Sophia 38: 2025.

https://doi.org/10.17163soph.n38.2025.05

ConstruCCión ConCePtual en físiCa

a travÉs de mÉtodos didáCtiCos induCtivos

Conceptual Construction in Physics Using

Inductive Teaching Methods

J C R*

Universidad de Colima, Colima, México

jcuevas0@ucol.mx

https://orcid.org/0000-0003-1325-4029

Forma sugerida de citar: Cuevas Romo, Julio (2025). Construcción conceptual en física a través de métodos

didácticos inductivos. Sophia, Colección de Filosofía de la Educación, (38),

pp. 163-197.

Resumen

El presente texto muestra el desarrollo y la evaluación de un proceso educativo con profesores de matemáticas

en formación, centrado en el uso de estrategias didácticas con características inductivas, en el marco de la

asignatura Matemáticas y Física de la Licenciatura en Enseñanza de las Matemáticas de la Universidad de Colima,

México. La experiencia incluye a 19 estudiantes que han tenido formación disciplinar en matemáticas y dominan

el conocimiento procedimental y el lenguaje algebraico que implica la física en los niveles básicos, pero con poco

acercamiento al conocimiento conceptual, tanto de física clásica como de física moderna. Bajo este principio,

el curso se centró en la reﬂexión y la resolución de problemas. Desde esta lógica, la propuesta incluyó buscar,

tanto el dominio procedimental como conceptual, siendo este último el objetivo central de esta investigación.

Los métodos inductivos incluyeron la utilización de materiales audiovisuales y lecturas que van en un sentido

de divulgación. Los resultados de sus trabajos muestran que, sin omitir un proceso formativo de corte más

tradicional, como la resolución de problemas o libros de texto de física clásicos, la incorporación de estrategias

inductivas sobre las particularidades de conceptos como “movimiento” o “luz” permite una comprensión más

profunda de principios fundamentales, siendo un complemento funcional para una formación más integral.

Palabras clave

Conceptualización, método inductivo, estrategia didáctica, divulgación cientíﬁca, física, evaluación.

* Doctor en Educación, máster en Ciencias de la Educación. Sus líneas de investigación son:

procesos de enseñanza y aprendizaje de ciencias y matemáticas en contextos de diversidad. Es

docente e investigador adscrito a la Facultad de Ciencias de la Educación de la Universidad

de Colima, participa en la Licenciatura en Enseñanza de las Matemáticas, en la Maestría en

Intervención Educativa y en el Doctorado en Humanidades, también es miembro del Sistema

Nacional de Investigadores de México. Google Académico: https://scholar.google.com/citation

s?user=jGjKn8IAAAAJ&hl=es

Ìndice h: 7

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Construcción conceptual en física a través de métodos didácticos inductivos

Conceptual Construction in Physics Using Inductive Teaching Methods

Abstract

is contribution shows the development and evaluation of an educational process with

mathematics teachers in training, focused on the use of teaching strategies with inductive

characteristics, in Mathematics and Physics subject of the Bachelor’s Degree in Mathematics Teaching

at the University of Colima, Mexico. e experience includes 19 students, who have had disciplinary

training in mathematics and master the procedural knowledge and algebraic language involved in

Physics at the basic levels, but they had had little access to conceptual knowledge of both classical

physics and modern physics. With this principle, the course focused on reﬂection and problem

solving. From this logic, the proposal included searching for both the procedural and conceptual

domain, this second one is the central objective of this research. e inductive methods included the

use of audiovisual materials and readings, that go more in the order of dissemination. e results of

their work show that, without omitting a more traditional training process, such as problem-solving

or classic physics textbooks, the incorporation of inductive strategies focused on the particularities

of concepts like “motion” or “light” allows for a deeper understanding of fundamental principles,

serving as a functional complement for a more comprehensive understanding.

Keywords

Conceptualization, Inductive Method, Teaching Strategy, Scientiﬁc Dissemination, Physics,

Evaluation.

Introducción

Ha quedado atrás la idea de fronteras rígidas entre las ciencias sociales,

las ciencias experimentales y las humanidades. Si bien es claro que los

objetivos que persiguen dichas áreas de conocimiento son distintos y las

formas de aprender sus contenidos también, en las últimas décadas se ha

dado un debate con mayor apertura sobre las implicaciones sociales y

humanas que hay detrás de la construcción del conocimiento cientíﬁco

también en las ciencias experimentales, en el caso que atañe a este apor-

te, la física. La ciencia intercultural, la etnomatemática, la enculturación

cientíﬁca o las matemáticas y las ciencias para la ciudadanía y los dere-

chos humanos, son algunos ejemplos, entre muchos otros, de líneas de

investigación emergentes en este sentido.

El objetivo de este estudio es evaluar y visibilizar la eﬁcacia de

utilizar estrategias didácticas inductivas para fortalecer la comprensión

conceptual en temas relacionados a la física, haciendo énfasis en cómo

este tipo de abordaje puede contribuir a un aprendizaje más integral y

signiﬁcativo. En este sentido, las estrategias propuestas, sin dejar de lado

actividades de corte más convencional como la lectura especializada o la

resolución de problemas basada en textos, se incorporan para contribuir

a superar las limitaciones de procesos centrados únicamente en las habi-

lidades procedimentales o técnicas de la física. La metodología de análisis

se basó en los planteamientos de Ahumada (2005) respecto a la construc-

ción y evaluación de conceptos.

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Esta investigación se desarrolla en el marco de la Licenciatura en

Enseñanza de las Matemáticas, carrera adscrita a la Facultad de Ciencias de

la Educación de la Universidad de Colima. Este programa tiene como obje-

tivo formar profesionales capaces de abordar desafíos y en la enseñanza y el

aprendizaje de las matemáticas, promoviendo la alfabetización matemática

y la innovación didáctica con un enfoque de responsabilidad social.

La particularidad del programa es el enfoque integral entre una

formación en el área disciplinar de matemáticas, una formación en el área

disciplinar pedagógica y un tercer eje que reﬁere a didácticas especíﬁcas

sobre aritmética, geometría, probabilidad y cálculo. La mayoría de quienes

han egresado, se han incorporado como docentes en los niveles básicos y

en nivel medio superior, algunos pocos casos en nivel superior. Sobre la

marcha, quienes participamos en este programa como docentes, hemos

podido dar cuenta de que muchas de estas incorporaciones laborales de

quienes egresan, no se dan únicamente por la necesidad especíﬁca de per-

sonal capacitado en matemáticas por parte de las instituciones solicitan-

tes, sino también por materias relacionadas, particularmente la de física.

Esto se ha vuelto entonces, una necesidad especíﬁca del programa.

Si bien con el grupo participante se había detectado un fuerte do-

minio sobre la resolución de problemas que involucran a las matemáticas

y a la física respecto al dominio algebraico, esta intervención se centró en

superar la limitación común de abordar la comprensión conceptual como

simple memorización de deﬁniciones. En su lugar, se promovió la cons-

trucción de conceptos como un proceso dinámico y en evolución. Este

enfoque busca dotar a los futuros docentes de herramientas más sólidas

para fomentar una alfabetización cientíﬁca integral.

La propuesta metodológica se inserta en una formación que tras-

ciende el dominio de algoritmos matemáticos, integrando características

de la población estudiantil. Si bien estos estudiantes cuentan con una for-

mación sólida en matemáticas y pedagogía, su conocimiento en ciencias

básicas, particularmente en física, se limitaba a experiencias previas su-

perﬁciales y breves y que no habían sido vinculadas con las matemáti-

cas de forma signiﬁcativa. En este contexto, donde se quiere impulsar un

aprendizaje signiﬁcativo y la alfabetización cientíﬁca, usar metodologías

inductivas favorece y va en sintonía con tendencias educativas que bus-

can integrar el conocimiento teórico y práctico, como lo reﬂejan diversas

investigaciones recientes y a las que se hará mención más adelante.

