Download enseñanza de la ley de ohm y su aplicación de los circuitos

ENSEÑANZA DE LA LEY DE OHM Y SU APLICACIÓN DE LOS CIRCUITOS
ELECTRICOS EN EL GRADO 11 DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA “ISMAEL
PERDOMO BORRERO”
AUTOR
CARLOS ENRIQUE CALDERÓN
Trabajo final de maestría presentado como requisito parcial para optar al título de:
Magister en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales
PRESENTADO A
DRA. LUCERO ÁLVAREZ MIÑO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES
MAESTRÍA EN ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES
MANIZALES
2016
ii
Dedicatoria
A mi hijo, Juan Sebastián, por ser el motor que me impulso para realizar este trabajo.
A mi esposa Sandra quien me motivó a iniciar esta maestría.
A mis padres por su apoyo incondicional.
A mis estudiantes, porque con su dedicación y compromiso hicieron posible este trabajo.
iii
AGRADECIMIENTOS
Quiero dedicar este trabajo primeramente a Dios por darme la oportunidad de realizar este
trabajo.
Asimismo debo agradecer de manera especial y sincera a mi directora la Profesora Lucero
Alvares Miño por su permanente acompañamiento, ya que sus aportes y sugerencias fueron
definitivos para la elaboración de este trabajo.
Por último, quiero expresar también mi más sincero agradecimiento al Rector y los estudiantes
de la Media Técnica del grado once de la Institución Educativa “Ismael Perdomo Borrero” de
Gigante (Huila) por su disposición y colaboración en la implementación y desarrollo de este
trabajo.
iv
RESUMEN
La investigación realizada contiene los fundamentos e importancia que generan las prácticas de
laboratorio virtual en el grado 11 de la Institucion Educativa “Ismael Perdomo Borrero”, en el
tema de Ley de Ohm y su aplicación a los circuitos electricos, proponiendo estrategias
metodológicas que permitan la utilizacion de laboratorios virtuales en el aula de clase en la
mejora de los desempeños de los estudiantes.
La metodología empleada en dicha investigación corresponde al enfoque descriptivo, donde se
trabajó con una población y una muestr conformada por 12 estudiantes del grado 11
pertenecientes a la modalidad de la Media Tecnica con la cual se determinó la efectividad de las
prácticas de laboratorio virtual al aplicarlas en el salon de clase.
Finalmente en los resultados obtenidos se verificó que la aplicación de estrategias de aula,
incluyendo prácticas de laboratorio virtuales, permite que los estudiantes se motiven e integren
habilidades en pro de la construccion de su propio aprendizaje, relacionando la teoría con la
práctica.
PALABRAS CLAVE: Practica virtual, Ley de Ohm, Circuitos eléctricos, aprendizaje.
v
ABSTRACT
Teaching Ohm’s Law and its application in electric circuits in eleventh graders from “
Institución Educativa Ismael Perdomo Borrero”
This research contains the foundations and relevance that virtual laboratory practices generate in
eleventh graders from “ Institución Educativa Ismael Perdomo Borrero”, in the theme Ohm’s
Law and its application in electric circuits and comes up with methodological strategies that
allow the use of virtual laboratories in the classroom in order to improve the students’
performance in the this topic.
The methodology applied in this research is based on the Descriptive Approach, in which a
population and sample of twelve learners from eleventh grade who belong to the technical High
School were involved in it to determine the effectiveness of the practices in virtual laboratories
in the classroom.
Finally, in the results achieved it was found that the application of classroom strategies,
including virtual laboratory practices, empower the students’ motivation and integrate their
abilities towards the construction of their own learning, relating theory and practice.
KEYWORDS: Virtual practices, Ohm’s Law, Electric circuits, Learning strategies.
vi
TABLA DE CONTENIDO
AGRADECIMIENTOS ................................................................................................................. iii
RESUMEN .................................................................................................................................... iv
ABSTRACT .................................................................................................................................... v
TABLA DE CONTENIDO............................................................................................................ vi
LISTA DE FIGURAS ..................................................................................................................... x
LISTA DE TABLAS ..................................................................................................................... xi
INTRODUCCION .......................................................................................................................... 1
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................................................... 2
FORMULACIÓN Y SISTEMATIZACIÓN DEL PROBLEMA ................................................... 3
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA........................................................................................ 3
SISTEMATIZACION DEL PROBLEMA ................................................................................. 3
OBJETIVO GENERAL .................................................................................................................. 4
OBJETIVOS ESPECIFICOS...................................................................................................... 4
JUSTIFICACION ........................................................................................................................... 5
6. MARCO TEORICO.................................................................................................................... 6
6. 1 LA EDUCACIÓN VIRTUAL EN COLOMBIA ................................................................ 6
6.1.1 ¿Qué es la educación virtual? ........................................................................................ 6
6.1.2 ¿Qué es la educación a distancia? .................................................................................. 7
vii
6.1.3 ¿Cómo se entiende la educación virtual como parte de la educación a distancia? ........ 7
6. 2 MAGNITUDES ELECTRICAS FUNDAMENTALES .......................................................... 9
6.2.1. INTENSIDAD (I) ............................................................................................................. 9
6.2.2. VOLTAJE (V) .................................................................................................................. 9
6. 3 LEY DE OHM ................................................................................................................... 11
6. 4 CIRCUITO ELÉCTRICO .................................................................................................. 12
6.4.1 Diagramas de circuitos eléctricos .................................................................................... 13
6.4.2 CIRCUITOS BÁSICOS (SERIE, PARALELO Y MIXTO). .......................................... 15
6.4.2.1 CIRCUITO EN SERIE ............................................................................................. 15
6.4.2.2 CIRCUITO EN PARALELO ....................................................................................... 17
6.4.2.3 CIRCUITO MIXTO...................................................................................................... 19
6.5.1 Lenguajes ..................................................................................................................... 21
6.5.2 Paquetes de software .................................................................................................... 22
7. METODOLOGIA ..................................................................................................................... 25
TIPO DE INVESTIGACION ................................................................................................... 25
ETAPAS: .................................................................................................................................. 25
ETAPA1: DIAGNÓSTICO Y CONTEXTUALIZACION .................................................. 25
Instrumentos:......................................................................................................................... 26
ETAPA 2: Diseño de las actividades prácticas a desarrollar. ................................................... 26
ETAPA 3: Aplicación de las actividades prácticas a desarrollar. ............................................. 27
viii
ETAPA 4: Evaluación de las actividades prácticas. ................................................................. 28
POBLACION, MUESTRA Y UBICACIÓN ESPACIO-TEMPRAL ...................................... 28
POBLACIÓN ........................................................................................................................ 28
CRONOGRAMA...................................................................................................................... 29
7. RESULTADOS..................................................................................................................... 34
