Los procesos de evolución cognoscitiva en los alumnos de Ingeniería y Ciencias, del plan común de...
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Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación Programa Magíster en Educación Asignatura: Fundamentos de la Educación Docente: Mg. Felipe Tirado K. Estudiantes: Eduardo Mera G. Fundamentos de la Educación Los procesos de evolución cognoscitiva en los alumnos de Ingeniería y Ciencias, del plan común de física de la UTEM
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Universidad Metropolitana de Ciencias de la EducaciónPrograma Magíster en Educación
Asignatura: Fundamentos de laEducación Docente: Mg. Felipe Tirado
K. Estudiantes: Eduardo MeraG.
Fundamentos de la EducaciónLos procesos de evolución cognoscitiva
en los alumnos de Ingeniería yCiencias, del plan común de física de
la UTEM
DOCUMENTO IISANTIAGO 2009
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Índice
Introducción.............................................3Definición del Problema a Investigar.....................4Historia................................................4Estructura general de Cátedra...........................5Fenómeno Observado......................................6Definición del problema.................................7
Documentación y Fundamentación del Problema..............8Apoyo en la Fundamentación Filosófica...................8Fundamentación Bibliográfica............................9Fundamentación Estadística Observada...................11
Hipótesis...............................................14Referencias bibliográfica...............................15
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Introducción
El presente documento tiene por objetivo, plantearse
un problema en el ámbito de la educación sobre la temática
de “Los procesos de evolución cognoscitiva en los alumnos
de Ingeniería y Ciencias, del plan común de física de la
UTEM”, problemática la cual será definida, brevemente
documentada, se establecerá una hipótesis y finalmente se
redactar un breve bibliografía.
Se agradece por participar en los continuos
comentarios para realizar el presente trabajo a Don Luis Da
Silva Matus (UTSM), Luis Gutiérrez Osorio (UTEM), Patricia
Barría (ARCIS) y a los alumnos Cristian Recabarren (UTEM),
Sebastian Salazar (UTEM) y Francisco Ovalle (U de CH).
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Definición del Problema a Investigar
Historia
Entre los años 2003 a 2007, el Departamento de Física de
la Universidad Tecnológica Metropolitana (UTEM), en el
marco del mejoramiento continuo, que exigen los actuales
procesos de acreditación que esta llevando a cabo el
gobierno de Chile, se dio inicio a un registro sistemático
de las estadísticas de:
Numero de alumnos inscritos,
Numero de alumnos reprobados,
Numero de alumnos aprobados,
Numero de alumnos reprobados por inasistencia, y
Nota promedio de cátedra,
En las principales cátedras que ofrece la citada unidad
en los múltiples niveles de estudio, para las carreras de
Ingeniería y Ciencias, son:
Primer Nivel - Física Mecánica (FIS 610),
Segundo Nivel - Física Electromagnética (FIS 620),
Tercer Nivel - Física de Óptica y Ondas (FIS 630), y
Cuarto Nivel - Física Moderna (FIS 640)
Con el fin de establecer, los análisis correspondientes,
que permitan calcular el porcentaje de alumnos Aprobados y
Reprobados por nivel, para obtener los:
Índices de efectividad de la Docencia, y
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Medidas reparatorias a la docencia y evaluación de
cátedra.
Desde el año 2008 hasta Septiembre del 2009, debido a la
gran movilidad de directores observada en el departamento
de Física de la UTEM, originada por el proceso de crisis
institucional detonado por el abandono voluntario del
Rector de la Universidad de su cargo, las estadísticas
antes mencionadas dejaron de registrarse, proceso el cual
espera reanudarse a finales del presente año con la llegada
de un nuevo director de unidad elegido democráticamente.
