ELABORACIÓN DE UNA GUÍA PARA LA ENSEÑANZA DE LA MEDICIÓN
UTILIZANDO LA EXPLORACIÓN EXPERIMENTAL CON ELEMENTOS DE
USO COTIDIANO COMO HERRAMIENTA DE DIAGNÓSTICO
ANA MILENA ÁLVAREZ RÍOS
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓN
PALMIRA, COLOMBIA
2013
ELABORACIÓN DE UNA GUÍA PARA LA ENSEÑANZA DE LA MEDICIÓN
UTILIZANDO LA EXPLORACIÓN EXPERIMENTAL CON ELEMENTOS DE
USO COTIDIANO COMO HERRAMIENTA DE DIAGNÓSTICO
ANA MILENA ÁLVAREZ RÍOS
Tesis o trabajo de investigaciónpresentada(o) como requisito parcial para optar al
título de:
Magister en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales
Director:
Oscar Yovany Checa
Doctor en Ciencias Físicas y Magíster en Física
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓN
PALMIRA, COLOMBIA
2013
A Dios, por haberme concedido la vida,
por hacer realidad todos mis sueños,
dándome siempre más de lo que
merezco, permitiendo que comparta cada
día mis conocimientos con quienes lo
necesitan.
A mi madre porque me enseñó a
conocerte, amarte y seguirte, por ser mi
razón de vivir, por su apoyo incondicional,
y por estar presente en todos y cada uno
de los momentos de mi vida.
A mi esposo y a mi hijo, por el amor que
me demuestran cada día.
A mi hermano por creer en mí y ser mi
punto de apoyo.
A Mercedes por haberme animado a dar
este importante paso.
AGRADECIMIENTOS
A la Universidad Nacional de Colombia, por haber emprendido esta titánica labor
a través de la cual hacen posible que los docentes podamos superarnos
contribuyendo a elevar el nivel de la educación en nuestro país y así brindarles la
oportunidad de tener un mejor futuro a nuestros jóvenes.
Al profesor Oscar Yovany Checa, por apoyarme y hacer posible la realización de
este trabajo.
Al Rector Ángel María Morales Castrillón y la Coordinadora Mercedes Perlaza
Calle dela Institución Educativa María Antonia Penagos, por su apoyo y el
espacio que me brindaron para poner en práctica mi propuesta de aula.
A mis estudiantes, quienes siempre llegan dispuestos a aprender y con su espíritu
inquieto hacen que cada amanecer tenga una razón de ser en mi existencia.
Resumen XI
RESUMEN
En el trabajo realizado con estudiantes de grado décimo de la I.E. María Antonia
Penagos, mixta y de carácter oficial, ubicada en la comuna 7 de la ciudad de
Palmira, se propone la elaboración de una guía para la enseñanza de la medición
tomando como base las dificultades en el desarrollo de las competencias,
exigidas para este tema por los Estándares en Ciencias Naturales del Ministerio
de Educación Nacional, identificadas a partir de prácticas realizadas con
elementos de uso cotidiano de fácil consecución y bajo costo, con las cuales se
enfrenta el problema de escasez de recursos que presentan las instituciones
educativas públicas.
Los menores porcentajes de error se presentaron en las competencias
interpretativas (1,6%), las cuales se evaluaron mediante la determinación de
medidas no convencionales, como las utilizadas en la antigüedad. En segundo
lugar se encontraron las competencias propositivas (36,5%) y en el tercero las
argumentativas (40,3%). En las competencias propositivas los mayores
porcentajes de error se encontraron en la determinación del volumen y la masa
de un líquido, dificultándose en el primer caso la identificación del instrumento
adecuado y en el segundo la interpretación de la escala. En las competencias
argumentativas, los errores estuvieron principalmente en la elaboración de
conceptos relacionados con el tema de la medición y en la selección de
instrumentos adecuados para la determinación del volumen de un líquido. Los
mejores desempeños, para todas las competencias, se observaron en los
trabajos realizados con las medidas de longitud.
XII Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración
experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
Las prácticas realizadas, además de resultar útiles para la enseñanza específica
del tema de la medición, generaron motivación en los estudiantes y permitieron
observar otras falencias relacionadas con otras áreas tales como capacidad de
redacción, ortografía, conocimientos de historia y manejo de conflictos, entre
otras, convirtiéndose en una valiosa herramienta de enseñanza transversal.
De manera adicional, la “Guía para la enseñanza de la medición” propuesta, se
convierte en un insumo para otros posibles proyectos y en un modelo para su
aplicación en otros temas y/ó asignaturas.
Palabras clave: prácticas experimentales, medidas, competencias.
Abstract XIII
ABSTRACT
In the study with tenth grade students of the school Maria Antonia Penagos,
mixed and official kind, located in the district 7 of the city of Palmira, it is proposed
the development of a guide for teaching measurement based on the difficulties in
the development of skills required for Standards in Natural Sciences of the
Ministry of Education, identified from practices undertaken everyday items easy
acquisition and low cost, which is facing the problem of lack of resources that
present public schools.
The lower error rates were observed in the interpretative skills (1.6%), which were
evaluated by determining unconventional measures such as those used long ago.
In second place were purposeful skills (36.5%) and in the third the argumentative
one (40.3%). In propositional skills the higher error rates were found in the
determination of the volume and mass of a liquid, making difficult in the first case,
the identification of the appropriate instrument and the second interpretation of the
scale. In argumentative skills, errors were mainly in the development of concepts
related to the topic of measurement and selection of appropriate tools for
determining the volume of a liquid. The best performances, for all skills, were
observed in the work done with the measures of length.
The practices done, and are not just useful for teaching subject-specific
measurement, generating motivation and let students observe other shortcomings
related to other areas such as writing skills, spelling, knowledge of history and
conflict management, among others, becoming a valuable teaching tool section.
Besides, the "Guide to teaching measurement” becomes an input for other
potential projects and a model for its application in other subjects.
Key words: experimental practices, measures, skills
Contenido XV
CONTENIDO
Pág.
RESUMEN ............................................................................................................ XI
LISTA DE FIGURAS .......................................................................................... XVII
LISTA DE TABLAS ............................................................................................ XIX
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 21 1.1 ¿CÓMO ENSEÑAR CIENCIAS NATURALES? .................................... 23
1.2 LA MEDICIÓN A TRAVÉS DE LA HISTORIA ....................................... 24 1.2.1 ORIGEN DE LA MEDICIÓN ........................................................ 24
2. RELACIÓN ENTRE LA MEDICIÓN Y LA EXPERIMENTACIÓN .................. 29 2.1 ENSEÑANZA DE LA MEDICIÓN .......................................................... 32
3. METODOLOGÍA ............................................................................................. 37 3.1 DESCRIPCIÓN DE LA POBLACIÓN .................................................... 37
3.2 PLANEACIÓN ....................................................................................... 39
3.3 DISEÑO DE LA ACTIVIDAD EXPLORATORIA .................................... 39 3.3.1 Organizando mis ideas ............................................................... 41 3.3.2 Midiendo como los primitivos ...................................................... 42
3.3.3 Pongámonos de acuerdo ............................................................ 43 3.4 DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD EXPLORATORIA ......................... 44 3.5 ANÁLISIS DE DATOS Y ESTABLECIMIENTO DEL NIVEL DE COMPETENCIA DE LOS ESTUDIANTES EN EL TEMA DE LA MEDICIÓN . 45 3.6 ELABORACIÓN DE LA GUÍA ............................................................... 46
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................................................... 47 4.1 RESULTADOS ETAPA 1 ORGANIZANDO MIS IDEAS ....................... 52
4.1.1 Elaboración de conceptos ........................................................... 54
4.1.2 Identificación de instrumentos ..................................................... 55 4.1.3 Identificación de magnitudes ....................................................... 56
4.2 RESULTADOS ETAPA 2: MIDIENDO COMO LOS PRIMITIVOS ........ 57 4.3 RESULTADOS ETAPA 3: PONGÁMONOS DE ACUERDO ................ 58
4.3.1 Medición de longitudes ............................................................... 61
4.3.2 Determinación de la masa de un líquido ..................................... 63 4.3.3 Determinación del volumen de un líquido ................................... 64
4.4 GUÍA PROPUESTA PARA LA ENSEÑANZA DE LA MEDICIÓN ......... 66
4.4.1 Fundamentos .............................................................................. 66
XVI Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración
experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
4.4.2 Estructura .................................................................................... 67 4.4.3 Metodología de trabajo ............................................................... 68
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................. 71 5.1 CONCLUSIONES ................................................................................. 71 5.2 RECOMENDACIONES ......................................................................... 73
A. Anexo: Formatos actividad exploratoria .................................................... 75
B. Anexo: Guía para la enseñanza de la medición ......................................... 79
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 87
Contenido XVII
LISTA DE FIGURAS
Pág. Figura 1-1: Pesas cúbicas del valle del Indo [19] ........................................... 25
Figura 1-2: Intihuatana (piedra sagrada) o reloj solar Inca [19] ....................... 25
Figura 1-3: Medidas utilizando partes del cuerpo [5] ....................................... 26
Figura 2-1: Medición de la circunferencia terrestre por Eratóstenes [17]......... 30
Figura 3-1: Etapa 1 de la actividad exploratoria experimental ......................... 41
Figura 3-2: Etapa 2 de la actividad exploratoria experimental ......................... 42
Figura 3-3: Etapa 3 de la actividad exploratoria experimental ......................... 43
Figura 4-1: Elementos utilizados para llevar a cabo la práctica experimental . 47
Figura 4-2: Distribución de los errores cometidos por los estudiantes en la
etapa 1 (Organizando mis ideas) al resolver los cuestionamientos planteados ... 50
Figura 4-3: Distribución de los errores cometidos por los estudiantes en la
etapa 3 (Pongámonos de acuerdo) ...................................................................... 51
Figura 4-4: Estudiantes realizando la etapa 1, organizando mis ideas. ........... 52
Figura 4-5: Distribución porcentual de los estudiantes que fallaron en cada
cuestionamiento de la etapa 1 (Organizando mis ideas) ...................................... 54
Figura 4-6: Respuesta de uno de los grupos de estudiantes ante la solicitud de
la definición del término “medir”. .......................................................................... 54
Figura 4-7: Distribución porcentual de las respuestas de los estudiantes ante la
pregunta de la etapa 1:¿Qué instrumentos de medida conoces? ........................ 55
Figura 4-8: Distribución porcentual de las respuestas de los estudiantes ante la
pregunta de la etapa 1:¿Qué magnitudes se le pueden medir a un cuerpo?. ...... 56
Figura 4-9: Estudiantes determinando el largo del tablero con una medida no
convencional a la que dieron el nombre de “abrazos”. ......................................... 57
Figura 4-10: Estudiantes realizando las actividades experimentales propuestas
en la etapa 3, pongámonos de acuerdo. .............................................................. 58
XVIII Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración
experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
Figura 4-11: Distribución porcentual de los estudiantes que cometieron cada tipo
de error en la determinación de las magnitudes propuestas ................................ 60
Figura 4-12: Estudiantes determinando su estatura usando una cinta métrica . 61
Figura 4-13: Distribución porcentual para cada aspecto evaluado de los
estudiantes que cometieron error en la determinación de la estatura .................. 61
Figura 4-14: Distribución porcentual para cada aspecto evaluado de los
estudiantes que cometieron error en la determinación del espesor de un cuerpo 62
Figura 4-15: Estudiantes realizando la lectura de una medida durante la
determinación de la masa de un líquido ............................................................... 63
Figura 4-16: Distribución porcentual para cada aspecto evaluado de los
estudiantes que cometieron error en la determinación de la masa de un líquido . 64
Figura 4-17: Distribución porcentual para cada aspecto evaluado de los
estudiantes que cometieron error en la determinación del volumen de un líquido65
Figura 4-18: Error cometido por los estudiantes al pretender determinar el
volumen de un líquido con un instrumento de medir longitud .............................. 65
Contenido XIX
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 2-1: Eventos más representativos en la historia de la medición [19] ....... 32
Tabla 2-2: Competencias relacionadas con el tema de la medición establecidas
por los Estándares Básicos de Competencias en Ciencias Naturales[11] ........... 34
Tabla 3-1: Ficha sociográfica Institución Educativa María Antonia Penagos ..... 38
Tabla 3-2: Etapas de la actividad exploratoria experimental ............................. 40
Tabla 3-3: Competencias trabajadas en la práctica experimental ..................... 45
Tabla 4-1: Porcentaje de error cometido por los estudiantes para cada tipo de
competencia durante la exploración experimental ............................................... 49
Tabla 4-2 Porcentaje de estudiantes que cometieron error en cada uno de los
cuestionamientos de la etapa 1: Organizando mis ideas ..................................... 53
Tabla 4-3: Resultados obtenidos en la etapa 3 Pongámonos de acuerdo ......... 59
1. INTRODUCCIÓN
A pesar de que el Ministerio de Educación Nacional presenta unos lineamientos o
estándares bajo los cuales debe impartirse la formación en Ciencias Naturales en
nuestro país, los docentes se ven enfrentados a tener que definir la forma en la
cual deben llevar a cabo su labor educativa con el fin de lograr que los
estudiantes alcancen las competencias definidas en los mismos, contando en la
mayoría de los casos, con una limitada cantidad de recursos.
