ejemplos de criterior de evaluación

7/26/2019 Ejemplos de Criterior de Evaluación

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Ejemplo de un experimento de diseño

Indicación del profesor: “Investigue el efecto dominó utilizando un juego dedominó”

El profesor muestra a los alumnos el efecto dominó poniendo en fila una serie de fichas y, a continuación,empujando suavemente la primera de modo que se produzca la reacción en cadena de todo el dominó. Los alumnoshan estudiado mecánica y ondas. Se trata de un trabajo práctico abierto en el que los alumnos deben decidir cuál esla variable dependiente y cuál es la independiente.

Los alumnos cumplirán el aspecto 1 del criterio “Diseño” (definición del problema y selección de variables) si:

• enuncian una pregunta de investigación clara, por ejemplo: “¿Cómo afecta la separación entreun número dado de fichas al tiempo que tarda en caer todo el dominó?”

• identifican las variables pertinentes correctamente, por ejemplo: la variable dependiente comola velocidad de propagación del pulso o el tiempo de caída, la variable independiente como laseparación entre las fichas, y las variables controladas como el número de fichas y lasuperficie sobre la que se apoyan.

En relación con el aspecto 2 del criterio “Diseño” (control de las variables), los alumnos lograrían el nivel

“completamente” si consideran lo siguiente:

• El método de inicio del movimiento del dominó: por ejemplo, un alumno podría utilizar unpequeño plano inclinado de longitud fija y hacer rodar una bola pendiente abajo para golpearla primera ficha del dominó con el mismo impulso en todas las pruebas del experimento.

• Un método para cronometrar: por ejemplo, un alumno podría usar dos fotopuertas, una alprincipio y otra al final de la cadena de fichas, que se activarían por la caída de una ficha. Elcronometraje comenzaría cuando se moviera la primera ficha del dominó y se detendría almoverse la última ficha. También se podría utilizar simplemente un cronómetro.

• Estandarización: los alumnos explicarían cómo mantendrían la cadena de fichas de dominóen línea recta.

• El control de la variable independiente: deberían discutir cómo cambia la distancia entre lasfichas y cómo se logra mantener igual la distancia entre fichas consecutivas en cada prueba.Esto supondría indicar los dos puntos entre los que se mide la separación.

• Una lista de materiales: ésta incluiría un juego de dominó, fotopuertas para cronometrar o uncronómetro, una rampa y una bola pequeña para la pendiente, una regla de metro para que lacadena de fichas tenga una longitud constante de 2,00 m, y una regla de 30 cm para medir laseparación entre fichas.

En el aspecto 3 del criterio “Diseño” (desarrollo de un método de obtención de datos), los alumnos lograrían el nivel“completamente” si consideran lo siguiente:

• Mediciones repetidas: los alumnos deberían constatar que se requiere hacer variasmediciones para la misma separación entre las fichas y, después, hallar la media de losvalores obtenidos.

• Alcance y límites: los alumnos deberían constatar que la mínima separación de las fichas seda cuando están pegadas una a otra, es decir, con separación nula. Asimismo, deberíandarse cuenta de que hay una separación máxima que es más o menos igual a la altura de unaficha. Los alumnos tendrían que elegir un rango adecuado de valores entre esos límites.

•

Si se cambia el número de fichas, a razón de una por vez, es posible obtener abundantesdatos dentro del rango de valores.

Obtención y procesamiento de datos: aspecto I (registro de datos brutos)

Tabla I: OPD, aspecto I = “completamente”Para obtener el nivel completamente, los alumnos necesitan presentar los datos brutos de manera clara ycomprensible, incluyendo el nombre de las magnitudes, los símbolos y las unidades, y una estimación de



incertidumbre para cada dato bruto (tabla 1). Las incertidumbres son siempre pertinentes en los datos brutos, aún sison lo suficientemente pequeñas como para ser luego ignoradas.

Tabla 1

Voltaje V / V ∆V ≈ 0 V Corriente I / mA ∆I = ±0,3 mA

1,00 0,9

2,00 2,1

3,00 2,8

4,00 4,1

5,00 5,0

6,00 5,9

7,00 7,1

8,00 8,0

9,00 8,9

10,0 9,9

Tabla 2: OPD, aspecto 1 = “parcialmente” Para obtener el nivel parcialmente, los alumnos necesitan presentar los datos brutos de manera apropiada, peropuede haber algunos errores u omisiones. En el ejemplo de la tabla 2, que obtuvo el nivel parcialmente, el alumnoregistra de nuevo los datos brutos apropiadamente en una tabla, pero no indica los símbolos, no da incertidumbresestimadas y registra los datos brutos con un número incoherente de cifras significativas.