Estructura general de Cátedra
El departamento de Física de la UTEM, independiente del
nivel el cual este impartiendo, posee una estructura rígida
de planificación docente, la cual esta conformada por:
Un sistema de evaluaciones solemnes, la cual es
realizada por un coordinador general de nivel, y
revisada por los docentes a cargo de los cursos del
nivel, bajo un esquema de pauta rígida. Por
reglamento el numero mínimo de evaluaciones
solemnes de cátedra ascienden a dos, una evaluación
recuperativa para alumnos justificados y un sistema
de exámenes que consisten en una evaluación de
primera instancia donde aprueban los alumnos con
promedio superior e igual a 4.0, reprueban de
manera automática los alumnos con promedio inferior
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a 3.0, y los alumnos que quedan entre 3.0 y 3.9
pasan a un sistema de evaluación de segunda
instancia donde la única forma de aprobar la
cátedra es obtener una calificación superior ó
igual a 4.0. La peculiaridad del sistema de esta
universidad es que las evaluaciones se revisan de
manera cruzada, en la cual cada docente no revisa
las pruebas de su curso, si no las pruebas de otros
docentes de similar nivel.
Sistema de ayudantías de cátedra, a cargo de
alumnos ayudantes escogidos por concurso, los
cuales son preparados por la coordinación general
de nivel.
Sistema de guías de ejercitación docente
programadas, las cuales el estudiante debe
solucionar.
Cuerpo de docentes seleccionados por su experiencia
en el nivel, en las diversas universidades del
consejo de rectores.
Un sistema de bibliografía sugerida al estudiante,
disponible en biblioteca.
Cátedra de régimen semestral
Un Coordinador General de Nivel, el cual esta
encargado de:
Coordinar el avance parejo en la materia
impartida por los diferentes cursos de la
cátedra a su cargo.
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Realizar las pruebas y pautas de las
evaluaciones solemnes del nivel
Perfeccionar el material docente disponible a
los alumnos
Encargarse de la concentración de las
evaluaciones registradas en los múltiples cursos
del nivel.
Coordinar el trabajo con los alumnos ayudantes
del nivel
Realizar las pruebas y pautas de las
evaluaciones de ayudantía del nivel
Actualizar el programa del nivel, según las
necesidades del medio.
Fenómeno Observado
Al transcurrir los primeros dos años de registro
estadístico, el comité docente del departamento de física
encabezado por los coordinadores de los niveles de cátedras
antes citadas, se fueron dando cuenta que “al ir avanzado
en el nivel de la cátedra, iba aumentado la proporción de
alumnos aprobados”, en ese instante se llego a la
conclusión que era demasiado temprano para establecer
hipótesis y teorías que explicaran este fenómeno.
Pasado los cinco años de registros, y poseer una
consistencia suficiente de datos, se convoco de nuevo al
comité docente, con el fin que investigara, si se
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conservaba el fenómeno observado hace tres años atrás, los
cuales tras análisis de los datos concluyeron que “el
fenómeno se seguía observando a excepción de física
electromagnética, la cual tendía en algunos años a
disminuir el efecto del fenómeno”.
La conclusión anteriormente citada fue sometida a
finales del año 2007, a un consejo ampliado del
departamento de física, en donde participaron todos los
integrantes de esté, incluyendo a los profesores externos
o part-time, con el fin de encontrarle una explicación al
fenómeno. Las reuniones que duraron una semana obtuvieron
como conclusiones, que según lo evidenciado por el contacto
directo con los alumnos, se podía decir que:
El aumento de la aprobación la cátedra al ir
avanzando en los niveles de FIS610, FIS 630 y
FIS640, “se debía a una adquisición creciente por
parte del estudiante, de hábitos y estrategias de
estudio”.
La disminución de aprobación de FIS620, se debe a
la alta complejidad del curso, “la cual exige que
el estudiante, aparte de los conocimientos de la
física, tuviese un muy alto desarrollo de
conocimientos de cálculo diferencial”.
Definición del problema
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Pasado ya dos años de las conclusiones antes citadas y
tras un proceso de profunda reflexión, he llegado a la
convicción que este aumento en la aprobación progresiva de
los niveles por parte de los estudiantes, se debe a
explicaciones mucho más profundo que las antes citadas.