Se considera entonces que estas dificultades en lugar de ser una excusa, deben
convertirse en una motivación adicional que permita a los docentes desarrollar
metodologías que estén a su alcance y se adapten a las necesidades de los
estudiantes permitiéndoles el logro de los objetivos establecidos, como se trata de
demostrar con el presente trabajo, desarrollado con estudiantes de secundaria de
la Institución Educativa María Antonia Penagos de la ciudad de Palmira, la cual es
una institución de carácter oficial, de tipo mixto y que alberga en su mayoría
estudiantes pertenecientes a los estratos 1 y 2.
En consecuencia se plantea el interrogante, ¿será posible establecer una
metodología para la enseñanza del tema de la medición, que permita a los
estudiantes alcanzar los estándares básicos de competencias en Ciencias
Naturales, a partir de un diagnóstico de competencias realizado con prácticas
experimentales, donde se utilicen elementos de uso cotidiano de fácil
consecución y bajo costo?.
Teniendo en cuenta, que el tema de la Medición, es uno de los temas que
presenta un buen número de competencias, asociadas a los estándares de
ciencias naturales planteados por el Ministerio de Educación Nacional para
22 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
diferentes grados de educación primaria, secundaria básica y media vocacional, y
dada su importancia en la vida diaria, se ha seleccionado como objeto de estudio,
considerando que el método aplicado puede extenderse para el tratamiento de
cualquier temática relacionada con las ciencias naturales.
Este trabajo plantea una propuesta para abordar los contenidos relacionados con
la medición, realizando un diagnóstico a partir de la exploración experimental con
elementos de uso cotidiano, de fácil consecución y bajo costo, de modo que se
oriente de manera adecuada a los estudiantes, teniendo en cuenta los
conocimientos previos o nivel de competencia que poseen, evitando repetir lo que
ya han aprendido y concentrándose en las falencias o debilidades que puedan
tener.
La exploración experimental, además de proporcionar información al docente,
también servirá para contextualizar al estudiante y despertar su interés por el
tema a medida que se enfrenta con situaciones muy similares a las que se le
pueden presentar en la vida real, el cual, es uno de los principales objetivos del
Ministerio de Educación Nacional al momento de establecer los estándares.
En el caso específico del tema de la medición, durante la exploración
experimental, el estudiante se cuestionará viviendo situaciones similares a las del
hombre primitivo, lo que despertará su interés por el tema, haciendo que
desarrolle su creatividad y ponga en práctica experiencias o conocimientos
adquiridos previamente de un modo divertido. ¿Cómo medía el hombre primitivo?
¿Qué haríamos si no existieran en la actualidad los instrumentos de medición?,
temas en los que constantemente están inmersos cuando miden su estatura, el
tiempo que dura cada clase, etc.
Capítulo 1 23
Finalmente, a partir del diagnóstico realizado, se propone una guía de trabajo
para desarrollar el tema de la medición, la cual está elaborada a la medida de sus
necesidades. La guía propone la realización de prácticas con elementos de uso
cotidiano y los orienta de un modo adecuado para alcanzar las competencias
básicas requeridas por los Estándares de Ciencias Naturales del Ministerio de
Educación Nacional.
1.1 ¿CÓMO ENSEÑAR CIENCIAS NATURALES?
Siempre que se habla de competencias, tema muy de moda en la actualidad, se
está hablando del “saber hacer”, lo que resulta muy familiar en el caso de la
enseñanza de las Ciencias Naturales, donde normalmente asociamos ese “saber
hacer” con la experimentación.
La dificultad que siempre se presenta en este caso dentro del ámbito docente es
cómo enseñar ese saber hacer a través de la experimentación si las instituciones
carecen de laboratorios, materiales y recursos que se puedan invertir en este
aspecto, dejando esta problemática a los docentes, quienes se deben ingeniar la
manera de resolverlo y obtener los resultados exigidos, los cuales en cierto modo
se medirán cuando los estudiantes presenten unas pruebas de estado que si los
evalúan en este sentido.
Una situación similar es la que se vive en la Institución Educativa María Antonia
Penagos de la ciudad de Palmira la cual es de carácter oficial y mixto, con
estudiantes pertenecientes en su mayoría a los estratos 1 y 2, a raíz de lo cual se
ha planteado para el siguiente trabajo el interrogante:
¿Será posible diseñar una guía para la enseñanza del tema de la medición que
permita a los estudiantes alcanzar los estándares básicos de competencias en
Ciencias Naturales requeridos por el Ministerio de Educación Nacional a partir de
un diagnóstico de competencias realizado con prácticas experimentales donde se
utilicen elementos de uso cotidiano de fácil consecución y bajo costo?
24 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
1.2 LA MEDICIÓN A TRAVÉS DE LA HISTORIA
Dentro de las ciencias naturales resulta vital la enseñanza del tema de la
medición, pues junto con la experimentación se convirtió en la principal
herramienta que le ha permitido al hombre evolucionar y hacer grandes
descubrimientos.
Surgiendo en un inicio como un mecanismo necesario para realizar intercambios
comerciales, la medición le ha permitido al hombre conocer el universo que lo
rodea, partiendo desde el conocimiento de las distancias cósmicas a través de la
determinación de la velocidad de la luz, pasando por la medición de la
circunferencia terrestre, las grandes fosas oceánicas y la montaña más alta de la
tierra, hasta llegar finalmente a desentrañar la mínima composición de la materia,
a través de la célula, el átomo, los electrones, los neutrones, los neutrinos, los
quarks y en la actualidad el bosón de Higgs, llamado por su importancia, la
partícula de Dios.
1.2.1 ORIGEN DE LA MEDICIÓN
En la historia de la metrología se pueden considerar tres períodos:
El período antiguo, en el cual se originaron los viejos patrones clásicos,
que comienza hacia el año 5000 a.C. cuando el hombre utilizó su propio
cuerpo para realizar medidas llamadas antropomórficas, y que terminó
hacia el siglo III con la decadencia del Imperio Romano.
El período medieval que se extendió hasta el siglo XVI, durante el cual se
perdieron los antiguos patrones pero se conservaron sus nombres y las
naciones europeas adoptaron diversos patrones independientes.
El período moderno, que se extiende desde el siglo XVI hasta la
actualidad, durante el cual las naciones más avanzadas se han orientado
hacia la exactitud y la simplicidad científica para lograr la uniformidad
internacional [13].
Capítulo 1 25
Al revisar la aparición de los sistemas de medición se encuentra que el sistema
más antiguo consiste en una serie de pesas de piedra estandarizadas de la
civilización del valle del Indo, que datan del 2500 A.C. y que se observan en la
Figura 1-1, y aunque puede resultar sorprendente que aparezca un sistema de
peso antes que la longitud, el área o el volumen, debe tenerse en cuenta que el
peso es la más importante de todas las medidas cuando se compra o vende
comida, o metales preciosos como el oro y la plata [19] .
Figura 1-1: Pesas cúbicas del valle del Indo [19]
Cuando el hombre primitivo tuvo la necesidad de tener referencias que le
permitieran determinar lapsos menores a los transcurridos entre la salida del sol o
la luna, sus observaciones le permitieron efectuar mediciones más cortas
basándose en las sombras proyectadas por las rocas, una de cuyas aplicaciones
se observa en el reloj Inca de la Figura 1-2.
Figura 1-2: Intihuatana (piedra sagrada) o reloj solar Inca [19]
Por otra parte, para medir distancias, recurría a su cuerpo. Así, en el Egipto
antiguo, hacia el año 3000 A.C. se comenzó a emplear como unidad de medida el
26 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
codo que era la longitud desde el extremo del brazo hasta las puntas de los
dedos estirados como se observa en la Figura 1-3.
Figura 1-3: Medidas utilizando partes del cuerpo [5]
Los egipcios también usaban la brazada, cuya longitud equivalía a las
dimensiones de un hombre con los brazos extendidos.
Los intercambios comerciales y culturales entre Grecia y su entorno hacen que el
sistema de medidas egipcio influya en el adoptado por los griegos. La unidad
fundamental de longitud del sistema griego es el dedo, a su vez 16 dedos
equivalían a un pie, y en coincidencia con las medidas egipcias, 24 dedos
equivalían a un codo olímpico.
Corría el año 1101 cuando el rey Enrique I de Inglaterra tomó una decisión
histórica. Estiró el brazo y permitió que un monje colocara una vara desde su
nariz hasta su dedo pulgar, estableciéndose de este modo el primer patrón de
medida.
Los ingleses usaban como patrón de longitud el pie de su rey. Los romanos, el
paso y la milla, equivalente a mil pasos. Para ellos un paso era igual a dos de los
actuales, pues cada uno valía el doble. También se utilizaron otras partes del
cuerpo humano: el palmo o la cuarta era la distancia entre el extremo del dedo
Capítulo 1 27
pulgar y el meñique teniendo la mano abierta. Es fácil imaginar el desconcierto
reinante en esos tiempos para el comercio entre los pueblos.
Cuando Roma se integró en un imperio trató de poner orden a la diversidad de
unidades, por lo que estableció la libra como unidad de peso y el pie como unidad
de longitud: para ello modeló un cuerpo representativo del peso de una libra
patrón y una barra de bronce con la longitud equivalente al pie.
Las unidades romanas se mantienen a lo largo del tiempo pero con variaciones
locales, de forma que la misma unidad podía cambiar de valor numérico de una
región a otra. Pero a pesar de contar con esta variación de gama de unidades de
una misma magnitud, nuestros antepasados no pensaban que ello fuera un
auténtico problema, porque fundamentalmente se viajaba poco y no había mucha
necesidad de buscar las relaciones entre diversos sistemas de medida.
A la caída del Imperio Romano, surgió de nuevo la anarquía de las unidades de
medida. El aumento del comercio y de las relaciones económicas entre los
países hace urgente buscar en el siglo XVII un sistema de medidas que sirviera
en el mundo entero y es así como en 1790 cuando la Asamblea Constituyente de
Francia, por medio de la Academia de Ciencia en París, extendió una invitación a
los países con el objetivo de unificar los sistemas de pesas y medidas y nace,
dentro del fragor de la Revolución Francesa, el metro como unidad de longitud.
Posteriormente se definen patrones de masa y tiempo [4].
