Vectores en la encrucijada: matemáticas vs. percepción en el aprendizaje de física de ingeniería
DOI:
https://doi.org/10.26507/paper.4670Palabras clave:
Aprendizaje, Dificultades, FísicaResumen
Esta investigación analiza los conocimientos previos y dificultades de aprendizaje en estudiantes argentinos de Ingeniería Química e Ingeniería en Alimentos del primer curso de Física en la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales de la Universidad Nacional de Misiones. La metodología utilizada se basó en el análisis de exámenes diagnósticos de ocho cohortes consecutivas (conformadas por un total de 529 estudiantes), evaluando competencias matemáticas fundamentales para Física Mecánica. Además, mediante encuestas en línea se recopilaron percepciones sobre dificultades de aprendizaje y estrategias de estudio de los estudiantes. Los datos se procesaron utilizando estadística descriptiva. Los resultados mostraron un patrón consistente en operaciones vectoriales por método matricial, manteniendo rendimiento relativamente estable (70-80%) para sumas vectoriales, aunque con tendencia decreciente en las últimas cohortes. Existe una pronunciada brecha entre las tasas de éxito utilizando métodos matriciales versus geométricos (diferencias de 40-50 puntos porcentuales), evidenciando mayor facilidad con enfoques algebraicos. La obtención del módulo y ángulo del vector resultante de un conjunto de vectores presentados en el plano x-y mostró una tendencia descendente, pasando de 40% de éxito en 2022 a menos de 10% en 2024. En resolución de triángulos, se alcanzaron porcentajes cercanos al 50% en triángulos rectángulos. Para ecuaciones, mostraron rendimiento consistentemente alto en ecuaciones de una incógnita (60-70%) y tendencia positiva en ecuaciones de dos incógnitas (alcanzando 50%). Paradójicamente, mientras su desempeño en evaluaciones resultó superior (comparado con grupos de estudiantes de otras carreras), los estudiantes de ingeniería declararon progresivamente mayores deficiencias en conceptos matemáticos instrumentales para Física. El porcentaje que manifestó desconocer operaciones vectoriales aumentó de 40% a 82% en el período analizado, evidenciando subestimación de sus propias capacidades. Este fenómeno contrasta con su buen desempeño en resoluciones matriciales cuando fueron evaluados, sugiriendo problemas de autoeficacia percibida. Los movimientos Circular y Relativo fueron identificados como los temas más complejos, posiblemente debido a la necesidad de manejar simultáneamente múltiples sistemas de referencia y realizar transformaciones vectoriales. La preferencia por estudio individual y la baja asistencia a clases de apoyo y consultas podrían contribuir a estas dificultades. Como conclusiones, se recomienda implementar estrategias que refuercen la confianza de los estudiantes mediante retroalimentación positiva, desarrollar intervenciones específicas para movimientos circular y relativo, diseñar metodologías que integren métodos matricial y geométrico en operaciones vectoriales, y fomentar aprendizaje colaborativo.
Citas
Benegas, J., Villegas, M., Pérez de Landazábal, M. C. y Otero, J. (2009). Conocimiento conceptual de física básica en ingresantes a carreras de ciencias e ingeniería en cinco universidades de España, Argentina y Chile. Revista de la Unión Iberoamericana de Física, Vol. 5, pp. 31-39.
Benegas, J., Pérez de Landazábal, M. y Otero, J. (2010). Estudio de casos: conocimientos físicos de los estudiantes cuando terminan la escuela secundaria: una advertencia y algunas alternativas. Revista Mexicana de Física, Vol. 56, No. 1, pp. 12-21.
Campos, E., Hidrogo, I. y Zavala, G. (2022). Impact of virtual reality use on the teaching and learning of vectors. Frontiers in Education, Vol. 7, pp. 965640.
Campos Nava, M., Torres Rodríguez, A. A., Gutiérrez González, J. J., Morales Maure, L. y García Marimón, O. E. (2020). Problemas rutinarios y sus soluciones enriquecidas con el uso de tecnología: Geogebra y los vectores. Revista ESPACIOS, Vol. 41, No. 26, pp. 190-203. https://doi.org/10.3389/feduc.2022.965640
Elizondo Treviño, M. S. (2013). Dificultades en el proceso enseñanza aprendizaje de la Física. Presencia Universitaria, Vol. 3, No. 5, pp. 70-77.
Godoy, P., Pandiella, S., Pérez, M., Otero, J. y Benegas, J. (2009). Aprendizaje activo de las leyes de Newton en cursos de ingeniería: Una experiencia utilizando tutoriales para física introductoria. Enseñanza de las Ciencias, Número Extra VIII Congreso Internacional sobre Investigación en Didáctica de las Ciencias, pp. 839-841.
Gutiérrez, E. A. y Martín, J. (2015). Dificultades en el aprendizaje de vectores, en los estudiantes que cursan materias del ciclo introductorio de la F.C.E.F. y N. de la U.N.C. Revista de Enseñanza de la Física, Vol. 27, pp. 89-96.