7.1 Análisis de las actividades propuestas ............................................................................ 34
7.1.1 Análisis de los saberes previos .................................................................................... 34
7.1.2 Análisis de la actividad de prácticas virtuales dentro del aula......................................... 34
7.1.3 Análisis de la actividad inicial ......................................................................................... 36
7.2 Resultados y Análisis de la prueba inicial frente a la prueba final ..................................... 36
7.2.1 Pregunta uno .................................................................................................................... 38
7.2.2 Pregunta dos ..................................................................................................................... 38
7.2.3 Pregunta tres..................................................................................................................... 38
7.2.4 Pregunta cuatro ................................................................................................................ 39
7.2.5 Pregunta cinco.................................................................................................................. 39
7.2.6 Pregunta seis .................................................................................................................... 39
7.2.7 Pregunta siete ................................................................................................................... 39
7.2.8 Pregunta ocho................................................................................................................... 40
7.2.9 Pregunta nueve ................................................................................................................. 40
7.2.10 Pregunta diez.................................................................................................................. 40
ix
CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 42
A. ANEXO: Imágenes de los estudiantes realizando las prácticas virtuales .......................... 43
B. Anexo: PRACTICA 1 - LEY DE OHM ............................................................................ 44
C. Anexo: PRÁCTICA 2 – CIRCUITO EN SERIE ............................................................... 49
D. Anexo: PRÁCTICA 3 – CIRCUITO EN PARALELO ..................................................... 52
E. Anexo: PRÁCTICA 4 – CIRCUITO MIXTO ................................................................... 56
F. Anexo: Prueba Inicial ........................................................................................................ 60
G. Anexo: Prueba Final .......................................................................................................... 63
BILBIOGRAFIA .......................................................................................................................... 66
x
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1. GRÁFICA INTENSIDAD DE CORRIENTE FRENTE A VOLTAJE APLICADO. ........................... 12
FIGURA 2. ELEMENTOS DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO. ..................................................................... 13
FIGURA 3. SIMBOLOGÍA PARA REPRESENTAR CIRCUITOS ELÉCTRICOS............................................ 14
FIGURA 4. CIRCUITO EN SERIE........................................................................................................ 15
FIGURA 5. CIRCUITO EN PARALELO: DIBUJO Y DIAGRAMA. ............................................................ 17
FIGURA 6. DIAGRAMA DE UN CIRCUITO EN PARALELO. .................................................................. 18
FIGURA 7. CIRCUITO EN SERIE-PARALELO. ..................................................................................... 19
FIGURA 8. PORCENTAJE DE AVANCE DE LOS ESTUDIANTES ............................................................ 37
xi
LISTA DE TABLAS
TABLA 1: PORCENTAJE DE ACIERTO PARA LA PRUEBA INICIAL Y FINAL; ASÍ COMO EL PORCENTAJE DE AVANCE FINAL PARA EL GRUPO......... 36
1
INTRODUCCION
Hoy en día existe un aumento en el uso de las Tecnologías de la Información y las
Comunicaciones, de tal manera que podemos aprovechar estas herramientas para el desarrollo de
laboratorios virtuales en el área de la electrónica.
La Institución Educativa “Ismael Perdomo Borrero” no cuenta con los recursos suficientes
para comprar los equipos, materiales y herramientas necesarias para poder realizar los
laboratorios. Por tal razón se pretende utilizar los equipos de cómputo de la Institución para la
implementación de los laboratorios virtuales, ya que una de las principales ventajas de usar este
tipo de herramientas virtuales es que el estudiante puede interactuar con ellas sin llegar a dañar
algún componente o instrumento.
Es así como el presente trabajo tiene como finalidad ofrecer a los estudiantes y docentes
nuevas estrategias de enseñanza y/o aprendizaje relacionadas con la temática de Electricidad y
Magnetismo que se debe abordar en el grado 11, con el fin de mejorar las competencias
relacionadas en el área de Ciencias Naturales – Física.
2
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Se hace necesario que los estudiantes adquieran nuevos conocimientos relacionados con la
Ley de Ohm y su aplicación en los circuitos eléctricos ya que estos temas forman parte del plan
estudios del área de ciencias naturales – Física y además son evaluados en las pruebas SABER
PRO. Por tal razón, se pretende estudiar esta temática de la electricidad en la Institución
Educativa “Ismael Perdomo Borrero” de Gigante (Huila).
No obstante, se ha identificado que en la Institución Educativa “Ismael Perdomo Borrero” en
el Área de Ciencias Naturales – Física, los docentes no tienen el dominio apropiado sobre la
temática de Electricidad y Magnetismo (Ley de Ohm y su aplicación en los circuitos eléctricos),
es muy necesario que el estudiante adquiera estos conocimientos ya que le permiten desarrollar
nuevas habilidades cognitivas en este campo; y además ayudará a mejorar los resultados de las
pruebas SABER PRO del grado 11.
3
FORMULACIÓN Y SISTEMATIZACIÓN DEL PROBLEMA
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Cómo diseñar prácticas de laboratorio virtuales para la enseñanza de la Ley de Ohm y su
aplicación a los circuitos eléctricos que mejoren el aprendizaje de los estudiantes del grado
undécimo de la Institución Educativa “Ismael Perdomo Borrero” para el segundo y tercer
periodo académico del 2015?
SISTEMATIZACION DEL PROBLEMA
¿Qué referentes teóricos relacionados con la Ley de Ohm y su aplicabilidad en los circuitos
eléctricos son necesarios para el desarrollo de las actividades?
¿Cómo diseñar las actividades prácticas utilizando software de simulación de circuitos?
¿Qué actividades prácticas del laboratorio virtual permiten mejorar el aprendizaje de los
estudiantes?
¿Cómo valorar la efectividad de las prácticas de laboratorio virtuales relacionadas en el proceso
de aprendizaje del estudiante?
¿Cómo evaluar el proceso de aprendizaje a través de cuestionarios diseñados según las pruebas
ICFES SABER 11?
4
OBJETIVO GENERAL
Diseñar prácticas de laboratorio virtuales para la enseñanza de la Ley de Ohm y su aplicación a
los circuitos eléctricos que mejoren el aprendizaje de los estudiantes del grado undécimo de la
Institución Educativa “Ismael Perdomo Borrero” para el segundo y tercer periodo académico del
2015.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
-
Identificar los referentes teóricos relacionados con la Ley de Ohm y su aplicabilidad en los
circuitos eléctricos.
-
Diseñar las actividades prácticas a desarrollar en la sala de sistemas utilizando software de
simulación de circuitos.
-
Aplicar las actividades prácticas del laboratorio virtual previamente diseñadas que permitan
mejorar el aprendizaje de los estudiantes.
-
Valorar la efectividad de las prácticas de laboratorio virtuales relacionadas en el proceso de
aprendizaje del estudiante.
-
Evaluar el proceso de aprendizaje a través de cuestionarios diseñados según las pruebas
ICFES SABER 11.
5
JUSTIFICACION
Esta investigación pretende contribuir a la mejora del aprendizaje de los estudiantes de
undécimo grado de la Institución Educativa “Ismael Perdomo Borrero”, mediante estrategias que
relacionen lo práctico con lo teórico en la aplicación de la Ley de Ohm en los circuitos eléctricos,
para que desarrollen capacidades de pensar y potencializar las habilidades al poner en práctica
sus conocimientos.
En esta medida, este estudio radica en utilizar una nueva estrategia metodológica de
enseñanza de la Ley de Ohm mediante la utilización de un software especializado en este campo;
lo cual permitirá el estudiante y al docente desarrollar nuevas habilidades y/o conocimientos
relacionados con este tema, obteniendo así mejores resultados en las pruebas SABER PRO del
grado 11.
Finalmente, se considera que este estudio es de gran importancia para los estudiantes dado
que permitirá afianzar y reforzar los conocimientos necesarios que se deben adquirir en el aula
de clase los cuales le servirán en algunos casos de la vida cotidiana o en su formación
universitaria relacionada con este campo.