Se postula que el fenómeno se debe a que los alumnos
de la UTEM, los cuales provienen en su mayoría de sectores
pertenecientes desde el primer hasta el tercer quintil mas
bajo desde al punto de vista socioeconómico, logran a
través de la educación iluminarse, lo cual es algo que va
mucho más halla que adquirir hábitos de estudio, es lograr
igualdad intelectual a través del uso de la razón con
respecto a sus pares de otras instituciones superiores, que
poseen condiciones socioeconómicas que les proporcionan
las condiciones suficientes y necesarias, para desarrollar
su razón de manera más aventajadas que estos jóvenes de la
UTEM.
Lo anterior se justifica debido a que la mayoría de
las investigaciones en programas de mejoramiento de la
educación superior universitaria presentados en otras
partes del país (Gaytán D, et al, 2002) y del mundo
(UDELAR, 1997), dan como esperanza un aumento progresivo
basado en tendencias lineales del aumento de la aprobación
de los cursos por parte del estudiantado de los diversos
niveles en diversas arreas de las ciencias. En la UTEM esta
curva de tendencia, también experimenta un aumento de
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aprobación al ir avanzando en los niveles de cátedra, lo
singular viene dado a que la forma de la curva de tendencia
es a lo menos del tipo exponencial, lo cual deja claro que
esto va más allá de un desarrollo de hábitos (lo cual se
explicaría con un aumento lineal en la forma de la curva),
si no también de la forma de razonar (recordándonos que una
función se compone punto a punto o como la suma de otras
funciones preexistentes).
Documentación y Fundamentación del Problema
Apoyo en la Fundamentación Filosófica
Los alumno “UTEM”, el cual proviene de los tres
quintiles socioeconómicos más bajos, al permitirle el
acceso a la educación superior universitaria, se le da
acceso a algo que va más allá del simple adiestramiento y
adquisición de hábitos, en si se le permite llegar a la
iluminación, consiguiendo con ello los objetivos
universales de la educación formal que es Iluminar (Kant,
1724- 1804)-(Vargas, 2007), Fortalecer la razón (Maritain,
1882-1973)-(Vargas, 2007), a través del método científico
que nos aporta la observación, la reflexión y la evaluación
(Dewey 1859-1952)-(Vargas, 2007).
Lo anterior si se entiende de manera integral se puede
entender a la educación formal, como
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Donde los productos finales a generar en el individuo
serán, la iluminación y el fortalecimiento de la razón
basados en la utilización del método científico, lo cual se
puede expresar como se ve a continuación
Lo relevante es que el individuo con el tiempo, al
estudiar en una universidad de lineamientos tecnológicos,
en la cual, la mayoría de los conocimientos inculcados en
las diversas cátedras van asociados a su aplicación
practica, el individuo va mostrando procesos mentales
nuevos, que le van generando actitudes para hacer
experiencia lo racional (Dewey 1859-1952)- (Vargas, 2007),
a través de la aplicación del método científico, lo que lo
hace un ser autónomo y no mecanizado en su actuar ya que
eso es adiestrar.
De lo anterior se puede entender que cuando el
individuo gracias a la educación, logra un estado superior
de iluminación genera ciencia pura, lo cual puede
expresarse como:
“El individuo gracias a la educación logra hacer experiencia lo racional a
través del método científico”
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“El haciendo experiencia lo racional a través del
método científico logra generar ciencia pura”.
Fundamentación Bibliográfica
Autores consideran que el objetivo principal de la
instrucción de la física debe ser facilitar una
transformación en el modo de pensar de los estudiantes, los
cuales los transporten del mundo inicial basado en un
conocimiento del sentido común a un conocimiento regido en
la razón científica propia de la disciplina (I. Halloun, et
al, 1985),(Hammer D, 1996).
