¿Alguna
vez se han puesto a pensar, que le puede pasar a un alumno que toma los
cursos de Física introductorios en alguna Universidad?
¿Alguna
vez han pensado, que quieren que les pase a sus alumnos al tomar el curso
de Física que ustedes están
impartiendo?
¿Tienen
escritos estos "buenos deseos" en algún lado?
¿Han rebasado
la barrera de los buenos deseos y también saben como hacer que estos
se realicen ?
¿Tienen
además alguna manera de "medir" los cambios de sus alumnos?
El
Curso de Física General, el cual es un curso introductorio de Física
basado en la trigonometría, tiene como principales objetivos o pretextos
para poder seguir existiendo:
Revisar los conceptos de Cinemática y Dinámica
Revisar y corregir los malos conceptos y técnicas de solución
de situaciones que sean
susceptibles a ser modeladas empleando enfoques Cinemáticos y/o
Dinámicos.
Desarrollar en el alumno la capacidad de representar de una manera gráficamente
útil,
alguna situación planteada verbalmente.
Desarrollar en el alumno el empleo del pensamiento deductivo.
Desmitificar la creencia de que la Física tiene que ver con muchas
formulas.
Resaltar el valor del enfoque vectorial riguroso, como estrategia de solución
de las
situaciones planteadas.
Este curso,
Física General, comienza con un repaso de los temas referentes a
la Trigonometría, siendo
estos temas tomados desde un punto de vista Griego, es decir, como un buen
ejercicio. En este
caso como un buen ejercicio que refuerza uno de los objetivos del curso,
esto es la representación
grafica de alguna situación planteada en forma verbal.
Se dispone
de un menú muy amplio de situaciones referentes a estos temas. Algunas
muy simples
y algunas, la mayoría, con un grado más elevado de complejidad.
Al finalizar
el primer mes de este curso , los alumnos deben de ser capaces de representar grafica
y eficientemente alguna situación planteada, además de que
deben saber reconocer alguna
situación geométrica que aporte alguna ecuación que
sea útil en la solución.
El segundo
mes comienza con el Álgebra de Vectores, desde un punto de vista
grafico. Seguimos
empleando lo aprendido referente a los triángulos, ya que las situaciones
planteadas ahora también
tienen que ver con esto. Definimos
las componentes de un vector y resaltamos las ventajas de emplear las componentes perpendiculares
al operar vectores.
Pasamos
a la Cinemática, e introducimos el tema desde un punto de vista
grafico. Resolvemos las típicas
situaciones cinemáticas a los que los alumnos están acostumbrados,
pero empleando las graficas
distancia-tiempo y velocidad-tiempo. Es en este momento del curso en el
que resaltamos
que no es necesario conocer las mal llamadas "Formulas de Física"
para poder resolver
alguna situación que con la cinemática unidimensional tenga
que ver. Que lo único que se necesita
saber es calcular el área de un triángulo de un rectángulo
y la pendiente de una recta. Los alumnos
se resisten siempre a este enfoque pero después de dos semanas de
estarlo practicando
aprecian su valor. Esto ocurre a tal grado que cuando deducimos las relaciones que modelan
la cinemática unidimensional a partir de una grafica velocidad-tiempo,
siempre preguntan
si es posible seguir empleando el método gráfico.
Pasamos
al tema de la Cinemática en dos Dimensiones, esto es, el Movimiento
Parabólico y el Movimiento
Circular. La pregunta que detona estos temas es ¿Conocen ustedes
un objeto que se mueva
con velocidad constante y aceleradamente al mismo tiempo? Para esta
etapa del curso los alumnos invariablemente antes de proceder a la solución
de alguna
situación dada declaran la posición del origen del sistema
coordenado cartesiano mediante
el cual referirán todas las cantidades vectoriales pertinentes.
