Resumen

En este trabajo se propone utilizar el Método Científico Experimental al abordar los contenidos del proceso de medición y sus errores en las clases de Biomecánica para la Licenciatura en Deporte. Fundamentando estos aspectos en el desarrollo de un método activo que permita la incorporación del futuro profesional del deporte a esta actividad vital en dicha carrera. En este sentido se propone como objetivo del presente trabajo fundamentar la utilización del Método Científico Experimental para desarrollar el contenido sobre mediciones y sus errores en las clases de Biomecánica. Se aborda además la conceptualización del método propuesto, y una pormenorizada explicación de su aplicación desde el punto de vista pedagógico. También las diferentes habilidades experimentales que se pueden formar en el proceso de medición, partiendo de la aplicación del método propuesto. Habilidades que de formarse en futuro profesional serán una base en el desempeño de este en su profesión venidera.

Introducción

La orientación de la enseñanza de la Biomecánica debe realizarse sobre la base de un estrecho vínculo entre el método teórico y el experimental. Sobre todo al abordar los elementos referentes a la Metrología, particularmente, los procesos de mediciones y sus errores. Estos procesos deben realizarse bajo una estricta base experimental para lograr un correcto acercamiento entre la teoría que se estudia y los procesos que suceden en la vida real y particularmente en el deporte.

 En este trabajo se parte de la idea de que las leyes naturales se establecen mediante la generalización de los datos experimentales, y su veracidad se comprueba en correspondencia con sus predicciones, y con la práctica. La experimentación no solo se utiliza para establecer y descubrir leyes naturales, sino también, para desarrollar nuevas tecnologías, mejorar los servicios médicos y las marcas deportivas.

Divorciar las teorías de estas ciencias con el experimento es no entender su carácter teórico – experimental. Para abordar los elementos del proceso de medición y por consiguiente el cálculo de los errores en el mismo, es necesario llevar a cabo acciones cada vez más reales y científicas teniendo en cuenta el nivel creciente de los avances de la ciencia y la tecnología en el deporte.  No se puede alejar el accionar del futuro profesional del deporte de los métodos de punta en la actualidad. 

Por estas razones, es que se propone utilizar un método para la activación del proceso de medición utilizando los recursos disponibles en los diferentes centros. Fundamentando estos aspectos en el desarrollo de un método activo que permita la incorporación del profesional o futuro profesional del deporte a la actividad de medición dentro de las clases y al desarrollo en ellos de las habilidades experimentales.

En este sentido se propone como objetivo del presente trabajo fundamentar la utilización del Método Científico Experimental para desarrollar el contenido de las clases sobre mediciones y sus errores en las clases de Biomecánica.

En otro sentido, este trabajo aborda además la conceptualización del método que se propone y brinda una pormenorizada explicación de su aplicación desde el punto de vista pedagógico.

Se brindan además las diferentes habilidades experimentales que a juicio de este trabajo se pueden formar como base fundamental en el proceso de medición, tomando como punto de partida la aplicación del método que se propone utilizar. Habilidades que de formarse en futuro profesional serán una base segura en el desempeño de este en su profesión venidera.

Desarrollo

La etapa actual por la que transita el proceso de enseñanza – aprendizaje de la Biomecánica  exige, por su propio encargo social y responsabilidad, su desarrollo dentro de un proceso de enseñanza – aprendizaje desarrollador[1]. Razón  por la cual los métodos del proceso de enseñanza - aprendizaje que se empleen será netamente productivos.