6
6. MARCO TEORICO
6. 1 LA EDUCACIÓN VIRTUAL EN COLOMBIA
La educación virtual en Colombia ha tenido durante los últimos años una mayor penetración
debido al avance en la Tecnologías de la Información y la Comunicación. Así lo propone el
Ministerio de Educacion Nacional de Colombia (2009), al afirmar que:
El desarrollo de las Tecnologías de la Información y Comunicación –TIC- ha abierto un
sinnúmero de posibilidades para realizar proyectos educativos en el que todas las personas
tengan la oportunidad de acceder a educación de calidad sin importar el momento o el lugar
en el que se encuentren.
En efecto, las alternativas de acceso que se han puesto en manos de las personas han
eliminado el tiempo y la distancia como un obstáculo para enseñar y aprender.
6.1.1 ¿Qué es la educación virtual?
La educación virtual, también llamada "educación en línea", se refiere al desarrollo de
programas de formación que tienen como escenario de enseñanza y aprendizaje el
ciberespacio. En otras palabras, la educación virtual hace referencia a que no es necesario que
el cuerpo, tiempo y espacio se conjuguen para lograr establecer un encuentro de diálogo o
experiencia de aprendizaje. Sin que se dé un encuentro cara a cara entre el profesor y el
alumno es posible establecer una relación interpersonal de carácter educativo.
Desde esta perspectiva, la educación virtual es una acción que busca propiciar espacios de
formación, apoyándose en las TIC para instaurar una nueva forma de enseñar y de aprender.
7
La educación virtual es una modalidad de la educación a distancia; implica una nueva visión
de las exigencias del entorno económico, social y político, así como de las relaciones
pedagógicas y de las TIC. No se trata simplemente de una forma singular de hacer llegar la
información a lugares distantes, sino que es toda una perspectiva pedagógica.
6.1.2 ¿Qué es la educación a distancia?
La educación a distancia apareció en el contexto social como una solución a los problemas de
cobertura y calidad que aquejaban a un número elevado de personas, quienes deseaban
beneficiarse de los avances pedagógicos, científicos y técnicos que habían alcanzado ciertas
instituciones, pero que eran inaccesibles por la ubicación geográfica o bien por los elevados
costos que implicaba un desplazamiento frecuente o definitivo a esas sedes.
6.1.3 ¿Cómo se entiende la educación virtual como parte de la educación a distancia?
Para responder a esta pregunta es necesario conocer las tres generaciones por las que ha
pasado la educación a distancia:
•
La primera generación se caracteriza por la utilización de una sola tecnología y la poca
comunicación entre el profesor y el estudiante. El alumno recibe por correspondencia una
serie de materiales impresos que le proporcionan la información y la orientación para
procesarla. Por su parte, el estudiante realiza su trabajo en solitario, envía las tareas y presenta
exámenes en unas fechas señaladas con anterioridad.
•
La segunda generación introdujo otras tecnologías y una mayor posibilidad de interacción
entre el docente y el estudiante. Además del texto impreso, el estudiante recibe casetes de
audio o video, programas radiales y cuenta con el apoyo de un tutor (no siempre es el profesor
del curso) al que puede contactar por correo, por teléfono o personalmente en las visitas
8
esporádicas que éste hace a la sede educativa. En algunos casos cada sede tiene un tutor de
planta para apoyar a los estudiantes.
•
Por último, la tercera generación de la educación a distancia se caracteriza por la utilización
de tecnologías más sofisticadas y por la interacción directa entre el profesor del curso y sus
alumnos. Mediante el computador conectado a una red telemática, el correo electrónico, los
grupos de discusión y otras herramientas que ofrecen estas redes, el profesor interactúa
personalmente con los estudiantes para orientar los procesos de aprendizaje y resolver, en
cualquier momento y de forma más rápida, las inquietudes de los aprendices. A esta última
generación de la educación a distancia se la denomina "educación virtual" o "educación en
línea".
Es importante aclarar que la clave para definir la educación en línea parte de una concepción
pedagógica que se apoya en las Tecnologías de la Información y Comunicación.
Lo que garantiza la calidad de la educación es la articulación coherente y armónica de un
modelo que ponga, por encima de los instrumentos, el sentido pedagógico de los procesos.
Una educación de calidad puede salir adelante con una tecnología inadecuada; pero jamás una
tecnología excelente podrá sacar adelante un proceso educativo de baja calidad.
Es importante precisar que todas las modalidades o generaciones de la educación a distancia
son válidas y pertinentes en un país como Colombia. La educación virtual, por tanto, es sólo
una modalidad dentro del abanico de posibilidades. Lo que se pretende es desarrollar este tipo
de educación, de tal manera que se convierta en una opción real y de calidad para muchos
colombianos que pueden encontrar en ella el espacio para formarse.
9
6. 2 MAGNITUDES ELECTRICAS FUNDAMENTALES
Las magnitudes fundamentales que nos encontramos en un circuito eléctrico son la intensidad,
el voltaje y la resistencia.
6.2.1. INTENSIDAD (I)
Considerando lo afirmado por Calsina Fleta (2008):
La intensidad es la velocidad a la que se desplazan los electrones a través del hilo conductor.
Se representa por una flecha paralela al hilo conductor y sobre ella la letra I. Su unidad es el
amperio (A).
Se calcula dividiendo la carga total de todos los electrones que pasan por un hilo conductor
por segundo. Ahora bien, como la carga de un electrón es una unidad extraordinariamente
pequeña, se utiliza como unidad básica de carga el culombio, que equivale a:
1 culombio = 6,25 x 1018 electrones
Así pues:
=
=
/ Tiempo ⇒ I
Intensidad Carga electrica
1 Amperio ( A) =
Q
t
1 Coulomb (C )
1 segundo ( s )
6.2.2. VOLTAJE (V)
El voltaje es la magnitud que se encarga de mantener la diferencia de cargas positivas y
negativas entre dos puntos de un circuito.
Cuando dos puntos, entre los que existe una diferencia de cargas, se unen con un medio
conductor, se produce un movimiento de electrones al trasladarse desde el punto con mayor
10
carga negativa al punto con carga positiva. Esta corriente cesa cuando ambos puntos igualan
sus cargas o cuando se interrumpe el circuito.
La unidad que mide el voltaje en el Sistema Internacional es el voltio (V). Al voltaje también
se le denomina tensión, diferencia de potencial (d.d.p.) y, en algunos casos, fuerza
electromotriz (f.e.m.).
Se simboliza con:
, cuando hacemos referencia a una pila.
, cuando hacemos referencia a una batería.
6.2.4. RESISTENCIA ELÉCTRICA (R)
La resistencia eléctrica es la magnitud que mide la dificultad que opone un material a ser
atravesado por una corriente eléctrica.
Se simboliza con:
o con
.
Y se representa por la letra R, siendo su unidad el ohmio (Ω) (p. 13, 14).
11
6. 3 LEY DE OHM
Del mismo modo Cuéllar Carvajal (2009) expone que:
El científico alemán George Ohm (1787-1854) descubrió que para una amplia gama de
materiales conductores y una gran variedad de diferencias de potencial, la razón V/I es
siempre constante para un conductor dado; en estos casos, el valor de la resistencia permanece
constante cuando varía el voltaje. Matemáticamente significa que la intensidad de la corriente
varía en forma directamente proporcional con el voltaje aplicado.
La constante de proporcionalidad K es igual a 1/R, es decir:
I = K ×V =
1
×V
R
luego,
I=
V
R
La forma de esta relación lineal está plasmada en la gráfica de la figura 1.
12
Figura 1. Gráfica intensidad de corriente frente a voltaje aplicado.