Tabla 2

Voltaje / V Corriente / mA

1 0,9

2 2,1

3 2,8

4 4,1

5 5

6 5,9

7 7,1

8 8

9 8,9

10 9,9



Tabla 3: OPD, aspecto 1 = “no alcanzado” Un alumno puede obtener el nivel no alcanzado si olvida registrar los datos brutos, o si la presentación y los detallesson incomprensibles, o si se omite información esencial tal como las unidades (tabla 3).

Tabla 3

Datos brutos: voltaje y corriente

1 @ 0,9; 2 @ 2,1; 3 @ 2,8; 4 @ 4,1; 5 @ 5; 6 @ 5,9; 7 @ 7,1; 8 @ 8; 9 @ 8,9;10 @ 9,9

Obtención y procesamiento de datos: aspecto 2 (procesamiento de datos brutos)

Por procesamiento de datos se entiende habitualmente la combinación y manipulación de los datos brutos paradeterminar el valor de una magnitud física. A menudo los datos brutos hay que multiplicarlos por o dividirlos entre,

sumarlos a o restarlos de otros valores o constantes. Al hacerlo, se deben propagar los errores y las incertidumbres.Sin embargo, hay casos en los que los datos brutos resultan apropiados para representarlos gráficamente o paraformular una conclusión. Por ejemplo, en un experimento sobre la ley de Ohm, los voltajes y las corrientes puedenregistrarse y representarse gráficamente. En tales casos, se entenderá por procesamiento la representación gráficade los datos, el trazado de una línea de mejor ajuste y la determinación de su pendiente. Los alumnos no seránpenalizados en el aspecto 2 si su trabajo práctico es de este tipo. El procesamiento de la incertidumbre consiste entrazar correctamente las barras de incertidumbre pertinentes sobre la gráfica y en calcular correctamente lapendiente de la gráfica.

Cuando los alumnos procesan los datos mediante sumas, restas, multiplicaciones, divisiones o alguna otra funciónmatemática, tal como el cálculo de promedios, el grado en que hayan procesado bien los datos brutos determina elnivel de logro que recibirán para el aspecto 2.

Tabla 4: OPD, aspecto 2 = “completamente”

En el ejemplo de la tabla 4, la alumna halla la media de tres mediciones del tiempo que tarda una bola en rodar1,00 m hacia abajo por un plano inclinado. Calcula el tiempo medio y la incertidumbre de manera clara y correcta,por lo que obtiene el nivel de logro completamente.

Tabla 4

Distancia s / m ∆s ≈ ±0,00 m Tiempo t / s ∆t = ±0,01 s Tiempo medio tmedio / s ∆tmedio = ±0,06 s

1,00 6,286,396,31

6,33

tmedio ± ∆tmedio = (6,33 ± 0,06) s



Ejemplo 1: OPD, aspecto 2 = “completamente” En el ejemplo siguiente, el alumno calcula el cuadrado del tiempo medio de las tres pruebas realizadas como seindica más arriba y, además, determina la incertidumbre. De nuevo, el alumno obtiene el nivel de logrocompletamente.

Ejemplo 1

El tiempo medio y su incertidumbre son:

tmedio ± ∆tmedio = (6,33 ± 0,06) s

La incertidumbre porcentual del tiempo medio es:

El cuadrado del tiempo medio es:

La incertidumbre del cuadrado del tiempo es:

El cuadrado del tiempo medio y su incertidumbre son, por tanto:

A continuación, el dato y su incertidumbre se procesan correctamente como una barra de incertidumbre sobre unagráfica (véase el aspecto 3) del tiempo al cuadrado con respecto a la distancia (figura 1).

Figura 1



Tabla 5: OPD, aspecto 2 = “parcialmente” En el ejemplo siguiente, el alumno calcula de nuevo la media de tres ensayos de medición del tiempo que tarda unabola en rodar 1, 00 m hacia abajo de un plano inclinado, pero expresa la media con demasiadas cifras significativas(tabla 5) y no considera la propagación de la incertidumbre. Obtiene un parcialmente.

