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Ponencia: “Proyecto de laboratorio: Generador de ondas”

Eje temático: Ciencias experimentales

Autores:

Espinoza Manzano Verónica Elizabeth1

Luna Marrufo María del Rosario

Institución de procedencia:

Universidad Autónoma de Sinaloa

Unidad Académica Preparatoria Rafael Buelna Tenorio

Domicilio: Cruz Medina esquina con José María Leyva

Teléfono: (667) 173 0226 y 173 0561

Correo electrónico: prepabuelna1979@hotmail.com

Datos del autor principal:

Nombre: Espinoza Manzano Verónica Elizabeth

Domicilio: Benito Juárez Nº 3845, Col. Villa Satélite, C.P. 80088, Culiacán, Sinaloa

Teléfono del trabajo: (667) 716 7980

Celular particular: (667) 184 29 87

Correo electrónico: veronicae_espinozam@hotmail.com

1 Profesor de Asignatura; Nivel Medio Superior, Unidad Académica: Preparatoria Rafael Buelna Tenorio

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“Proyecto de laboratorio: Generador de ondas”

Espinoza Manzano Verónica Elizabeth

Luna Marrufo María del Rosario

Universidad Autónoma de Sinaloa

Unidad Académica Preparatoria Rafael Buelna Tenorio

Competencias disciplinares

2. Evalúa las implicaciones del uso de la ciencia y la tecnología, así como los

fenómenos relacionados con el origen, continuidad y transformación de la naturaleza

para establecer acciones a fin de preservarla en todas sus manifestaciones.

7. Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o

demostrar principios científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias

experimentales.

15. Analiza la composición, cambios e interdependencia entre la materia y la energía en

los fenómenos naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno.

17. Aplica normas de seguridad para disminuir riesgos y daños a sí mismo y a la

naturaleza, en el uso y manejo de sustancias, instrumentos y equipos en cualquier

contexto.

Competencias genéricas

1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los

objetivos que persigue.

Atributo:

- Administra los recursos disponibles teniendo en cuenta las restricciones para el

logro de sus metas.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos

establecidos

Atributo:

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- Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como

cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.

8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

Atributo:

- Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en

equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.

Competencias docentes

1. Organiza su formación continua a lo largo de su trayectoria profesional.

Atributos:

- Se evalúa para mejorar su proceso de construcción del conocimiento y

adquisición de competencias, y cuenta con una disposición favorable para la

evaluación docente y de pares.

3. Planifica los procesos de enseñanza y de aprendizaje atendiendo al enfoque por

competencias, y los ubica en contextos disciplinares, curriculares y sociales amplios.

Atributos:

- Identifica los conocimientos previos y necesidades de formación de los

estudiantes, y desarrolla estrategias para avanzar a partir de ellas.

6. Construye ambientes para el aprendizaje autónomo y colaborativo.

Atributos:

- Favorece entre los estudiantes el deseo de aprender y les proporciona

oportunidades y herramientas para avanzar en sus procesos de construcción del

conocimiento.

- Promueve el pensamiento crítico, reflexivo y creativo, a partir de los contenidos

educativos establecidos, situaciones de actualidad e inquietudes de los

estudiantes

Resumen

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El laboratorio es necesario para los estudiantes, es la forma en como demostrar

experimentalmente los temas que tratan en sus actividades diarias, por lo cual es un

importante papel para la formación educativa de los estudiantes de bachillerato. El

presente trabajo expone el desarrollo de un proyecto final que consiste en realizar un

generador de ondas, que consta de una mesa con un recipiente de transparente y la

formación de ondas en el agua y su posterior medición a partir de sombras, construido

a partir de los propios estudiantes de la Unidad Académica Preparatoria Rafael Buelna

Tenorio de la Universidad Autónoma de Sinaloa. Dicho proyecto implica que el

estudiante aplique sus conocimientos adquiridos en clase y pueda desarrollarlos

mediante una práctica de laboratorio. Los alumnos se integraron en equipos para poder

resolver los problemas que conlleve la realización del proyecto, el cual se calificó como

trabajo final de la asignatura de óptica y uno de los equipos fue seleccionado para

participar en el XV Concurso de Aparatos y Experimentos de Física 2015.

Palabras clave: generador, ondas, física, óptica, laboratorio.

Introducción

El poco interés y dificultad por algunos alumnos por comprender los aprendizajes que

llevan a cabo en las clases, hace que la clase práctica sea un reto para el maestro

laboratorista, de tal manera que el docente debe buscar las estrategias necesarias para

que lo aprendido en la teoría sea bien aprovechado en la práctica. Sin embargo, en

ocasiones no se aprecia el aprendizaje adquirido por el estudiante en la práctica, o bien

no se logra en el estudiante el interés por comprender lo realizado en el laboratorio. Es

por ello que se propone la realización de proyectos de laboratorio, en el cual los

alumnos desarrollen prototipos educativos de manera colaborativa, y puedan ser

capaces de desarrollar estímulos en sus compañeros para su integración en el aula.