Es aquí donde la propuesta de trabajo a partir de estrategias induc-

tivas para la comprensión de conceptos especíﬁcos de la física se conside-

ra una estrategia pertinente. Así entonces, la implementación de activida-

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des inductivas se realizó con 19 estudiantes de la Universidad de Colima,

incluyendo la observación de materiales audiovisuales, lecturas divulga-

tivas y experimentación directa, organizadas en siete bloques temáticos

como movimiento y luz, entre otros. Esta metodología de trabajo, que

incluye principios de enfoque constructivista, abarca un planteamiento

epistemológico basado en que la construcción de conocimiento en física

—en este caso conceptual— tiene que considerar a las ciencias básicas o

experimentales como una actividad humana, que no puede estar desvin-

culada de las condiciones sociohistóricas en que dicho conocimiento ha

sido, y sigue siendo, creado (Díaz, 2013).

A partir de aquí, la discusión temática por medio de lecturas de ca-

rácter histórico, de divulgación de la ciencia, el uso de materiales audiovi-

suales y actividades experimentales especíﬁcas que hacen vinculaciones,

tanto implícitas como explícitas a los conceptos en cuestión, fomentan en

el estudiantado el pensamiento y la construcción conceptual más allá de

la memorización de deﬁniciones enciclopédicas.

Este trabajo presenta, primero, una postura sobre la construcción

del conocimiento en física, seguida de una deﬁnición teórica de las estra-

tegias didácticas inductivas. A continuación, se describe la metodología,

donde se destaca el uso de materiales de divulgación cientíﬁca y audio-

visuales como recursos didácticos. Enseguida, se detalla el proceso de

implementación de la propuesta, acompañado de evidencias de su apli-

cación, para ﬁnalmente exponer los resultados obtenidos, junto con una

discusión que incluye posibles pautas para investigaciones posteriores.

Construcción de conocimiento en ciencias experimentales

Si bien no es la intención realizar un debate a profundidad sobre la cons-

trucción universal o local del conocimiento, se considera pertinente men-

cionar un debate ya sistematizado a mayor profundidad en otro aporte

realizado por Díaz (2013), respecto a la conocida discusión entre Charles

Taylor y omas Kuhn en Lasalle University. Sabiendo la complejidad que

esta referencia implica, se retoman aquí únicamente algunos de sus pos-

tulados fundamentales. Según Taylor, la construcción del conocimiento

en ciencias naturales o experimentales no puede tener una base herme-

néutica, ya que se basa en el estudio de datos independientes del contexto

histórico y sociocultural. Los objetos de estudio del mundo natural, para

Taylor, son independientes a procesos de interpretación humana.

Por otro lado, Kuhn plantea que el quehacer cientíﬁco, también el

realizado en las ciencias experimentales, es una actividad intrínsecamente

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humana, inﬂuida por creencias, prejuicios y sistemas culturales especíﬁcos.

En este sentido, la interpretación de los fenómenos naturales está estrecha-

mente vinculada a la experiencia previa de cada persona, por lo cual es cru-

cial distinguir entre los objetos del mundo natural o físico y los signiﬁcados

e interpretaciones que se les asignan según su uso. Esto se observa con cla-

ridad en la astronomía, donde los astros han tenido signiﬁcados culturales

especíﬁcos a lo largo de la historia, pero también han servido para aplicacio-

nes prácticas como la construcción, la medición del tiempo y la orientación.

Si se piensa en conceptos que ahora son básicos en física como la

temperatura, la luz, la electricidad, o la fricción, las discusiones debieron

ser muy distintas dependiendo del contexto geográﬁco o cultural donde

se generaban. ¿Se harían las mismas preguntas sobre la fricción quienes

tenían al hielo como elemento cotidiano respecto a quienes vivían en los

desiertos? ¿Llegarían a conclusiones similares? Es probable que no. Se

puede pensar también que, en la época actual, con tanta información dis-

ponible en tiempo real, es complicado que estas ambigüedades sucedan,

sin embargo, se puede retomar el caso de Plutón, pues de acuerdo con las

conclusiones recientes, ha dejado de ser un planeta. Las interpretaciones

y los parámetros siguen y seguirán cambiando continuamente.

Lo anterior no pretende negar o ignorar los elementos universa-

les del conocimiento en física, sino enfatizar que este saber es el resul-

tado de múltiples discusiones, experiencias y contextos particulares que

tuvieron inﬂuencia en quienes contribuyeron a los descubrimientos y la

sistematización de conocimientos. Este proceso es comúnmente pasado

por alto en procesos educativos que se limitan a memorizar deﬁniciones

presentadas como verdades absolutas en los libros educativos, y pone de

maniﬁesto que el conocimiento en física es dinámico, inacabado y en

constante construcción.

Por mencionar un ejemplo, el comprender un principio amplia-

mente aceptado como la “ley de gravitación universal” no exige que cada

estudiante la “redescubra” como condición para entenderla, pero sí que

comprenda sus procesos de formulación, las condiciones históricas y cul-

turales que facilitaron su formalización, así como sus aplicaciones actua-

les. Es en este contexto donde el enfoque inductivo se presenta como una

herramienta que puede potenciar el tránsito de situaciones particulares

a la comprensión de generalidades, no solo en conceptos fundamentales

como la gravitación o el movimiento —como se expondrá más adelan-

te— sino también en otras áreas del conocimiento. Este enfoque permite

a quienes estudian, establecer conexiones signiﬁcativas entre lo teórico y

lo práctico, favoreciendo una construcción conceptual adaptable a diver-

sos temas y niveles.

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Construcción conceptual en física a través de métodos didácticos inductivos

Conceptual Construction in Physics Using Inductive Teaching Methods

Estrategias didácticas inductivas

De forma muy general, el método inductivo-deductivo se conforma por

dos procesos opuestos. La inducción reﬁere a una manera de razonar pa-

sando de situaciones particulares hacia un conocimiento más general,

que a su vez reﬂeja lo que hay en común en las situaciones particulares.

Se basa en encontrar las características comunes para llegar a generali-

zaciones que tienen una base empírica (Rodríguez & Pérez, 2017). Para

autores como Dávila Newman (2006, p. 184), el razonamiento inductivo

favorece acumular conocimientos a partir de experiencias particulares,

mientras que el razonamiento deductivo ayuda a la organización de estos

conocimientos en un panorama más general.

Tanto el deductivismo como el inductivismo plantean resolver los

mismos problemas. En los dos casos, el punto de partida es indicar un

método o una estrategia que permita justiﬁcar aﬁrmaciones generales a

un número no deﬁnido de casos —o generalidades universales— a la vez

que justiﬁca un valor cognitivo (Andrade et al., 2018). El razonamiento

inductivo no solo es útil dentro de los procesos de investigación, sino que

permite establecer enlaces entre observación y teoría o formalización.

Son varias las ventajas, desde la construcción del conocimiento,

que diversos autores señalan para los métodos o las estrategias inducti-

vas. Repetto (2024) o Moreno y Corral (2019), reﬁeren a que una de las

potencialidades de este tipo de estrategias, es que no solo buscan la abs-

tracción de patrones generales, sino que también fomentan aprendizajes

contextualizados, una comprensión de la realidad local y el desarrollo de

diálogos críticos. Por su parte, Palmett (2020) y Monroy (2004), resaltan

la consolidación de nuevos conocimientos a partir de la observación y el

registro sistemático de fenómenos particulares desde lo empírico. Esta re-

colección de datos dentro del proceso inductivo permite generar inferen-

cias que posteriormente pueden ser comparadas con teorías ya existentes.

La inducción permite la transición hacia el conocimiento partien-

do de informaciones que en un primer momento parecen aisladas (Ál-

varez & Alonso, 2018). Esto se relaciona con lo planteado en el apartado

anterior. Si partimos de la idea de la observación como algo que no se

limite al acto de la vista, sino como el detonante para la reﬂexión y el

análisis, estas informaciones aisladas, podrán servir como componentes

de un objeto mental especíﬁco o en el caso que interesa en este aporte, un

concepto en particular.

La postura de esta intervención no considera que el partir de lo

deductivo sea algo negativo o que no pueda contribuir a la construcción

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conceptual, sin embargo, un abordaje de este tipo no hace referencia a

todos los elementos previos involucrados en la construcción de una con-

jetura (Morales, 2008), o en nuestro caso, de un concepto físico especíﬁco.