Antes de reflexionar sobre el método que se propone, dedicaremos algunas consideraciones acerca del concepto método del proceso de enseñanza – aprendizaje. El mismo se puede analizar como:

... el elemento director del proceso, responde a “¿Cómo desarrollar el proceso?” “¿Cómo enseñar?” “¿Cómo aprender?” Representa el sistema de acciones de profesores y estudiantes, como vías y modos de organizar la actividad cognoscitiva de los estudiantes o como reguladores de la actividad interrelacionada de profesores y estudiantes, dirigidas al logro de los objetivos. (Colectivo de autores ISPETP, ITSA citado por González Soca 2002)

 La importancia del método en el desarrollo del proceso, se evidencia en aspectos esenciales del aprendizaje de los estudiantes. Esto implica que para lograr los objetivos del proceso docente es necesario tener en cuenta las características del método utilizado, ya que sin éstas no es posible lograr el resultado ni siquiera instructivo esperado.

Teniendo en cuenta estos aspectos, se hace necesario además, conceptualizar el Método Científico, sobre el que existen numerosos conceptos, encontrando en ellos gran similitud, por lo que se propone el de R. Olayo y A. Mansur (1991) el cual aparece como  el  “conjunto de procedimientos o reglas generales por medio de las cuales se investiga el objeto de estudio de la ciencia.” (Olayo y Mansur, 1991 p. 697)  

El mismo se  puede resumir en cuatro etapas: observación, modelación, predicción, y experimentación, lo cual demuestra que constituye un proceso muy complejo y condicionado por las teorías, modelos y paradigmas de la época en que se desarrolla la investigación, así como por el propio desarrollo tecnológico y social.

Es incuestionable que ya, en el siglo XXI, es necesario introducir cambios en los enfoques acerca del experimento en la enseñanza y la aplicación de este método nos proporciona la herramienta necesaria para realizarlo, para que adquiera su verdadero carácter científico  y pueda interactuar de forma armónica con todas las demás vivencias del estudiante fuera del ámbito de la escuela. Este se propone, no como receta, sino como estrategia útil a seguir, donde se pretende que el estudiante sea participante activo del proceso, además de desarrollar en él la creatividad y la independencia.  

Este trabajo  propone que, en el caso de la enseñanza de la Biomecánica, se puede adoptar que el Método Científico Experimental se analice como:

Una serie de operaciones lógicas y organizadas las cuales se ejecutan en determinado momento del proceso de enseñanza – aprendizaje de las Ciencias para el cumplimiento de objetivos precisos con vista a encontrar una explicación lógica a los diferentes fenómenos. Es una particularidad del Método Científico llevado a las necesidades del experimento de campo.

Este método, por su carácter, propicia no sólo un mayor interés hacia el proceso de enseñanza - aprendizaje sino también mayores posibilidades de individualizar el misma, de atención directa y diferenciada de los estudiantes dentro de este proceso. Además de desarrollar las habilidades experimentales sobre la realización de las mediciones. Las situaciones problémicas, problemas, tareas y preguntas constituyen los elementos básicos de su dinámica interna. Se relaciona directamente con la adquisición de la experiencia de la actividad creadora y el acercamiento a los métodos de la ciencia. Contribuye a la formación de intereses cognoscitivos así como al desarrollo de habilidades teórico - prácticas. Su objetivo es el dar solución, a los problemas científicos planteados en clases.

Sus etapas regularmente abarcan la:

Ø      Identificación del problema.

Ø      Elaboración de las hipótesis.

Ø      Elaboración del plan.

Ø      Ejecución del plan.

Ø      Formulación de soluciones al problema.

Ø      Elaboración de conclusiones y aplicación de los conocimientos al problema.

En el caso particular de la identificación del problema de investigación, es el punto de partida, ya que  surge a raíz de una dificultad, la cual se origina a partir de una necesidad, en la que aparecen dificultades sin resolver que pueden ser teóricas o prácticas, según estén en el campo de la especulación o en el de la ejecución.

Para lograr esto,  se debe hacer uso de la información que se obtiene a partir de:

·        La observación del fenómeno (o quién plantea el problema).

·        La consulta bibliográfica.

En el caso de la observación, sencillamente se puede analizar como el conjunto de datos que se pueden obtener al presenciar el fenómeno, los que pueden estar dentro o fuera del control del investigador, puntualizando que esto sucede sin llegar a realizar ninguna actividad de medición.  