Hacia el año de 1960 durante la Decimoprimera Conferencia General de Pesas y
Medidas, se creó el Sistema Internacional de Unidades (SI), el cual se compone
de 7 unidades básicas: el metro, unidad de medida de longitud, el cual se
representa con el símbolo m; el kilogramo, unidad de medida de masa, el cual se
representa con el símbolo Kg; el segundo, unidad de medida de tiempo, el cual se
representa con el símbolo s; el amperio, unidad de medida de corriente eléctrica,
el cual se representa con el símbolo A; el Kelvin, unidad de medida de
temperatura, el cual se representa con el símbolo K; el mol, unidad de medida de
la cantidad de sustancia, el cual se representa con el símbolo mol; la candela,
28 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
unidad de medida de la intensidad luminosa, la cual se representa con el símbolo
cd [12].
2. RELACIÓN ENTRE LA MEDICIÓN Y LA EXPERIMENTACIÓN
La medición en Ciencias es una actividad importante dentro de la
experimentación, pues a través de ella es posible interpretar los fenómenos que
acontecen en el mundo natural [8].
Desde sus orígenes el hombre siempre se ha interesado por conocer el mundo
que le rodea, utilizando en un principio como mecanismo de aprendizaje la
observación, posteriormente durante la época filosófica la experimentación mental
y durante una etapa más evolucionada la integración de ellas a través de la
experimentación, lo cual lo ha llevado a tener grandes logros relacionados con el
desarrollo científico.
A pesar de lo complejos que pueden llegar a ser estos descubrimientos, lo que
resulta interesante es el hecho de que muchos de ellos pueden ser reproducidos
de una manera muy sencilla a partir de elementos que se encuentran en nuestro
medio, y utilizados como mecanismo para la enseñanza de las Ciencias
Naturales, contextualizando y motivando a los estudiantes.
A medida que el hombre primitivo iba conociendo el mundo que lo rodeaba se
despertaba un gran interés por reproducir aquellos fenómenos de la naturaleza
que podían mejorar sus condiciones de vida, como por ejemplo el caso del fuego
producido a partir de descargas eléctricas o rayos, el cual le permitía obtener luz,
calor o ahuyentar a los animales salvajes.
Son los griegos los primeros que comienzan a realizar un proceso de análisis
mental con el fin de entender el por qué de las cosas y es entonces cuando se ve
30 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
la necesidad de realizar sencillos pero contundentes experimentos a partir de los
cuales se encontraron las explicaciones físicas de nuestra cotidianidad, aunque
debido a que se fundamentaban solo en un análisis cualitativo en muchos casos
se cometían errores como los planteados por Aristóteles respecto a la caída libre
cuando decía que: “Un cuerpo en caída libre recorre una distancia en tiempo
inversamente proporcional a su peso. Así, si su peso se duplica, el cuerpo
invertirá la mitad del tiempo, para una distancia dada” [20]. Teoría que solo pudo
ser refutada más adelante por Galileo Galilei gracias a la aplicación de la
experimentación y la medición.
Una de las aplicaciones más asombrosas de la medición en la historia es la
medición de la circunferencia terrestre realizada por Eratóstenes, pensador
griego nacido en el año 276 a.C., la cual puede resultar en un experimento
fácilmente reproducible para la enseñanza de las Ciencias Naturales.
Figura 2-1: Medición de la circunferencia terrestre por Eratóstenes [17]
Según la tradición usó un pozo en la lejana ciudad de Siena y un obelisco en la
biblioteca de Alejandría. El día en que el sol brillaba directamente dentro del pozo
sin proyectar ninguna sombra en sus paredes Eratóstenes midió en Alejandría el
ángulo creado por el obelisco y su sombra. Como ambos lugares se encuentran
casi en el mismo meridiano de longitud el ángulo mide la diferencia de latitud
Capítulo 2 31
entre Siena y Alejandría, y por simple geometría el ángulo descrito en el centro de
la tierra por el pozo y Alejandría es igual al ángulo de la sombra.
Teniendo en cuenta que el ángulo era de 7,2° y que la distancia entre Alejandría y
Siena era de unos 5000 estadios (medidos con pasos), unidad de longitud griega,
que tomaba como patrón la longitud del estadio de Olimpia, la circunferencia de la
tierra podía ser calculada multiplicando 5000 por la razón 360:7,2, dando una
circunferencia de 250000 estadios, que al convertirlos serían equivalentes a uno
39690 km, un valor muy aproximado para la circunferencia ecuatorial de la tierra
considerando que el valor aceptado es de 40075 km.
Con Galileo Galilei (1564 - 1642) la medición y la ciencia comienzan su evolución
en paralelo. Galileo fue el primero en percatarse de que las cosas tenían
propiedades medibles y propiedades no medibles. Él mismo identificó las
propiedades medibles como magnitudes, momento que puede ser considerado
como el inicio de la metrología tal y como la entendemos ahora. Galileo decía que
su propósito era "contar lo que se puede contar, medir lo que se puede medir y, lo
que no se puede medir, hacerlo medible" [6].
Galileo inicia sus trabajos relacionados con el péndulo a partir de la experiencia
que vivió mientras se encontraba escuchando misa, al observar que una de las
lámparas que se mecía sobre el techo se demoraba el mismo tiempo en ir y venir
sin importar la distancia que la separaba del punto de equilibrio, tiempo que fue
medido al contar sus pulsaciones colocando un dedo sobre su garganta, trabajo
que fue utilizado más adelante para la construcción del reloj de péndulo que se
usa en la actualidad.
A partir de este momento la medición y la experimentación serán prácticamente
inseparables, y juntas, llevarán al hombre a realizar los grandes descubrimientos
que han impulsado el desarrollo de la ciencia hasta nuestros tiempos (Tabla 2-1),
valiéndose para ello de las situaciones o elementos que tiene a su alcance sin
importar lo sencillos o básicos que parezcan.
32 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
Tabla 2-1: Eventos más representativos en la historia de la medición [19]
Fecha Evento
Siglo III a.C Medida de la circunferencia terrestre
1215 La Carta Magna requiere uniformidad en los pesos y medidas de Inglaterra
1676 Medición de la velocidad de la luz
Década de 1720 Invención del termómetro de mercurio y la escala Fahrenheit
1742 Introducción de la escala Celsius
1791 Aprobación en Francia del estándar de medida basado en el meridiano
1801 Imposición del sistema métrico en toda Francia
1830-1840 Medición de los fenómenos eléctricos y magnéticos
1859 Medición de los espectros de emisión y absorción
1875 17 países firman la Convención del Metro en París; establecimiento de la
Oficina Internacional de Pesas y Medidas
Década de 1880 Invención del sismógrafo. Medición de las ondas electromagnéticas.
1884 Establecimiento del Tiempo Medio de Greenwich (GTM) y de los husos
horarios.
1911 Medición de la estructura nuclear.
1923 Introducción de la escala de decibelios
1929 Medida de la expansión del universo
1935 Introducción de la escala sísmica de Richter
1960 Introducción del Sistema Internacional (SI)
Década de 1970 Invención del Sistema de Posicionamiento Global (GPS)
Década de 1980 Invención de la resonancia magnética nuclear (RMN)
2007 Inauguración del Gran Colisionador de Hadrones (acelerador de partículas)
2.1 ENSEÑANZA DE LA MEDICIÓN
A pesar de que son muchos los modelos de enseñanza que se han utilizado a
través del tiempo para impartir las diversas formas de conocimiento y en
particular el relacionado con las ciencias naturales, las diferentes investigaciones
han demostrado que el modelo constructivista, y dentro del mismo la metodología
del aprendizaje significativo, es una de las que ha brindado mejores resultados,
teniendo en cuenta que bajo este modelo el conocimiento adquirido por el
estudiante debe ser elaborado a partir de las interacciones del mismo con su
entorno, con los demás y con los conocimientos internos que tenía y/o externos a
los cuales acceda a través de un proceso debidamente orientado por un docente,
que lo motive o despierte su interés [2].
Capítulo 2 33
Algunas estrategias de enseñanza acogen aspectos que se han integrado para
llevar a cabo el trabajo propuesto, tales como en el curso de física desarrollado
en la Universidad de Harvard [3] donde se retoman aspectos históricos que han
sido significativos para la física y se usan como motivación para los estudiantes
obteniendo una respuesta muy positiva ya que permite acercar los temas a la
realidad o contexto de los estudiantes evitando que los vean como algo
complicado o de poca aplicación.
Otro trabajo importante lo representa el Taller de Ciencias para niños de la
Universidad de Costa Rica [1] donde se ha dado una nueva visión para la
enseñanza de la física a través de actividades experimentales que tienen un
carácter recreativo haciendo que resulten atractivas para los estudiantes.
Otros estudios como el llevado a cabo en Colombia por la Universidad EAFIT,
muestra la factibilidad de los experimentos en el aula de la clase para la
enseñanza de la física [16], a partir de experiencias sencillas que requieren de
muy pocos materiales y permiten brindar mayor claridad y aplicación de los temas
visto.
Lo novedoso de la propuesta que se realiza en este caso para la enseñanza de la
medición lo conforma el hecho de que se integran los trabajos anteriores
elaborando una guía que tiene en cuenta el contexto histórico, posteriormente
propone actividades experimentales y se usan elementos de uso cotidiano de fácil
consecución y bajo costo.
En Colombia los lineamientos bajo los cuales el docente debe realizar su trabajo
se encuentran establecidos en el documento de “Estándares Básicos de
Competencias en Ciencias Naturales y Ciencias Sociales” [11] emitido por el
Ministerio de Educación Nacional, y cuyo objetivo es hacer que los estudiantes
adquieran conocimientos que se vean reflejados en competencias que le permitan
enfrentar las diversas situaciones que se puedan presentar en su vida diaria
(Tabla 2-2).
34 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
Tabla 2-2: Competencias relacionadas con el tema de la medición establecidas por los Estándares Básicos de Competencias en Ciencias Naturales[11]
Grados
Competencias
Me aproximo al conocimiento como científico natural
Entorno físico
Primero a Quinto
Realizo mediciones con instrumentos convencionales (balanza, báscula, cronómetro, termómetro...) y no convencionales (paso, cuarta, pie, braza, vaso...).
Establezco relaciones entre magnitudes y unidades de medida apropiadas.
Sexto a séptimo
Realizo mediciones con instrumentos y equipos adecuados a las características y magnitudes de los objetos y las expreso en las unidades correspondientes.
Comparo masa, peso y densidad de diferentes materiales mediante experimentos.
Octavo a noveno
Realizo mediciones con instrumentos adecuados a las características y magnitudes de los objetos de estudio y las expreso en las unidades correspondientes.
Comparo masa, peso, cantidad de sustancia y densidad de diferentes materiales.
Décimo a undécimo Realizo mediciones con instrumentos y equipos adecuados.
Aunque los docentes son libres de establecer la didáctica que emplearán para
lograr estos objetivos, hay que tener en cuenta que existen otros factores que se
deben considerar al momento de plantearla tales como son el contexto, los
recursos y el interés de los estudiantes, los que representan una de las mayores
dificultades a las cuales deben enfrentarse, sumados en algunos casos, al
desconocimiento del nivel de competencia que alcanzaron los estudiantes en el
grado anterior o los conocimientos previos que traen al respecto.
En este sentido puede pensarse en la utilidad de la experimentación dentro del
aprendizaje significativo, resaltando que todo trabajo no debe estar centrado en la
actividad experimental, pues podría caerse en el error de hacerles pensar que la
ciencia solo se fundamenta en razonamientos inductivos basados en el empirismo
[14], pero esta si puede ser utilizada como una herramienta exploratoria que
permita identificar la competencia de los estudiantes respecto a un determinado
tema o sus conocimientos previos, lo que en si mismo, constituye un enfoque
alternativo para la enseñanza de las ciencias [7].