Desde una enseñanza inspirada en posturas constructivistas, partir de si-

tuaciones cotidianas y particulares responde con mucha más coherencia

al proceso de construcción conceptual no universalista que se quiere lo-

grar, concibiendo las múltiples ideas y circunstancias que conducen a ese

conocimiento. En este sentido, si superamos la idea de objetividad como

meta principal en la física o cualquier otra ciencia experimental, las estra-

tegias o métodos inductivos son útiles para minimizar la subjetividad o el

relativismo en el proceso de enseñanza-aprendizaje (Rivera et al., 2024),

pues se apoyan en observaciones y experiencias concretas que permiten

una comprensión más profunda y signiﬁcativa de los conceptos.

En otras palabras, enseñar conceptos como un listado de deﬁnicio-

nes y problemas o ejercicios vinculados a estos conceptos, como procesos

de reconstrucción o imitación mecánica sobre lo que el profesor realiza

o resuelve previamente, rara vez constituye un reto cognitivo para quien

aprende. Siguiendo con Álvarez et al. (2018), desde la aplicación de es-

trategias inductivas, se sugiere que los profesores realicen una especie de

“entrenamiento” hacia sus estudiantes, ubicando la existencia de objetos

ideales (abstracciones) y de objetos reales (físicos) para poder establecer

las relaciones entre ambos.

En este sentido, cabe señalar que parte de la metodología propues-

ta con el grupo de estudiantes, sí considera la observación experimental,

actividades prácticas que implícitamente contribuyen a la construcción

conceptual, pero no se limita a esto. Las estrategias inductivas utilizadas,

además de las actividades experimentales, implican una serie de lecturas

con enfoque divulgativo y el uso de materiales audiovisuales, algunos di-

señados explícitamente como productos de divulgación, pero otros más

enfocados a la cultura popular, lo cual se explica a mayor detalle en el

próximo apartado.

Metodología

Este apartado que explica la parte principal de la estrategia no pretende

profundizar en la deﬁnición de la divulgación cientíﬁca, pero sí mencio-

nar, de manera general, algunas diferencias clave entre esta y otras acti-

vidades como la difusión cientíﬁca, así como señalar sus características

principales. La divulgación y la difusión de la ciencia pueden tener pro-

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pósitos y métodos similares. Pero mientras la difusión se trata de una

comunicación más entre pares, la divulgación busca hacer llegar cono-

cimiento a un público más amplio, algo que originalmente parecía estar

reservado para una minoría (Vargas, 2018).

Siguiendo con Vargas (2018), queda implícito que además del co-

nocimiento a divulgar, las estrategias y los medios para hacerlo, hay un

destinatario deﬁnido. Este último elemento implica considerar que la po-

blación destinataria debe deﬁnirse en función de sus intereses, se debe

comprometer plenamente con dicha población y seleccionar —ﬁnalmen-

te y de manera responsable— el material y la calidad de la información.

Este último aspecto resalta la elaboración de preguntas estructuradas que

atraigan la atención y muestren la relevancia del tema.

Podría parecer inusual que estudiantes de licenciatura, con una

formación sólida en matemáticas, se les considere una población adecua-

da para desarrollar estrategias de divulgación cientíﬁca. Sin embargo, es

precisamente en este contexto donde materiales de este tipo y las pregun-

tas detonadoras de discusión resultan pertinentes. Como se mencionó, el

principal problema identiﬁcado en este grupo fue su limitado dominio

conceptual de la física, lo anterior derivado y también corroborado por

sus testimonios, así como de las observaciones de varios de sus docentes.

Tuvieron escaso contacto con estas temáticas, particularmente desde el

enfoque constructivista que se busca en este trabajo, es decir, el fomen-

tar la construcción conceptual para su futura enseñanza. Es importante

destacar que, aunque este aporte se centra en el abordaje conceptual, los

procesos matemáticos mecanizados relacionados con cada tema también

se integraron en las sesiones como parte complementaria.

Las lecturas de carácter divulgativo utilizadas fueron muy varia-

das, pero a forma de ejempliﬁcar se pueden mencionar dos libros recu-

rrentes y que además circulan libremente por internet: Por amor a la fí-

sica (Lewin, 2012) y Grandes cuestiones-física (Brooks, 2011). En cuanto

al primero, cuyo autor fue conocido por sus clases dinámicas y diversos

experimentos en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), utili-

za fenómenos naturales cotidianos como el arco iris o las ondas que se

emiten en el agua al lanzar una roca, además de aportes tecnológicos sen-

cillos como los ascensores o las básculas simples, para ilustrar conceptos

físicos. En palabras de su autor, el objetivo es poder observar lo que nos

rodea de forma distinta, profunda y apreciativa. En cuanto al segundo —a

diferencia del estilo descriptivo, anecdótico y experimental de Lewin—

Brooks parte de preguntas sencillas sobre fenómenos cotidianos y cómo

este tipo de cuestionamientos condujo a algunos de los descubrimientos

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más profundos en física. A partir de elementos simples como la luz o la

lluvia, se tratan de responder preguntas sobre la naturaleza del tiempo o

las leyes de la física. En el texto también se mencionan partes biográﬁcas

de grandes pensadores de la física como Newton o Maxwell considerando

el contexto en el que se hicieron sus descubrimientos.

En un modo distinto, tanto Lewin como Brooks, se valen de las ana-

logías como un recurso constante, haciendo comparativas en situaciones

hipotéticas que difícilmente podrían ocurrirnos, como caer de un eleva-

dor o un ediﬁcio, con situaciones que vivimos comúnmente, como subir-

nos a una báscula o tropezar. En este sentido, Lima y Gómez (2024, p. 108)

destacan que las analogías son sumamente útiles para la comprensión de

conceptos abstractos, además de los materiales de bajo costo y recursos

de fácil acceso, que son un puente idóneo para aproximar la construcción

conceptual teórica a situaciones cotidianas o reconocibles para los estu-

diantes. Ambos, recurrir a analogías y la utilización de materiales de bajo

costo, son transversales a esta propuesta, pues se incorporan, respectiva-

mente, en las lecturas de divulgación y en las actividades experimentales.

En cuanto a los materiales audiovisuales utilizados, estos fueron

mucho más variados. Se usó, por ejemplo, documentales explícitamente

de divulgación, como la serie Cosmos: una odisea del espacio (Druyan &

MacFarlane, 2014) y Genios por Stephen Hawking (Bowie, 2016). Sin em-

bargo, una de las partes más innovadoras fue la inclusión de audiovisuales

que, en primera instancia, pueden ser considerados como puro entreteni-

miento, pero que, por ser parte de la cultura pop, son un excelente detona-

dor para la discusión de conceptos físicos. En este sentido entran películas

con tramas explícitamente cientíﬁcas como Gravedad (Cuarón, 2013) o

Tesla (Almereyda, 2020), y también películas de superhéroes, de acción o

incluso dibujos animados. ¿Por qué la inclusión de este tipo de productos?

Hace algunos años, a partir de una investigación sobre imagina-

rios sociales a través del cine como recurso didáctico, argumenté sobre

el potencial educativo de las películas consideradas de entretenimiento.

En otra época se creía que la televisión y el cine educaba o mejor dicho

“mal educaban”, pero en las últimas décadas, esta percepción o prejuicio

ha ido disminuyendo, en parte, porque ahora esa connotación negativa

la tienen las redes sociales. Esta perspectiva ha seguido evolucionando

y autores como Casallo (2024) reﬁeren al impacto positivo de narrati-

vas audiovisuales —en su caso desde el anime— como un vehículo para

que estudiantes perciban y experimente situaciones que promuevan re-

ﬂexiones personales y pensamiento crítico. En el caso de estrategias in-

ductivas, estos productos pueden apoyar la construcción de signiﬁcado y

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comprensión a partir de observar y discutir experiencias concretas. Este

tipo de narrativas ligadas a la ciencia ﬁcción, aunque lejos de elementos

cientíﬁcos o tecnológicos posibles como pueden ser los viajes en el tiem-

po, teletransportación o cualquier “superpoder”, curiosamente son las que

más se han utilizado para la enseñanza. ¿Por qué? Muy probablemente,

más allá de su popularidad, se debe a que, presentando elementos clara-

mente inverosímiles desde los hechos cientíﬁcos, son precisamente una

excelente excusa para la contraargumentación (Cuevas, 2020).