Además de desarrollar en los alumnos la participación en los concursos de ciencia que

se llevan a cabo en la zona de Culiacán, Sinaloa.

En la presente ponencia se muestra en primer lugar algunos elementos básicos del

contexto, de la ubicación curricular y las limitantes, para luego expresar que los

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objetivos se orientan hacia la motivación de los estudiantes sobre los aspectos

científicos y posteriormente se menciona en el marco teórico lo relacionado con el

enfoque basado en competencias.

Además se muestra la metodología que se siguió para tener una experiencia exitosa, lo

cual se refleja en la dimensión emotiva y cognitiva de los estudiantes que participaron.

En los resultados y conclusiones se describe se expresa los logros específicos de esta

experiencia, en término de habilidades, y continuidad de participación en eventos

estatales y nacionales, así como el desarrollo de las competencias

Contextualización situacional y curricular

La educación teórica de las materias de ciencias que se imparten en el nivel

bachillerato se encuentra acompañada por clases prácticas de laboratorio, las cuales

resultan insustituibles para determinados aspectos de la formación integral de los

estudiantes.

La preparatoria Rafael Buelna Tenorio como parte de la Universidad Autónoma de

Sinaloa (UAS), sigue el Marco Curricular Común acorde al Sistema Nacional de

Bachilleratos. De acuerdo con el plan 2009, todas las materias de ciencias contaran con

sus clases de laboratorio, sin embargo, en las clases prácticas del área de física,

aunque las prácticas se pueden realizar con material de fácil adquisición, en la materia

de óptica del tercer grado, de la fase físico-matemáticas, no cuentan con los

instrumentos necesarios para el análisis del tema de “Ondas”; es por ello que en este

curso se contempló a los alumnos de sexto semestre de la fase físico-matemáticas para

la realización de un proyecto final, que contemplaría la realización de un generador de

ondas casero y posteriormente la participación de un equipo en el concurso de aparatos

de física de la Dirección General de Escuelas Preparatorias.

Con este proyecto los alumnos promueven el desarrollo de habilidades, destrezas y

actitudes para la realización de trabajos en equipo, su posterior presentación como

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trabajo final y de ser seleccionado su presentación en el concurso de aparatos de

física.

Objetivos:

Promover en los alumnos el interés científico para la realización de prototipos

educativos con base a los conocimientos adquiridos en clase.

Objetivos específicos:

- Desarrollar un prototipo para la realización de una práctica de laboratorio de la

materia de óptica

Marco teórico

Un aspecto esencial de las prácticas de laboratorio es el manejo de ciertos

instrumentos y la realización de mediciones. Sin embargo, las prácticas no se reducen a

ello, otro importante aspecto consiste en la preparación previa de los estudiantes para

el trabajo en el laboratorio. Durante esa preparación deben comprender la problemática

que abordaran y el objetivo de la práctica, saber deducir las ecuaciones que se

utilizaran, así como conocer el contenido del trabajo a realizar. A demás la labor

posterior a la sesión de trabajo en el laboratorio donde realizaran cálculos, evaluaran

las incertidumbres de los resultados, construcción de gráficas, respuestas a preguntas

formuladas y la elaboración de informes o reportes de la práctica realizada.

Pero la aspiración del nuevo enfoque por competencias en la disciplina en relación con

las actividades prácticas, va más allá de las prácticas de laboratorio. Además de estas,

sistemáticamente y en estrecha relación con el tratamiento de conceptos y la resolución

de problemas, deben proponerse a los estudiantes actividades sencillas para realizar en

la casa y en el aula, cuyo objetivo no sea simplemente efectuar mediciones, sino utilizar

los conceptos estudiados para analizar reflexivamente diversas situaciones y desarrollar

algunas habilidades.

A partir del desarrollo de habilidades de los alumnos se podrán adecuar la realización

de una actividades finales en la cual los alumnos tendrán la capacidad elaborar una

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actividad o instrumento didáctico que promueva lo aprendido en las clases prácticas de

laboratorio. Además de ello la preparación para defender sus trabajos y poder participar

en el concurso de aparato de física que se promueve en la institución.

Metodología

En el presente ciclo escolar, en el laboratorio de física (de la materia de óptica) se les

informo a los alumnos de tercer grado de la fase físico-matemáticos, que el trabajo final

sería la realización de un proyecto realizado por equipos de seis personas. En el curso

de óptica de acuerdo al plan de estudios 2009 de la UAS, se aborda el tema de ondas,

donde la temática para el desarrollo del proyecto puede ser de utilidad para su

elaboración. Los estudiantes realización investigación por la internet y en libros de física

en los temas de ondas mecánicas. Dicha investigación les fue útil para elaborar su

proyecto de óptica.

