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ÍndiceIntroducción ..........................................................................................................
Introducción       El presente documento tiene por objetivo, plantearse un problema en el ámbitode la educación sobre la t...
Definición del Problema a InvestigarHistoria   Entre los años 2003 a 2007, el Departamento de Física de la UniversidadTecn...
Estructura general de Cátedra   El departamento de Física de la UTEM, independiente del nivel el cual esteimpartiendo, pos...
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Se seleccionaron los dos mejores modelos de análisis de regresión los cualesresultaron ser el modelo lineal y exponencial,...
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Referencias bibliográficaDe Mendiburu, F. (2009). Análisis de Regresión y Correlación. Disponible en:http://tarwi.lamolina...
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Procesos Cognocitivos UTEM

  1. 1. Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación Programa Magíster en EducaciónAsignatura: 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 DOCUMENTO II SANTIAGO 2009
  2. 2. ÍndiceIntroducción ................................................................................................................3Definición del Problema a Investigar .........................................................................4 Historia .....................................................................................................................4 Estructura general de Cátedra ....................................................................................5 Fenómeno Observado................................................................................................6 Definición del problema ............................................................................................7Documentación y Fundamentación del Problema .....................................................8 Apoyo en la Fundamentación Filosófica ....................................................................8 Fundamentación Bibliográfica...................................................................................9 Fundamentación Estadística Observada ...................................................................11Hipótesis ....................................................................................................................14Referencias bibliográfica ..........................................................................................15 2
  3. 3. Introducción El presente documento tiene por objetivo, plantearse un problema en el ámbitode la educación sobre la temática de “Los procesos de evolución cognoscitiva en losalumnos de Ingeniería y Ciencias, del plan común de física de la UTEM”, problemáticala cual será definida, brevemente documentada, se establecerá una hipótesis yfinalmente se redactar un breve bibliografía. Se agradece por participar en los continuos comentarios para realizar el presentetrabajo a Don Luis Da Silva Matus (UTSM), Luis Gutiérrez Osorio (UTEM), PatriciaBarría (ARCIS) y a los alumnos Cristian Recabarren (UTEM), Sebastian Salazar(UTEM) y Francisco Ovalle (U de CH). 3
  4. 4. Definición del Problema a InvestigarHistoria Entre los años 2003 a 2007, el Departamento de Física de la UniversidadTecnológica Metropolitana (UTEM), en el marco del mejoramiento continuo, queexigen los actuales procesos de acreditación que esta llevando a cabo el gobierno deChile, 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 deestudio, 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 elporcentaje de alumnos Aprobados y Reprobados por nivel, para obtener los: • Índices de efectividad de la Docencia, y • Medidas reparatorias a la docencia y evaluación de cátedra. Desde el año 2008 hasta Septiembre del 2009, debido a la gran movilidad dedirectores observada en el departamento de Física de la UTEM, originada por elproceso de crisis institucional detonado por el abandono voluntario del Rector de laUniversidad 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 nuevodirector de unidad elegido democráticamente. 4
  5. 5. Estructura general de Cátedra El departamento de Física de la UTEM, independiente del nivel el cual esteimpartiendo, posee una estructura rígida de planificación docente, la cual estaconformada 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 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. • Realizar las pruebas y pautas de las evaluaciones solemnes del nivel • Perfeccionar el material docente disponible a los alumnos 5