¿Por qué nadie puede correr como lo hace e Flash en su última

adaptación cinematográﬁca (Muschietti, 2023)? ¿Por qué es imposible un

combate entre dos criaturas como King Kong y Godzilla como puede verse

en la más reciente película de estos personajes (Wingard, 2024)? ¿Por qué

no puede haber explosiones en el espacio como pudimos ver en e Rise

of Skywalker (Abrahams, 2019)? ¿Por qué se puede viajar al futuro como lo

planteaba Stephen Hawking, pero no al pasado como sucede en las pelícu-

las de Back to the Future (Zemeckis, 1985) o Terminator (Cameron, 1984)?

Estas ideas, tan aceptadas mientras son observadas en pantalla, pero tan

lejanas cuando las discutimos como algo realmente posible, son sencillas

de comparar con la tecnología y la ciencia conocida, por tanto, requieren

precisamente un mínimo de nociones para poder ser refutadas, sobre todo

cuando uno discute en cursos introductorios a las disciplinas cientíﬁcas o

con estudiantes de niveles básicos, nivel en donde se espera que se inserten

laboralmente los futuros profesores que participan en esta intervención.

Grupo participante

Participaron 19 estudiantes, 7 hombres y 12 mujeres, de la Licenciatura en

Enseñanza de las Matemáticas de la Facultad de Ciencias de la Educación,

pertenecientes a sexto y octavo semestre. Cabe señalar que la materia es opta-

tiva, por lo que en primera instancia todos los participantes estuvieron intere-

sados en la asignatura por encima de otras opciones vinculadas a la didáctica.

El proceso se llevó a cabo en el periodo enero-julio de 2024. La asig-

natura, como se mencionó anteriormente, no corresponde a un abordaje a

profundidad en cuanto a la física, ya que, dentro de la misma institución,

sobre todo en las Facultades de Ciencias e Ingeniería, se dan cursos sobre

estos contenidos que abarcan varios semestres. Se puede considerar un

curso introductorio a nivel disciplinar, pero enfatizando procesos didácti-

cos para futuros profesores de niveles básico y medio superior.

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Materiales y fases de la intervención

El grupo participó en su totalidad durante todo el proceso y las

temáticas se dividieron en siete bloques:

• Mediciones e imprecisiones

• Newton y el movimiento

• Conservación de la energía

• Electricidad

• Magnetismo

• Luz y color

• Relatividad

Para ﬁnes ilustrativos de este aporte, se elige, como corpus de análi-

sis, en lo referente al tema de movimiento y al tema de luz y color, uno de

los temas iniciales y uno de los temas ﬁnales, respectivamente.

La metodología usada para todo el curso comprende cuatro fases

por bloque. La primera tiene que ver con la comprensión conceptual, his-

tórica y contextual de cada concepto central de los temas, la segunda tiene

que ver con la observación de los materiales audiovisuales sobre el mismo

tema, y la tercera tiene que ver con el eje centrado en la resolución de pro-

blemas de carácter matemático o algorítmico. Al ﬁnalizar cada uno de los

temas, los estudiantes elaboran un miniproyecto con lo aprendido, con la

consigna de que sea un material didáctico replicable para la enseñanza.

Los elementos de la intervención se resumen en la ﬁgura 1.

Figura 1

Fases del proceso de intervención

Estrategias didácticas inductivas centradas en la construcción conceptual

Resolución de

problemas

algorítmicos

Temática de Física

Mediciones e imprecisiones, Newton y el movimiento,

conservación de la energía, electricidad, magnetismo,

luz y color, y relatividad

Materiales

audiovisuales

Actividad

experimental

Lecturas

de enfoque

divulgativo

Material didáctico elaborado por el grupo

de estudiantes

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Construcción conceptual en física a través de métodos didácticos inductivos

Conceptual Construction in Physics Using Inductive Teaching Methods

Antes de abordar lo referente a la construcción conceptual y su

metodología de análisis, es pertinente, una vez explicado el recorte del

corpus de análisis a dos temáticas y al trabajo ﬁnal del grupo de estu-

diantes, describir de forma breve las lecturas, materiales audiovisuales y

actividades experimentales que abarcaron el tema de movimiento o leyes

de Newton, y el tema de luz y color, en el orden que se han mencionado.

Acercamiento a las leyes de Newton

desde la lectura de divulgación

La lectura detonadora para el concepto de movimiento y lo relacionado

a las leyes de Newton, fue “Cuerpos en movimiento” del libro Por amor

a la física (Lewin, 2012). Desde una perspectiva anecdótica e histórica,

el autor abarca cuatro apartados principales. El primero reﬁere a ley de

la inercia o “primera ley de Newton”, donde se plantea una situación que

precisamente favorece un enfoque inductivo. ¿Cuándo hemos visto un

cuerpo en permanente movimiento, sin que este se detenga?

Si bien, la mitad de esta ley nos parece algo totalmente cotidiano,

es decir, que un cuerpo permanece en reposo hasta que otra fuerza actúe

sobre este, es la segunda parte, es decir, que un objeto en movimiento

continuará así hasta que algo lo detenga, donde cuesta más trabajo pensar

en lo cotidiano, pues nos cuesta recordar un ejemplo así. Es aquí donde la

inercia se vuelve contra la intuición, según el autor. No hemos visto que

las cosas se muevan en línea recta indeﬁnidamente.

Esto pone a pensar y a razonar a quien lo lee. Conceptos como

rozamiento o fricción aparecen, actividades como el patinaje sobre hielo

son nombradas. Desde este punto se favorece la discusión de actividades

o fenómenos particulares hacia concusiones más generales. Los aparta-

dos de la segunda ley de Newton (fuerza = masa x aceleración), las con-

fusiones entre masa y peso, y la caída libre siguen esta misma lógica en el

material. Una vez que ya fueron introducidos los conceptos centrales de

movimiento desde la lectura, se procedió a trabajar con materiales audio-

visuales donde pudieran ilustrarse las tres leyes de Newton en un contex-

to más dinámico y sobre todo visual.

Acercamiento a las leyes de Newton

desde materiales audiovisuales

Se utilizaron fragmentos de las películas de superhéroes Antman (Reed,

2015), Captain America: Civil War (Russo, 2016) y Avengers: Endgame

(Russo, 2019), cuyas principales imágenes se pueden observar en la ﬁgura

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2. Los fragmentos fueron tres. El primero se centró en el “encogimiento”

del personaje, algo que daba pauta, fuera de las posibilidades irreales de

la trama, a entender las implicaciones del tamaño respecto al movimiento

del personaje, así como su relación entre peso y masa. El segundo seg-

mento, en el mismo sentido de la discusión, pero se centra en la versión

gigante del personaje. Finalmente, el tercer segmento se centra en la lucha

entre todos los superhéroes de las películas Marvel, donde emprenden

una carrera desde el mismo punto de partida, unos mediante el vuelo,

otros corriendo, otros balanceándose y también aparece el personaje Ant-

man, de los otros segmentos en su versión gigante, sin embargo, todos pa-

recen moverse a la misma velocidad, elemento detonador de la discusión.

Figura 2

Fragmentos de películas para el tema de movimiento

Fuente: tomado de Reed (2015) y Russo & Russo (2019).

El segundo elemento audiovisual es la película Gravedad (Cuarón,

2013). Aunque es una película considerada también de gran audiencia y

multipremiada, el interés radica en pedirle al grupo de estudiantes que de

manera libre ubiquen elementos referidos a las leyes de Newton, y si estos

son presentados de manera correcta o no, argumentando en todos los ca-

sos. Gravedad, inercia, movimiento, las maniobras y las estrategias de los

personajes, colisiones, desintegraciones, presión, descompresión y vacío,

son algunos de los conceptos que pueden ser identiﬁcados y discutidos.

