Aprendizaje colaborativo y solución de problemas

1. Dr. Ayax Santos Guevara
U-ERRE
Julio 2015
Problemas Ricos en
Contexto

2. Propósito
 En física los problemas tienen como objetivo
enseñar y desarrollar habilidades en idear
estrategias de razonamiento, organizar
procedimientos, efectuar análisis crítico de
resultados, y adquirir criterios de evaluación y
estimación de situaciones físicas.

3. ¿Por qué aplicar Problemas Ricos en
Contexto?
 ¿Qué es lo que consideran los estudiantes
importante en una clase tradicional de física?
 Ecuaciones
 Pasos similares al enfrentar problemas:
 ¡Pero si nunca hicimos un problema como éste!
 Respuestas numéricas
¿En dónde queda la comprensión de la
física?

4. ¿Por qué aplicar PRC?
 Estos problemas se diseñan de tal modo que el
alumno:
 se ve obligado a preparar una estrategia organizada
en forma lógica
 no puede aplicar las ecuaciones y obtener resultados
en forma automática y sin comprender para qué lo
hace, como comúnmente suele ocurrir.

5. ¿Qué hice?
 Investigué sobre lo que están haciendo en la
instrucción de física en otras universidades:
 Instrucción por modelación1
 Problemas ricos en contexto2
1. Halloun, I. A. y Hestenes, D. (1987). “Modeling instruction in mechanics”, American Journal of Physics, 55(5), 455-462.
2. Heller, O. & Hollabaugh, M. (1992). Teaching problem solving through cooperative grouping, Part 2: Designing problems
and structuring groups. American Journal of Physics, 60(7), 637-644.

6. ¿Qué hice?
 Seguí la metodología propuesta por el grupo de
investigación en la enseñanza de la física de la
Universidad de Minnesota (Heller, O. &
Hollabaugh, M. (1992)).
 Ellos proponen los llamados problemas ricos en
contexto (PRC).

7. Características PRC
 Cada problema es una breve historia en la cual el
estudiante es, en lo posible, el principal
protagonista.
 El texto del problema incluye la apropiada
motivación para que "Usted" o "tú" (el alumno)
obtengan una respuesta.

8. Características PRC
 Los objetos y situaciones deben, en lo posible,
ser reales. Cuando es una situación imaginaria,
se especifica en el texto como es el proceso de
idealización.
 No se dan figuras ni gráficas en el enunciado del
problema. El alumno debe visualizar la situación
y la información con sus propias habilidades e
imaginación.

9. Características PRC
 Los problemas no se pueden resolver en una sola
etapa aplicando simplemente una fórmula y
obteniendo una cantidad.
 Estos problemas deben ser ideados de tal modo
que obligue al alumno a tomar decisiones en base
a sus conocimientos de los conceptos de física
involucrados.

10. ¿Qué hice?
 Los estudiantes formaron equipos de tres a cinco
personas.
 Lo trabajé de dos formas:
 Primera: En el aula tuvieron una hora y media para
solucionar el examen.
 Segunda: Tuvieron de dos a tres días para
solucionar los problemas.
 Me fue mejor con la primera opción…

11. Ejemplo PRC
 Trabajas como investigador de accidentes y se te designa para estudiar
uno ocurrido en un edificio en construcción. Según el informe policial, en el
décimo piso de dicho edificio funcionaba un aparato para acarrear material
que consistía de un cajón que era arrastrado horizontalmente sobre el piso
en construcción por un cable fino. El cable pasaba por una polea ubicada
en el borde del edificio y luego caía verticalmente hacia abajo sosteniendo
un contrapeso, colgado al costado del edificio. El encargado del aparato
declaró que el cajón tenía una masa de alrededor de 60kg, mientras que el
contrapeso que colgaba verticalmente del otro extremo del cable era de
unos 40kg de masa. Sostuvo además que el cajón partió del reposo y
recorrió unos 10 metros antes del accidente. El supervisor de seguros
piensa que hay dos hipótesis del accidente para estudiar: se rompió el
cable porque la tensión era demasiado grande o el cajón alcanzó
demasiada velocidad y se desarmó, con lo cual el contrapeso cayó
prácticamente en caída libre y produjo el accidente. Para evaluar ambas
hipótesis le encarga calcular el valor de la tensión de la cuerda y de la
velocidad del cajón al cabo de los primeros 10 metros de recorrido. En un
experimento anterior Ud. recuerda haber determinado que el coeficiente de
rozamiento entre un cajón y el piso es de 0.25.1. Benegas J. y Villegas M. “Influencia del texto y del contexto en la Resolución
de Problemas de Física”, Lat. Am. J. Phys. Educ. Vol. 5, No. 1, p.217-224,
March 2011

13. Alumnos trabajando

14. Alumnos trabajando

15. Resultados
 Los alumnos trabajaron de manera colaborativa
y se vieron en la necesidad de desarrollar una
estrategia para solucionar un problema.
 Tuvieron dificultades para trabajar solos,
elaborar y seguir su estrategia.
 No todos lograron explicar el problema en el
pizarrón.

16. Resultados
 El 97% comentó que prefieren trabajar en equipo
porque pueden apoyarse entre ellos, discutir sus
conocimientos y llegar a acuerdos.
 Un aspecto señalado como positivo fue la
disminución del estrés.

17. Resultados
 Hubo opiniones que no les agradó este tipo de
actividades porque además de venir a la
escuela deben trabajar y eso impidió conseguir
un mejor resultado.

18. Comentarios de alumnos
 Me gusta trabajar de esta manera, aunque son
más difíciles los problemas, porque se reduce el
nivel de estrés.
 No me gusta pasar al pizarrón pero de esta
manera me obligo a entender todos los
problemas.
 Me gustaría recibir apoyo de mi equipo cuando
estoy en el pizarrón.
 Como trabajo me resulta muy complicado
reunirme con mis compañeros de equipo prefiero
trabajar en el salón.

19. Reflexión…
 Quitar la opción de trabajar con grupos de cinco
(trabajar con grupos de tres).
 Mejorar la rúbrica…
 A pesar de la dificultad de explicar el o los
problemas en el pizarrón vi una mejoría durante el
tetra. Se ganó en la confianza del alumno en este
sentido. Los vi contentos por aplicar y aprender
cosas que normalmente no tendríamos oportunidad
de cubrir en un examen tradicional.

20. Bibliografía de consulta
 Halloun, I. A. y Hestenes, D. (1987). “Modeling instruction in
mechanics”, American Journal of Physics, 55(5), 455-462.
 Heller, O. & Hollabaugh, M. (1992). Teaching problem solving
through cooperative grouping, Part 2: Designing problems and
structuring groups. American Journal of Physics, 60(7), 637-644.
 Benegas J. y Villegas M. “Influencia del texto y del contexto en la
Resolución de Problemas de Física”, Lat. Am. J. Phys. Educ. Vol.
5, No. 1, p.217-224, March 2011.
 Physics Education Research and Develpment Group, University of
Minnesota (2012), “Context-rich problems”. Recuperado el 10 de
junio de 2015, de
http://groups.physics.umn.edu/physed/Research/CRP/crintro.html
 Enghag M., Gustafsson P., and Jonsson G., “Context Rich
Problems in Physics for Upper Secondary School”, Science
Educational International Vol. 16, No. 4, p293-302, December
2004.