Para conseguir el fin antes mencionado se debe iniciar
un proceso el cual logre romper las sólidas estructuras
cognoscitivas, las cuales establecen los errores basados en
el sentido común, a otro donde interactúe la razón, apoyada
en la enseñanza de la correcta interpretación de los
fenómenos y vocabulario de la especialidad de la ciencia
enseñada (I. Halloun, et al, 1985), (UDELAR, 1997), (Hammer
D, 1996), de otra manera el alumno arrastra estos problemas
de manera continua en el tiempo , aunque lograra aprobar la
cátedra cursada.
Lo anterior deja de manifiesto que el estudiante al
aprobar los diversos niveles de la instrucción de la
física, a parte del aprender a razonar basado en primeras
instancias en un “sentido común de cómo sucederán las
cosas”, este debe aprende a razonar, pero con un proceso
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mental nuevo, al cual se le acople el interactuar propio de
la disciplina la cual estudia, lo cual demuestra, que el
proceso de aprendizaje va más allá de los hábitos de
estudios, y se transforme en un proceso integrador donde el
estudiante se ilumina.
Si continuáramos con el planteamiento integral de la
educación, basado en los párrafos anteriores, tendríamos lo
siguiente, si el resultado final de de un estadio superior
de educación es lograr en el individuo genere ciencia
pura.
Se tiene que el paso gravitante en el cual cada una de
las ciencias se diferencia, esta en el componente racional
del proceso, el cual se moldea según las leyes propias del
fenómeno en la ciencia correspondiente, lo que permite
redefinir finalmente que
“La Educación permite que el individuo haga Experiencia lo racional,
basado en las reglas de la disciplina científica especifica, a través del método
científico, lo cual genera la ciencia pura, para cada una de las disciplinas
científicas”
La física es una ciencia natural (UDELAR, 1997), por
lo cual es integrada, si el alumno tiene falencias en
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alguna de las componentes de esta, lo más probable es que
su calificación en las cátedras de nivel superior no
observen un aumento, debido a que el estudiante no será
capaz de entender de manera plena los procesos que
conforman los fenómenos de la naturaleza explicados por la
disciplina científica.
La física explica el funcionamiento de la naturaleza
como un proceso integral:
En el cual los procesos de la naturaleza explicados
desde el mundo físico
”La naturaleza se puede explicar a través de procesos dinámicos, estáticos,
eléctricos, magnéticos, relativos, quánticos y otros no mencionados (ejemplo:
térmicos)”.
Los cuales son resumidos académicamente para su
enseñanza en las siguientes ramas del conocimiento de la
física. Debe tenerse en cuenta que estas ramas del saber
están interrelacionadas y unidas entre ellas, por lo cual
ocupan el operador matemático de inclusión estricto “y” (^)
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“La naturaleza se puede explicar a través de las ramas de la física
mecánica, electromagnética, óptica, moderna y otras no mencionadas
(ejemplo: térmica) las cuales son ramas de las ciencias físicas unas
dependientes de otras”.
Por lo cual no entender una de sus partes hace
complejo, ver una mejora en el porcentaje de aprobación de
cátedra de nivel superior.
Fundamentación Estadística Observada
En función de los datos registrados entre los años
2003 a 2007, por el departamento de Física en la UTEM, con
los campos de datos anteriormente mencionados, se procedió
a realizar un análisis de regresión y correlación entre los
porcentajes de alumnos aprobados (Tabla 1) para las
cátedras antes citadas a nivel anual. El método de
regresión y correlación fue seleccionado ya, que se define
por muchos autores, como uno de los mejores métodos para
establecer como se relacionan dos o mas variables (De
Mendiburu F, 2009). La selección de las variables del
porcentaje de aprobación (Tabla 1) en cada nivel de curso
de física, es debido a que este se presume como un buen un
indicador de la adquisión de las habilidades cognoscitivas
mínimas que exige la educación de la física (I. Halloun, et
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al, 1985) para la aprobación de la cátedra. Se deja expreso
el supuesto de normalidad del fenómeno.