Como proyecto final se les pidió a los alumnos la realización de un generador de ondas,

el cual es el primer tema de la materia. Los estudiantes a partir de sus investigaciones

llevaron prototipos en papel de como fabricarían el generador, algunos utilizando metal

y otros utilizando madera. Además idearon que partes debería de llevar el generador

para realizar una onda, como debía ser vista, que necesitarían para medirla.

El procedimiento de consistió en lo siguiente:

1. Se informó de los componentes que debería de llevar todos los generadores,

estos son: 1 base de 30 cm por 30 cm, con una altura de 30 cm de alto, un

recipiente transparente para la base con la capacidad de colocarle agua, un foco

incandescente, una madera para la formación de ondas y un motor para

proporcionar movimiento.

2. Los alumnos comenzaron llevando las bases, de los cinco equipos que

participaron cuatro fueron bases de madera y una fue de acero. Se les dieron las

indicaciones para los mejoramientos de los generadores.

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3. Teniendo las bases llevaron los recipientes, algunos equipos llevaron refractarios

de vidrio, realizaron mediciones a sus bases, otros equipos llevaron recipientes

de vidrio ya formados que formaban parte de la base.

4. Los equipos colocaron un brazo para sostener el foco en las bases.

5. Para obtener los motores, se utilizaron componentes de computadoras, donadas

por la escuela, los alumnos las desbarataron y las pusieron en funcionamiento.

6. Se realizaron los primeros experimentos con los prototipos terminados.

7. Los estudiantes expusieron sus proyectos y se eligió a uno para su participación

en el concurso de aparatos de física.

Los alumnos desarrollaron sus habilidades aprendidas en el aula y el laboratorio,

desarrollando sus propios proyectos, los cuales defendieron al momento de la

exposición final como parte de su trabajo semestral. Además comprendieron como la

formación de una onda se realiza en el agua y cómo es posible medirla.

Resultados y conclusiones

Los alumnos aprendieron a realizar mediciones de ondas, no solo de manera teórica,

sino que ahora tenían la posibilidad de medirla de manera práctica a partir de distintos

estímulos, utilizando las formulas proporcionadas en el libro de texto y realizando un

reporte final de sus resultados, desarrollando en los alumnos la competencia genérica 5

donde desarrollan innovaciones y proponen soluciones a partir del proyecto de

laboratorio, así como la competencia disciplinar 7 donde diseñan prototipos o modelos

para resolver problemas y satisfacer necesidades.

La realización de este proyecto llevó 4 meses para su posterior participación en el XV

Concurso de Aparatos y Experimentos de Física 2015, en el cual los alumnos

seleccionados en participar quedaron en el 1er lugar a nivel local en la modalidad de

aparato experimental, cabe destacar que los alumnos fueron apoyados por sus

compañeros de clase y solo tuvieron la oportunidad de registrarse 3 de los 6 alumnos

que realizaron el proyecto, desarrollando con ellos las competencia genérica 1 donde

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los alumnos se conocen, valoran y abordan problemas y retos persiguiendo sus

objetivos.

Estos mismos alumnos tuvieron la oportunidad de participar en el XXV Concurso

Nacional de Aparatos y Experimentos de Física. Etapa Estatal 2015, en el cual

quedaron en el 2do lugar en la modalidad de aparato didáctico, dando su pase de

entrada al XXV Concurso Nacional de Aparatos y Experimentos de Física que se llevara

a cabo en la ciudad de Guadalajara el próximo septiembre.

Para la escuela fue un gran logro que un trabajo obtenido como proyecto final de

laboratorio haya merecido un primer lugar a nivel local y un 2do lugar a nivel estatal, por

lo que fue considerado como un proyecto de éxito.

Gracias al esfuerzo generado por todos los alumnos y a pesar de los gastos

económicos que realizaron para el desarrollo de este proyecto, no se limitaron para

llevarlo a cabo, hicieron su mayor esfuerzo en sacar adelante su proyecto en equipos,

solucionaron los problemas para que funcionara su proyecto y además apoyaron al

equipo ganador. De esta manera los alumnos han sido motivados a realizar proyectos y

en definitiva esta estrategia didáctica se llevara a cabo en los siguientes cursos en las

siguientes asignaturas.

Referencias bibliográficas

- Acuerdo 444 Competencias MCC del SNB (Octubre 2008)

- Currículo del Bachillerato UAS 2009 Modalidad escolarizada, opción presencial

Orientado al Marco Curricular Común.

- Alvarado, J.A., Valdés, P. y Caro, J.J. (2009). Óptica: Bachillerato Universitario.

México: Once Ríos.

- Alvarado, J.A., Valdés, P. y Caro, J.J. (2009). Óptica: Bachillerato Universitario.

Programa de estudio. México: Once Ríos.

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Evidencias

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