Es una habilidad que en principio se propone lograr si se pretende que se identifiquen los fenómenos que describen las leyes de la naturaleza; además, se requiere desarrollar en él la habilidad de establecer analogías y diferencias entre objetos y sucesos. 

En el caso de la consulta bibliográfica permite conocer el estado actual del problema, es decir, qué es lo que se ha hecho, cuántos autores han referido importancia al mismo, qué criticas le han realizado, de qué forma, cómo se ha hecho. Evalúa la importancia del problema por resolver y las soluciones intentadas en las diferentes esferas.

Una vez planteada la pregunta y hecha la consulta bibliográfica se procede a formular una hipótesis, este paso se puede analizar en el esquema siguiente (fig. – 1):

Fig. 1

Camino desde la observación a la hipótesis

Partiendo de la observación del fenómeno se explica mediante un lenguaje común qué se pretende buscar en la bibliografía, donde aparece la teoría o referencia al fenómeno observado. Esta puede fluctuar, desde los libros de texto del programa que se imparte  hasta la búsqueda en las enciclopedias especializadas, que se encuentran tanto en soporte electrónico, como convencional.

Comenzando el estudio del fenómeno, y cuando se está dotado de toda la información científica posible  se formula una  hipótesis que se cree tenga posibilidades de explicar la observación, o se decide, cuáles de las leyes naturales son aplicables. El concepto de hipótesis ha sido trabajado por numerosos autores. En este trabajo se propone el que brindan los autores Rivero y Rosas (1999) por su simplicidad y profundidad. “La hipótesis de trabajo es una predicción donde se explica cómo o por qué sucede un fenómeno, y se busca su comprobación o negación por medio de un experimento.” (Rivero y Rosas, 1999  p. 58)

El enunciado de una hipótesis involucra las variables del fenómeno, ya sean cualitativas (si no es posible medirlas) o cuantitativas (cuando se pueden medir), e indica en cierta forma cómo se espera que estén relacionadas. Una vez formulada la hipótesis es necesario analizarla para encontrar sus consecuencias. El análisis de la hipótesis señalará cuales son las variables dependientes, las independientes y los parámetros constantes, además se determina:

·        La región en que interesan los resultados.

·        Las aproximaciones por introducir.

·        La precisión requerida en los resultados.

La región en que interesan los resultados es el intervalo de valores numéricos de las variables, en los que se espera la aparición del fenómeno y que se cumpla la hipótesis.

Esto significa que se debe tomar en consideración cómo se van a medir las variables, y en que unidades se va realizar dicha medición, bajo qué parámetros y qué escala se utilizará.

Es posible que al analizar la hipótesis o el modelo por probar se tenga la necesidad de realizar alguna aproximación. Ello quiere decir  que para facilitar los cálculos  se deban sustituir valores exactos de algunas magnitudes por aproximados, teniendo en cuenta las características de la medición o el cálculo que se requiera realizar. Este aspecto está estrechamente ligado a la precisión requerida para realizar las mediciones en los experimentos. Por supuesto las precisiones tendrán su base en los instrumentos que se utilicen.

Concluyendo este aspecto se puede decir que  la elaboración de hipótesis no es solo un problema de los científicos, este proceso constituye un procedimiento habitual del hombre al caracterizar las personas con las que se relaciona, las cosas, los sucesos habituales, emitiendo criterios o tomando decisiones diarias, según las hipótesis que se halla formulado. Es en un final una actividad que el profesional del deporte debe realizar cotidianamente en su quehacer práctico, en la propia actividad de su trabajo.

Evidentemente que las hipótesis a las que se hace referencia no son las relacionadas con los fenómenos de la naturaleza y que aparecen en el método científico y que por tanto deben ser verificables, se trata  de lograr en el estudiante las habilidades para la formulación de hipótesis, que le permitan desarrollar alternativas para la solución de los problemas que debe resolver en la vida, ya sean teóricos o experimentales, con las cuales debe desarrollar la capacidad de predecir el comportamiento esperado del sistema en estudio, y cuyo resultado puede corroborar con las predicciones de las leyes correspondientes.