AÑOCURSO-NIVEL 2003 2004 2005 2006 2007F610 – 0 44.48 52.66 53.66 57.42 53.21F620 – 1 43 60.9 55.7 50.3 57.2F630 – 2 60.44 65.75 75.2 69.87 71.51F640 – 3 85.52 87.73 70.42 79.92 74.33
Tabla 1. Porcentajes de aprobación de diversos niveles de
Física UTEM. 2003 a 2007.
Se seleccionaron los dos mejores modelos de análisis
de regresión los cuales resultaron ser el modelo lineal y
exponencial, basado en el valor de correlación con el fin
de contrastarlos sus formas funcionales.
Figura 1. Modelo Lineal 2003 Figura 2. Modelo Exponencial2003
Figura 3. Modelo Lineal 2004 Figura 4. Modelo Exponencial2004
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Figura 5. Modelo Lineal 2005 Figura 6. Modelo Exponencial2005
Figura 7. Modelo Lineal 2006 Figura 8. Modelo Exponencial2006
Figura 9. Modelo Lineal 2007 Figura 10. Modelo Exponencial 2007
Se procedió a contrastar las formas funcionales, en
base al coeficiente de correlación, ya que este explica que
tan asociada están dos medidas, de una muestra de análisis,
dando por resultado lo siguiente:
Modelo
CursoLinealR2
ExponencialR2
2003 0.844 0.8602004 0.899 0.935
19
2005 0.712 0.7352006 0.731 0.6902007 0.926 0.927
Tabla 2. Coeficiente de correlación para modelos
exponencial y lineal 2003 a 2007.
De la anterior tabla se concluye que el 80 % de los
casos, el modelo exponencial creciente fue el que mejor
logro explicar la relación entre el nivel cursado de física
y su nivel de aprobación, comportamiento en el cual se
tiene la esperanza, que sea indicio de un proceso el cual
supere al de simple instrucción educativa, e indique un
proceso de razonamiento profundo en las ciencias físicas,
que implique una mayor probabilidad de aprobar el curso al
estudiante, al entender las temáticas impartidas en
cátedra.
Finalmente se procedió a realizar un análisis de los
coeficientes de corte en los modelos, para establecer la
cantidad minima de alumnos aprobados, en los distintos años
con el fin de establecer alguna ley de aprobación minima
arbitraria la cual pudiera dejar sin efecto el presente
estudio. Obteniendo que:
20
% Aprobación Mínimo Modelo
CursoLineal
Exponencial
Base Aprobados Mínimos
Total Inscrit
os
PorcentajeAprobados
200337.27
6 39.703 43 1682 2.56
200450.25
1 51.528 52.66 2086 2.52
200553.27
8 53.356 53.66 1826 2.94
200651.31
7 51.984 50.3 1987 2.53
200752.41
2 52.766 53.21 1908 2.79Media 48.91 49.87 50.57 1898 2.66Mediana 51.32 51.98 52.66 1908 2.76Desviación Muestral 6.60 5.73 4.42
Tabla 3. Porcentaje Mínimo de Aprobación 2003 a 2007.
Los porcentajes mínimos de aprobación observados (Tabla 3),
tienen un valor inferior al 3%, por lo cual, se considera
que no se han establecido medidas artificiales, las cuales
favorezcan la aprobación de alumnos.
Hipótesis
En los cursos del Plan General de Física para las carreras
de Ingeniería y Ciencias impartidos por el Departamento de
Física de la UTEM, se observa a medida que aumenta el nivel
de los cursos, aumenta la tendencia del porcentaje de
aprobación de estudiantes que los cursan, en manera
exponencial, debido a que estos últimos experimentan un
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proceso transformación mental el cual va más allá de la
adquisición de hábitos y la instrucción en el estudio, y se
explica debido a una reformulación completa de su proceso
cognoscitivo basada en la asimilación del método científico
con orientación a las ciencias físicas en su proceso de
razonamiento.
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Referencias bibliográfica
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http://tarwi.lamolina.edu.pe/~fmendiburu/index-filer/academ
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