A partir de la identiﬁcación y discusión de estos conceptos ya visibles, se

procede a la experimentación.

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Acercamiento a las leyes de Newton desde la experimentación

La experimentación en este bloque fue una serie de actividades sencillas.

El primero reﬁrió a replicar el experimento atribuido a Galileo y la torre de

Pisa mencionado en la primera lectura de Lewin, limitándose a arrojar obje-

tos con distintas formas y densidades desde una azotea y analizar lo que su-

cedía en cada caso o comparación. Un segundo experimente implicó el uso

del péndulo de Newton y observar por qué la ley de inercia parece no cum-

plirse, y ﬁnalmente, el uso de un cohete de goma para discutir la segunda y

la tercera ley de Newton. Un tercer experimento consistió en un reto sobre

velocidad, que tenía que ver con caminar lo más rápido posible (sin correr)

durante 3 segundos, tratando de encontrar la mejor técnica para cubrir la

mayor distancia posible. Una vez encontrada, argumentar el porqué del lo-

gro, discusión centrada en la velocidad, el tiempo y la distancia recorrida.

Acercamiento al concepto de luz y color

desde la lectura de divulgación

La lectura detonadora para discutir los conceptos de luz y color es “encima,

debajo, dentro y fuera del arcoíris” (Lewin, 2012). Siguiendo con el estilo

de experiencias concretas y cotidianas observables tanto en la naturaleza

como en la actividad humana, el autor parte de una experiencia personal

sobre puntos de luz en su pared, formados por la luz solar a través de las

hojas de un árbol y como algo tan sencillo puede generar asombro.

El arco iris es un elemento central del texto, donde el autor habla

desde una perspectiva histórica la fascinación en cientíﬁcos como Newton

y Haytham con los fenómenos referidos a la luz. A partir de aquí se narran

las tres condiciones que se requieren para que se genere un arco iris: el Sol

debe encontrarse a espaldas de quien observa, debe haber lluvia en el cielo

y no debe haber nubes que bloqueen la luz. Se menciona el fenómeno de

difracción a partir de entender que la luz (blanca) que pasa por las gotas

de agua se descompone en los colores visibles que nuestros ojos pueden

captar. Después de algunos cálculos simples para conocer la distancia y al-

tura de un arco iris, Finalmente, menciona algunos consejos prácticos para

buscar arco iris, algo que se retoma en las actividades de experimentación.

Acercamiento al concepto de luz y color

desde materiales audiovisuales

Se utilizó como material audiovisual el episodio 5 de la serie Cosmos: una

odisea por el espacio tiempo titulado “Ocultas a plena luz del día”, el cual

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se centra en la exploración de la teoría ondulatoria de la luz y cómo ha

sido estudiada a lo largo de la historia, pasando por ﬁlósofos como Mozi

o el cientíﬁco árabe Ibn Al-Haytham (mencionado en la lectura previa),

quien fue de los primeros en estudiar la naturaleza de la luz y planteó las

bases para el posterior invento del telescopio.

Otro bloque importante del documental es la mención del tra-

bajo de Isaac Newton y su demostración de que la luz está compuesta

por un espectro visible mediante experimentos con difracción a través

de prismas. También se aborda el trabajo de Von Fraunhoer sobre las lí-

neas espectrales de la luz visible y su relación por la absorción de luz por

electrones. Siguiendo esta perspectiva histórica y de descubrimientos, se

ﬁnaliza con las bases de la astronomía y cómo hemos podido observar

las estrellas y los planetas, ver su composición, así como comprender el

movimiento y la expansión del universo.

Acercamiento al concepto de luz y color

desde la experimentación

La experimentación de este bloque, a diferencia del bloque de movimien-

to ya mencionado, sí requirió materiales muy especíﬁcos para su reali-

zación, además de algunas condiciones básicas de infraestructura como

espacios oscuros. Se dividió en tres, uno por cada fenómeno ligado a la

luz y al color abordados tanto en el material audiovisual como en la lec-

tura detonadora. Una serie de experimentos ligados a la reﬂexión, otros

ligados a la refracción y otros ligados a la difracción de la luz. Es impor-

tante señalar que parte del proceso inductivo reﬁere a que no se parte de

los conceptos, sino que, a partir de esta serie de experimentos, el grupo

de estudiantes debe identiﬁcar las propiedades y características de cada

fenómeno observado y posteriormente sacar conclusiones comparativas.

De ahí, se puede entonces deducir cada uno de los tres conceptos (re-

ﬂexión, refracción, difracción).

En cuanto a la reﬂexión de la luz, este es probablemente el más co-

nocido o cotidiano de los fenómenos, ya que, en palabras de los propios

estudiantes, todos nos vemos reﬂejados a diario en un espejo al menos

una vez. Sin embargo, la actividad incluye algo no tan cotidiano, como

el uso de apuntadores láser y algunos prismas y espejos curvos como se

aprecia en la ﬁgura 3, elemento que vuelve visible los cambios de direc-

ción de la luz. Adicional a esto, se añade una actividad con un par de es-

pejos simples mientras se va aumentando o disminuyendo el ángulo entre

ellos, a la vez que se analiza si los reﬂejos o proyecciones de las imágenes

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vistas en los espejos, van aumentando o disminuyendo en número, como

se aprecia en la ﬁgura 4. Para el caso de la refracción, los experimentos

son muy sencillos, ya que solo involucran recipientes de distintas formas,

principalmente esféricos y ovalados, para comparar como se ve un objeto

en situación real y aparente, similar a cuando introducimos un popote a

una bebida, o como se agranda un objeto al verlo a través de una pecera

esférica, haciendo alusión a nuestros ojos a través de una lupa.

Figura 3

Actividad con láseres

Figura 4

Actividad con espejos sobre reexión

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Finalmente, para el caso de la difracción, la experimentación es

algo más extensa y soﬁsticada en cuanto a material especializado, pero a

la vez de bajo costo (ﬁgura 5), ya que este concepto o fenómeno se vincula

a la vez con el fenómeno central de la lectura detonadora y el material

audiovisual, es decir, el arco iris y el espectro visible de la luz. Se lanzan

algunos retos y preguntas simples como: “¿Por qué vemos roja una man-

zana?”, para de ahí hablar de como los colores de los objetos que vemos, es

la parte de la luz blanca que rebota a nuestros ojos, mientras que el resto

de los colores del espectro no rebota, sino que es “absorbido” por el objeto

en cuestión.

Por último, el grupo de estudiantes utiliza ﬁltros de celofán verde y

rojo para ver cómo percibimos los colores de los objetos a través de éstos,

cuáles se notan más, cuáles menos y qué tiene que ver esto con el orden

en que se difracta la luz (rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta). Si

tienen dudas o no recuerdan cómo es el orden del espectro, utilizan unos

lentes de difracción de bajo costo, lo que se muestra más a detalle en el

análisis de resultados. Sin mencionar la difracción como tal, a partir del

“comportamiento” de los colores en su vista a utilizando esta variedad

de ﬁltros, se pide a los estudiantes realicen un diseño a forma de dibujo

donde puedan colocar un mensaje oculto, el cuál sea identiﬁcable solo a

partir del ﬁltro (celofán) rojo.

Figura 5

Lentes de difracción similares a los utilizados en la clase

Fuente: adaptado de Google (2024).

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Método de análisis

El análisis es de orden cualitativo ya que más que generalidades, el interés

radica en los casos particulares de la construcción conceptual de cada

estudiante y la capacidad de plasmarlo en un material didáctico concre-

to. La referencia sobre la construcción de conocimiento conceptual y su

proceso de evaluación parte de los postulados de Ahumada (2005), cuyo

planteamiento se identiﬁca con el constructivismo social, pues el conoci-

miento conceptual va más allá de la memorización de datos o de hechos, e

implica una comprensión más profunda de los conceptos clave de un área

de conocimiento y cómo estos se relacionan. Esta forma de aprendizaje de

los conceptos permite a quien aprende hacer transferencias de lo apren-

dido a nuevas situaciones y problemas, en lugar de repetir la información

de manera mecánica, algo que va más relacionado a las deﬁniciones de

carácter enciclopédico.