Capítulo 2 35
Al elegir como alternativa la experimentación debe considerarse una forma simple
de llevarla a cabo utilizando, en cuanto sea posible, elementos que se consigan
fácilmente o que sean de bajo costo, teniendo en cuenta los limitados recursos
con los cuales se cuenta en las instituciones de nuestro país, lo cual resulta
verdaderamente factible cuando se observan los grandes descubrimientos que se
han realizado en la historia a partir de sencillos elementos o los casos como el
que se llevó a cabo en la sede del Atlántico de la Universidad de Costa Rica.
El proyecto didáctico-recreativo denominado “Taller de Ciencias para Niños de
Segundo Ciclo” que se viene desarrollando desde el año de 1997, ha permitido
lograr el acercamiento de los niños y de las niñas a un sistema diferente de
enseñanza de las ciencias naturales, a través de un método más atrayente y
efectivo, basado en la experimentación [1].
No debe perderse de vista que una buena parte del éxito dentro del proceso de
enseñanza está representado por el interés que logre despertarse en los
estudiantes, para lo cual, además de la experimentación, que en sí misma
representa un atractivo, también se puede aprovechar el contexto histórico en el
cual se fueron desarrollando cada uno de los temas, así, el solo hecho de darle a
conocer al estudiante que alguna vez las manos o los pies fueron los únicos
elementos de medición con los cuales se contaba y que eran usados por los
egipcios, puede ser suficiente para captar su atención y lograr un exitoso
desarrollo del tema, integrando el conocimiento técnico con su mismo impacto
social [3].
3. METODOLOGÍA
A partir de la problemática planteada en cuanto a si ¿será posible diseñar una
guía para la enseñanza del tema de la medición que permita a los estudiantes
alcanzar los estándares básicos de competencias en Ciencias Naturales
requeridos por el Ministerio de Educación Nacional a partir de un diagnóstico de
competencias realizado con prácticas experimentales donde se utilicen elementos
de uso cotidiano de fácil consecución y bajo costo? se propone la realización de
un trabajo siguiendo la metodología de estudio de caso, mediante el cual se
analice la problemática que presentan los estudiantes de la Institución Educativa
María Antonia Penagos en cuanto al desarrollo de sus competencias relacionadas
con el tema de la medición.
A lo largo del trabajo, los estudiantes serán expuestos a diferentes situaciones
cotidianas, en las cuales deberán hacer uso de las competencias que poseen en
cuanto al tema de la medición, con el fin de resolver los problemas planteados. A
partir de las observaciones realizadas se diagnosticará el nivel de competencia
que poseen y se elaborará una guía para la enseñanza del tema de la medición
con el fin de superar las deficiencias detectadas.
3.1 DESCRIPCIÓN DE LA POBLACIÓN
La Institución Educativa María Antonia Penagos se encuentra ubicada en la
comuna 7 de la ciudad de Palmira y cuenta con los niveles de educación
preescolar, básica secundaria y media vocacional. La Institución Educativa
cuenta con cuatro sedes: sede Central y sede Penaguitos ubicadas en el barrio
chapinero, sede Francisco de Paula Santander ubicada en las delicias, uno de los
38 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
sectores más vulnerables de la ciudad, y sede Susana López de Valencia ubicada
en el barrio sesquicentenario (Tabla 3-1).
Tabla 3-1: Ficha sociográfica Institución Educativa María Antonia Penagos
INSTITUCIÓN EDUCATIVA MARÍA ANTONIA PENAGOS
Ubicación Comuna 7 Palmira, Valle del Cauca
Carácter Mixto Oficial
Clase Urbana Académica
Calendario A
Estrato de la población atendida
1,2 y 3 En su mayoría 1 y 2
Sedes
Penaguitos María Antonia Penagos Susana López de Valencia Francisco de Paula Santander
Preescolar y Primero Primaria Básica secundaria y media vocacional Primaria
Jornadas 2 Mañana y tarde
Grupos por jornada 28 en la mañana 20 en la tarde
Distribuidos en las diferentes sedes
Estudiantes matriculados
1952 Al inicio del año lectivo
Directivos docentes 4 Rector y 3 Coordinadores
Docentes 55 Distribuidos en las diferentes sedes
Personal Administrativo y de vigilancia
6 Distribuidos en las diferentes sedes
La institución brinda el título de bachiller técnico y en la actualidad se encuentra
en un proceso de articulación con el Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA)
con el fin de implementar la especialidad de Técnicos Ambientales.
Además de que la población estudiantil presenta dificultades de carácter
económico al pertenecer en su mayoría a los estratos 1 y 2 también se presenta
la problemática de que sus hogares son disfuncionales, donde un alto porcentaje
tienen a la madre como cabeza de hogar.
La institución tiene algunas ventajas como la promoción de las TIC dentro de sus
procesos formativos pero también tiene limitantes en el sentido de que no cuenta
con laboratorios de ciencias naturales ni los espacios físicos o recursos
suficientes para pensar en hacerlo en un futuro.
A pesar de las dificultades planteadas, cabe resaltar que la institución se destaca
por contar con un personal directivo y docente que siempre está dispuesto a
actualizar sus conocimientos a través de diferentes procesos de formación
Capítulo 3 39
académica, lo que ha hecho posible que a través de sus propuestas se haya
logrado mantener a los estudiantes durante los últimos seis años en un
desempeño superior en las pruebas de estado ahora llamadas saber 11.
Es precisamente con el fin de contribuir a este proceso formativo que se plantea
el presente trabajo, el cual fue realizado con los 80 estudiantes de grado décimo
pertenecientes a la sede Susana López de Valencia, los cuales se subdividieron
en grupos de 4 y 5 integrantes y se trabajaron en dos sesiones independientes
(grado 10-1 y grado 10-2), cada una con una duración de 2 horas.
3.2 PLANEACIÓN
Una vez realizada la respectiva revisión bibliográfica relacionada con la historia
de la medición, relación de la medición y la experimentación y las didácticas para
la enseñanza de las ciencias, se planteó la ejecución del trabajo mediante el
desarrollo de las siguientes actividades principales:
Diseño de la actividad exploratoria.
Desarrollo de la actividad exploratoria.
Diagnóstico del nivel de competencia de los estudiantes.
Análisis de resultados.
Diseño de una guía para la enseñanza de la medición.
3.3 DISEÑO DE LA ACTIVIDAD EXPLORATORIA
A partir de la consulta bibliográfica realizada se confirmó que la mejor forma de
realizar un diagnóstico sobre el nivel de competencia de los estudiantes en
cuanto al tema de la medición era mediante la utilización de una actividad de
exploración experimental teniendo en cuenta que a través de ella se puede
evidenciar de manera más clara su competencia o “saber hacer”.
La selección de los elementos a utilizar durante la actividad se realizó teniendo en
cuenta que estos deberían ser de uso cotidiano o que se pudieran conseguir
40 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
fácilmente siguiendo el principio de que muchos de los grandes descubrimientos
de la humanidad se han llevado a cabo a partir de cosas muy simples, lo cual
resulta acorde con las limitantes que se presentan en las instituciones educativas.
En el diseño de la actividad también se consideró que pudiera ser llevada a cabo
en su mayor parte dentro de la misma aula y en los corredores externos, debido a
la limitante de espacio con la cual se cuenta.
Para la orientación de la actividad exploratoria, se elaboró un cuestionario con
tres etapas básicas, cada una de las cuales tiene un objetivo específico y se
identificó con un nombre que fuera llamativo para los estudiantes: Organizando
mis ideas, midiendo como los primitivos y pongámonos de acuerdo (Tabla 3-2).
Tabla 3-2: Etapas de la actividad exploratoria experimental
Etapa Competencia Tipo Descripción
1. Organizando
mis ideas
Establezco relaciones entre
magnitudes y unidades de medida
apropiadas.
Argumentativas
Articula
conceptos
relacionados con
la medición,
presenta
ejemplos de
magnitudes e
instrumentos de
medición, expone
sus ideas
respecto a la
importancia de la
medición.
2. Midiendo
como los
primitivos
Realizo mediciones con instrumentos
no convencionales (paso, cuarta, pie,
braza, vaso...). Interpretativas
Comprende e
interpreta la
situación que se
plantea y
propone posibles
soluciones
3. Pongámonos
de acuerdo
Realizo mediciones con instrumentos
convencionales (balanza, báscula,
cronómetro, termómetro...).
Realizo mediciones con instrumentos y
equipos adecuados a las
características y magnitudes de los
objetos y las expreso en las unidades
correspondientes.
Propositivas
Propone
hipótesis para
solucionar el
problema que se
le plantea y
procede a
solucionarlo
Capítulo 3 41
3.3.1 Organizando mis ideas
El objetivo de esta etapa es identificar los conocimientos previos del estudiante y
su competencia argumentativa a través de una serie de preguntas abiertas que se
pueden observar en la Figura 3-1.
ORGANIZANDO MIS IDEAS
1. ¿Qué es medir?
2. ¿Qué instrumentos de medida conoces? Menciona por lo menos 5
3. ¿Qué magnitudes se le pueden medir a un cuerpo?
4. ¿Cómo crees que se medía en la antigüedad cuando no habían instrumentos?
Menciona algunos ejemplos
5. ¿Por qué crees que el hombre inventó los instrumentos de medida?
6. ¿Qué instrumentos crees que podrías utilizar para determinar cada una de las
siguientes magnitudes?
La masa de tu cuaderno:
El largo de tu lápiz:
El volumen de una gaseosa:
Figura 3-1: Etapa 1 de la actividad exploratoria experimental
Estas preguntas se plantean teniendo en cuenta que los estudiantes con los
cuales se está desarrollando el trabajo pertenecen a los grados décimo y que
según lo especifican los estándares ya deben manejar como mínimo estos
conceptos.
A partir de aquí se identificará si los estudiantes tienen claros los conceptos de
medición, instrumento y magnitud y si pueden seleccionar el instrumento
adecuado de acuerdo a la magnitud que desean medir.
42 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
3.3.2 Midiendo como los primitivos
El objetivo de esta etapa es hacer que el estudiante recuerde el origen del
concepto de medición a partir de una situación histórica y de una manera
divertida, poniendo en evidencia principalmente sus competencias interpretativas,
al comprender la situación que se le plantea y tomar una posición al respecto
como se describe en la Figura 3-2.
MIDIENDO COMO LOS PRIMITIVOS
Sin utilizar ningún tipo de instrumento, solo el cuerpo, cada integrante debe:
a) Medir el largo y el ancho del tablero
Integrante Largo Ancho
1
2
3
4
5
¿Cómo lo hicieron?
¿Qué unidad de medida utilizaron?
¿Dieron igual todas las medidas?
¿Por qué? b) Medir el largo y el ancho de tu salón
Integrante Largo Ancho
1
2
3
4
5
¿Cómo lo hicieron?
¿Qué unidad de medida utilizaron?
¿Dieron igual todas las medidas?
¿Por qué?
Figura 3-2: Etapa 2 de la actividad exploratoria experimental
De acuerdo a los estándares de competencias en Ciencias Naturales, al culminar
el nivel de primaria los estudiantes deben haber superado la competencia que se
refiere a “Realizo mediciones con instrumentos convencionales (balanza, báscula,
Capítulo 3 43
cronómetro, termómetro...) y no convencionales (paso, cuarta, pie, braza,
vaso...)”.
3.3.3 Pongámonos de acuerdo
En esta etapa se pretende establecer, la capacidad que tiene el estudiante, para
seleccionar el tipo de instrumento adecuado a la medida que debe determinar,
ejercicio que permite evidenciar principalmente sus competencias propositivas.
Una vez comprendida la situación, el estudiante toma una decisión y la confronta
con la de sus compañeros, decidiendo en equipo la mejor alternativa de acuerdo
a la argumentación de cada uno. Se espera, que el estudiante registre de manera
adecuada los datos, colocando las unidades de acuerdo a la magnitud
determinada y al instrumento seleccionado como se observa en la Figura 3-3.