Tomado de: Cuéllar Carvajal (2009) Física II
Cuando un dispositivo tiene una resistencia constante, cuyo valor es independiente de la
magnitud del voltaje, decimos que obedece a la ley de Ohm. Los conductores en los cuales la
resistencia V/I no es constante, se llaman conductores no óhmicos (p. 228, 229).
6. 4 CIRCUITO ELÉCTRICO
Cuéllar Carvajal (2009) indica que:
Para aprovechar la electricidad se requiere controlarla y convertirla en otra forma de energía.
El medio físico para lograr la aplicación práctica de la electricidad es el circuito eléctrico.
Como lo hemos mencionado, los elementos básicos de un circuito eléctrico son: la fuente de
energía o fuente de fem, los alambres de conexión y un receptor de carga (p. 253).
13
Figura 2. Elementos de un circuito eléctrico.
Autor: Investigador
Por consiguiente, Cuéllar Carvajal (2009) menciona que:
Con frecuencia, en la práctica un circuito tiene más de un receptor de carga y además hay
circuitos en los cuales la corriente no es igual en todos los puntos. Veamos a continuación
cómo se representan los circuitos eléctricos (p. 254).
6.4.1 Diagramas de circuitos eléctricos
Cuéllar Carvajal (2009) afirma que:
Un circuito sencillo se puede describir con palabras, también se puede representar mediante
fotografías o dibujos artísticos. Sin embargo, lo más frecuente es representarlo mediante un
diagrama esquemático que se dibuja usando símbolos para los elementos del circuito.
En la figura 3 se muestran algunos de los símbolos que se usan en la diagramación de
circuitos.
14
Figura 3. Simbología para representar circuitos eléctricos.
Tomado de: Cuéllar Carvajal (2009) Física II
Para representar un circuito mediante un diagrama esquemático, primero se presenta siempre
la dirección convencional de la corriente y luego se siguen los pasos que se mencionan a
continuación:
1. En el lado izquierdo de la página, dibuja el símbolo correspondiente para la fuente de
energía. Pon la terminal positiva en la parte superior.
2. Dibuja un alambre saliendo de la terminal positiva. Cuando llegue a un receptor de carga
dibuja el símbolo correspondiente.
3. Si se llega a un punto donde hay dos trayectorias de corriente, dibuja el símbolo ⊥ en el
diagrama.
4. Sigue una trayectoria hasta que las dos trayectorias de las corrientes se junten de nuevo.
5. Sigue la trayectoria de la corriente hasta que alcances la terminal negativa de la fuente.
6. Verifica que hayas incluido todos los receptores de carga y que las trayectorias de la
corriente estén completas para el paso de la corriente eléctrica (p. 254).
15
6.4.2 CIRCUITOS BÁSICOS (SERIE, PARALELO Y MIXTO).
6.4.2.1 CIRCUITO EN SERIE
Siguiendo a Cuéllar Carvajal (2009):
Si una fuente de energía está conectada a dos o más receptores de carga, de manera que por
cada uno de ellos pase la misma intensidad de corriente, se dice que están conectados en serie.
En este caso las resistencias se disponen una a continuación de otra como se muestra en la
siguiente figura.
Figura 4. Circuito en serie.
Tomado de: Cuéllar Carvajal (2009) Física II
Debido a que la intensidad de la corriente que pasa por cada resistencia es la misma, si se
interrumpe la corriente en una de ellas, también se interrumpe en las demás. Este hecho es el
que ocurre con las luces de navidad.
Si uno de los filamentos de una bombilla se funde, la corriente deja de fluir y todas las
bombillas se apagan.
16
Resistencia equivalente en un circuito en serie
Cuando sólo hay un receptor de carga en un circuito, este dispositivo suministra por lo general
toda la resistencia del circuito. Sin embargo, cuando hay dos o más, la resistencia total o
resistencia equivalente (R), es igual a la suma de cada una de las resistencias correspondientes
a cada uno de los receptores de carga. Es decir:
R = R1 + R2 + R3 + ... + Rn
Observa que la resistencia equivalente es mayor que cualquier resistencia. Por tanto, si el
voltaje no varía y se añaden más receptores de carga, aumenta el valor de la resistencia
equivalente y por consiguiente disminuye la intensidad de la corriente.
Para determinar la corriente en un circuito en serie, se calcula primero la resistencia
equivalente (R) del mismo y a continuación se utiliza la ecuación:
I=
V
R
En un circuito en serie, la suma de las caídas de voltaje en cada una de las resistencias es igual
a la diferencia de potencial o voltaje V suministrado por la fuente de energía, es decir:
V = IR1 + IR2 + IR3 + IRn
De forma análoga, cada una de las resistencias consume y disipa cierta potencia eléctrica. La
potencia eléctrica total consumida es la suma de los consumos de cada resistencia, es decir,
P = P1 + P2 + P3 + ... + Pn
P= I 2 R1 + I 2 R2 + I 2 R3 + ... + I 2 Rn
(p. 255).
17
6.4.2.2 CIRCUITO EN PARALELO
Cuéllar Carvajal (2009) define circuito en paralelo como:
Un circuito eléctrico en el que hay uno o más puntos donde la corriente se divide y sigue
trayectorias diferentes se llama circuito en paralelo.
Figura 5. Circuito en paralelo: dibujo y diagrama.
Tomado de: Cuéllar Carvajal (2009) Física II
Cuando los receptores de carga de un circuito se conectan de manera que se tengan
trayectorias diferentes de corriente se dice que los elementos están conectados en paralelo.
En un circuito en paralelo, cada receptor de carga constituye un recorrido aparte para el flujo
de la corriente eléctrica. Los recorridos aparte se llaman ramas.
18
En un circuito en paralelo, los receptores de carga se disponen de modo que sus extremos
están conectados directamente con las terminales de la fuente de energía, como se muestra en
la siguiente figura.
Figura 6. Diagrama de un circuito en paralelo.
Tomado de: Cuéllar Carvajal (2009) Física II
La línea A tiene el potencial de la terminal positiva de la fuente en toda su longitud. La línea
B tiene el potencial de la terminal negativa de la fuente en toda su longitud. Por consiguiente,
la diferencia de potencial o voltaje en cada receptor de carga es de igual magnitud que el
voltaje suministrado por la fuente.
De acuerdo con lo anterior:
V= V=
V=
V3 ...Vn
1
2
En un circuito en paralelo, la corriente eléctrica que sale de la fuente de energía se divide en
algún punto y pasa a través de cada resistencia, recombinando luego y regresando a la fuente.
Es decir, la corriente que sale de la fuente y regresa a ella es la corriente total y su magnitud
es la suma de las corrientes que pasan por cada ramal, o sea:
I = I1 + I 2 + I 3 + ... + I n
Donde
=
I1
V
V
V
=
I2 =
I3
R1
R2
R3
19
El dividir por el voltaje (V) suministrado por la fuente en ambos miembros de la ecuación
anterior, resulta:
I
I I1 I 2 I 3
=
+ + + ... + n
V V V V
V
Luego,
1 1
1
1
1
=
+
+ + ... +
R R1 R2 R3
Rn
en donde R es la resistencia equivalente o total del circuito.
De acuerdo con la expresión anterior, el recíproco de la resistencia equivalente de un circuito
en paralelo es la suma de los recíprocos de cada resistencia (p. 257).
