Las clases puramente expositivas, donde el alumno es un sujeto pasivo que escucha (o trata de evadirse) y toma apuntes no son la única alternativa a la hora de aprender asignaturas como Física.
Para ello, por ejemplo, podemos proponer a nuestros alumnos problemas abiertos donde tengan que pensar acerca de ciertos conceptos en situaciones que se puedan encontrar algún día en sus vidas o con las que estén familiarizados.
Por ejemplo, se les puede explicar que una persona se tira en vertical desde un avión, y que el saltador dice que su velocidad es cercana a los 200 km/h, siendo el recorrido de 3000 metros y el intervalo de tiempo de 55 segundos. Les pediremos que comprueben que con esos datos la velocidad obtenida es la que el saltador dice.
El alumno, al suponer una caída libre, supondrá que se trata de movimiento rectílineo uniformemente acelerado, por lo que para obtener la velocidad aplicará la fórmula v=g.t, donde v es la velocidad del saltador, g=9.8N/kg la aceleración de la gravedad y t=55s el intervalo de tiempo. No obstante, la velocidad que obtendrá de esa manera es de 539m/s=1940km/h. Entonces, pensará en que tiene que haberse equivocado en algo, ya que la velocidad calculada no es la que el saltador afirma haber alcanzado.
Entonces, empezará a pensar acerca del rozamiento del aire, el cual es proporcional a la velocidad del saltador, porque está inmerso en un fluido. Conforme el saltador acelera y va aumentando su velocidad, aumenta la fuerza de rozamiento del aire, la cual se equilibra con el peso del saltador a partir de un momento, lo cual hace que la fuerza resultante sobre el saltador sea nula, provocando que su velocidad sea constante, es decir, un movimiento rectílineo uniforme. Por lo tanto, el alumno aplicará la fórmula v=s/t, donde s=3000 m es la distancia recorrida, de donde obtendrá v=54.54m/s=196.344km/h, es decir, la velocidad que el saltador dice haber alcanzado.
Asimismo, hemos utilizado el enorme péndulo simple que se encuentra en la Facultad de Física de la Universidad de Salamanca, y hemos propuesto un problema que podríamos utilizar para que nuestros alumnos piensen de forma autónoma y apliquen los conceptos teóricos estudiados a situaciones-problema reales. El reto planteado consiste en que midan la longitud del péndulo, para lo cual es imposible utilizar una regla, ya que es enorme en este caso. Para ello, el profesor puede proponer un brainstorming, donde cada alumno podrá expresarse y dar una posible solución al problema y el docente puede guiar un poco las respuestas.
La respuesta a este problema se basa en que para un péndulo simple el periodo esta relacionado con su longitud:
Esto nos permite obtener la longitud del péndulo si medimos con precisión su periodo, para lo cual será necesario medir unos 10 periodos y dividir el resultado entre 10, ya que hay un tiempo de reacción entre el momento en el que el péndulo comienza su recorrido y nosotros pulsamos el cronómetro y otro margen de error cuando lo pulsamos para parar el cronómetro y de esa manera, reduciremos el error.
Además, se les puede explicar a los alumnos que el péndulo siempre está en el mismo plano, por lo que si parece que el péndulo oscila en planos distintos en distintos momentos del día, esto se debe a que la Tierra gira, como descubrió Foucault.
Asimismo, hemos llevado a cabo un experimento con pajitas, el cual nos ha ayudado a entender mejor el concepto de las ondas estacionarias. Para ello, la profesora nos ha repartido una pajita larga a cada uno de nosotros, y hemos hecho dos cortes en uno de los extremos, formando una lengüeta. Por último, nos hemos intruducido 1cm de pajita en la boca y hemos soplado, emitiendo un sonido, y hemos ido cortando la pajita desde abajo hasta arriba, en intervalos similiares. A cada corte realizado, la frecuencia que se oía era distinta (el sonido era cada vez más agudo). Este experimento motivaría a los alumnos de Bachillerato y, después, les deberíamos preguntar a qué se debe que la frecuencia cambie conforme el tamaño de la pajita disminuye.
Esto se debe a que se forman ondas estacionarias en un tubo con un extremo cerrado. Es decir, al soplar, una onda de presión se propaga por la pajita y retorna a través de la misma, creando una onda estacionaria y haciendo que la doble lengüeta vibre. Por lo tanto, tomando en cuenta que la longitud de onda del sonido aumenta conforme aumenta la longitud de la pajita, teniendo en cuenta que la velocidad de propagación del sonido es el producto de la longitud de onda por la frecuencia, al disminuir la longitud de la pajita, disminuye la longitud de onda, por lo que la frecuencia aumenta para que la velocidad del sonido se mantenga constante.
En conclusión, opino que es importante que no limitemos a los alumnos a resolver los problemas de los libros de texto. En mi opinión, debemos llevarlos al laboratorio y tratar de crear motivación y curiosidad intrínseca en ellos para que resuelvan los problemas y retos planteados utilizando las herramientas de la Física que han estudiado. Creo firmemente que compensa por mucho la dedicación extra (para planificar la sesión, ordenar el material, realizar desdobles etc) que requiere la preparación de las sesiones en el laboratorio, ya que posibilitan el aprendizaje de contenidos procedimentales y ligados a la vida diaria del alumnado. En mi opinión, esto no puede lograrse mediante el uso de los libros de texto y de las clases expositivas con apoyo de una presentación Power Point como herramienta única. ¡Es sorprendente lo mucho que se puede aprender en una sesión de laboratorio y utilizando problemas abiertos!
Bibliografía:
Para explicar el experimento de ondas realizado con las pajitas me he basado en este libro (páginas 61-62):
Oír y Ver. Alejandro del Mazo Vivar, Santiago Velasco Maíllo, Rafael García Molina. Editum (2016).
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