Si se piensa en un enfoque de construcción conceptual de estas

características, la evaluación debe ir en este mismo sentido, lejos de los

exámenes tradicionales o incluso, de las pruebas estandarizadas. ¿Por qué?

Este tipo de pruebas, centradas en la memorización, tienden a enfocarse

en la reproducción de procedimientos o repetición de datos, sin requerir

que quien aprende demuestre una comprensión conceptual más profunda.

Siguiendo con Ahumada, para evaluar este tipo de conocimiento

se propone una “evaluación auténtica” alejada de exámenes tradicionales,

la cual se centra en tareas más complejas y signiﬁcativas que reﬂejen si-

tuaciones cotidianas. Estas tareas, requieren que el conocimiento concep-

tual sea aplicado en la resolución de problemas, la toma de decisiones y

que se demuestre su capacidad de transferencia.

Este tipo de evaluación implica algunas características como tareas

que reﬂejen situaciones del mundo real, que quien aprende aplique su co-

nocimiento en productos o situaciones concretas, centrarse en el proceso

de construcción y no solo en el resultado ﬁnal, y proporcionar informa-

ción a quien enseña sobre el progreso y las diﬁcultades de quien aprende.

Por otra parte, las ventajas de este tipo de evaluación son la promoción de

un aprendizaje más profundo y signiﬁcativo, y permitir a quien aprende

demostrar su comprensión (conceptual) en contextos que le sean reco-

nocibles. Además, más allá de las ventajas mencionadas, implica también

algunos desafíos y limitaciones. El primero tiene que ver con tiempo y

recursos para diseñar y caliﬁcar este tipo de tareas. No es que en grupos

numerosos no pueda realizarse un proceso de esta naturaleza, pero en de-

ﬁnitiva no podrá ser durante todo un curso, se deben seleccionar ciertas

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temáticas solamente. En el caso que corresponde a este aporte, fue posible

durante todo un ciclo escolar por ser un grupo menor a veinte personas.

Otro reto es que este tipo de propuestas, por quienes se insertan en

paradigmas de orden más cuantitativo, puede ser etiquetado como dema-

siado subjetivo, sin embargo, sí existen propuestas de conﬁabilidad como

se mencionará en el siguiente apartado, pero en deﬁnitiva sigue siendo el

criterio del profesor, su propio dominio conceptual y el objetivo especí-

ﬁco de cada proceso, los elementos centrales de la rigurosidad metodo-

lógica. Por último, para estudiantes que no están acostumbrados a tareas

complejas de este tipo o que involucren su creatividad, se sugiere también

hacerlo gradualmente.

Instrumentos

En este tipo de propuesta de intervención, los instrumentos de eva-

luación se centran en evaluar habilidades y conocimientos en situaciones

reales y contextualizadas, en lugar de depender (únicamente) de prue-

bas estandarizadas descontextualizadas. Los instrumentos son muchos y

variados, incluyen desde rúbricas a pruebas de desempeño (Ahumada,

2005), pero para ﬁnes de este aporte, se hará énfasis en dos: portafolios de

evidencias y proyectos y presentaciones.

Los portafolios son una herramienta en cierto sentido popular

para evaluar progresos y logros. Esta colección (organizada) de eviden-

cias, puede ser también consultada por quienes estudian para ver sus

avances. El uso del portafolios también promueve evaluar elementos que

son difíciles de medir de manera aislada o con pruebas estándar como el

pensamiento crítico o la comunicación. Estos elementos son esenciales en

este aporte por ser habilidades esenciales en la docencia. Derivado de esto,

la reﬂexión y la autoevaluación también pueden contemplarse, ya que, al

revisar sus propios trabajos y progresos, pueden identiﬁcar fortalezas y

áreas de mejora, desarrollando una mayor conciencia de su aprendizaje.

Para ﬁnalizar, el potencial del portafolio permite que otros interesados en

el proceso de aprendizaje se involucren más activamente, en este caso, sus

pares. Esto puede incluir la revisión con el resto del grupo, y la discusión

de sus progresos y logros. También favorecen una imagen más completa y

auténtica del desempeño por la variedad de trabajos expuestos.

Para su implementación más efectiva se sugiere que los objetivos

sean claros y especíﬁcos. Esto incluye deﬁnir las habilidades y conoci-

mientos que se están evaluando. También se deben organizar de manera

que sean relativamente fáciles de dar seguimiento. Esto puede incluir la

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creación de secciones especíﬁcas como temáticas o periodos temporales.

Si es posible, la retroalimentación con el docente también debe ser con-

templada. Cabe resaltar aquí que, posterior al trabajo en línea durante

la pandemia de 2019, la normalización de plataformas educativas como

forma de trabajo habitual facilitó mucho la utilización de un portafolio,

sobre todo en la forma de estructurarlo y organizarlo cronológicamente.

En este caso, se utilizó la plataforma Google Classroom. Eso también fa-

cilita la retroalimentación individual.

En cuanto a los proyectos y presentaciones como herramienta de

evaluación, estos favorecen la creatividad de quienes aprenden, ya que

existe cierta ﬂexibilidad de incorporar, en este caso, los conceptos abor-

dados con situaciones no solo cotidianas, sino de su interés particular.

Los criterios de evaluación son muy similares a los ya mencionados en el

portafolio, centrados en la toma de decisiones, la forma de comunicar y el

pensamiento crítico. Para propósitos del aporte, la creatividad y la inno-

vación fueron también esenciales, ya que hablamos de que los proyectos

generados se solicitaron con una intención didáctica y replicable en las

aulas. Se consideró un proyecto breve para cada uno de los siete bloques

temáticos, en este aporte se mostrarán los correspondientes a los dos blo-

ques seleccionados: movimiento y luz.

Análisis y resultados

Los datos se presentan en el mismo orden del corpus de análisis que se

mencionó en el apartado anterior, iniciando con el bloque que se reﬁere

al movimiento (tabla 1). Los trabajos seleccionados son un ejercicio de

preguntas reﬂexivas sobre la película Gravedad y una serie de preguntas

del mismo tipo sobre los tres segmentos de video de las películas Antman,

Capitán América: guerra civil y Vengadores: juego nal. Las preguntas re-

lativas a las películas fueron:

1. Tres aciertos que muestra la película respecto a las leyes de

Newton.

2. Tres errores o inconsistencias que muestra la película respecto

a las leyes de Newton.

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Tabla 1

Respuestas de los estudiantes*

Estudiante 1

Ejercicio de análisis, película Gravity

1. Tres aciertos que muestra la película respecto a las leyes de Newton

Podemos ver la ley de la inercia en cada objeto en el espacio, o la misma protagonista

que siguen en movimiento cuando no hay nada que los detenga, yendo a la deriva.

La 3ra ley de acción-reacción se puede ver cuando la protagonista utiliza el extintor

para acercarse a la estación, la fuerza que produce la impulsa en dirección contraria.

La 4ta ley de fuerza gravitacional se ve en todos los objetos que permanecen en órbita

alrededor del planeta.

2. Tres errores o inconsistencias que muestra respecto a las leyes de Newton

Cuando la protagonista esta enganchada del pie a la base y sujeta a su compañero de

una soga, este no tiene sentido que esté siendo jalado hacia y de la nada.

Los movimientos bruscos por fuera de la nave sin más propulsión que la fuerza de la

protagonista no cumplen con la 3ra ley de Newton.

Cuando hay colisiones con las otras naves, solo se rompen, pero muchas veces no se

mueven como deberían considerando la fuerza de las colisiones.

Estudiante 2

1. (Inercia) cuando la tripulante se extravía, va en constante movimiento, hasta

que el compañero ejerce una fuerza para atraparla. (Dinámica).

La diferencia de la estación con la nave son distintas y el arrancar se ejercen diferente

fuerza y aceleración por las diferentes masas. (Acción reacción) la basura cósmica al

tener movimiento choca con otros objetos e impacta tanto que se pueden generar

acciones hacia la misma dirección o puede frenar y dirigirse a sentidos opuestos.