Tabla 5

Distancia s / m Tiempo t / s ∆t = ±0,01 s Tiempo medio tmedio / s ∆tmedio = ±0,01 s

1,00 6,286,396,31

6,3266

El tiempo medio y su incertidumbre son:

tmedio ± ∆tmedio = (6,3266 ± 0,01) s

A continuación, el alumno calcula el cuadrado del tiempo medio.

El tiempo medio al cuadrado es:

Seguidamente, el alumno arrastra la incertidumbre de los datos brutos, lo que es incorrecto:

La barra de error es insignificante sobre la gráfica (figura 2), pero se trata de un error debido al procesamientoincorrecto de los datos.

Figura 2



Tabla 6: OPD, aspecto 2 = “no alcanzado” Finalmente, el alumno obtendría el nivel de logro no alcanzado si no presenta ningún procesamiento de los datos o

los procesa incorrectamente, como muestra la tabla 6.

Tabla 6

Distancia s / m Tiempo t / s Tiempo medio tmedio / s

1,00 6,286,396,31

6,32666

A continuación, el alumno calcula (pero escribe incorrectamente) el cuadrado del tiempo medio.

El cuadrado del tiempo medio es:

Hay un error importante en el cuadrado del tiempo medio. El alumno no considera las incertidumbres y los datos serepresentan en la gráfica como un punto.



Obtención y procesamiento de datos: aspecto 3 (presentación de los datosprocesados)

Figura 3: OPD, aspecto 3 = “completamente”Un alumno dibuja una gráfica de la corriente con respecto al voltaje en un experimento sobre la ley de Ohm (figura3). Utiliza la pendiente de la gráfica y las incertidumbres en la corriente para determinar la resistencia y su

incertidumbre. La información se ha procesado y presentado correctamente. Este ejemplo logra el nivel de logrocompletamente.

Figura 3

El computador crea la línea de mejor ajuste con un gradiente m = 1,0 mA V−1.

A continuación se calcula la resistencia, obteniéndose el siguiente valor:

Los valores experimentales mínimo y máximo de la resistencia se calculan basándose en las barras deincertidumbre para la corriente, utilizando el primero y el último de los puntos:



La incertidumbre de la resistencia es entonces:

La resistencia total y su incertidumbre se expresan como:

R ± ∆R = (1,0 ± 0,1) kΩ.

Figura 4: OPD, aspecto 3 = “parcialmente” Se utilizan los mismos datos, pero esta vez el alumno logra sólo el nivel parcialmente. Ha dibujado correctamente lagráfica e incluido las barras de error (figura 4). No ha logrado determinar las pendientes máxima y mínima utilizandolas incertidumbres de la corriente. En consecuencia, no ha sido capaz de determinar el rango de valores de laresistencia ni, por lo tanto, la incertidumbre del valor calculado de la resistencia.

Figura 4

La resistencia es:



Figura 5: OPD, aspecto 3 = “no alcanzado” En el ejemplo siguiente, el alumno dibuja una gráfica inapropiada con errores importantes (figura 5), por lo queobtiene el nivel de logro no alcanzado.

Figura 5

Conclusión y evaluación: aspectos I y 2 (formulación de conclusiones yevaluación de los procedimientos)

Los errores y las incertidumbres son a menudo pertinentes en los aspectos 1 y 2 del criterio “Conclusión yevaluación”, porque se espera que los alumnos lleguen a una interpretación razonable y justificada de los datos, yaprecien la calidad del procedimiento (proporcionando una medida de la precisión y la exactitud).

Después de trazar la gráfica de la corriente con respecto al voltaje (véase la figura 3, en la sección “Obtención yprocesamiento de datos: aspecto 3”), el alumno hace una interpretación razonable y justificada de los datos cuandoindica lo siguiente.

La mejor recta se sitúa claramente dentro del rango de las barras de incertidumbre y pasa muy cerca del origen,estableciendo así una relación lineal y proporcional. Utilizando el gradiente de la gráfica, la resistencia es R = 1,0 kΩ.

Utilizando los gradientes máximo y mínimo tengo la certeza de que la resistencia es R ± ∆R = (1,0 ± 0,1) kΩ. Para elrango de valores del voltaje y la corriente, la relación es constante y obedece a la ley de Ohm.

Esta conclusión merece el nivel de logro completamente para el aspecto 1 del criterio “Conclusión y evaluación”. Elalumno puede referirse a una teoría o a una hipótesis en la conclusión, pero tal referencia no es necesaria paralograr el nivel de logro completamente.