Herrero, M. L., Serrano, M. E., Chirino, A. y Palma, N. (2019). Taller de vectores: una estrategia activa y colaborativa para superar una problemática de la cátedra de Física II. Revista de Enseñanza de la Física, Vol. 31, No. Extra, pp. 395-400.
Martínez, J. R., Araujo Andrade, C., Palomares Sánchez, S. A. y Ortega Zarzosa, G. (2006). Análisis del grado de conocimiento declarativo y procedural de estudiantes en cursos de física universitaria. Revista Mexicana de Física, Vol. 52, No. 2, pp. 142-150.
Mendoza Arenas, R. D., Chumpitaz Caycho, H. E. y Delgado Baltazar, M. P. (2021). Método ABP y aprendizaje de vectores en estudiantes universitarios: una revisión de la literatura científica del 2015 – 2020. TecnoHumanismo. Revista Científica, Vol. 1, No. 9, pp. 52-68. https://doi.org/10.53673/th.v1i9.58
Parraguez González, M., Roa Fuentes, S., Jiménez Alarcón, R. y Betancur Sánchez, A. (2022). Estructuras y mecanismos mentales que desde una perspectiva geométrica modelan y articulan el aprendizaje de valor y vector propio en R2. Revista Latinoamericana de Investigación en Matemática Educativa, Vol. 25, No. 1, pp. 63-92. https://doi.org/10.12802/relime.22.2513
Paz Rodríguez, S., Cuevas Vallejo, A. y Orozco Santiago, J. (2020). Actividades didácticas para introducir el concepto de vector mediante escenarios didácticos virtuales. Propuestas para la Enseñanza de las Matemáticas, Vol. 33, No. 1, pp. 337-345.
Pérez de Landazábal, M. C., Benegas, J., Cabrera, J. S., Espejo, R., Macías, A., Otero, J., Seballos, S. y Zavala, G. (2010). Comprensión de conceptos básicos de la Física por alumnos que acceden a la universidad en España e Iberoamérica: limitaciones y propuestas de mejora. Lat. Am. J. Phys. Educ., Vol. 4, No. 3, pp. 655-668.
Pérez de Landazábal, M. C. y Varela Nieto, M. P. (2006). Una propuesta para desarrollar en el alumno de secundaria una visión unificada de la física a partir de la energía. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, Vol. 3, No. 2, pp. 237-250. https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2006.v3.i2.06
Ramírez Casallas, J. F. (2013). Estrategia de enseñanza en física: Desde los problemas de siempre hasta la construcción de artículos con los estudiantes de física… exigencias y posibilidades para el profesor. Revista Educación en Ingeniería, Vol. 8, No. 16, pp. 63-68.
Rodríguez Nieto, C. A., Cabrales González, H. A., Arenas Peñaloza, J., Schnorr, C. E. y Font Moll, V. (2024). Onto-semiotic analysis of Colombian engineering students' mathematical connections to problems-solving on vectors: A contribution to the natural and exact sciences. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, Vol. 20, No. 5, pp. em2438. https://doi.org/10.29333/ejmste/14450
Serrano, M. E., Herrero, M. L., Chirino, S. A. y Palma, N. (2018). Implementación de estrategias didácticas para favorecer el aprendizaje significativo de física. Revista de Enseñanza de la Física, Vol. 30, No. Extra, pp. 171-179.
Sosa, N. M., Sureda, S. C., Sosa, M. A. y Rodríguez, M. D. (2023). Resielience profile of students of de National University of Misiones (UNaM). Revista de Ciencia y Tecnología, Vol. 25, No. 40, pp. 6-13. https://doi.org/10.36995/j.recyt.2023.40.001
Torres, C., Vargas, J. y Cuero, J. (2020). Modelo didáctico para la enseñanza – aprendizaje de la física mecánica a nivel universitario. Revista Espacios, Vol. 41, No. 20, pp. 22-36.
Venier, F. L. y Ceballos, C. (2015). Aportes conceptuales para el análisis del movimiento relativo. Revista de Enseñanza de la Física, Vol. 27, No. Extra, pp. 349-358.
Widada, W., Herawaty, D., Beka, Y., Sari, R. M., Riyani, R. y Nugroho, K. U. Z. (2020). The mathematization process of students to understand the concept of vectors through learning realistic mathematics and ethnomathematics. Journal of Physics: Conference Series, Vol. 1470, No. 1, pp. 012071. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1470/1/012071
Benegas, J. y Zavala, G. (2013). El Aprendizaje Activo de la Física Básica Universitaria. Andavira Editora, S.L., Santiago de Compostela, España, pp. 179-192.
Navarro, V. y Prieto G., J. L. (2001). La matemática del juego de pool. Vectores, realidad y GeoGebra. Proceedings of IX Congreso Venezolano de Educación Matemática, pp. 262-273.
Pérez de Landazábal Expósito, M., Otero Gutiérrez, J., Benegas, J.y Grupo ACEM (2013). Conocimiento y destrezas iniciales de los alumnos que acceden a cursos introductorios de física en 6 universidades iberoamericanas: Cambio a lo largo del primer curso e incidencia en el éxito académico. Proceedings of VIII Congreso Internacional sobre Investigación en la Didáctica de las Ciencias, pp. 2335-2341.
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