L’electricitat als 15 anys

 
Nom de l’experiència

L’electricitat als 15 anys

Nivell educatiu

Tercer curs d’ESO

Centre

Centre de referència: INS Salvador Vilaseca (Reus)
Centres que hi han col·laborat: Escola Puigcerver (Reus), INS Gabriel Ferrater (Reus) i INS Vila-seca (Vila-seca).

Docent responsable

Antoni Nomen Xatruch

Altres docents implicats

Jordi Balsells Pardell, Joan-Carles Vendrell Sabater i Laura Nomen Miralles

Competència/es bàsiques

Competència comunicativa lingüística i audiovisual
Competència en el coneixement i la interacció amb el món físic
Competència d’aprendre a aprendre

Àmbit/s, dimensions i continguts

Matèria
Ciències de la naturalesa / Física i química

Contingut
Energia i canvis químics

Apartat
Anàlisi del funcionament d’un circuit elèctric tancat: transport d’energia, cicle d’electrons, diferència de potencial i intensitat. Comprovació de la relació entre diferència de potencial i intensitat en situacions de la vida quotidiana.

Descripció de l’experiència

Objectius
L’aprenentatge de l’electricitat als alumnes del voltant de 15 anys planteja serioses dificultats, tant pel que fa a la superació dels seus esquemes mentals previs com a la comprensió del funcionament dels circuits elèctrics elementals. Bàsicament s’han utilitzat dues solucions per aquest problema.

Una tendeix a substituir l’interès pel funcionament del circuit cap a les conseqüències observables d’aquest funcionament. Això duu a analitzar el circuit a través d’un balanç energètic i a explicar el corrent com un agent transferidor d’energia: és l’anomenat model conservatiu. S’utilitzen símils hidràulics pel corrent, de vegades criticats per les confusions que poden introduir al seu torn, o el símil de la cadena d’una bicicleta.

L’altra solució, utilitzada clàssicament als llibres de text, és donar alguna definició de difícil comprensió i esperar un curs posterior, per exemple al batxillerat, per tornar a abordar el tema. Una possible via de compromís és recórrer a la comprensió de la naturalesa de la matèria.

El punt de partida utilitzat per nosaltres se centra en el model conservatiu.

Metodologia
Dintre d’una experiència didàctica global d’ensenyament de l’electricitat a tercer d’ESO, basada en els plantejaments de l’aprenentatge constructivista, hem utilitzat una estratègia per fer paleses a les i als alumnes les seves creences i, confrontant-les amb diferents experiències reals o simulades i situacions de la història de la física, reestructurar els seus esquemes mentals fins apropar-los al pensament científic convencional.

Hem efectuat una diagnosi inicial sobre l’electricitat, dissenyat una guia d’activitats i el mètode de treball adient, i hem efectual diverses proves per avaluar-ne els resultats.

El present reportatge sobre l’experiència realitzada se centra en el test final sobre conceptes on es valora el nivell d’aprenentatge aconseguit pels alumnes. Es tracta de 10 preguntes tretes dels qüestionaris de l’APU que figuren al llibre de Richard Gott referit a la bibliografia, de les quals comentarem les números 1, 2 i 10. APU són les inicials d’Assessment of Performance Unit, que va actuar als anys 80 al Regne Unit per proporcionar informació objectiva sobre els estàndards nacionals de rendiment escolar.

Seqüenciació
Es tracta de les 3 preguntes reproduïdes a l’apartat Recursos.
Hem analitzat les preguntes 62 alumnes dels 4 centres de secundària esmentats abans, durant els dos darrers cursos acadèmics.

Valoració

Per tal de disposar de resultats en grups homogenis hem comparat els resultats de l’APU en alumnes que estudiaven física com assignatura independent (designats APU) amb els nostres alumnes de 3r d’ESO (designats Reus). Les respostes han estat les següents:

Pregunta 1. CONNEXIONS

Pregunta 2. CIRCUIT ERRONI

Pregunta 10. CORRENT ELÈCTRIC

Pel que fa a les respostes de la pregunta 1 els resultats són anàlegs, tret de la distribució d’alumnes entre les opcions “completa circuit però bateria curtcircuitada” i “no completa circuit”. Aquesta divergència pot atribuir-se al fet que en la presentació de l’electricitat nosaltres vam insistir molt en la idea de “circuit que es tanca”, mentre que l’APU posa més èmfasi en la idea “el circuit permet el transport d’energia” i això potser evita que no hi hagi tants alumnes que deixin la bateria curtcircuitada encara que no completin el circuit. No obstant, en els dos casos queda un 40 % d’alumnes sense respondre correctament, cosa a tenir en compte en un replantejament de l’ensenyament de l’electricitat.

A les respostes de la pregunta 2 hi ha correspondència en els resultats de les opcions B i C, és a dir, gairebé tots els alumnes reconeixen la necessitat de completar el circuit. En canvi, en el nostre cas els resultats són més baixos  en els apartats A, D i E, cosa que segurament evidencia un dèficit de practicitat pel que fa a les connexions, que ensenyem basant-nos sobretot en explicacions teòriques. Atribuïm a aquest dèficit també el menor percentatge d’alumnes nostres que encerten les 5 opcions.

A les respostes de la pregunta 10 cal destacar dues diferències: la proporció d’alumnes que exposen com a idea única la d’”energia/potència” és 31% a l’APU i 0 % a Reus, mentre que la d’alumnes que exposen les tres idees formant una globalitat és 4 i 35 % respectivament. Cosa que corrobora la preponderància del balanç energètic en l’APU i el major nivell teòric i conceptual aconseguit amb la nostra exposició, tot i que se’n ressent en l’aspecte pràctic.

Pel que fa a la comparació entre la diagnosi inicial prèvia a l’estudi de l’electricitat i els resultats posteriors, cal remarcar que la proporció d’alumnes que defensaven l’explicació “diferents corrent + i – van cap a la bombeta” (per un pol de la pila surten les càrregues + i per l’altre les –, que van per dos fils diferents i desemboquen a la bombeta, on provoquen la llum) ha baixat del 27 al 6 %, i la d’alumnes que exposen “més d’una idea” sobre el corrent ha augmentat del 8 al 51 %, encara que al final queda més d’una tercera part d’alumnes que només saben explicar idees elementals o tosques sobre l’electricitat, lluny de la complexitat conceptual pretesa a l’aula.

Per saber-ne més
  • Bibliografia utilitzada: Richard Gott: APU Science Report for Teachers 7: Electricity at Age 15, The Garden City Press Limited, Letchworth, 1984.
  • URL: https://www.stem.org.uk/rxvbj (l’accés a STEM Learning és gratuït, només cal registrar-se)
  • També es pot consultar l’article de David Shipstone: “A study of children’s understanding of electricity in simple DC circuits”, Eur. J. Sci, Educ., 1984, 6, (2), p. 185-198. Traduït a “Electricidad en circuitos sencillos”, dins R. Driver, E. Guesne i A. Tiberghein: Ideas científicas en la infancia y la adolescencia, Morata, Madrid, 1889, p. 62-88.
  • L’electricitat als 15 anys – Antoni Nomen

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

XHTML: Trieu una d'aquestes etiquetes <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>