Para lograr el nivel parcialmente en el aspecto 1 del criterio “Conclusión y evaluación”, considérese la figura 4 de lacorriente con respecto al voltaje mostrado en la sección “Obtención y procesamiento de los datos: aspecto 3”, queobtuvo el nivel de logro parcialmente. Si bien la gráfica presenta barras de incertidumbre, éstas no se utilizan para



formular una conclusión. Sólo se utiliza el gradiente de la gráfica, y no se comenta nada sobre la calidad de losdatos. El alumno escribió lo siguiente:

La gráfica es una línea recta que pasa por el origen, así que para este resistor vemos que la resistencia es de 1000ohmios. Éste es un buen resultado.

Si no hay justificación de los límites de los datos, la conclusión solo puede obtener el nivel de logro parcialmente. La

interpretación es razonable, pero incompleta.

El alumno cuya gráfica se muestra en la figura 5 de la sección “Obtención y procesamiento de datos: aspecto 3”, queobtuvo el nivel no alcanzado, no aprecia los errores e incertidumbres y no traza la mejor recta. Además, calculaincorrectamente la resistencia como 1 ohmio. La siguiente conclusión y evaluación obtiene el nivel de logro noalcanzado en el aspecto 1 de este criterio.

La gráfica es buena; me da una resistencia de exactamente 1 ohmio. El experimento fue un éxito.

Cuando tratamos de medir un valor ya conocido y aceptado de una magnitud física, como la carga de un electrón ola longitud de onda de la luz de un láser, los alumnos tienen que apreciar si el valor aceptado está dentro del rangode valores experimentales.

Quizás un alumno lleva a cabo el experimento de la doble rendija de Young y determina que la longitud de onda de

la luz de un láser es 610 nm. Considerando la incertidumbre experimental, el alumno decide que λexp ± ∆λexp= (6,1 ± 0,2) × 102 nm. La documentación del fabricante que acompaña al láser indica una longitud de onda λ=632,8 nm. El alumno podría escribir lo siguiente:

El valor aceptado es 6,328 × 103 nm, mientras que mi valor experimental es (6,1 ± 0,2) × 102 nm. El valor aceptadoestá apenas fuera del rango experimental, que va de 5,9 × 102 nm a 6,3 × 102 nm. Tengo que revisar mi estimaciónde los errores y las incertidumbres. No obstante, mis resultados son muy próximos al valor aceptado, quedando un4% por debajo.

Además de los comentarios anteriores, los alumnos pueden hacer comentarios a propósito de los errores en laspresuposiciones de alguna teoría que pongan a prueba, así como los errores en el método y en el equipo utilizado.Por ejemplo:

• Una gráfica del voltaje con respecto a la corriente quizás no forma una línea recta y proporcional. Puede ser

que la resistencia de carga cambie cuando cambia la corriente, de modo que la ley de Ohm no es aplicable.• La medida del campo magnético a lo largo de un cable conductor de corriente puede confirmar la relación

de proporcionalidad inversa, pero los datos correspondientes a las distancias más pequeñas y a las distanciasmás grandes no están alineados. La bobina de inducción tiene un tamaño finito y se presupone que su centro esel cero. Éste puede no ser el caso. A grandes distancias, el radio tiene una longitud similar a la del cable, y la leyde proporcionalidad inversa para el campo magnético presupone que el cable es de longitud infinita.

• Al usar el detector sónico, el software no se calibró primero con la velocidad del sonido, por lo que lasdistancias medidas fueron inexactas. Este error se debió a una presuposición no examinada, pero se apreciódurante la evaluación de los resultados experimentales.

• El experimento se hizo con el propósito de determinar el rendimiento de un motor eléctrico. A medida quese llevaba a cabo la investigación, la batería pudo haber perdido potencia. Esto habría afectado a los resultados.

En general, los alumnos pueden reconocer críticamente las limitaciones de sus resultados experimentales debido apresuposiciones en la teoría, en las técnicas experimentales y en el equipo utilizado. La crítica de los alumnos debeconsistir en comentarios cualitativos, basados

Técnicas de manipulación en la evaluación interna de FísicaLas técnicas de manipulación se evalúan de forma sumativa. Esto significa que se da una única nota global. Laevaluación debe cubrir las técnicas desarrolladas durante la mayor parte del curso de dos años, y la nota dada debereflejar la habilidad general del alumno hacia el final del curso. No se trata de una nota media, ni corresponde a untrabajo práctico concreto. Por lo tanto, es importante que el plan de trabajos presente a los alumnos una variedad detareas que requieran una variedad de técnicas diferentes. Los ejemplos que siguen son sugerencias para ayudar aevaluar las técnicas de manipulación, no son obligatorios.