  6. 6. • 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 deldepartamento de física encabezado por los coordinadores de los niveles de cátedrasantes 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 laconclusión que era demasiado temprano para establecer hipótesis y teorías queexplicaran 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 conservaba elfenómeno observado hace tres años atrás, los cuales tras análisis de los datosconcluyeron que “el fenómeno se seguía observando a excepción de físicaelectromagnética, la cual tendía en algunos años a disminuir el efecto delfenómeno”. La conclusión anteriormente citada fue sometida a finales del año 2007, a unconsejo ampliado del departamento de física, en donde participaron todos losintegrantes de esté, incluyendo a los profesores externos o part-time, con el fin deencontrarle una explicación al fenómeno. Las reuniones que duraron una semanaobtuvieron como conclusiones, que según lo evidenciado por el contacto directo con losalumnos, 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 6
  7. 7. conocimientos de la física, tuviese un muy alto desarrollo de conocimientos de cálculo diferencial”.Definición del problema Pasado ya dos años de las conclusiones antes citadas y tras un proceso deprofunda reflexión, he llegado a la convicción que este aumento en la aprobaciónprogresiva de los niveles por parte de los estudiantes, se debe a explicaciones muchomás profundo que las antes citadas. Se postula que el fenómeno se debe a que los alumnos de la UTEM, los cualesprovienen en su mayoría de sectores pertenecientes desde el primer hasta el tercerquintil mas bajo desde al punto de vista socioeconómico, logran a través de laeducación iluminarse, lo cual es algo que va mucho más halla que adquirir hábitos deestudio, es lograr igualdad intelectual a través del uso de la razón con respecto a suspares de otras instituciones superiores, que poseen condiciones socioeconómicas que lesproporcionan las condiciones suficientes y necesarias, para desarrollar su razón demanera más aventajadas que estos jóvenes de la UTEM. Lo anterior se justifica debido a que la mayoría de las investigaciones enprogramas de mejoramiento de la educación superior universitaria presentados en otraspartes del país (Gaytán D, et al, 2002) y del mundo (UDELAR, 1997), dan comoesperanza un aumento progresivo basado en tendencias lineales del aumento de laaprobación de los cursos por parte del estudiantado de los diversos niveles en diversasarreas de las ciencias. En la UTEM esta curva de tendencia, también experimenta unaumento de aprobación al ir avanzando en los niveles de cátedra, lo singular viene dadoa que la forma de la curva de tendencia es a lo menos del tipo exponencial, lo cual dejaclaro que esto va más allá de un desarrollo de hábitos (lo cual se explicaría con unaumento 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 otrasfunciones preexistentes). 7
  8. 8. Documentación y Fundamentación del ProblemaApoyo en la Fundamentación Filosófica Los alumno “UTEM”, el cual proviene de los tres quintiles socioeconómicosmás bajos, al permitirle el acceso a la educación superior universitaria, se le da acceso aalgo que va más allá del simple adiestramiento y adquisición de hábitos, en si se lepermite llegar a la iluminación, consiguiendo con ello los objetivos universales de laeducación formal que es Iluminar (Kant, 1724- 1804)-(Vargas, 2007), Fortalecer larazón (Maritain, 1882-1973)-(Vargas, 2007), a través del método científico que nosaporta 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 educaciónformal, como formal _ f Educacion = ∫ ∂(educación) formal _ i Donde los productos finales a generar en el individuo serán, la iluminación y elfortalecimiento de la razón basados en la utilización del método científico, lo cual sepuede expresar como se ve a continuación Educacion = ( Ilu min ación + Fortalecimiento _ de _ la _ razón ) Metodo _ Cientifico Lo relevante es que el individuo con el tiempo, al estudiar en una universidad delineamientos tecnológicos, en la cual, la mayoría de los conocimientos inculcados en lasdiversas cátedras van asociados a su aplicación practica, el individuo va mostrandoprocesos mentales nuevos, que le van generando actitudes para hacer experiencia loracional (Dewey 1859-1952)- (Vargas, 2007), a través de la aplicación del métodocientífico, lo que lo hace un ser autónomo y no mecanizado en su actuar ya que eso esadiestrar. 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 expresarsecomo: 8