2. Las lágrimas que recorren la cara del cientíco no otan.

Al abrir la cápsula de escape, la cientíﬁca que estaba dentro no tuvo reacción, aunque

solo fue su imaginación.

Al aterrizar, la cientíﬁca salió inmediatamente de la nave sin reacción en su cuerpo

por las diferentes fuerzas gravitacionales.

Estudiante 3

1. Tres aciertos que muestra la película respecto a las leyes de Newton

Cuando la protagonista se desprende de una estructura en el espacio, experimenta una

trayectoria curva debido a la gravedad de la Tierra. Esto está en línea con la ley de la

gravitación universal.

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En varias escenas, los personajes experimentan la falta de resistencia al movimiento en

el vacío del espacio, mostrando la inercia en acción; por ejemplo, cuando la doctora está

en el espacio, sin moverse ni estar sujeta a nada y llega su compañero por ella, pero no

logra detenerse antes de tocar con ella y ese toque hace que la doctora se mueva.

Cuando los personajes utilizan propulsores, o incluso en una escena, el extintor, expe-

rimentan una reacción en sentido opuesto, moviéndose en la dirección contraria; esto

va acorde a la ley de acción-reacción.

2. Tres errores o inconsistencias que muestra la película respecto a las leyes de

Newton

En varias escenas de la película, los personajes principales desaceleran repentinamen-

te, o detienen por completo su movimiento en el espacio sin la aplicación de una fuer-

za externa, según la primera ley de Newton, un objeto en movimiento permanecerá

en movimiento a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Por lo tanto, en el vacío

del espacio, donde no hay fricción signiﬁcativa, los personajes no deberían detenerse

tan bruscamente sin la intervención de una fuerza.

La película presenta movimientos rápidos y cambios de órbita que son poco realistas;

cambiar de una órbita a otra requeriría una cantidad signiﬁcativa de energía y propul-

sión. (no es equivalente la fuerza hacia ambos lados, acción reacción).

En algunos momentos, muestra una velocidad extrema de aproximación de objetos

debido a la gravedad, como si estuvieran cayendo repentinamente hacia la Tierra. Este

tipo de representación va en contra de los principios de la Ley de Gravitación Universal

Estudiante 4

1. Tres aciertos que muestra la película respecto a las leyes de Newton

La primera Ley de Newton (Ley de la Inercia) ya que se observa cómo los astronautas

y los objetos se mantienen en reposo hasta que algo los hace que se muevan.

La tercera Ley de Newton (Acción y reacción) cuando los astronautas usan los pro-

pulsores para moverse.

La cuarta Ley de Newton (Ley de fuerza gravitatoria) cuando los astronautas salen dispa-

rados hacia el espacio, eran atraídos por la fuerza gravitatoria ya sea de la luna o la tierra.

2. Tres errores o inconsistencias que muestra la película respecto a las leyes de

Newton

Cuando el astronauta se soltó se fue disparado rápido y debería ser más lenta la ley de

la fuerza gravitatoria.

Se exagera la velocidad de movimiento y eﬁciencia de los propulsores.

El sonido de las explosiones.

* Se omiten los nombres de cada estudiante. Se muestran las respuestas de cuatro estudian-

tes. Las respuestas respetan la forma de escritura de cada estudiante, incluyendo algunas

fallas de redacción y ortografía para mantener los datos en la forma en que se recibieron.

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En la proyección de la película Gravedad, los estudiantes lograron

identiﬁcar los siguientes aciertos acerca de las Leyes de Newton: El primer

estudiante contestó que la Ley de la Inercia “se observa en los objetos que

se mantienen en movimiento en el espacio, incluyendo a la protagonista,

que sigue desplazándose sin detenerse cuando no hay ninguna fuerza que

la frene”. En este mismo sentido, identiﬁcó que la Ley de Acción-Reacción

se ilustra “cuando la protagonista usa un extintor para acercarse a la esta-

ción espacial; la fuerza ejercida por el extintor la impulsa en dirección con-

traria”. Como último acierto, identiﬁcó la Ley de la Fuerza Gravitacional

“en los objetos que permanecen en órbita alrededor del planeta”.

El segundo estudiante, señaló que la Ley de la Inercia “se aprecia

cuando una tripulante se extravía y continúa en movimiento constante

hasta que su compañero aplica una fuerza para atraparla”. También ob-

servó que la Ley de la Dinámica “se reﬂeja en las diferencias de fuerza y

aceleración observadas entre la estación y la nave espacial debido a sus

diferentes masas”. Finalmente, vinculó la Ley de Acción-Reacción en “la

basura cósmica en movimiento, considerando que al impactar otros ob-

jetos genera reacciones que pueden dirigirla en la misma dirección o ha-

cerla cambiar de sentido”.

El tercer estudiante aﬁrmó que la Ley de la Gravitación Universal

“se evidencia cuando la protagonista se desprende de una estructura y

sigue una trayectoria curva debido a la gravedad de la Tierra”. Respecto a

la Ley de la Inercia, responde que esta “se muestra en escenas donde los

personajes experimentan la falta de resistencia en el vacío del espacio;

por ejemplo, cuando la doctora no está sujeta a nada y su compañero lle-

ga hacia ella, pero no puede detenerse antes de empujarla, generando su

movimiento”. Adicionalmente, comentó que la Ley de Acción-Reacción

se ve “cuando los personajes usan propulsores o un extintor, observando

cómo la fuerza genera una reacción opuesta que los impulsa en direc-

ción contraria”.

La cuarta estudiante seleccionada en este bloque contestó que la

Ley de la Inercia “se observa en los astronautas y objetos que permanecen

en reposo hasta que algo externo los mueve”. También sostuvo que la Ley

de Acción-Reacción “se reﬂeja cuando los astronautas utilizan propulso-

res para desplazarse”. Y, ﬁnalmente, comentó que la Ley de Gravitación “se

percibe en los astronautas que son atraídos por la fuerza gravitatoria de

la Tierra o la Luna”.

En cuanto a los errores detectados en las escenas de la película

referida, los estudiantes expresaron lo siguiente: El primer estudiante

argumentó que “en una escena la protagonista está enganchada del pie a

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una base y sujeta a su compañero con una soga, pero que no tiene sentido

que su compañero sea jalado hacia el espacio de manera inexplicable”.

Además, identiﬁcó que “los movimientos bruscos de los personajes fue-

ra de la nave, sin ninguna propulsión adicional, no cumplen con la Ley

de Acción-Reacción”. Para concluir, comenta que “en las colisiones entre

naves espaciales estas solo se rompen, pero no se mueven como deberían

hacerlo si se aplicaran correctamente las leyes de las fuerzas involucradas”.

Por su parte, el segundo estudiante, indicó que “las lágrimas que

recorren el rostro de la cientíﬁca no ﬂotan en el espacio como deberían

hacerlo”. Además. Identiﬁca que “al abrir la cápsula de escape, la cientíﬁca

no experimenta ninguna reacción, lo cual parece más una representación

imaginaria que física”. También criticó que “la protagonista aterriza y sale

de la nave sin mostrar efectos físicos en su cuerpo, contradiciendo la in-

ﬂuencia de las fuerzas gravitacionales diferentes”.

El tercer estudiante expuso que “en algunas escenas los personajes

desaceleran o se detienen repentinamente en el espacio sin una fuerza

externa aplicada, lo cual contradice la Ley de la Inercia”. También puso

en duda los cambios rápidos de órbita presentados en la película, respon-

diendo que “tales maniobras requerirían una gran cantidad de energía y

propulsión”. Para concluir, sustentó que “las aproximaciones extremada-

mente veloces de algunos objetos hacia la Tierra no respetan los princi-

pios de la Ley de Gravitación Universal”.

Por último, la cuarta estudiante expresó que “en una escena un

astronauta se suelta y es lanzado rápidamente, cuando en realidad debe-

ría moverse más lentamente debido a la Ley de la Fuerza Gravitacional”.

También declaró que la película “exagera la velocidad de los movimientos

y la eﬁciencia de los propulsores utilizados”. En el último error identiﬁca-

do, apuntó que “se escuchan sonidos de explosiones en el espacio”, lo cual

es inconsistente con la física del vacío.