Nota: No se requiere aportar ninguna documentación de prueba para la moderación de las técnicas de manipulación.



Aspecto 1: Cumplimiento de las instruccionesEl alumno:

• lee o escucha las instrucciones antes de pedir ayuda• no empieza el trabajo práctico hasta haber leído o escuchado todas las instrucciones• es capaz de seguir una serie de instrucciones escritas u orales con poca ayuda.

Aspecto 2: Aplicación de las técnicas

Medición de longitudes

El alumno:

• elige un instrumento apropiado para la longitud que debe medirse, por ejemplo, una regla de metro, uncalibrador Vernier, un micrómetro

• usa el instrumento correctamente• registra la lectura cero• lee correctamente una escala, por ejemplo, el nonius.

Trabajo práctico sobre el osciloscopio de rayos catódicos

Los alumnos investigan el funcionamiento y uso de un osciloscopio de rayos catódicos.

El alumno:

• usa el osciloscopio de rayos catódicos de manera competente• aprende las técnicas de ajuste y medida• debería investigar los diferentes controles• debería pedir ayuda sólo después de haber intentado realmente utilizar el osciloscopio de rayos catódicos

en las tareas asignadas.

Construcción de un motor eléctrico

Los alumnos construyen un pequeño motor de CC a partir de un kit.

La mayoría de los proveedores de materiales educativos venden kits de motores de CC con instrucciones demontaje. Los alumnos no serán capaces de construir el motor salvo que sigan fielmente las instrucciones.

El alumno:

• ensambla el motor correctamente• ajusta el número de vueltas de cable para asegurar una rotación satisfactoria• ajusta la posición de contacto para dar una rotación continua.

Trabajo práctico sobre medidas eléctricas

Los alumnos investigan el comportamiento de diferentes pilas hechas a partir de limones o patatas (de diferentesformas y tamaños) y electrodos de dos metales diferentes.

El alumno:

• ensambla un circuito eléctrico básico• elige la escala correcta del instrumento• lee la escala hasta la precisión correcta.

Trabajo práctico sobre un mechero Bunsen



Los alumnos determinan la temperatura de la llama de un mechero Bunsen.

Se sugiere calentar un pequeño objeto metálico y, a continuación, introducirlo en agua como método satisfactorio dedeterminación de la temperatura de la llama.

El alumno:

• manipula correctamente el mechero• utiliza pinzas y gafas protectoras• traslada el objeto al calorímetro de forma rápida y segura• agita el líquido para obtener una temperatura uniforme• lee la escala del termómetro hasta la precisión correcta.

Trabajo práctico sobre proyectiles

Considere un objeto lanzado sobre un plano horizontal formando un ángulo diferente de 90º con la horizontal. Diseñey lleve a cabo un experimento para investigar la relación de su alcance, y su altura máxima, con el ángulo sobre lahorizontal.

Este experimento implica construir un dispositivo de lanzamiento que proyecte el objeto con una velocidad constantea ángulos fijos con la horizontal, además de registrar claramente la trayectoria del objeto.

El alumno:

• ensambla el equipo correctamente• mide el ángulo hasta la precisión correcta• mide el alcance y la altura utilizando técnicas apropiadas y hasta la precisión correcta.

Aspecto 3: Seguridad en el trabajoEl alumno:

• utiliza siempre prendas de seguridad adecuadas para la tarea, como gafas protectoras, bata de laboratorioy guantes

• presta la debida atención a las instrucciones de seguridad orales o escritas y a los símbolos de peligro• mantiene el área de trabajo despejada de materiales innecesarios• deja sus pertenencias y prendas en lugar seguro• prende y utiliza el mechero Bunsen con cuidado• deja los materiales de vidrio en superficies sólidas y se asegura de que no puedan golpearse o rodar por la

superficie• informa si se rompe el equipo• recoge los vidrios rotos inmediatamente• limpia y recoge el equipo después de usarlo• evita utilizar aparatos eléctricos cerca de una entrada de agua• se asegura de que no haya cables eléctricos arrastrando• utiliza los aparatos eléctricos dentro de sus márgenes de corriente para evitar recalentamientos.

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