6.4.2.3 CIRCUITO MIXTO
Según Cuéllar Carvajal (2009):
Si al rastrear la trayectoria de la corriente en un circuito eléctrico, comenzando en la terminal
positiva de la fuente hasta regresar a la terminal negativa de la misma (dirección
convencional), la corriente se divide en ramas separadas y también hay resistencias en serie,
se trata de un circuito en serie-paralelo, como los que se muestran en la siguiente figura.
Figura 7. Circuito en serie-paralelo.
Tomado de: Cuéllar Carvajal (2009) Física II
20
Para resolver problemas en serie-paralelo, se siguen los pasos que se mencionan a
continuación:
1. Dibujar un diagrama esquemático del circuito en caso de ser necesario, donde puedan
apreciarse las partes en paralelo y las partes en serie.
2. A partir de la combinación de las resistencias más lejanas de la fuente de fem, determinar la
resistencia equivalente de las que están en paralelo.
3. Dibujar un nuevo esquema en el cual se sustituyan las resistencias en paralelo por la
resistencia equivalente determinada en el paso anterior.
4. Si en el nuevo esquema la resistencia equivalente obtenida en el paso 2, está en serie con
otra, se debe determinar la nueva resistencia equivalente.
5. Dibujar el nuevo esquema.
6. En caso de ser necesario, se repite el proceso hasta que se reduzca el circuito con una sola
resistencia.
7. Encontrar la corriente en el circuito reducido utilizando la ley de Ohm.
8. Invertir las etapas de reducción para determinar las corrientes y las caídas de voltajes en
cada etapa (p. 258,259).
6.5 SOFTWARE DE SIMULACIÓN DE CIRCUITOS
De acuerdo con Boylestad (2004):
El empleo de las computadoras en el proceso educativo ha crecido exponencialmente en la
última década. Muy pocos textos en este nivel introductorio no incluyen alguna presentación
de las actuales técnicas de computadora. De hecho, la acreditación oficial de un programa de
21
tecnología puede estar en función de la profundidad con que se incorporan los métodos por
computadora en el programa.
No existe duda de que el conocimiento básico de métodos computacionales es algo que el
estudiante de nivel profesional debe obtener en cualquier programa de dos o cuatro años. El
mercado laboral espera que los egresados cuenten con conocimientos básicos del lenguaje
técnico computacional y cierta experiencia práctica.
Para algunos estudiantes, la idea de tener que volverse competentes en el uso de una
computadora puede ocasionar un sentimiento de inseguridad e incomodidad.
Sin embargo, usted puede estar seguro de que mediante una adecuada experiencia de
aprendizaje y práctica, la computadora puede resultar muy “amigable” y útil, así como una
herramienta de apoyo para el desarrollo y la aplicación de sus habilidades técnicas en un
ambiente profesional.
El estudiante que recién ingresa al mundo de las computadoras puede elegir entre dos
alternativas para desarrollar las habilidades de cómputo necesarias: el estudio de lenguajes de
computadora y el empleo de paquetes de software.
6.5.1 Lenguajes
Existen diversos lenguajes que proporcionan línea directa de comunicación con la
computadora y las operaciones que ésta puede efectuar. Un lenguaje es un conjunto de
símbolos, letras, palabras o declaraciones que el usuario puede ingresar a la computadora. El
sistema de cómputo “entenderá” estas entradas y las ejecutará en el orden establecido por una
serie de comandos denominados programas. Un programa le indica a la computadora lo que
debe hacer sobre una base secuencial de línea por línea en el mismo orden que un estudiante
realizaría las operaciones a mano. La computadora sólo puede responder a los comandos que
22
ingresa el usuario. Esto implica que el programador conozca completamente la secuencia de
operaciones y cálculos requeridos para obtener una solución particular. En otras palabras, la
computadora sólo puede responder a la entrada del usuario, no cuenta con alguna forma
misteriosa de proporcionar las soluciones a menos que se le indique cómo obtener éstas. Un
análisis extenso puede dar por resultado un programa que contenga cientos o miles de líneas.
Una vez escrito, el programa debe ser verificado cuidadosamente con el propósito de asegurar
que los resultados tengan significado y sean válidos para un rango esperado de variables de
entrada. Por tanto, escribir un programa puede ser un proceso largo y tedioso, pero tenga
presente que una vez probado y validado, puede almacenarse en memoria para uso futuro. El
usuario puede estar seguro de que cualquier resultado posterior tendrá un nivel de precisión
alto y requerirá un mínimo de tiempo y esfuerzo. Algunos de los lenguajes más comunes
aplicados al campo eléctrico/electrónico actualmente incluyen C++, QBASIC, Pascal y
FORTRAN. Cada uno de éstos cuenta con su propio conjunto de comandos y declaraciones
para comunicarse con la computadora, pero todos pueden emplearse para realizar el mismo
tipo de análisis.
6.5.2 Paquetes de software
El segundo enfoque para el análisis por computadora, los paquetes de software, evita la
necesidad de conocer un lenguaje en particular; de hecho, el usuario puede no conocer el
lenguaje que se utilizó para desarrollar los programas incluidos en un paquete de software.
Todo lo que se requiere es el conocimiento de cómo capturar los parámetros del circuito,
definir las operaciones que se realizarán y obtener los resultados, y el paquete hará el resto.
Los pasos individuales hacia una solución se encuentran más allá de las necesidades del
usuario —todo lo que él necesita es tener una idea acerca de cómo introducir los parámetros
23
del circuito en la computadora y cómo obtener los resultados—. En este punto se encuentran
dos de las preocupaciones del autor con respecto a los paquetes de programas: conseguir una
solución sin tener la menor idea de cómo se llega a ella o si los resultados son válidos o están
completamente fuera de lugar. Es muy importante que el estudiante esté consciente de que la
computadora debe ser utilizada como una herramienta de apoyo — ¡no debe permitirse que
controle el ámbito y el potencial del usuario!
Todo paquete de software cuenta con un menú que define el rango de aplicaciones del
paquete. Una vez que el software se cargue en la computadora, el sistema podrá efectuar todas
las operaciones que aparecen en el menú en la forma que éste fue programado para hacerlo.
Tenga presente, sin embargo, que si se solicita un tipo de análisis particular que no se
encuentre en el menú, el paquete de software no será capaz de generar los resultados
deseados. El paquete se encuentra limitado únicamente a aquellas manipulaciones
establecidas por el equipo de programadores que desarrollaron el paquete de software. En
tales situaciones el usuario deberá acudir a otro paquete de software o escribir un programa
utilizando alguno de los lenguajes mencionados.
En términos generales, si en el mercado se encuentra disponible un paquete de software que
realice un análisis particular, entonces deberá utilizarse en lugar de desarrollar rutinas. Los
paquetes de software más populares son producto de muchas horas de esfuerzo por parte de
equipos de programadores con años de experiencia. Sin embargo, si los resultados no se
encuentran en el formato deseado o si el paquete de software no proporciona todos los
resultados esperados, entonces deberá aprovecharse el talento innovador del usuario para
desarrollar un paquete de software. Como se observó, cualquier programa desarrollado por el
24
usuario, siempre que supere las pruebas de rango y precisión, puede ser considerado un
paquete de software de su autoría para uso futuro (p. 25, 26, 27).
25
7. METODOLOGIA
TIPO DE INVESTIGACION
Esta investigación en cuanto a su naturaleza, es práctica porque su finalidad radica en realizar
una intervención a un problema práctico sobre la enseñanza de la Ley de Ohm aplicada a los
circuitos eléctricos, teniendo en cuenta una problemática presentada en el desarrollo de la
programación curricular en el área de Ciencias Naturales – Física del grado 11 de la Institución
Educativa “Ismael Perdomo Borrero”.
