APRENDIZAJE EN COLABORACIÓN MEDIADO POR SIMULACIÓN EN COMPUTADOR. EFECTOS EN EL APRENDIZAJE DE PROCESOS TERMODINÁMICOS

Abstract

Resumen En esta investigación exploré los efectos del uso del software Modellus, acompañado de actividades de discusión en colaboración, en el aprendizaje de los principios de la termodinámica, en estudiantes de 10º grado de un colegio privado de Bogotá. Modellus es una herramienta que simula y modeliza sistemas. Trabajé con 41 alumnos organizados en un grupo control y otro experimental. El grupo control realizó una lectura y un laboratorio y resolvió problemas propuestos. El grupo experimental recibió la misma instrucción del grupo control y además trabajó en parejas para diseñar en Modellus la simulación del evento físico. Comparé los resultados del aprendizaje de los grupos por medio de una prueba escrita y un proyecto de aplicación y los encontré mejores en los alumnos que habían desarrollado la simulación en colaboración. Además describo cualitativamente el aporte que los alumnos atribuyen al programa y al trabajo en colaboración y discuto las implicaciones pedagógicas de estos hallazgos. Palabras clave: Trabajo en colaboración, termodinámica, simuladores en física. Abstract I report on a research project exploring the effects of using the Modellus software, aided by collaborative discussion, on the learning of thermodynamic principles in 10th grade students at a private school in Bogotá. Modellus is a tool designed to simulate model systems. I worked with 41 students organized in a control group and an experimental group. The control group had a reading and a lab activity and solved a set of given problems. The experimental group received the same instruction as the control group and also worked in pairs to design the simulation of the physical event with the Modellus program. I compared the learning results of both groups by means of a written test and an application project and found them better in the students who had developed the simulation collaboratively. I qualitatively describe the contribution that the students assign to the program and to collaborative work. Then I discuss the pedagogical implications of these findings. Marco conceptual Durante mi práctica docente ha sido una observación constante que a los alumnos de la clase de física de 10° grado se les dificulta la comprensión de la termodinámica. Esta situación se ha hecho evidente cuando les solicito que elaboren proyectos de investigación que demuestren aplicaciones de lo que han entendido a casos de la vida real. Lo que veo en dichos trabajos es que los estudiantes no alcanzan la comprensión esperada; hay poca claridad en los conceptos y escasa transferencia del conocimiento científico a situaciones concretas. Por ejemplo, los estudiantes pueden dibujar un proceso isotérmico (una transformación de energía durante la cual la temperatura permanece constante) en una gráfica de Presión contra Volumen. Igualmente, pueden dibujar un proceso adiabático o reversible (aquél en que la transformación de energía ocurre en un sistema térmicamente aislado, de tal manera que no puede haber intercambio de calor con el medio circundante mientras se realiza la transformación). Pero cuando tienen que unir estos procesos en ciclos como el de Carnot, Otto o Diesel e interpretar las gráficas y relacionarlas en términos de calor y trabajo con lo que está pasando físicamente en un motor, por ejemplo, la transferencia es muy pobre y no encuentran aplicaciones más allá de las simples gráficas. Esto me ha llevado a preguntarme qué estrategias podía utilizar para que mis estudiantes lograran una mejor comprensión de la termodinámica, que los indujera a aplicar lo aprendido a la comprensión de procesos reales. La opción que escogí para tratar de contestar mi pregunta fue la de llevar a la práctica una simulación, usando el programa de computador Modellus, para que los estudiantes trabajaran en colaboración, creando e interpretando los datos que la simulación necesita para resultar eficiente. Hacer esto probablemente les facilitaría hacer conexiones entre los lenguajes gráfico y matemático y la realidad del evento físico. Fue la definición de comprensión proporcionada por Perkins (1999) la que me llevó a pensar que este tipo de intervención pedagógica que combina el uso de un programa de simulación y la discusión en colaboración podría mejorar la de los estudiantes en termodinámica. Según él, comprender implica la habilidad de pensar y actuar con flexibilidad a partir de lo que uno sabe.