La enseñanza de la Estructura Atómica desde la Teoría Cuántica a la luz de la transposición didáctica

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2023.e94774

Palavras-chave:

Atomic Structure, Didactic Transposition, Teacher Training

Resumo

El objetivo de este artículo de investigación es dar a conocer cómo se enseña la estructura atómica por parte de docentes colombianos y si se tienen en cuenta en la misma elementos conceptuales de la Teoría Cuántica. El estudio se realizó desde la perspectiva teórica de la Transposición Didáctica. La muestra del mismo fueron 71 docentes de distintas regiones de Colombia que se desempeñan como profesores de secundaria, especialmente de grado décimo. Los resultados indicaron que la temática de Estructura Atómica no es abordada desde la base conceptual de la Teoría Cuántica, que hay confusiones importantes en algunos conceptos fundamentales relacionados con la dualidad de los objetos cuánticos, las relaciones de indeterminación, los niveles de energía, entre otros, lo que configura una enseñanza escasa, basada en los prototipos atómicos, formalista y con errores conceptuales.

Biografia do Autor

Jordi Solbes, Universidad de Valencia

Graduado e Doutor em Física pela Universidade de Valência (Espanha). Professor da Universidade de Didática das Ciências Experimentais da Universidade de Valência. Pesquisa nas áreas de: didática da física; uso de STS (Ciência, Tecnologia, Sociedade) e história das relações científicas; pensamento crítico e questões sociocientíficas no ensino de ciências; formação de professores de ciências; Neurociências aplicadas ao ensino de ciências. Professora do Programa de Doutoramento "Investigação em Didática das Ciências Experimentais" e do Mestrado "Investigação em Didática Específica" da Universidade de Valência, Coordena o Grupo de Investigação em Educação Científica e Formação de Professores de Ciências - GIUV2013-175.

Gustavo Marmolejo Avenía, Universidad de Nariño

Graduado em Matemática-Física, pela Universidad del Valle. Especialista e magistrado pela Universidad del Valle (Colômbia), Doutor em Educação Matemática pela Universidade de Salamanca (Espanha). Professor dos programas de Bacharelado em Matemática e Doutorado em Ciências da Educação da Universidade de Nariño (Colômbia); Programa de Mestrado em Educação (ênfase em educação matemática), do Instituto de Educação e Pedagogia da Universidad del Valle. Coordenador do Mestrado em Educação Matemática da Universidade de Nariño e do grupo de pesquisa GESCAS. Como interesse de investigação assume a comunicação, transformação e objectivação do saber e saber geométrico-métrico.

Referências

ACEVEDO, J. A. Conocimiento didáctico del contenido para la enseñanza de la naturaleza de la ciencia (I): el marco teórico. Revista Eureka sobre enseñanza y divulgación de las ciencias, v. 6, n. 1, p. 21-46. 2009.

AIKENHEAD, G. What is STS science teaching. STS education. International perspectives on reform, v. 2. n.12, p. 47-59, 1994.

BISQUERRA, R. Metodología de la investigación educativa. Madrid: La Muralla. 2004.

BRIGAS, M. A.; MARTINS, I. P. Libros de texto de Química y aprendizaje de los alumnos: pensamiento y prácticas del profesorado. Tarbiya: Revista de investigación e innovación educativa, v. 36, p. 149-165, 2005.

BARRIA, M. S.; MORALES, C.; MERINO, C.; QUIROZ, W. Realist ontology and natural processes: a semantic tool to analyze the presentation of the osmosis concept in science texts. Chemistry Education Research and Practice, v. 17, n. 4, p. 646-655, 2016.

BROCKINGTON, G.; PIETROCOLA, M. Serão as regras da transposição didática aplicáveis aos conceitos de física moderna? Investigações em Ensino de Ciências, v. 10, n. 3, p. 384-404, 2005.

CASTRILLO?N, J.; FREIRE, O. Y; RODRI?GUEZ, B. Meca?nica cua?ntica fundamental, una propuesta dida?ctica. Revista Brasileira de Ensino de Fi?sica, v. 36, n. 1, p. 1-12, 2014.

CARDELLI, J. Reflexiones críticas sobre el concepto de Transposición Didáctica de Chevallard. Cuadernos de Antropología Social, n. 19, p. 49-61, 2004.

CARVAJAL, C. A.; VÁSQUEZ, J. C. La transposición didáctica: un ejemplo en el sistema educativo costarricense. Uniciencia, v. 26, n. 1-2, p. 153-168, 2012.

COHEN, L.; MANION, L.; MORRISON, K. Research methods in education. Routledge, Taylor &Francis. London and New York. 2011. https://doi.org/10.4324/9780203720967.

CORRAL, Y. Validez y confiabilidad de los instrumentos de investigación para la recolección de datos. Revista Ciencias de la Educación, v. 19, n. 33, p. 229-247, 2009.

CHAMIZO, J. A. Una tipología de los modelos para la enseñanza de las ciencias. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, v. 7, n. 1, p. 26-41, 2010.