Este estudio es de carácter descriptivo e interpretativo pues pretende describir contenidos y
situaciones de la enseñanza y aprendizaje de la Ley de Ohm y su aplicación a los circuitos
eléctricos en el grado 11 de la Institución Educativa “Ismael Perdomo Borrero”, para ser
consecuente y sistemáticamente analizados e interpretados con el fin de extraer generalizaciones
significativas.
Por consiguiente, esta investigación es de enfoque cuantitativo ya que se busca diagnosticar y
evaluar cada una de las variables relacionadas con la enseñanza de la Ley de Ohm y su
aplicabilidad a los circuitos eléctricos y el impacto que esta genera en los estudiantes.
Este trabajo, según su alcance y temporalidad, es transversal porque se realiza en un tiempo
determinado y se expresa en las siguientes fases donde se describirán actividades a realizar en el
desarrollo del presente trabajo de investigación:
ETAPAS:
ETAPA1: DIAGNÓSTICO Y CONTEXTUALIZACION
En esta etapa se realizó la consulta previa de los referentes y teorías relacionadas con la Ley
de Ohm y los circuitos eléctricos, posteriormente se realizó la triangulación de los datos e
información recolectada.
26
En esta etapa, se llevaron a cabo las siguientes actividades:
•
Recolección de la información.
•
Estudio de documentación.
•
Análisis de los fundamentos teóricos relacionados con la Ley de Ohm y los circuitos
eléctricos.
También se utilizaron los siguientes métodos e instrumentos:
•
El análisis y la síntesis: se realizó el estudio de la bibliografía relacionada con el tema de
esta investigación y sus respectivos referentes teóricos.
•
Estudio de documentación: se analizó los documentos referentes a la enseñanza de la Ley
de Ohm y su aplicación a los circuitos eléctricos en la educación secundaria.
Instrumentos:
Rejilla de análisis: este instrumento se utilizó con el fin de analizar y clasificar la información
idónea necesaria para el desarrollo de la investigación.
ETAPA 2: Diseño de las actividades prácticas a desarrollar.
En esta etapa se formularan las siguientes tareas o actividades:
•
Establecimiento de los referentes teóricos y metodológicos de las prácticas virtuales a
desarrollar en los componentes del objeto de estudio.
•
Construcción y aplicación del pre-test para diagnosticar la situación actual de los
estudiantes.
•
Sistematización de la información y ajustes de la información recolectada en el pre-test.
En esta etapa se utilizaran los siguientes métodos e instrumentos:
27
•
Observación científica: esta se llevó a cabo en el transcurso del desarrollo de las
prácticas virtuales en donde se realizó una observación directa para identificar las
acciones a mejorar.
•
La descripción: en esta se realizó la respectiva descripción de las actitudes y destrezas
reflejadas en los estudiantes.
Instrumentos:
Técnica de observación: los instrumentos a utilizar serán las guías para el desarrollo de las
prácticas virtuales y los parámetros que se establecen en ellas y la aceptación que tendrá la
aplicación del pre-test en los estudiantes.
ETAPA 3: Aplicación de las actividades prácticas a desarrollar.
En esta etapa se pretenden desarrollar las guías de trabajo a implementar en la sala de
informática utilizando un software de simulación de circuitos con los estudiantes del grado 11 de
la Institución Educativa “Ismael Perdomo Borrero”.
En esta etapa se formularan las siguientes tareas o actividades:
•
Motivación a los estudiantes por medio de lecturas relacionadas con el objeto de estudio.
•
Clase magistral usando ayudas audiovisuales en donde se explicaran los temas a abordar
para el desarrollo de las prácticas virtuales.
•
Orientación y acompañamiento continúo en el desarrollo de las prácticas virtuales.
•
Aplicación de las prácticas virtuales a los estudiantes.
Instrumentos:
Se utilizaron ayudas audiovisuales, la sala de informática y todo lo relacionado para el
desarrollo de la práctica virtual.
28
ETAPA 4: Evaluación de las actividades prácticas.
En esta etapa se pretende evaluar el desarrollo de las prácticas virtuales a realizar con los
estudiantes del grado 11 de la Institución Educativa “Ismael Perdomo Borrero”.
En esta etapa se formularan las siguientes tareas o actividades:
•
Se observó el comportamiento y la receptividad de los estudiantes con la actividad del
objeto de estudio.
•
Se realizó el análisis de los resultados arrojados en las prácticas virtuales.
•
Se aplicó una prueba final para evaluar el avance de los estudiantes y la estrategia de
estudio mediante un post-test.
POBLACION, MUESTRA Y UBICACIÓN ESPACIO-TEMPRAL
La ubicación de carácter general del trabajo de investigación es la Institución Educativa
“Ismael Perdomo Borrero”, y la de carácter particular son los estudiantes del grado 11, la cual se
desarrollará en el primero y segundo periodo académico del 2015.
POBLACIÓN
Las prácticas virtuales se aplicaron a los estudiantes del grado 11 de la Institución Educativa
“Ismael Perdomo Borrero”, el cual está integrado por 12 estudiantes del área de la modalidad
Media Técnica.
29
CRONOGRAMA
2014
CONCEPTO
2015
JUL AGO SEP OCT NOV FEB MAR ABR MAY JUN AGO SEP OCT NOV
OBJETIVO
GENERAL
Diseñar
prácticas
laboratorio
de
virtuales
para la enseñanza de la
Ley de Ohm y su
aplicación
a
los
circuitos eléctricos que
mejoren el aprendizaje
de los estudiantes del
grado undécimo de la
Institución
Educativa
“Ismael
Perdomo
Borrero”
para
segundo
y
el
tercer
periodo académico del
2015.
OBJETIVO
ESPECIFICO 1
X
30
Identificar
los
referentes
teóricos
relacionados con la Ley
de
Ohm
aplicabilidad
y
su
en
los
circuitos eléctricos.
ACTIVIDADES
Realizar la consulta de
los diferentes referentes
teóricos
relacionados
X
con el tema a investigar.
Analizar y clasificar la
información
recolectada.
OBJETIVO
ESPECIFICO 2
Diseñar las actividades
prácticas a desarrollar
en la sala de sistemas
utilizando software de
simulación de circuitos.
X
31
ACTIVIDADES
Establecer los formatos
correspondientes para el
desarrollo
de
las
X
prácticas virtuales.
Seleccionar
idóneo
software
para
las
X
actividades a realizar.
Diseñar las guías de
laboratorio virtual.
X
OBJETIVO
ESPECIFICO 3
Aplicar las actividades
prácticas del laboratorio
virtual
previamente
diseñadas que permitan
mejorar el aprendizaje
de los estudiantes.
ACTIVIDADES
Aplicación del Pre-test
previo a las actividades
X
32
virtuales.
Aplicación de las guías
de laboratorio virtual.
X
X
OBJETIVO
ESPECIFICO 4
Valorar la efectividad
de
las
prácticas
de
laboratorio
virtuales
relacionadas
en
el
proceso de aprendizaje
del estudiante.
ACTIVIDADES
Analizar los resultados
obtenidos al finalizar
X
las prácticas virtuales.
Realizar las respectivas
conclusiones
de
actividades.
OBJETIVO
ESPECIFICO 5
las
X
33
Evaluar el proceso de
aprendizaje a través de
cuestionarios diseñados
según
las
pruebas
ICFES SABER 11.