Ellos ya reconocen que los modelos
matemáticos que describen el movimiento acelerado unidimensional
hablan de desplazamientos
y no de distancias recorridas, ellos reconocen que el concepto importante
es el cambio
de posición y no la distancia recorrida. Además reconocen
que el tiempo al que se refieren
los modelos matemáticos es una diferencia, entre la lectura del
reloj al momento de finalizar
el fenómeno analizado y la lectura del reloj al momento de iniciar
el fenómeno dado. Además
están conscientes de que la velocidad, el desplazamiento y la aceleración
son cantidades
vectoriales y ellos, los alumnos, están atentos a interpretar el
signo que acompaña a cada una
de estas cantidades ya sea al tenerlos como datos o al obtenerlos como
resultados.
Con esto
en mente el paso al análisis de la Cinemática Bidimensional
es completamente natural. La única
diferencia es que los modelos matemáticos ya conocidos tienen subíndices
x o y
. Que indican la dimensión en la cual se esta haciendo el análisis.
Al pasar
a tratar los temas del Movimiento Circular, el paso es también mucho
muy simple, ya que de
nuevo los modelos a emplear son los mismos que se han venido empleando
y que fueron deducidos
de la grafica velocidad-tiempo, solamente que ahora se emplean letras griegas
para nombrar
a las diferentes cantidades angulares.
Una de
las principales ventajas de haber empezado el curso con un enfoque puramente
grafico y después
haber pasado a emplear los modelos matemáticos (Mal llamados "las
formulas"), es la mayor objetividad
que se logra en el tema al estar enfrentando al alumno a una gráfica,
un objeto que el
puede ver y manipular. En la cual solamente hay que leer alguno de los
ejes para obtener invariablemente
el intervalo de tiempo pertinente y según sea el caso el cambio
de posición o el cambio
en la velocidad. Además el grado máximo de dificultad es
encontrar un área o una pendiente.
El alumno sabe que lo anterior es lo único que se puede hacer y
simplemente escoge según
los datos y la forma en que la gráfica se presente la estrategia
para calcular las incógnitas. Al enfocar
el curso como tradicionalmente se hace, es decir mediante el empleo de
los modelos matemáticos,
se esta obligando al alumno a ir a un nivel mucho más abstracto,
en donde la dificultad
estriba en identificar el modelo o modelos matemáticos a emplear
y después tratarlos algebraicamente. Es usual
ver a uno de estos alumnos viendo hacia arriba tratando de recordar las
ecuaciones, o simplemente
viéndolas copiadas en su hojas tratando de adivinar de que manera
combinarlas para obtener
la solución requerida. Por otra
parte al tener enfrente de sí una gráfica distancia-tiempo
o una mucho más útil gráfica velocidad-tiempo,
a la cual se sabe que lo único que se le puede hacer es leer los
ejes, calcular un área
o una pendiente, encontraremos que el grado de abstracción requerido
es mucho menor y es precisamente
por el hecho de que la gráfica en si misma es un objeto mucho más
objetivo que una ecuación. Lo anterior
no merma en lo más mínimo las capacidades de análisis
que los alumnos desarrollan al enfrentarse
a la solución de situaciones que con la cinemática tienen
que ver. Por el
contrario desarrolla la importantísima habilidad de saber interpretar
una gráfica. Creo y
estará por comprobarse que los alumnos sufren una menor frustración
al estructurar de esta manera
su conocimiento y lograrán hacer que su conocimiento les sea mucho
más significativo
al estar obligados a construir la solución a partir de una gráfica.
Como se
puede observar esta manera de resolver las situaciones cinemáticas
posee mucha mayor objetividad
que el emplear las ecuaciones cinemáticas. El alumno se ve obligado
a pensar en función de una gráfica, la que se convierte en
su principal herramienta, a la cual se le realizan los cálculos
pertinentes y a partir de la misma se obtiene el dibujo de la situación.
Lo anterior es muy importante
para reforzar el hecho de que la gráfica es solamente una forma
de representar el movimiento,
más no es una "fotografía" del mismo.