PONGÁMONOS DE ACUERDO
Encuentra en cada caso la medida solicitada indicando qué instrumento utilizaste y por qué lo consideraste el más adecuado:
Medida Resultado Unidades ¿Qué instrumento usaste? ¿Por qué?
a) Estatura de todos los integrantes del grupo:
b) La masa de 100 ml de agua
c) El volumen que ocupa el líquido que se encuentra en una botella de refresco
d) El largo de un palillo
e) El espesor de una moneda
Figura 3-3: Etapa 3 de la actividad exploratoria experimental
44 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
El diseño de esta actividad se fundamenta en que a partir del grado sexto y a lo
largo de la educación secundaria el estudiante debe haber desarrollado la
competencia que se refiere a “Realizo mediciones con instrumentos adecuados a
las características y magnitudes de los objetos de estudio y las expreso en las
unidades correspondientes”.
3.4 DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD EXPLORATORIA
La actividad de exploración experimental se realizó de manera independiente
para cada uno de los grados décimo. Dentro de cada grado los estudiantes se
subdividieron en grupos de 5 integrantes.
Inicialmente se le solicitó a cada grupo que resolviera el cuestionario
“organizando mis ideas”, teniendo en cuenta solamente sus conocimientos
previos y sin realizar ningún tipo de consulta adicional.
Una vez terminado el primer cuestionario los estudiantes pasaron a resolver la
parte “midiendo como los primitivos”, para lo cual tenían plena libertad de
desplazarse por el aula de clase.
En la última etapa, se pidió a los estudiantes que realizaran la tercera parte del
cuestionario, “pongámonos de acuerdo”, para lo cual, tenían a disposición sobre
una mesa, diferentes instrumentos de uso cotidiano, entre los cuales tendrían que
ir seleccionando el más adecuado de acuerdo al tipo de medición que deseaban
realizar:
Balanza de cocina
Reglilla
Metro para uso en modistería
Flexómetro (3 m)
Recipiente plástico graduado
Mientras se llevaba a cabo el desarrollo de las actividades, se realizó un registro
de los comportamientos, actitudes, dificultades y errores que los estudiantes
Capítulo 3 45
pudieran cometer y a través de los cuales se pudieran evidenciar sus
competencias respecto al tema de la medición.
3.5 ANÁLISIS DE DATOS Y ESTABLECIMIENTO DEL NIVEL DE
COMPETENCIA DE LOS ESTUDIANTES EN EL TEMA DE LA MEDICIÓN
A partir de las observaciones realizadas, durante el desarrollo de la actividad
exploratoria experimental, se evidenció el nivel de los estudiantes respecto a sus
competencias interpretativas, argumentativas y propositivas, de acuerdo a los
parámetros establecidos en la tabla 3-3, permitiendo identificar sus aciertos y
dificultades.
Tabla 3-3: Competencias trabajadas en la práctica experimental
Etapa Competencia Tipo
1. Organizando mis ideas
Articula conceptos relacionados
con la medición, presenta
ejemplos de instrumentos de
medición, expone sus ideas
respecto a la importancia de la
medición.
Argumentativas
2. Midiendo como los primitivos
Comprende la situación que se
plantea y establece posibles
soluciones.
Interpretativas
3. Pongámonos de acuerdo
Propone hipótesis para resolver
el problema que se le plantea y
procede a solucionarlo.
Propositivas
Para asignar un valor cuantitativo a cada una de las competencias los resultados
obtenidos en las prácticas experimentales fueron analizados mediante la
herramienta del paquete estadístico Excel denominada “Estadística descriptiva”.
46 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
3.6 ELABORACIÓN DE LA GUÍA
A partir de los resultados obtenidos en la práctica experimental se elaboró una
guía para la enseñanza de la medición, la cual se convierte en una propuesta a
partir de la cual se espera que durante una formación futura, los estudiantes de la
institución educativa puedan superar las falencias observadas, debido a que está
diseñada a la medida de sus necesidades.
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Durante la actividad exploratoria inicialmente los estudiantes conformaron a libre
criterio grupos de trabajo mixtos, entre 4 y 5 integrantes, para dar comienzo a la
primera etapa(Organizando mis ideas), en la cual procedieron a contestar de
manera grupal las preguntas, pero al culminar el cuestionario se mostraron
tímidos y dudosos sobre lo que deberían hacer a continuación en la segunda
etapa (Midiendo como los primitivos),manifestando que tendrían que pararse de
sus puestos para realizar esta labor, a lo cual se les contestó de manera
afirmativa, incentivándolos a hacerlo e indicándoles que incluso para la tercera
etapa (Pongámonos de acuerdo) , tendrían que salir del salón ya que en la parte
externa se encontraban dispuestos todos los elementos que requerían y de los
cuáles deberían ir seleccionando los más adecuados como se aprecia en la
Figura 4-1.
Figura 4-1: Elementos utilizados para llevar a cabo la práctica experimental
Balanza de cocina
Recipiente graduado
Envase de refresco
Cintas métricas
Flexómetro Reglas graduadas
48 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
En el desarrollo de cada una de las etapas de la actividad exploratoria planteada
se observó una actitud muy positiva por parte de los estudiantes, los cuales
estuvieron siempre dispuestos a seguir las instrucciones impartidas por el
docente.
El tiempo total de desarrollo de la actividad exploratoria fue de 120 minutos, la
cual se llevó a cabo en una sola sesión y estuvo dividida en 30 minutos para la
etapa 1 (Organizando mis ideas), 30 minutos para la etapa 2 (Midiendo como los
primitivos) y 60 minutos para la etapa 3 (Pongámonos de acuerdo).
A medida que fueron realizando la actividad, los estudiantes prácticamente se
olvidaron de que el docente se encontraba presente en el aula, y con la
orientación que se brindó inicialmente fue suficiente.
Poco a poco, y principalmente durante el desarrollo de la etapa 2, midiendo como
los primitivos, los estudiantes se fueron desinhibiendo y comenzaron a interactuar
tanto con los demás compañeros como con los elementos que se les fueron
brindando con el fin de dar respuesta a las interrogantes que se les plantearon.
El papel del docente en ese momento fue el de un observador activo, el cual fue
recolectando toda la información que percibía del entorno y que le permitiera
evaluar las dificultades presentadas por los estudiantes respecto a las
competencias que se esperaba que este manejara, resolviendo algunas dudas
pero sin brindar información académica sobre la actividad planteada.
Al realizar la estadística descriptiva, para cada una de las actividades realizadas
en las distintas etapas, se pudo obtener un porcentaje de los errores cometidos
por los estudiantes dentro de cada tipo de competencia, los cuales se pueden
observar en la tabla 4-1, donde el porcentaje de error representa las fallas
promedio que tuvieron los estudiantes al realizar las actividades propuestas
dentro de cada una de las etapas.
Capítulo 4 49
Tabla 4-1: Porcentaje de error cometido por los estudiantes para cada tipo de competencia durante la exploración experimental
Etapa Competencias
% error
promedio
Máx. Mín. Desv.est C.V.
1. Organizando mis
ideas Argumentativas 40,3% 66,7% 17,0% 19,5% 48,3%
2. Midiendo como los
primitivos Interpretativas 1,6% 25,0% 0% 6,3% 393,8%
3. Pongámonos de
acuerdo Propositivas 36,5% 16,7% 58,3% 12,1% 33,2%
En términos generales, las competencias en las cuales los estudiantes tuvieron
un desempeño más bajo fueron las argumentativas (etapa 1, organizando mis
ideas), donde los estudiantes presentaron una falla del 40,3% seguidas por las
propositivas (etapa 3, pongámonos de acuerdo) con un error del 36,5%, mientras
las interpretativas (etapa 2, midiendo como los primitivos) estuvieron muy bien,
con un porcentaje de error de apenas el 1,6%.
El bajo porcentaje de error para la etapa 2, midiendo como los primitivos,
corresponde con la buena disposición que mostraron los estudiantes durante el
desarrollo de estas actividades, y el alto coeficiente de variación se debe a que
solo se presentó un caso atípico donde uno de los grupos falló al combinar
medidas durante uno de los ejercicios realizados.
En la figura 4-2 se observa una distribución de los porcentajes de error
observados en la etapa 1, organizando mis ideas, la cual trabajó seis aspectos
fundamentales del tema de la medición: la definición del concepto de medición, la
identificación de instrumentos de medida conocidos, la identificación de
magnitudes, formas de medir en la antigüedad, la importancia de la medición y el
criterio para seleccionar un instrumento de acuerdo a la magnitud que se va a
determinar.
50 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
Figura 4-2: Distribución de los errores cometidos por los estudiantes en la etapa 1 (Organizando mis ideas) al resolver los cuestionamientos planteados
Los mayores porcentajes de error que se presentaron durante el desarrollo de la
etapa 1 fueron del 13,7% y correspondieron tanto ala elaboración del concepto de
“medición” como a la selección del instrumento de acuerdo al tipo de magnitud
que se pretendía determinar. Aunque el menor porcentaje de error fue de 1% y
correspondió al reconocimiento de instrumentos de medida, cabe resaltar que
estos en su mayoría estuvieron limitados al conocimiento de instrumentos
destinados a la determinación de medidas de longitud.
En la figura 4-3 se puede observar la distribución de los errores cometidos por los
estudiantes en la etapa 3, pongámonos de acuerdo, la cual correspondió a la
parte práctica y fue donde los estudiantes tuvieron que seleccionar los
instrumentos adecuados y determinar diferentes medidas que tenían que ver con
las magnitudes: longitud, masa y volumen, demostrando sus competencias
propositivas.
13,7%
1,0% 3,9% 2,9%
4,9%
13,7%
Definición medición
Instrumentos de medida
Identificación magnitudes
Historia de la medición
Importancia de la medición
Capítulo 4 51
Figura 4-3: Distribución de los errores cometidos por los estudiantes en la etapa 3 (Pongámonos de acuerdo)
La mayor dificultad en la etapa 3, pongámonos de acuerdo, se presentó en la
determinación del volumen del líquido contenido en una botella de refresco,
donde el error fue del 18,2%, mientras que los errores más bajos, de manera
similar que en la etapa 1, correspondieron a la magnitud de longitud, con un 3,1%
para la determinación del espesor de una moneda y 7,3% para la determinación
de la estatura de los estudiantes de cada grupo de trabajo.
Durante el desarrollo de las prácticas se observó que además de lograr los
objetivos propuestos inicialmente, estas permitieron fortalecer otros aspectos de
los estudiantes tales como su capacidad para resolver conflictos, ya que los
obliga a establecer discusiones y a tomar decisiones como grupo, tal y como
deben hacerlo dentro del papel que juegan en la sociedad.
Otros puntos a resaltar consiste en que este tipo de actividades permiten al
estudiante observar la verdadera utilidad de los conocimientos adquiridos, tal
como fue el caso de los aspectos relacionados con la historia de la medición y las
habilidades matemáticas y de redacción, con las cuales debían contar para
resolver con éxito las situaciones planteadas.
Altura 7,3%
Masa 7,8% Volumen
18,2%
Espesor 3,1%
Altura
Masa
Volumen
Espesor
52 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
4.1 RESULTADOS ETAPA 1 ORGANIZANDO MIS IDEAS
Figura 4-4: Estudiantes realizando la etapa 1, organizando mis ideas.
Como se puede observar en la figura 4-4, para el desarrollo de esta etapa los
estudiantes conformaron grupos de trabajo mixtos, que tuvieron entre 4 y 5
integrantes y se desarrolló dentro del aula de clase. La duración aproximada de
la misma fue de 30 minutos, y en ella los estudiantes llevaron a cabo discusiones
con el fin de dar respuesta a las situaciones planteadas de la mejor forma posible.