ACTIVIDADES
Realizar el pos-test con
el fin de evaluar la
efectividad
de
las
prácticas
virtuales
X
realizadas.
Efectuar
coevaluación
la
de
las
actividades
desarrolladas
X
en
las
prácticas virtuales.
Elaboración del informe
final.
Presentación
informe final.
del
X
X
X
X
34
7. RESULTADOS
7.1 Análisis de las actividades propuestas
7.1.1 Análisis de los saberes previos
Es importante que el estudiante al adquirir un concepto, encuentre en él un significado. Por
eso se trabajó con los estudiantes en cada una de las actividades, los conocimientos previos que
tenían acerca de cada una de las temáticas, que le permitieran darse cuenta de lo que pasa a su
alrededor e ir incorporándolo.
Es de resaltar que en las primeras clases algunos estudiantes, en sus saberes previos se
encontraban muy lejanos de la temática de estudio, pero a medida que se fueron introduciendo
los subtemas y se realizaron las prácticas virtuales, los estudiantes empezaron a relacionar su
conocimiento de mejor manera. Generalmente el ejercicio docente en el bachillerato de la
institución se centra mayormente en la parte teórica, dedicándole muy poco tiempo a la
experimentación y en especial al uso de las TIC. Parte de la dificultad radica en que los docentes
tienen muy poco conocimiento de los medios tecnológicos, y las pocas veces que trabajan las
ciencias se limitan a hacerlo de manera teórica.
7.1.2 Análisis de la actividad de prácticas virtuales dentro del aula
Estas prácticas tenían como objetivo poner en contacto a los estudiantes con una experiencia
virtual, que contribuyera a conocer su universo. Es un acercamiento básico del estudiante con el
manejo de herramientas virtuales de simulación, que se convierte en su primera base para futuros
aprendizajes, así como una experiencia que es altamente motivante, que le hace considerar la
enseñanza de las ciencias naturales - Física como una de las asignaturas interesantes para trabajar
y que de alguna manera generó en ellos curiosidad. Se pide a los estudiantes que escriban sobre
35
qué iba a suceder en cada uno de los experimentos realizados, y registrarlos en la guía entregada
por el docente (Ver Anexos B, C, D y E).
Otro de los objetivos de trabajar prácticas virtuales era que los estudiantes pudieran manipular
y conocer el simulador, y entrar a reconocer sus principales partes, el interés de cada estudiante
por armar y modificar cada circuito, hacer mediciones de corriente y voltaje y actuar sobre él.
Las prácticas virtuales realizadas con los estudiantes: “Ley de Ohm”, “Circuito en Serie”,
“Circuito en Paralelo” y “Circuito Mixto”, se llevaron a cabo en la sala de informática de la
institución. Considerando que para estos estudiantes era la primera vez que realizaban una
“práctica virtual” en el área de ciencias naturales - Física, representaba para ellos la actividad que
esperaban con más ansiedad y la que lograba unirlos, despertar en ellos entusiasmo, creatividad y
un gran interés por saber cómo iba a terminar. Fueron muy cuidadosos en la construcción de los
circuitos en el simulador y las actividades mejoraron sus competencias en el diseño de circuitos
básicos que son utilizados en la vida diaria. De igual manera las actividades de Circuito en Serie,
Circuito en paralelo y Circuito mixto, fueron para ellos motivantes, ya que les permitió
comprobar y demostrar los conceptos teóricos vistos en clase.
La principal finalidad de estas prácticas virtuales era mejorar el aprendizaje de los estudiantes
y motivarlos al uso de las herramientas virtuales, lo que permitió al docente entrar a considerar la
variedad de posibilidades que se tienen a la hora de utilizar las Tecnologías de la Información y
la Comunicación (TIC) en el aula. Esta estrategia metodológica basada en las prácticas de
laboratorios virtuales favorece que el estudiante vaya construyendo su propio conocimiento para
comprender mejor el mundo que le rodea.
36
7.1.3 Análisis de la actividad inicial
La primera actividad consistió en socializarle a los estudiantes el trabajo a realizar con el tema
de la Ley de Ohm y su aplicación en los circuitos eléctricos, así mismo se les informó que para el
docente era importante esta actividad, ya que era el trabajo de la universidad para optar el título
de Magister en la Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales; y además porque significaba
un cambio en la manera como venía enseñando, que esperaba no sólo transformar al docente,
sino que además lograra en ellos un cambio frente a la manera como vienen aprendiendo un
tema. Se les explicó la manera como se iban a desarrollar las diferentes actividades y prácticas
virtuales y además, cómo se iban a evaluar.
Despertó mucho interés en los estudiantes las palabras prácticas virtuales, aplaudían y estaban
muy entusiasmados, lo mismo que saber que iban a utilizar la sala de informática y el internet.
7.2 Resultados y Análisis de la prueba inicial frente a la prueba final
La tabla N° 1 muestra los resultados de los porcentajes de acierto de los test iniciales y
finales, así como el porcentaje de avance de los estudiantes. Estos resultados fueron procesados
en el programa Microsoft Excel 2010.
Tanto para el test inicial como para el test final se procesaron 10 preguntas de opción múltiple
con única respuesta. En la elaboración de las preguntas se tuvo en cuenta el grado de escolaridad
de los estudiantes, para no tomar preguntas que tuvieran un nivel de exigencia mayor al
conocimiento de los estudiantes. Se apoyó en textos buscados en internet que contenían
preguntas concernientes al tema, y otras fueron modificadas o construidas por el docente.
Tabla 1: Porcentaje de acierto para la prueba inicial y final; así como el porcentaje de avance
final para el grupo.
37
% DE ACIERTO
PRE-TEST
33%
42%
25%
33%
50%
58%
42%
58%
33%
42%
PREGUNTA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
% DE ACIERTO
POST TEST
100%
83%
75%
75%
92%
92%
75%
92%
75%
75%
% DE AVANCE
DEL GRUPO
67%
41%
50%
42%
42%
34%
33%
34%
42%
33%
Porcentaje de Avance de los Estudiantes por
Pregunta
120%
Porcentaje
100%
80%
60%
% DE ACIERTO PRE-TEST
40%
% DE ACIERTO POST TEST
20%
% DE AVANCE DEL GRUPO
0%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
No. de Pregunta
Figura 8. Porcentaje de avance de los estudiantes
Autor: Investigador
A continuación se analizan las preguntas del test inicial y final, de acuerdo a las prácticas
virtuales realizadas.
38
7.2.1 Pregunta uno
La pregunta 1 en la prueba inicial indagaba a los estudiantes sobre ¿Cuál material es mejor
conductor de la electricidad? Se encontró que es una pregunta difícil para los estudiantes, ya que
el porcentaje de acierto fue 33%. Al aplicar la prueba final, se obtuvo un porcentaje de acierto
para el grupo de1 100% con un avance del 67%, por lo tanto, la estrategia aplicada utilizando el
software de simulación de circuitos fue significativa para los estudiantes, ya que mejoraron sus
conceptos.
7.2.2 Pregunta dos
La pregunta 2 se refiere al concepto de ¿Qué es un circuito eléctrico? Se encontró que es una
pregunta un poco difícil para los estudiantes, ya que el porcentaje de acierto fue del 42%. Al
aplicar la prueba final, se obtuvo un porcentaje de acierto para el grupo de1 83% con un avance
del 41%, lo que demuestra que la estrategia aplicada utilizando el software de simulación de
circuitos fue significativa para los estudiantes, ya que mejoraron sus conocimientos.
