonido los armónicos que acompañan a la frecuencia
fundamental. Estos armónicos generan variaciones en la onda sinusoidal base.” (Wikipedia,
Timbre (Acústica)).
“Cualidad (o "color") del sonido que varía de acuerdo con las características materiales y
estructurales de cada instrumento y cada voz.” (Profesor en Línea)
Tónica: es la nota central en el cual se realiza el acorde, por ejemplo el acorde DO menor, la
tónica de esta es DO.