CHEVALLARD, Y. La transposition didactique: du savoir savant au savoir enseigne?. Paris: La Pense?e Sauvage, 1985.

FANARO, M. La enseñanza de la Mecánica Cuántica en la Escuela Media. 2009. Tesis (Doctoral) - Universidad de Burgos, Burgos, España.

FENSHAM, P. J. Beyond Knowledge: Other Scientific Qualities as Outcomes for School Science Education. En: JANIUK, R. M.; SAMONEK-MICIUK, E. (Ed.) Science and Technology Education for a Diverse World – dilemmas, needs and partnerships. International Organization for Science and Technology Education (IOSTE), XIth, 2004. Symposium Proceedings… p. 23-25. Lublin, Polland: Maria Curie-Sklodowska University Press, 2004.

FERNÁNDEZ, P.; GONZA?LEZ, E.; SOLBES, J. Evolucio?n de las representaciones docentes en la fi?sica cua?ntica. Ensen?anza de las Ciencias, n. extra, p. 1-5, 2005.

GIRIBET, G. E. Sobre el principio de incertidumbre de Heisenberg entre tiempo y energía: una nota didáctica. Revista Mexicana de Física, Junio, p. 23-30, 2005.

GRIEBELER, A. Inserc?a?o de to?picos de fi?sica qua?ntica no ensino me?dio atrave?s de uma unidade de ensino potencialmente significativa. 2012. Disertación (Maestría) - Universidad Federal do Rio Grande do Sul.

GÓMEZ, M. Transposición didáctica, saber escolar y enseñanza de la filosofía. Cuestiones de Filosofía, v. 7, p. 3-26, 2005.

HENAO-GARCI?A, J.; TAMAYO-ALZATE, O. Enseñanza y Aprendizaje del concepto naturaleza de la materia mediante la resolución de [33] problemas. Unipluriversidad, v. 14, n. 3, p. 25-45, 2010.

HERNÁNDEZ, A. L. Libros de texto y profesionalidad docente. Avances en supervisión educativa, v. 6, p. 1-13, 2007.

HOERNIG, A. F.; MASSONI, N. T.; HADJIMICHEF, D. Ensino de Física Quântica e a Teoria das Representações Sociais: investigando a presença de conceitos de Misticismo Quântico entre alunos de Ensino Médio no sul do Brasil. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 40, n. 1, p. 57-83, 2023.

KALKANIS, G.; HADZIDAKI, P.; STAVROU, D. An instructional model for a radical conceptual change towards quantum mechanics concepts. Science Education, v. 87, n. 2, p. 257-80, 2003.

KLEICKMANN, T. et al. Teachers’ content knowledge and pedagogical content knowledge: The role of structural differences in teacher education. Journal of teacher education, v. 64, n. 1, p. 90-106, 2013.

LOBATO, T.; GRECA, I. M. Análise da inserção de conteúdos de Teoria Quântica nos currículos de Física do ensino médio. Ciência e Educação, v. 11, n. 1, p. 119-132, 2005.

MARTÍN-DÍAZ, M. J.; JULIÁN, M. S. G.; CRESPO, M. Á. G. ¿Por qué existe una falla entre la innovación e investigación educativas y la práctica docente? Revista Iberoamericana de Ciencia, Tecnología y Sociedad-CTS, v. 8, n. 22, p. 11-31, 2013.

MARTÍNEZ, J. Políticas del libro escolar. Madrid: Ediciones Morata, 2002.

MARTI?NEZ, J. et al. La ensen?anza problematizada de la fi?sica cua?ntica en el nivel introductorio. Una propuesta fundamentada. Revista de Ensen?anza de la Fi?sica, v. 28, n. 2, p. 77-100, 2016.

MARTÍN ARRIBAS, M. C. Diseño y validación de cuestionarios. Matronas Profesión, v. 5, n. 17, p. 23-29, 2004. http://enferpro.com/documentos/validacion_cuestionarios.pdf.

OSTERMAN F; PRADO, S. D. Interpretac?o?es da meca?nica qua?ntica em um interfero?metro virtual de Mach-Zehnder. Revista Brasileira de Ensino de Fi?sica, v. 27, n. 2, p. 193-203, 2005.

PAULO, I. J. C. A Aprendizagem Significativa Crítica de Conceitos da Mecânica Quântica Segundo a Interpretação de Copenhagen e o Problema da Diversidade de Propostas de Inserção da Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio. 2006. Doutorado (Ensino de Ciências) - Universidade de Burgos, Burgos.

PENA, F. Por que, nós professores de Física do Ensino Médio, devemos inserir tópicos e idéias de física moderna e contemporânea na sala de aula? Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 28, n. 1, p. 1-2, 2006.

PEREIRA, A.; OSTERMANN, F.; CAVALCANTI, C. On the use of a virtual Mach-Zehnder interferometer in the teaching of quantum mechanics. Physics Education, v. 44, n. 3, p. 281, 2009 a.