7.2.3 Pregunta tres
En la pregunta 3 se le cuestionó a los estudiantes sobre ¿Cómo es la corriente y el voltaje en
un circuito en serie? Se encontró que en la prueba inicial los estudiantes obtuvieron un 25% de
acierto. Al aplicar la prueba final, se obtuvo un porcentaje de acierto para el grupo de1 75% con
un avance del 50%, la cual es muy representativa de que este grupo avanzó en la comprensión
del tema de que la corriente y el voltaje en un circuito en serie tienen un comportamiento
diferente.
39
7.2.4 Pregunta cuatro
La pregunta 4 se refería si los estudiantes sabían ¿Cómo es la corriente y el voltaje en un
circuito en paralelo?, se observa que el grupo en su prueba inicial obtuvo un 33% de acierto, lo
que deja ver que no conocían en un buen porcentaje el concepto de corriente y voltaje en un
circuito paralelo. Al aplicar la prueba final se encontró que el grupo obtuvo un 75% de acierto.
El grupo tuvo un avance en la pregunta del 42%. Se podría decir a partir de estos datos que el
tema es de fácil aprehensión para los estudiantes.
7.2.5 Pregunta cinco
La pregunta 5 hacía referencia a ¿Cómo es la resistencia total en un circuito en serie?
Encontrando que cerca del 50% de los estudiantes conocían el concepto de resistencia total en un
circuito en serie. Al aplicar la prueba final se encontró que el 92% de los estudiantes del grupo
tenían claro el concepto de resistencia total en un circuito en serie, mostrando un 42% de avance
frente al pre test.
7.2.6 Pregunta seis
La pregunta 6 indagaba si los estudiantes sabían ¿Cómo circula la corriente en un circuito
eléctrico? Los valores de acierto en la prueba inicial fueron del 58% lo que nos demuestra que
más de la mitad de los estudiantes tenían algún conocimiento inicial. Al aplicar la prueba final el
resultado fue de 92% para el grupo, con un porcentaje de avance del 42%. Se encontró que los
estudiantes tienen muy claro el concepto de corriente eléctrica en un circuito en serie.
7.2.7 Pregunta siete
La pregunta 7 medía si los estudiantes sabían ¿Cuál es la función de los elementos de control
en un circuito eléctrico? Se encontró que en la prueba inicial el grupo obtuvo un porcentaje de
acierto equivalente al 42%. Al aplicar la prueba final se encontró que el porcentaje de acierto era
40
del 75%. Ya en el porcentaje de avance vemos que el grupo avanzo en un 33%. Por lo tanto, los
estudiantes tienen claro cuál es la función de un interruptor en un circuito eléctrico.
7.2.8 Pregunta ocho
La pregunta 8 cuestionaba sobre ¿Qué es un circuito abierto? Se encontró que en la prueba
inicial el grupo obtuvo un porcentaje de acierto equivalente al 58%. Al aplicar la prueba final se
encontró que el porcentaje de acierto era del 92%. Ya en el porcentaje de avance vemos que el
grupo avanzo en un 34%. Por lo tanto, los estudiantes tienen claro el concepto de circuito
abierto en un circuito en serie.
7.2.9 Pregunta nueve
La pregunta 9 hacía referencia en ¿Cómo se calcula de la corriente en un circuito en serie? Se
encontró que en la prueba inicial el grupo obtuvo un porcentaje de acierto de 33%. Ya en la
prueba final se observó que el grupo obtuvo un porcentaje de acierto del 75%, y avanzó en un
42%. Se encontró que los estudiantes tienen claro el concepto de la ley de Ohm aplicada a un
circuito en serie, además saben despejar de manera adecuada la corriente en la fórmula de la Ley
de Ohm.
7.2.10 Pregunta diez
Finalmente la pregunta 10 cuestionaba a los estudiantes sobre el ¿Calculo de la resistencia en
un circuito en serie? Se encontró que los estudiantes tienen claro el concepto de la ley de Ohm
aplicada a un circuito en serie, además saben despejar de manera adecuada la resistencia en la
fórmula de la Ley de Ohm, ya que el porcentaje de acierto fue 75%.
El porcentaje de acierto en la prueba inicial fue del 42%. La prueba final mostró que el
porcentaje de acierto fue del 75% con un porcentaje de avance del 33%. Se concluyó que los
41
estudiantes tienen claro el concepto de la ley de Ohm aplicada a un circuito en serie, además
saben despejar de manera adecuada la resistencia en la fórmula de la Ley de Ohm.
42
CONCLUSIONES
De acuerdo al análisis, se destaca que la mayor dificultad de los estudiantes al momento de
desarrollar las prácticas virtuales, fue el no dominio de los conceptos básicos lo que influye en
que los estudiantes no puedan diferenciar los conceptos básicos de la Ley de Ohm (voltaje,
corriente y resistencia) y la carencia del lenguaje técnico de la disciplina de física obstaculizando
e incluyendo de esta forma la intención de cada una de las prácticas.
El uso del software de simulación de circuitos posibilitó mejorar el aprendizaje de los
estudiantes como estrategia pedagógica para inducirlos a incorporar el uso de las TIC en su
quehacer formativo.
El manejo de las TIC aumento la disposición y motivación por parte de los estudiantes para
realizar cada una de las actividades propuestas lo que ayudó a que un tema bastante complejo y
teórico despertara interés en ellos y fuera asimilado de forma positiva, ayudando en la
construcción de sus conocimientos.
Las TIC facilitaron la apropiación de los estudiantes con el tema de la Ley de Ohm y su
aplicación a los circuitos eléctricos, ya que no fue visto de forma teórica como solía ser, sino que
pudieron realizar laboratorios virtuales, actividades más gráficas que favorecen sus aprendizajes.
En cuanto al papel como docente utilizar este tipo de herramientas permitió enriquecer mi
labor y motivarme para seguir en la construcción de nuevas, para aplicar en otros grupos ya que
la participación de los estudiantes fue muy buena y se ven los avances que se logran.
Como recomendación, es importante y necesario que a la hora de aplicar el uso de las TIC, las
instituciones educativas cuenten con una buena dotación de equipos tecnológicos, que permitan
el buen desarrollo y participación de los estudiantes, y de esta manera alcanzar los objetivos
propuestos.
43
A. ANEXO: Imágenes de los estudiantes realizando las prácticas virtuales
44
B. Anexo: PRACTICA 1 - LEY DE OHM
45
46
47
48
49
C. Anexo: PRÁCTICA 2 – CIRCUITO EN SERIE
50
51
52
D. Anexo: PRÁCTICA 3 – CIRCUITO EN PARALELO
53
54
55
56
E. Anexo: PRÁCTICA 4 – CIRCUITO MIXTO
57
58
59
60
F. Anexo: Prueba Inicial
61
62
63
G. Anexo: Prueba Final
64
65
66
BILBIOGRAFIA
Boylestad, R. (2004). Introducción al Análisis de Circuitos. México: PEARSON EDUCACIÓN.
Calsina Fleta, M. (2008). Circuitos Electrotécnicos Básicos. Sistemas de Carga y Arranque.
España: Macmillan Heinemann.
Cuéllar Carvajal, J. A. (2009). FÍSICA II. México: McGRAW-HILL.
Ministerio de Educacion Nacional de Colombia. (19 de 07 de 2009). Educación virtual o
educación en línea. Obtenido de Ministerio de Educacion Nacional de Colombia:
http://www.mineducacion.gov.co/1621/article-196492.html