Los resultados obtenidos al realizar la actividad experimental en la etapa 1
denominada organizando mis ideas y mediante la cual se pretenden evaluar
principalmente las competencias argumentativas de los estudiantes pueden
resumirse en la tabla 4-2.
Los porcentajes de error representan el número de estudiantes que falló en cada
uno de los cuestionamientos u objetivos de la actividad propuesta y para cada
apartado se presenta una descripción general de los errores o dificultades que
presentaron los estudiantes durante la realización de la misma.
Capítulo 4 53
Tabla 4-2 Porcentaje de estudiantes que cometieron error en cada uno de los cuestionamientos de la etapa 1: Organizando mis ideas
Objetivo
%
estudiantes
que se
equivocaron
Descripción
Definir qué es medición 82,4%
Definen utilizando la misma palabra con la cual se
está preguntado.
Limitan la definición utilizando como ejemplo la
determinación de un solo tipo de magnitud, en la
mayoría de los casos, la longitud.
Mencionar
instrumentos de
medida conocidos
6,0%
Confusión entre instrumento y unidades de
medida.
Identifican físicamente que se trata de un
instrumento pero desconocen su nombre.
Identificación de
magnitudes 23,5%
Confusión entre instrumento y magnitud
Limitado número de magnitudes conocidas,
básicamente longitud.
Historia de la medición 17,6% Solo conocen la forma y los instrumentos con los
que se mide actualmente.
Importancia de la
medición 23,5% Dificultad para redactar y articular sus ideas.
Establecer instrumento
a utilizar de acuerdo a
la magnitud
82,4%
Gran dificultad para identificar el instrumento de
medida adecuado para determinar el volumen de
un objeto.
Los puntos que representaron mayor dificultad para los estudiantes fueron la
definición del concepto de medición y el plantear el instrumento adecuado para
determinar cada una de las magnitudes planteadas, los cuales tuvieron un valor
del 82,4%. El menor porcentaje de error correspondió a la mención de diferentes
instrumentos de medida conocidos, el cual tuvo un valor del 6,0%.
Al analizar los resultados obtenidos en esta etapa puede observarse en la figura
4-5, que las mayores dificultades presentadas por los estudiantes estaban
relacionadas con la elaboración de conceptos, las cuales se hicieron evidentes en
las preguntas 1 y 6 de dicha etapa,
54 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
4.1.1 Elaboración de conceptos
Figura 4-5: Distribución porcentual de los estudiantes que fallaron en cada cuestionamiento de la etapa 1 (Organizando mis ideas)
E 82,4% de los estudiantes no lograron definir de manera adecuada lo que era la
medición ni establecer los instrumentos adecuados para llevar a cabo mediciones
de longitud, masa y volumen de un cuerpo.
Figura 4-6: Respuesta de uno de los grupos de estudiantes ante la solicitud de la definición del término “medir”.
En términos generales los estudiantes presentaron gran dificultad en la
argumentación y elaboración de conceptos, falta de claridad al exponer sus ideas
82,4%
6,0%
23,5% 17,6%
23,5%
82,4%
Definiciónmedición
Instrumentosde medida
Identificaciónmagnitudes
Historia de lamedición
Importanciade la
medición
Instrumentosegún la
magnitud
% e
stu
dia
nte
s q
ue
co
me
tie
ron
err
or
Aspectos evaluados
Capítulo 4 55
y escaso vocabulario, básicamente relacionan la medición con la determinación
de longitudes como se aprecia en el ejemplo de la figura 4-6.
Ante a solicitud de seleccionar un instrumento a utilizar de acuerdo a la magnitud
que se va a determinar, la mayor dificultad que se presentó fue con la magnitud
volumen, pues en este caso se seleccionaban en la mayoría de los casos
instrumentos para la determinación de longitudes, lo cual tuvo una explicación
coherente durante la realización de la etapa 3 (pongámonos de acuerdo), que
permitió establecer que la causa de dicha confusión era debido a la similitud
entre las palabras milímetro y mililitro.
4.1.2 Identificación de instrumentos
Los instrumentos que mejor identificaron los estudiantes fueron los relacionados
con medidas de longitud (metro, regla), temperatura (termómetro) y masa
(balanza) como se puede observar en la figura 4-7.
Figura 4-7: Distribución porcentual de las respuestas de los estudiantes ante la pregunta de la etapa 1:¿Qué instrumentos de medida conoces?
94% 94% 94%
65%
24%
41%
24%
12% 6%
24% 18%
24%
12% 6% 6% 6% 6% 6% 6% 6% 6%
regl
a
met
ro
term
om
etro
bal
anza
ten
sio
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tro
bas
cula
dec
amet
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sism
ogr
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relo
j
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spo
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cro
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met
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cue
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lime
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De
cim
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cim
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o
%e
stu
dia
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s q
ue
me
nci
on
aro
n e
l in
stru
me
nto
Instrumento
56 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
En general, se pudo evidenciar, que los estudiantes identifican visualmente un
instrumento de medida pero en algunos casos desconocen su nombre, como al
que le asignaron el de medidor de calles, o lo confunden con unidades de medida
como el decímetro y las cuartas. Entre la gran variedad de instrumentos de
medida identificados por los estudiantes, se pudo observar que incluyeron
algunos casos no convencionales como son las cuerdas y extremidades del
cuerpo.
4.1.3 Identificación de magnitudes
Como se puede observar en la figura 4-8 los estudiantes identificaron una gran
variedad de magnitudes, incluyendo algunas directas y otras derivadas tales
como la fuerza, la densidad, la velocidad y la aceleración, y presentando gran
familiaridad con las magnitudes de longitud entre las que mencionaron de manera
independiente perímetro, radio, altura, grosor, diámetro, distancia, ancho y largo.
Figura 4-8: Distribución porcentual de las respuestas de los estudiantes ante la pregunta de la etapa 1:¿Qué magnitudes se le pueden medir a un cuerpo?.
12%
35%
82%
18%
6% 12%
35%
6% 12% 12% 12% 12%
59%
6%
47%
18%
6% 12%
59%
6%
35%
6% 6%
De
nsi
dad
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Bás
cula%
est
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ian
tes
qu
e m
en
cio
nar
on
la m
agn
itu
d
Magnitud
Capítulo 4 57
Respecto al cuestionamiento ¿Qué magnitudes se le pueden medir a un cuerpo?,
en algunos casos se presentó confusión con instrumentos, como el caso en el
cual mencionan la báscula; con partes de una figura, como en los casos que
mencionan la hipotenusa, el diámetro o el radio, y con términos ambiguos como el
caso del tamaño.
4.2 RESULTADOS ETAPA 2: MIDIENDO COMO LOS PRIMITIVOS
Figura 4-9: Estudiantes determinando el largo del tablero con una medida no convencional a la que dieron el nombre de “abrazos”.
Esta etapa también se llevó a cabo dentro del aula de clases y se convirtió en la
transición entre la actividad escrita y la experimental, permitiendo que el
estudiante, de una manera divertida, se ubicara dentro de un contexto histórico
que lo hizo reflexionar acerca de la importancia de los instrumentos de medida y
su utilidad.
Los estudiantes establecieron un diálogo activo para definir la forma en la cual
iban a realizar las mediciones. En algunos casos, en cada grupo, todos
decidieron utilizar la misma forma de medir (cuartas, brazos, pies, etc.) y luego
compararon los resultados. En otros casos los estudiantes establecieron que
cada uno iba a tomar la medida de una forma diferente y luego reflexionaron al
respecto sobre cuál sería la mejor.
58 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
El último comportamiento resultó sorpresivo ya que no era lo que se esperaba
que hicieran los estudiantes, pero a partir de él se pudo reflexionar sobre los
errores que también puede tener el docente al diseñar un cuestionario o al
mostrar poca claridad al momento de impartir una instrucción.
En esta etapa se observaron también algunos casos curiosos que promovieron la
creatividad de los estudiantes al definir nuevas medidas tales como una a la que
ellos llamaron “abrazos”, los cuales se pueden apreciar en la figura 4-9 y
consistieron en la medición de longitudes utilizando los brazos extendidos.
4.3 RESULTADOS ETAPA 3: PONGÁMONOS DE ACUERDO
Esta etapa comprendió la parte experimental de la práctica y para llevarla a cabo
los estudiantes debieron desplazarse fuera del aula de clase, donde se
encontraban los instrumentos de medida necesarios como se observa en la figura
4-10.
Figura 4-10: Estudiantes realizando las actividades experimentales propuestas en la etapa 3, pongámonos de acuerdo.
Capítulo 4 59
Los resultados obtenidos al realizar la actividad experimental, mediante la cual se
evaluaron las competencias propositivas de los estudiantes pueden observarse
en la tabla 4-3, donde los porcentajes de error representan el número de
estudiantes que falló en cada uno de los cuestionamientos u objetivos de la
actividad propuesta. Para cada apartado se presenta una descripción de los
errores o dificultades que presentaron los estudiantes durante la realización de la
actividad.
Tabla 4-3: Resultados obtenidos en la etapa 3 Pongámonos de acuerdo
Magnitud Errores
Descripción Instrumento Valor Unidad
Altura 0% 0% 87,5% Dificultad para expresar de manera acorde el valor de la medida con la unidad correspondiente (cm ó m).
Espesor 6,25% 12,5% 18,75% Se presenta confusión entre las unidades de longitud con las de volumen (mm vs. ml).
Dificultad en la lectura proporcionada por el instrumento cuando se manejan medidas del orden de mm.
Le adjudican nombres equivocados a los instrumentos, confunden una unidad con un instrumento.
Masa 18,75% 62,5% 12,5% Dificultad al realizar la lectura de la escala del instrumento.
Se confunden unidades de masa con las de volumen.
No existe claridad en lo que se está preguntando.
Volumen 75,0% 81,25% 6,25% Existe gran dificultad para identificar el instrumento adecuado para la determinación del volumen de un líquido, los confunden con instrumentos para determinación de longitud o masa.
Confunden los instrumentos con unidades de medida.
60 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
Los errores cometidos por los estudiantes se analizaron de manera independiente
en cuanto al instrumento que utilizaron para realizar la medida, el valor de medida
obtenido y las unidades en las cuales expresaron la medida.
Al igual que en la etapa 1, organizando mis ideas, los porcentajes de error más
altos se obtuvieron para la determinación de la magnitud volumen, donde se
solicitaba a los estudiantes determinar el volumen de agua contenido en una
botella de refresco de 250 cc., luego siguió la determinación de la masa de este
mismo líquido y finalmente se encontraron el espesor y la altura, poniendo
nuevamente las medidas de longitud, con los mejores desempeños, lo cual era de
esperarse ya que son las medidas que el estudiante maneja más en su
cotidianidad.
Figura 4-11: Distribución porcentual de los estudiantes que cometieron cada tipo de error en la determinación de las magnitudes propuestas
El alto porcentaje de error que se obtuvo en las unidades de la magnitud longitud
(87,5%), observado en la figura 4-11, se debió a que de manera inesperada los
estudiantes omitieron colocar las unidades cuando determinaron la estatura
debido a que tenían duda sobre las mismas, de acuerdo a las discusiones que se
observaron durante la práctica.
6,3%
18,8%
75,0%
12,5%
62,5%
81,3%
87,5%
18,8%
12,5%
6,3%
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Altura
Espesor
Masa
Volumen
%estudiantes que cometieron el error
Mag
nit
ud
eva
luad
a
Unidad
Valor
Instrumento
Capítulo 4 61
4.3.1 Medición de longitudes
Los casos que menos dificultad presentaron para los estudiantes fueron los
relacionados con las medidas de longitud, siendo el primero de ellos la
determinación de la estatura de los estudiantes como se aprecia en la figura 4-12.