En la etapa de la elaboración del plan de investigación se escoge el procedimiento  que se va a usar y los elementos que permitirán  controlar el fenómeno por estudiar o la medición a realizar en un deporte determinado. En este sentido se deben realizar algunas operaciones importantes que faciliten y organicen esta etapa. Las mismas pueden ser:

§         Determinar todos y cada uno de los componentes del equipo que se vayan a utilizar.

§         Acoplarlos.

§         Realizar un experimento de prueba.

§         Interpretar tentativamente los resultados para determinar la precisión, modificando si es necesario, el procedimiento y los  equipos.

Se entiende que en todo trabajo de investigación o en la propia solución de un problema teórico o experimental, se necesita del tiempo, en especial si se trata de un problema complejo que debe hacerse en varias etapas y utilice procedimientos o técnicas laboriosas o que quizás deban repetirse  muchas veces para obtener resultados concluyentes.

Ya  en la ejecución del plan o realización del experimento se deben tabular los datos obtenidos, detectando cualquier anomalía que se presente durante el desarrollo del mismo. Es importante tomar nota de todo lo que sucede, atendiendo a los momentos de realización. Este es uno de los pasos más  importantes, ya que en él se consolidarán los análisis que se tomaron en cuenta con anterioridad, es donde se ponen en juego las habilidades logradas y se detectan las anomalías en el desarrollo de la actividad.

§         El análisis o interpretación de los resultados, ya sean valores, gráficas, tabulaciones, etc., debe contestar lo más claramente posible la o las preguntas planteadas por el problema.

Con los resultados del experimento, el investigador,  obtiene las conclusiones, es decir, aplica su criterio científico para aceptar o rechazar una hipótesis, también es posible que haga conjeturas acerca de un modelo o proponga la creación de otro nuevo, lo que conduce a un problema diferente. Toca a la parte de obtener conclusiones responder con claridad preguntas planteadas en el experimento, manifestar si fue válida o no la hipótesis de trabajo o el modelo propuesto.

Para la elaboración del informe el investigador debe conocer diferentes pasos y tener en cuenta aspectos que no se deben pasar por alto en el mismo, los cuales se dividen en:

·        Título

·        Resumen

·        Definición del problema

·        Procedimiento experimental

·        Resultados

·        Conclusiones

Donde en el título describa lo más fiel y brevemente posible el contenido de la actividad que se realice. El resumen debe describir con brevedad los objetivos del trabajo y los resultados obtenidos. En la definición del problema se debe colocar la información necesaria  para situar el problema, cuáles son las ideas vigentes, los modelos aplicables; además cual es el resultado que se busca y las técnicas a aplicar. El procedimiento experimental es en síntesis la descripción del experimento, donde se harán saber las partes que se consideran importantes en el proceso. Se proporcionarán también datos necesarios para evaluar la precisión en las medidas y la concordancia del experimento con las suposiciones del modelo o hipótesis de trabajo. Los resultados serán suficientemente exhaustivos para comparar la hipótesis o modelo con el experimento.  En las conclusiones se debe contestar la pregunta planteada inicialmente, o establecer por qué no se puede responder.

Aunque por motivos pedagógicos conviene describir los pasos del Método Científico Experimental de forma consecutiva, en realidad se puede notar que hay relaciones entre ellos que obligan a modificar o tomar en cuenta pasos anteriores o posteriores como se muestra en el siguiente esquema (fig. – 2).

 Fig –2

Relación entre los pasos del Método Científico Experimental

En este esquema se describen las relaciones entre los diferentes pasos del método, este aspecto es importante tenerlo en cuenta ya  que la interacción entre cada uno ellos es lo que verdaderamente le puede brindar al estudiante una completa visión de la realidad, y que lo que realice en las actividades del aula lo pueda aplicar a la vida, y de forma particular a la labor dentro del deporte que realice.