  9. 9. Educacion = ( Hacer _ Experiencia _ Lo _ Racional ) Metodo _ Cientifico “El individuo gracias a la educación logra hacer experiencia lo racional através del método científico” ( Hacer _ Experiencia _ Lo _ Racional ) Metodo _ Cientifico = Ciencia _ Pura “El haciendo experiencia lo racional a través del método científico logra generarciencia pura”.Fundamentación Bibliográfica Autores consideran que el objetivo principal de la instrucción de la física debeser facilitar una transformación en el modo de pensar de los estudiantes, los cuales lostransporten del mundo inicial basado en un conocimiento del sentido común a unconocimiento 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 logreromper las sólidas estructuras cognoscitivas, las cuales establecen los errores basados en elsentido común, a otro donde interactúe la razón, apoyada en la enseñanza de la correctainterpretación 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 alumnoarrastra estos problemas de manera continua en el tiempo , aunque lograra aprobar lacátedra cursada. Lo anterior deja de manifiesto que el estudiante al aprobar los diversos nivelesde la instrucción de la física, a parte del aprender a razonar basado en primerasinstancias en un “sentido común de cómo sucederán las cosas”, este debe aprende arazonar, pero con un proceso mental nuevo, al cual se le acople el interactuar propio dela disciplina la cual estudia, lo cual demuestra, que el proceso de aprendizaje va másallá de los hábitos de estudios, y se transforme en un proceso integrador donde elestudiante se ilumina. 9
  10. 10. Si continuáramos con el planteamiento integral de la educación, basado en lospárrafos anteriores, tendríamos lo siguiente, si el resultado final de de un estadiosuperior 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 propiasdel fenómeno en la ciencia correspondiente, lo que permite redefinir finalmente que formal _ f Educacion = ∫ ∂(educación) = formal _ i ( Hacer _ Experiencia _ Lo _ Racional ( segun _ las _ reglas _ disciplina )) Metodo _ Cientifico = Ciencia _ Pura ( según _ la _ disciplina ) “La Educación permite que el individuo haga Experiencia lo racional, basadoen las reglas de la disciplina científica especifica, a través del método científico, lo cualgenera la ciencia pura, para cada una de las disciplinas científicas” La física es una ciencia natural (UDELAR, 1997), por lo cual es integrada, si elalumno tiene falencias en alguna de las componentes de esta, lo más probable es que sucalificación en las cátedras de nivel superior no observen un aumento, debido a que elestudiante no será capaz de entender de manera plena los procesos que conforman losfenómenos de la naturaleza explicados por la disciplina científica. La física explica el funcionamiento de la naturaleza como un proceso integral: Pr ocesos _ f Fisica = ∫ ∂( Pr ocesos _ i aturaleza ( Aspecto _ Físico)) En el cual los procesos de la naturaleza explicados desde el mundo físico aturaleza = Pr ocesos _ Dinami cos+ Pr ocesos _ Estati cos + Pr ocesos _ electri cos+ Pr ocesos _ Magneti cos + Pr ocesos _ Re lativos + Pr ocesos _ cuanti cos + Otros”La naturaleza se puede explicar a través de procesos dinámicos, estáticos, eléctricos,magnéticos, relativos, quánticos y otros no mencionados (ejemplo: térmicos)”. 10
  11. 11. Los cuales son resumidos académicamente para su enseñanza en las siguientesramas del conocimiento de la física. Debe tenerse en cuenta que estas ramas del saberestán interrelacionadas y unidas entre ellas, por lo cual ocupan el operador matemáticode inclusión estricto “y” (^) aturaleza ( Física ) = Física _ Mecánica _" y" _ Física _ Electromagnética _" y" _ Fìsica _ Óptica _ y _ Ondas _" y" Física _ Moderna`_" y" _ Otras “La naturaleza se puede explicar a través de las ramas de la física mecánica,electromagnética, óptica, moderna y otras no mencionadas (ejemplo: térmica) lascuales 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 elporcentaje de aprobación de cátedra de nivel superior.Fundamentación Estadística Observada En función de los datos registrados entre los años 2003 a 2007, por eldepartamento de Física en la UTEM, con los campos de datos anteriormentemencionados, se procedió a realizar un análisis de regresión y correlación entre losporcentajes de alumnos aprobados (Tabla 1) para las cátedras antes citadas a nivelanual. El método de regresión y correlación fue seleccionado ya, que se define pormuchos autores, como uno de los mejores métodos para establecer como se relacionandos o mas variables (De Mendiburu F, 2009). La selección de las variables delporcentaje de aprobación (Tabla 1) en cada nivel de curso de física, es debido a queeste se presume como un buen un indicador de la adquisión de las habilidadescognoscitivas mínimas que exige la educación de la física (I. Halloun, et al, 1985) para laaprobación de la cátedra. Se deja expreso el supuesto de normalidad del fenómeno. AÑO CURSO-NIVEL 2003 2004 2005 2006 2007 F610 – 0 44.48 52.66 53.66 57.42 53.21 F620 – 1 43 60.9 55.7 50.3 57.2 F630 – 2 60.44 65.75 75.2 69.87 71.51 F640 – 3 85.52 87.73 70.42 79.92 74.33Tabla 1. Porcentajes de aprobación de diversos niveles de Física UTEM. 2003 a 2007. 11