El análisis de estas respuestas, como se mencionó, se centra en la

comprensión de conceptos vistos o analizados en otro momento, la relación

entre estos, la transferencia a otras situaciones y el pensamiento crítico. A

partir de la inducción sobre situaciones concretas que la película muestra,

cada estudiante puede variar sus respuestas hacia la generalización o dedu-

cir que tan cerca está cada situación de las leyes de Newton vistas previa-

mente, pues no hay una especíﬁca a la cual llegar, sino la capacidad de iden-

tiﬁcar los conceptos dentro de las escenas, en este sentido es notorio cómo

se identiﬁcan diversas situaciones y todas pueden tener argumentos válidos.

Algunas respuestas dan conceptos concretos del movimiento o de

las leyes de Newton, como la primera que hace alusiones explícitas a la

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inercia, la acción-reacción o la fuerza gravitacional, todas de forma co-

rrecta. Mientras algunas respuestas van más en relación con los objetos

pequeños, como los extintores o los propios protagonistas, otras respues-

tas van más en el sentido de los objetos grandes, como las naves, las esta-

ciones espaciales o el planeta Tierra. Respecto a los errores detectados, las

respuestas son aún más variadas.

Comentan de exageraciones en parámetros de velocidad, de dis-

tancias o el detalle de objetos como el cabello y las lágrimas que parecen

no responder a las tres leyes. Aparece también el incumplimiento de otros

fenómenos no necesariamente ligados a las leyes de Newton, como el so-

nido en el espacio, las habilidades que habría de tener una persona para

navegar con un extinguidor en el vacío o los problemas de descompresión

inmediata que se muestran en la protagonista al volver a la Tierra.

Las respuestas con los fragmentos de los superhéroes siguieron esta

misma tónica, aunque fue más sencillo encontrar las fallas, pues son muy

evidentes en cuanto a fuerza, velocidad y resistencia de los personajes. Al

menos, en el caso del personaje Antman, elementos como la velocidad

requerida para recorrer distancias como un simple baño en su tamaño

reducido como hormiga, o la ventaja que tendría sobre otros personajes

también al recorrer grandes distancias en su tamaño gigante, fueron no-

torias. En menor medida se dieron discusiones sobre lo que pasaría con la

densidad de alguien que no cambia de masa, pero sí de tamaño.

En cuanto al proyecto ﬁnal de este bloque, se pidió al grupo que

elaboraran su material didáctico correspondiente para ilustrar algo re-

ferente a las leyes del movimiento de Newton. Con ﬁnes ilustrativos de

análisis, se presentan igualmente cuatro ejemplos en la ﬁgura 6.

Figura 6

Extractos de los proyectos nales del bloque sobre movimiento

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ISSN impreso:1390-3861 / ISSN electrónico: 1390-8626, pp. 163-197.

Construcción conceptual en física a través de métodos didácticos inductivos

Conceptual Construction in Physics Using Inductive Teaching Methods

Respecto al segundo bloque (tabla 2), también se presentan al-

gunos extractos de las preguntas para discusión posteriores a la lec-

tura de Lewin sobre el arcoíris y cómo a partir de este fenómeno tan

conocido se pueden explicar conceptos que tienen que ver con la luz,

como la difracción. Esta parte del portafolio se realizó posterior a la

lectura de divulgación y al experimento con lentes de refracción men-

cionado en el apartado anterior. Las preguntas de este ejercicio fueron

las siguientes:

1. ¿Cómo se explica la formación del arco iris primario y secun-

dario según la teoría de la refracción y reﬂexión de la luz en las

gotas de agua? ¿Qué diferencias hay entre ambos arcos?

2. ¿Qué relación hay entre la formación del arcoíris y el experi-

mento de difracción con lentes que hicimos en clase?

3. ¿Cómo podrían los profesores de matemáticas integrar la ense-

ñanza de conceptos de óptica y refracción, como los mostrados

en la lectura y en los experimentos realizados en clase, para en-

riquecer la experiencia educativa de los estudiantes?

Tabla 2

Respuestas transcritas a las preguntas

sobre luz pertenecientes al portafolio

Estudiante 1

1. ¿Cómo se explica la formación de los arcos iris primario y secundario según la

teoría de la refracción y reexión de la luz en las gotas de agua? ¿Qué diferencias

hay entre ambos arcos?

Ambos arcoiris se forman porque la luz del sol al pasar por las gotas de agua se refrac-

ciona y la luz blanca se “separa” en los colores que la componen a distintos ángulos; la

diferencia entre ambos es que en el arcoiris secundario la luz pasa por dos reﬂexiones

dentro de las gotas de agua y es por lo tanto más tenue.

2. ¿De qué manera el experimento de la doble rendija de Young demostró que la

luz está compuesta por ondas y no por partículas? ¿Cómo se relaciona esto con la

formación de arcos supernumerarios en gotas de lluvia pequeñas?

Porque si se comportase siempre como compuesta de partículas al momento de tener

dos rendijas algunas de las partículas pasarían por una y otras por otra, pero al ser on-

das se forman patrones de interferencia que pasan cuando interactúan dos ondas; se

relaciona con los arcos supernumerarios porque en las gotas de lluvia muy pequeñas

las ondas de los diferentes colores interﬁeren más con los de los otros colores forman-

do estas zonas oscuras o blancas que caracteriza a este tipo de arcos.

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ISSN impreso:1390-3861 / ISSN electrónico: 1390-8626, pp. 163-197.

J C R

3. ¿Qué relación hay entre la formación del arcoíris y el experimento de difracción

con los lentes que hicimos en clase?

Considero que la mica de los lentes actúa como la gota de agua, haciendo que la luz

al entrar en ellos se reﬂeja y refracta antes de llegar a nuestra mirada, y es por ello que

podemos observar ese campo de colores al usar los lentes.

Estudiante 2

1. ¿Cómo se explica la formación de los arcos iris primario y secundario según la

teoría de la refracción y reexión de la luz en las gotas de agua? ¿Qué diferencias

hay entre ambos arcos?

La formación de arcoiris primario y secundario se diferencian por la cantidad de re-

bote que tiene la luz dentro de la gota de agua, ya que para el arco primario el rayo de

luz se reﬂeja una sola vez, y para el arco secundario, se reﬂejan 2 veces antes de salir

y refractarse.

2. ¿De qué manera el experimento de la doble rendija de Young demostró que la

luz está compuesta por ondas y no por partículas? ¿Cómo se relaciona esto con la

formación de arcos supernumerarios en gotas de lluvia pequeñas?

Lo demostró debido a que dividió en 2 un ﬁno haz de luz solar y observó un patrón

que solo se podía explicar si la luz estaba formada por ondas, si estuviese formado por

partículas, cada partícula pasaría por uno u otro de los agujeros (no por ambos) y se

verían como 2 puntos brillantes en lugar del patrón. Esto se relaciona con la forma-

ción de arcos supernumerarios en gotas pequeñas por los efectos de la interferencia

(difracción), ya que la interferencia de las ondas de luz es la que produce las franjas

oscuras y brillantes.

3. ¿Qué relación hay entre la formación del arcoíris y el experimento de difracción

con lentes que hicimos en clase?

La relación que existe entre la formación del arcoíris y el experimento es que la luz que

nos colocaron al pasar por los lentes hace que la luz blanca se divida entre sus distintos

componentes de colores produciendo un patrón de colores con longitudes similares

al de un arcoíris mientras que la formación del arcoíris actúa de la misma manera

cuando la luz solar atraviesa una gota de agua esta se refracta así provocando que la

luz blanca se descompone en los colores ya conocidos.

Estudiante 3

1. ¿Cómo se explica la formación de los arcos iris primario y secundario según la

teoría de la refracción y reexión de la luz en las gotas de agua? ¿Qué diferencias

hay entre ambos arcos?

La formación de arcoiris primario y secundario se diferencian por la cantidad de rebote

que tiene la luz dentro de la gota de agua, ya que para el arco primario el rayo de luz se re-

ﬂeja una sola vez, y para el arco secundario, se reﬂejan 2 veces antes de salir y refractarse.

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