Figura 4-12: Estudiantes determinando su estatura usando una cinta métrica
Figura 4-13: Distribución porcentual para cada aspecto evaluado de los estudiantes que cometieron error en la determinación de la estatura
87,50%
Instrumento Medida Unidad
%e
stu
dia
nte
s q
ue
co
me
tie
ron
el e
rro
r
Aspectos evaluados al determinar el volumen de un líquido
62 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
En la figura 4-13 se puede observar que cuando se trató de la determinación de la
estatura, los estudiantes no cometieron ningún error en la selección del
instrumento ni en el reporte de la medición, pero si al utilizar unidades acordes
con la medida (87,5%), por ejemplo en algunos casos se observaron reportes de
estatura de 1,60 cm o por el contrario de 160 m., y en la mayoría de los casos se
omitió colocar las unidades con el fin de evitar equivocarse.
Resultó muy curioso observar durante el desarrollo de la práctica, que aunque los
docentes podrían considerar que para todo estudiante resulta muy obvia la forma
correcta en la cual se determina una estatura ya que es algo común en su vida
cotidiana, algunos estudiantes cometieron errores como el de colocar la cinta
métrica por encima de su cuerpo o incluir su cabello dentro de la medida, errores
que solo pueden ser apreciados cuando se utiliza una práctica de este tipo y no
cuando se llevan a cabo evaluaciones de modo tradicional.
Por otro lado, en la determinación del espesor de un objeto los estudiantes
presentaron confusión entre la unidad de volumen (ml) con la unidad de longitud
(mm), a pesar de realizar correctamente la cuantificación de la medida. También
tuvieron dificultades al momento de nombrar el instrumento utilizado, colocando
en algunos casos nombres de unidades (decímetro).
Figura 4-14: Distribución porcentual para cada aspecto evaluado de los estudiantes que cometieron error en la determinación del espesor de un cuerpo
6,25% 12,50%
18,75%
Instrumento Medida Unidad%e
stu
dia
nte
s q
ue
co
me
tie
ron
err
or
Aspectos evaluados al determinar el espesor de un cuerpo
Capítulo 4 63
En la figura 4-14 se puede observar como el menor porcentaje de error (6,25%)
se obtuvo al momento de seleccionar el instrumento para la determinación del
espesor del cuerpo, mientras el mayor (18,75%) se debió a las unidades en las
cuales se expresó la medida.
Durante el desarrollo de la práctica se pudo observar que al ser la medida inferior
a 1 cm, los estudiantes presentaron dificultad al momento de reportarla, por
ejemplo tenían tendencia a reportar 0,3 mm. en lugar de 0,3 cm., pues a pesar
de que se llevaban a cabo discusiones al interior de los grupos era difícil que
lograran un acuerdo aunque algunos de sus integrantes tuvieran la razón.
4.3.2 Determinación de la masa de un líquido
Durante el desarrollo de esta actividad los estudiantes identificaron fácilmente el
instrumento a utilizar pero tuvieron dificultad al momento de realizar la lectura
tanto al decidir en qué unidades la iban a expresar (en algunos casos hablaron de
“rayitas”), como al determinar la división de escala (hablaron de un peso de 2,5 g
para 100 ml de agua), como se observa en la figura 4-15,
Figura 4-15: Estudiantes realizando la lectura de una medida durante la determinación de la masa de un líquido
64 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
En la parte procedimental el error más común fue que no se analizó
adecuadamente la pregunta y la tendencia fue tomar la lectura total de la masa
del líquido más la del recipiente que lo contenía.
Figura 4-16: Distribución porcentual para cada aspecto evaluado de los estudiantes que cometieron error en la determinación de la masa de un líquido
Lo anterior explica el alto porcentaje de error en la medida (62,5%) observado en
la figura 4-16, a pesar de que la selección del instrumento y las unidades en las
cuales se reportó la medida tuvieron valores más bajos.
4.3.3 Determinación del volumen de un líquido
La magnitud que más inconvenientes representó para los estudiantes fue el
volumen, de la cual no tienen un concepto claro. En la figura 4-17 se puede
observar la distribución del porcentaje de estudiantes que cometió error ya fuera
en la selección del instrumento, en el valor medido o en las unidades utilizadas
para reportar dicha medida.
18,75%
62,50%
12,50%
Instrumento Medida Unidad
%e
stu
dia
nte
s q
ue
co
me
tie
ron
err
or
Aspectos evaluados en la determinación de la masa de un líquido
Capítulo 4 65
Figura 4-17: Distribución porcentual para cada aspecto evaluado de los estudiantes que cometieron error en la determinación del volumen de un líquido
En el 75% de los casos los estudiantes seleccionaron el instrumento equivocado,
escogiendo en algunas ocasiones un instrumento para determinar longitud (regla
milimetrada) y en otros uno para determinar masa (balanza).
Figura 4-18: Error cometido por los estudiantes al pretender determinar el volumen de un líquido con un instrumento de medir longitud
75,00% 81,25%
6,25%
Instrumento Medida Unidad
%e
stu
dia
nte
s q
ue
co
me
tie
ron
el e
rro
r
Aspectos evaluados en la determinación del volumen de un líquido
66 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
Se pudo identificar que un factor importante en el error en la selección del
instrumento estuvo asociado a la confusión existente entre las unidades de
longitud (mm) y las de volumen (ml), la cual se da por la similitud tanto en la
pronunciación como en la escritura de las mismas, como se puede observar en la
figura 4-18, donde a pesar de haber colocado el líquido dentro del recipiente
graduado que les permitía determinar su volumen procedieron a utilizar una regla
para realizar la medición respectiva incurriendo en el error en mención.
4.4 GUÍA PROPUESTA PARA LA ENSEÑANZA DE LA MEDICIÓN
4.4.1 Fundamentos
La guía para la enseñanza de la medición propuesta se elaboró teniendo en
cuenta los resultados obtenidos al aplicar la metodología de diagnóstico de
competencias a partir de la exploración experimental planteada y algunos
aspectos tomados de diferentes fuentes tales como: criterios sobre lo que los
estudiantes deben “saber” y “saber hacer” [11]; estrategias de aprendizaje
significativo [10];orientaciones para la elaboración de guías de aprendizaje [20]; y
desarrollo de competencias científicas [15], entre otros.
Teniendo en cuenta que actualmente la institución educativa se encuentra
articulando con el SENA (Servicio Nacional de Aprendizaje) el programa de
formación de Técnicos Ambientales, se tomó como base la estructura de las
guías que ellos manejan.
La estructura planteada para la elaboración de la guía, obedece al mismo
fundamento de las prácticas propuestas en este trabajo, teniendo en cuenta las
competencias que deben ser desarrolladas por los estudiantes en el campo de la
medición de acuerdo a los estándares establecidos por el Ministerio de Educación
Nacional, según los cuales los estudiantes deben aprender lo que es pertinente
para su vida para que puedan aplicarlo en la solución de problemas nuevos en
situaciones cotidianas, en otras palabras, lo que deben “saber hacer”.
Capítulo 4 67
Se aplican estrategias tanto del aprendizaje significativo como del tradicional y del
constructivista, buscando motivar al estudiante y haciendo que se apropie del
conocimiento científico dentro de un ambiente similar al de su cotidianidad, para
lo cual usará elementos comunes a su entorno, de fácil consecución y bajo costo,
los cuales puedan ser facilitados por la institución, el docente e incluso los
mismos estudiantes.
4.4.2 Estructura
La guía comprende diferentes etapas donde se diferencian:
Actividades de contextualización (competencias interpretativas), o
estrategias que cubren funciones como: conceptualización de contenidos,
mantenimiento de la atención y la motivación. Entre las estrategias para
despertar la motivación de los estudiantes se conserva el hecho de diseñar
actividades que lo vinculen con el contexto científico- histórico del tema
que se va a trabajar [3], ya que en las prácticas desarrolladas se pudo
comprobar que se obtienen buenos resultados al utilizar esta metodología..
Actividades de reflexión inicial (competencias argumentativas), o
estrategias de conceptualización que preparan al estudiante en relación a
qué y cómo va a aprender (activación de conocimientos y experiencias
previas pertinentes) y le permiten ubicarse en el contexto del aprendizaje.
Esta etapa se trabajará con preguntas abiertas que buscan fortalecer la
argumentación de los estudiantes y su capacidad de redacción.
Actividades de apropiación (competencias propositivas), o estrategias que
permitan tanto al estudiante como al docente valorar el aprendizaje
adquirido al enfrentarlo a situaciones problémicas que lo obligan a tomar
decisiones y establecer metodologías de trabajo, dentro de un entorno
similar al que enfrenta en su vida cotidiana.
68 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
Los puntos básicos de la guía incluyen:
Título de la guía: alusivo al tema que se va a tratar.
Introducción: descripción general de los contenidos y actividades a
desarrollar.
Instrucciones generales
Dentro de cada etapa se incluye:
o Título de la etapa o actividad: Debe ser corto y llamativo para el
estudiante, que despierte su interés.
o Objetivo de esta etapa
o Competencias o logros que se pretenden alcanzar: De acuerdo a
lo establecido por el Ministerio de Educación Nacional para el
tema que se va a trabajar.
o Instrucciones para el docente sobre el desarrollo del tema:
incluye los conceptos que debe brindar al estudiante, el
momento en el cual se desarrolla cada actividad, la posición que
debe tomar durante el desarrollo de las mismas, los materiales
necesarios (los cuales deben ser de fácil consecución y bajo
costo) y el momento en el cual deben ser utilizados.
o Instrucciones para el desarrollo de las actividades por parte de
los estudiantes.
o Actividades a desarrollar
o Resultados obtenidos
4.4.3 Metodología de trabajo
Las prácticas se desarrollarán en grupo con el fin de que se pueda enriquecer la
actividad con los diferentes aportes a partir de las discusiones que se presenten,
permitiendo el fortalecimiento de competencias relacionadas con su desempeño
dentro de la sociedad.
Capítulo 4 69
Cada una de las etapas de la guía debe realizarse en su respectivo orden y solo
debe irse entregando el material impreso al momento en el cual se va a trabajar
con el fin de que los estudiantes no realicen investigaciones previas ni tengan
predisposiciones.
El docente debe estar atento en los casos en que deba alistar materiales, previo
al desarrollo de la práctica.
Al finalizar cada una de las etapas propuestas es altamente importante que el
docente realice una revisión de los resultados obtenidos haciendo que cada uno
de los grupos haga sus aportes para ir revisando los aciertos y dificultades que se
presentaron, a partir de los cuales se irán construyendo los conceptos y
corrigiendo los procedimientos.
La totalidad de la guía propuesta puede observarse en el Anexo B.
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
Mediante la utilización de elementos de uso cotidiano de fácil consecución y bajo
costo es posible diseñar prácticas basadas en el aprendizaje significativo,
altamente motivadoras para los estudiantes, que permitan evaluar su nivel de
competencia en el tema de la medición, partiendo de la observación de su
desempeño, en un entorno muy similar al que se enfrentan en su vida diaria.
Las mayores dificultades que se identificaron en los estudiantes de grado décimo
de la I.E. María Antonia Penagos en el tema de la medición se encontraron en las
competencias argumentativas y propositivas, donde el porcentaje de error
cometido en las prácticas de medición para cada una de ellas fue del 40,3 y del
36,4% respectivamente, mientras que para las competencias interpretativas este
porcentaje fue del 1,6%.
Dentro de las competencias argumentativas los estudiantes presentaron
dificultades en la elaboración de conceptos relacionados con el tema de la
medición y en la diferenciación entre los conceptos de magnitud, instrumento y
unidad de medida, donde el porcentaje de estudiantes que cometieron este error
llegó a ser del 82,4%.
Al relacionar las competencias interpretativas con un contexto histórico de la
medición se obtuvo una actividad divertida para los estudiantes la cual los motivó
72 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
para el aprendizaje del tema y los llevó a proponer soluciones creativas para las
problemáticas planteadas.