  12. 12. Se seleccionaron los dos mejores modelos de análisis de regresión los cualesresultaron ser el modelo lineal y exponencial, basado en el valor de correlación con elfin de contrastarlos sus formas funcionales.Figura 1. Modelo Lineal 2003 Figura 2. Modelo Exponencial 2003Figura 3. Modelo Lineal 2004 Figura 4. Modelo Exponencial 2004Figura 5. Modelo Lineal 2005 Figura 6. Modelo Exponencial 2005Figura 7. Modelo Lineal 2006 Figura 8. Modelo Exponencial 2006 12
  13. 13. Figura 9. Modelo Lineal 2007 Figura 10. Modelo Exponencial 2007 Se procedió a contrastar las formas funcionales, en base al coeficiente decorrelación, ya que este explica que tan asociada están dos medidas, de una muestra deanálisis, dando por resultado lo siguiente: Modelo Curso Lineal R2 Exponencial R2 2003 0.844 0.860 2004 0.899 0.935 2005 0.712 0.735 2006 0.731 0.690 2007 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 exponencialcreciente fue el que mejor logro explicar la relación entre el nivel cursado de física y sunivel de aprobación, comportamiento en el cual se tiene la esperanza, que sea indicio deun proceso el cual supere al de simple instrucción educativa, e indique un proceso derazonamiento profundo en las ciencias físicas, que implique una mayor probabilidad deaprobar el curso al estudiante, al entender las temáticas impartidas en cátedra. Finalmente se procedió a realizar un análisis de los coeficientes de corte en losmodelos, para establecer la cantidad minima de alumnos aprobados, en los distintosaños con el fin de establecer alguna ley de aprobación minima arbitraria la cual pudieradejar sin efecto el presente estudio. Obteniendo que: 13
  14. 14. % AprobaciónMínimo Modelo Base Aprobados Total PorcentajeCurso Lineal Exponencial Mínimos Inscritos Aprobados 2003 37.276 39.703 43 1682 2.56 2004 50.251 51.528 52.66 2086 2.52 2005 53.278 53.356 53.66 1826 2.94 2006 51.317 51.984 50.3 1987 2.53 2007 52.412 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 al3%, por lo cual, se considera que no se han establecido medidas artificiales, las cualesfavorezcan la aprobación de alumnos. HipótesisEn los cursos del Plan General de Física para las carreras de Ingeniería y Cienciasimpartidos por el Departamento de Física de la UTEM, se observa a medida queaumenta el nivel de los cursos, aumenta la tendencia del porcentaje de aprobación deestudiantes que los cursan, en manera exponencial, debido a que estos últimosexperimentan un proceso transformación mental el cual va más allá de la adquisición dehábitos y la instrucción en el estudio, y se explica debido a una reformulación completade su proceso cognoscitivo basada en la asimilación del método científico conorientación a las ciencias físicas en su proceso de razonamiento. 14
  15. 15. Referencias bibliográficaDe Mendiburu, F. (2009). Análisis de Regresión y Correlación. Disponible en:http://tarwi.lamolina.edu.pe/~fmendiburu/index-filer/academic/metodos1/Regresion.pdfGaytán, D. et al. (2002). Enriquecimiento de la evaluación en asignaturas de altosíndices de repitencia. Ponencia presentada en la VII Jornada De Innovación en laEnseñanza de la Matemática Universidad de Viña del Mar. Disponible en:http://ima.ucv.cl/rolfos/articulos/ARTICULOS%20%20CURRIC/Publicaciones%20en%20Revistas/Enriquecimiento%20de%20la%20evaluaci%C3%B3n%20%20en%20asignaturas.doc.Hammer, D. (1996). More than Misconceptions: Multiple perspective on StudentsKnowledge and Reasoning, and an Appropiate Role for Education Reaserch”, AmericanJournal of Physics, V.64, 10 (1316). Disponible en:http://www2.physics.umd.edu/~davidham/AJPmultpersp.htmlI.A.Halloun, D.Hetenes. (1985). “The Initial Knowledge State of College PhysicsStudents”, American Journal of Physics, V.53, 11 (1043), Disponible en:http://modeling.asu.edu/r&e/InitialKnowledge.pdfUDELAR. (1997). Innovando a pesar de la masificación: enseñanza de la física paraingenieros. Universidad de la Republica. Uruguay. Disponible en:http://www.fing.edu.uy/~skahan/proyectoCSE98.pdfVargas, J. (2007). Fundamentos filosóficos de la educación. Fundamentos Filosóficosde la Educación: Apuntes para un seminario. México: Asociación Oaxaqueña dePsicología A.C. Disponible en: http://www.rieroi.org/deloslectores/330Espino.pdf 15

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