PEREIRA, A.; OSTERMANN, F.; CAVALCANTI, C. O ensino de Física Quântica na perspectiva sociocultural: uma análise de um debate entre futuros professores mediado por um interferômetro virtual de Mach-Zehnder. Revista electrónica de enseñanza de las ciências, v. 8, n. 2, p. 376-398, 2009b.

ROBLES GARROTE, P.; ROJAS, M. del. La validación por juicio de expertos: dos investigaciones cualitativas en Lingüística aplicada. Revista Nebrija de Lingüística Aplicada a la Enseñanza de Lenguas, v. 918, p. 124-139, 2015.

https://doi.org/10.26378/rnlael918259

SACRISTÁN, G. El currículum: ¿Los contenidos de la enseñanza o un análisis de la práctica? En: GIMENO, J.; PÉREZ, A. I. Comprender y transformar la enseñanza. Madrid: Morata, 2005.

SABIN, C. Verdades y mentiras sobre la física cuántica. Madrid: La Catarata, 2020.

SAVALL, F. L'ensenyament problematitzat de la física quàntica en batxillerat com a instrument de millora de l'aprenentatge. 2015. Tesis (Doctoral) - Universidad de Alicante, España.

SAVALL-ALEMANY, F.; DOMÈNECH-BLANCO, J. L.; GUISASOLA, J.; MARTÍNEZ-TORREGROSA, J. Identifying student and teacher difficulties in interpreting atomic spectra using a quantum model of emission and absorption of radiation. Physical Review Physics Education Research, v. 12, n. 1, p. 010132, 2016.

SINARCAS, V.; SOLBES, J. Dificultades en el aprendizaje y la enseñanza de la Física Cuántica en el bachillerato. Enseñanza de las Ciencias, v. 3, n. 13, p. 9-25, 2013.

SOLARTE, M. Los conceptos científicos presentados en los textos escolares: son consecuencia de la transposición didáctica. Revista ieRed: Revista Electrónica de la Red de Investigacio?n Educativa [en línea], v. 1, n. 4, 2006. http://revista.iered.org.

SOLBES, J. El modelo cuántico del átomo. Dificultades de comprensión y propuestas para su enseñanza. Alambique. Didáctica de las ciencias experimentales, v. 93, p. 26-33, 2018.

SOLBES, J. Cuestiones socio-científicas y pensamiento crítico: Una propuesta contra las pseudociencias TED: Tecne, Episteme y Didaxis, n. 46, p. 81-99, 2019.

https://doi.org/10.17227/ted.num46-10541.

SOLBES, J.; MUÑOZ, Z.; RAMOS, G. Enseñanza de la estructura atómica de la materia en Colombia. Revista Historia de la Educación Colombiana, v. 22, n. 22, p. 117-140, 2019. https://doi.org/10.22267/rhec.192222.54.

SOLBES, J.; SINARCAS, V. Utilizando la historia de la ciencia en la enseñanza de los conceptos claves de la física cuántica. Didáctica de las Ciencias Experimentales y Sociales, v. 23, p. 123-151, 2009.

SOLBES, J.; SINARCAS, V. Una propuesta para la enseñanza aprendizaje de la física cuántica basada en la investigación en didáctica de las ciencias. Revista de enseñanza de la física, v. 23, n. 1 y 2, p. 57-84, 2010.

TUZÓN, P.; SOLBES, J. Análisis de la enseñanza de la estructura e interacciones de la materia según la física moderna en primero de bachillerato. Didáctica de las Ciencias Experimentales y Sociales, v. 28, p. 175-195, 2014.

VILLARROEL, P. A. C. La enseñanza de la Química y sus conceptos en los textos escolares: un estudio exploratorio documental. Areté: Revista Digital del Doctorado en Educación de la Universidad Central de Venezuela, v. 5, n. 10, p. 45-70, 2019.

Downloads

Publicado

2023-12-14

Como Citar

Muñoz Burbano, Z. E., Solbes, J., & Marmolejo Avenía, G. (2023). La enseñanza de la Estructura Atómica desde la Teoría Cuántica a la luz de la transposición didáctica. Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 40(3), 553–574. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2023.e94774

Edição

v. 40 n. 3 (2023): Caderno Brasileiro de Ensino de Física

Seção

Formação de Professores de Ciências/Física

Licença

DECLARAÇÃO DE RESPONSABILIDADE Certifico que participei da concepção do trabalho, em parte ou na íntegra, que não omiti quaisquer ligações ou acordos de financiamento entre os autores e companhias que possam ter interesse na publicação desse artigo. Certifico que o texto é original e que o trabalho, em parte ou na íntegra, ou qualquer outro trabalho com conteúdo substancialmente similar, de minha autoria, não foi enviado a outra revista e não o será enquanto sua publicação estiver sendo considerada pelo Caderno Brasileiro de Ensino de Física, quer seja no formato impresso ou no eletrônico.

 

 

Creative Commons License
Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, SC, Brasil - - - eISSN 2175-7941 - - - está licenciada sob Licença Creative Commons > > > > >