Se pudo identificar que los estudiantes presentan un buen desarrollo de las
competencias relacionado con las medidas de longitud, mientras que las
mayores dificultades se encuentran en las medidas de volumen.
En todos los casos en los cuales los estudiantes debieron determinar alguna
magnitud (longitud, masa o volumen), se pudieron observar errores tanto en la
selección del instrumento adecuado como en la determinación de las medidas y
en la adjudicación de las unidades correspondientes.
A partir de las falencias o dificultades observadas en los estudiantes al desarrollar
las prácticas de medición propuestas se diseñó la propuesta de una guía de
trabajo para la enseñanza de la medición adaptada a las necesidades específicas
identificadas.
La metodología de diagnóstico de competencias planteada permite no solo
encontrar falencias en los estudiantes sino también aquellas que puedan
presentarse en los mismos docentes tanto en el diseño de los cuestionarios de
evaluación que se utilicen, como en la falta de claridad al momento de impartir
una instrucción.
La aplicación de las prácticas de aprendizaje significativo permitió el desarrollo de
un trabajo transversal entre asignaturas poniendo a prueba los estudiantes en
otros aspectos tales como su capacidad de redacción, trabajo en equipo,
operaciones matemáticas y solución de conflictos, entre otros.
La falta de recursos y la inexistencia de espacios amplios o laboratorios no son
limitantes para el desarrollo de las competencias científicas de los estudiantes,
pero si oportunidades que deben aprovechar los docentes para poner a prueba
Conclusiones y recomendaciones 73
sus conocimientos y creatividad en el desarrollo de nuevas prácticas que
permiten identificar los aspectos en los cuales deben ser fortalecidos sus
educandos.
5.2 RECOMENDACIONES
Otra posibilidad sería evaluar la utilidad de este método para llevar a cabo la
evaluación de los estudiantes, ya que permite observarlos actuando en
situaciones similares a las que enfrentarán en su vida cotidiana además de que
genera menos tensión y resultados más confiables sobre el aprendizaje que los
métodos tradicionales.
A partir de la “Guía para la enseñanza de la medición” elaborada se podría
desarrollar un nuevo trabajo en el cual se comparen los resultados obtenidos al
llevar a cabo la enseñanza mediante esta metodología versus las prácticas que
se usan tradicionalmente.
A. Anexo: Formatos actividad exploratoria
ETAPA 1: Organizando mis ideas
FECHA: ____________________ GRADO:________
_______________________________ _____________________________________
_______________________________ _____________________________________
_______________________________ _____________________________________
1. ¿Qué es medir?
2. ¿Qué instrumentos de medida conoces? Menciona por lo menos 5
3. ¿Qué magnitudes se le pueden medir a un cuerpo?
4. ¿Cómo crees que se medía en la antigüedad cuando no habían instrumentos? Di algunos ejemplos
5. ¿Por qué crees que el hombre inventó los instrumentos de medida?
6. ¿Qué instrumentos crees que podrías utilizar para determinar cada una de las siguientes magnitudes?
La masa de tu cuaderno:_____________________________________________________________________
El largo de tu lápiz: _________________________________________________________________________
El volumen de una gaseosa: __________________________________________________________________
76 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
Etapa 2: Midiendo como los primitivos
FECHA: ____________________ GRADO:________
_______________________________ _____________________________________
_______________________________ _____________________________________
_______________________________ _____________________________________
1. Sin utilizar ningún tipo de instrumento, solo el cuerpo, cada integrante debe:
a) medir el largo y el ancho del tablero
Integrante Largo Ancho
1
2
3
4
5
¿Cómo lo hicieron?¿Qué unidad de medida utilizaron?
¿Dieron igual todas las medidas?
¿Por qué?
b) medir el largo y el ancho de tu salón de clases
Integrante Largo Ancho
1
2
3
4
5
¿Cómo lo hicieron? ¿Qué unidad de medida utilizaron?
¿Dieron igual todas las medidas?
¿Por qué?
Anexo A. Formatos actividad exploratoria 77
Etapa 3: Pongámonos de acuerdo
Encuentra en cada caso la medida solicitada indicando qué instrumento utilizaste y por qué lo consideraste el más
adecuado:
Medida Resultado ¿Instrumento? ¿Por qué?
a) Estatura de todos los integrantes del grupo:
b) La masa de 100 ml de agua
c) El volumen que ocupa el líquido que se encuentra en una botella de refresco
d) El largo de un palillo
e) El espesor de una moneda
B. Anexo: Guía para la enseñanza de la medición
Introducción
El material de aprendizaje propuesto a continuación va dirigido a la enseñanza
del tema de la medición para estudiantes de grado décimo de la I.E. María
Antonia Penagos y fue diseñada con base en un diagnóstico de competencias
realizado a partir de prácticas basadas en la enseñanza tradicional, el
aprendizaje significativo y el constructivismo utilizando como herramienta
elementos de uso cotidiano de fácil consecución y bajo costo.
La guía se divide en tres etapas que incluyen actividades de contextualización,
conceptualización y apropiación del conocimiento, las cuales deben ser
orientadas por el docente y realizadas por los estudiantes en su respectivo
orden, con el fin de que estos puedan alcanzar las competencias exigidas por
los Estándares en Ciencias Naturales exigidos por el Ministerio de Educación
Nacional para el tema de la medición.
Instrucciones generales
Los estudiantes conformarán grupos de trabajo entre 3 y 5 integrantes.
El material impreso correspondiente a cada etapa solo se entregará a los
estudiantes en el momento en que se va a trabajar.
Durante el desarrollo de las actividades los estudiantes deben evitar el
intercambio de información con los demás grupos o con otro tipo de fuente.
80 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración
experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
ETAPA 1: MIDIENDO COMO LOS PRIMITIVOS
1. Objetivo
Hacer que el estudiante ubique la medición dentro de un contexto y reflexione
acerca de su importancia y evolución a través de la historia.
2. Competencias o logros:
Realizo mediciones con instrumentos no convencionales.
Realizo mediciones con instrumentos adecuados a las características y
magnitudes de los objetos de estudio y las expreso en las unidades
correspondientes.
3. Instrucciones para el docente
Motivar a los estudiantes a realizar la actividad sin brindar información
adicional sobre el tema.
4. Instrucciones para los estudiantes
Realiza la actividad evitando consultar fuentes adicionales a la de tu grupo.
5. Actividades a desarrollar
En este momento de remontarás a la era primitiva y vas a hacer de cuenta
que necesitas algunas medidas pero no cuentas con ningún instrumento,
solamente con tu cuerpo. Debes ponerte de acuerdo con los integrantes
de tu grupo sobre la forma en la cual cada uno determinará las medidas y
luego van a comparar los resultados obtenidos. En caso de que no lo
sepas, puedes colocar a la medida que vas a utilizar el nombre que
consideres más adecuado.
a) Mide el largo y el ancho del tablero de tu salón de clases
Integrante Largo Ancho Nombre de la medida
utilizada
1
2
3
4
5
Anexo B. Guía para la enseñanza de la medición 81
¿Qué unidad de medida utilizaron? Describe, en tus propias palabras, como
se mide de esta forma
¿Dieron igual las medidas tomadas por cada uno de los integrantes del
grupo?¿Por qué?
6. Revisando resultados
Espera las instrucciones de tu docente para que compartas tus respuestas
con el resto del grupo y puedan entre todos aclarar los conceptos trabajados.
82 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración
experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
ETAPA 2: ORGANIZANDO MIS IDEAS
1. Objetivo:
Construir, a partir del conocimiento previo, los conceptos relacionados con el
tema de la medición fortaleciendo sus competencias argumentativas.
2. Competencias o logros:
Identifico los principales conceptos relacionados con el tema de la
medición.
Establezco la diferencia entre los conceptos de instrumento, magnitud y
unidad de medida.
3. Instrucciones para el docente
Motivar a los estudiantes para la realización de la actividad pero
evitando proporcionar o sesgar las respuestas.
Observar la actitud y comportamiento de los estudiantes durante el
desarrollo de la actividad
Una vez los estudiantes terminen de realizar los cuestionamientos y
discusiones el docente coordinará la socialización de las respuestas de
cada uno de los grupos e irá haciendo que entre todos se construyan
los respectivos conceptos.
4. Instrucciones para los estudiantes
Contesta las preguntas propuestas cuidando la elaboración de los
conceptos y la redacción de los mismos.
Para la valoración de la actividad no se tendrá en cuenta lo correcto de
las respuestas sino la honestidad con la cual se lleve a cabo el trabajo y
la realización completa del mismo.
5. Actividades a desarrollar
¿Qué entiendes por medición?
Anexo B. Guía para la enseñanza de la medición 83
¿Por qué crees que surgió la medición?
Clasifica las siguientes palabras en la tabla según se trate de un
instrumento, una magnitud o una unidad de medida haciéndolas
corresponder entre sí de modo correcto:
Masa Litros Segundos Transportador
Termómetro Longitud Kelvin Milímetros
Metro Grados Celsius Centímetros Reloj
Balanza Tiempo Regla libras
Volumen Kilogramo Mililitros cronómetro
Magnitud Instrumentos Unidades de medida
De acuerdo a lo anterior ¿Cuál piensas que es la diferencia entre
instrumento de medición, magnitud y unidad de medida?
6. Revisando resultados
Espera las instrucciones de tu docente para que compartas tus respuestas
con el resto del grupo y puedan entre todos aclarar los conceptos.
84 Elaboración de una guía para la enseñanza de la medición utilizando la exploración
experimental con elementos de uso cotidiano como herramienta de diagnóstico
ETAPA 3: MIDIENDO, MIDIENDO VAMOS APRENDIENDO
1. Objetivo:
Desarrollar las competencias relacionadas con la determinación de
diferentes medidas dentro de un entorno similar al de la vida diaria
utilizando elementos de fácil consecución y bajo costo.
2. Competencias o logros:
Realizo mediciones con instrumentos convencionales.
Realizo mediciones con instrumentos adecuados a las características y
magnitudes de los objetos de estudio y las expreso en las unidades
correspondientes.
4. Instrucciones para el docente
Para el desarrollo de la práctica se debe contar con los siguientes materiales:
Cinta métrica, regla, balanza o gramera de cocina, envase de refresco, dos
jarras o recipientes graduados, un cubo de rubik, una panela, agua.
Durante el desarrollo de la práctica el docente orientará el desarrollo de la
actividad sin brindar información adicional y tomará atenta nota de los errores
que cometan los estudiantes.
Una vez los estudiantes terminen de realizar los cuestionamientos y
discusiones el docente coordinará la socialización de las respuestas de cada
uno de los grupos e irá haciendo que ellos mismos corrijan los errores que
fueron observados durante el desarrollo de la práctica.
3. Instrucciones para los estudiantes
Para la valoración de la actividad no se tendrá en cuenta lo correcto de las
respuestas sino la honestidad con la cual se lleve a cabo el trabajo y la
realización completa del mismo.
Evite intercambiar información con otros grupos durante el desarrollo de la
práctica.
Anexo B. Guía para la enseñanza de la medición 85
5. Actividades a desarrollar
Encuentra en cada caso la medida solicitada indicando el tipo de magnitud,
el instrumento de medida utilizado y la unidad de medida correspondiente.
Medida a determinar
Magnitud Instrumento Resultado Unidad
Estatura de cada uno de los integrantes del grupo.
La masa de 100 ml de agua
El volumen del líquido que se encuentra en una botella de refresco
El volumen de un cubo de rubik
La masa de una panela
El grosor de un trozo de madera
6. Revisando resultados
Espera las instrucciones de tu docente para que compartas tus respuestas con el
resto del grupo y puedan entre todos aclarar los conceptos.
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