Por otra parte no se trata realmente de cambiar las vías de impartir la docencia por una puramente formal o de moda, de lo que se trata es de revertir las dificultades que presentan los estudiantes en el aprendizaje de la Biomecánica, permeada todavía, en muchos casos, de los conceptos de la llamada Escuela Tradicional.

Es importante además reconocer  que con este método que se propone se pueden desarrollar en los estudiantes diferentes habilidades experimentales de medición que son utilizadas en todos los procesos experimentales de medición tanto en la vida práctica como en el deporte, cualquiera que este sea. Estas habilidades mencionadas son las que a continuación se relacionan:

·        Seleccionar los equipos de mediciones necesarios.

·        Determinar la apreciación de los instrumentos.

·        Medir magnitudes.

·        Tabular de datos y elaborar tablas.

·        Construir  gráficos a partir de mediciones experimentales.

Las mismas pueden explicarse atendiendo a la propia operacionalización de que son objeto, lo que a continuación se propone. 

·        Seleccionar los equipos de mediciones necesarios.

La realización de cualquier tipo de medición en los eventos deportivos requiere y necesita de equipos e instrumentos. Una parte de estos lo componen los instrumentos de medición. Cada instrumento tiene un uso determinado, sirven en particular para medir una determinada magnitud. Para la selección de estos es necesario tener en cuenta una serie de acciones, y que son los indicadores que se analizarán para medir el desarrollo de esta habilidad experimental:

Determinar qué magnitudes se van a medir.

Analizar el rango de estas mediciones.

Analizar la existencia de instrumentos propuestos en el diagrama experimental.

Determinar necesidad y rigor de las mediciones.

Escoger el instrumento en cuestión.

·        Determinar la apreciación de los instrumentos.

Una de las primeras actividades en el proceso de medición es estudiar el instrumento de medición para saber cómo se maneja y determinar su apreciación. La apreciación de un instrumento es el valor de la menor medición que se puede hacer con él. Su determinación impone la realización de las siguientes acciones, y que son los indicadores que se medirán para medir el desarrollo de esta habilidad experimental:

Seleccionar el instrumento que se va a utilizar.

Analizar qué tipo de escalas presenta el instrumento.

Calcular su apreciación.

·        Medir magnitudes

La magnitud es una característica general y a la vez particular de los fenómenos y objetos del mundo material. La misma caracteriza a muchos objetos o fenómenos, pero a la vez permite diferenciar entre sí a dichos objetos y fenómenos desde el punto de vista cualitativo. La medición de una magnitud es la determinación experimental del valor de la misma.

En otras palabras la medición de una magnitud es una determinación experimental que se realiza comparando dicha magnitud con otra de la misma especie tomada como referencia, también llamada patrón. Así al medir una magnitud, lo que hacemos es determinar cuantas veces es mayor o menor esta con respecto al patrón tomado como unidad de dicha magnitud.

Las mediciones de magnitudes se pueden realizar de dos formas:

Directas

Indirectas

Se entiende por  medición directa a la que se obtiene cuando el equipo de medición da directamente la información sobre el valor da la magnitud sometida a la medición. O sea, los instrumentos de medición permiten obtener directamente el valor de la magnitud sometida a la medición.

Si el valor que se quiere medir se obtiene a partir del cálculo realizado con el valor de otras magnitudes que se han medido directamente se puede decir que se midió indirectamente. Esto normalmente se realiza calculando la nueva magnitud mediante las ecuaciones propias que definen los fenómenos. Existen  una serie de acciones para alcanzar esta habilidad experimental  lo que constituye  los indicadores para medir el  desarrollo de esta. La medición de magnitudes  presenta las siguientes acciones para su realización:

Determinar la magnitud que se quiere medir.

Determinar los instrumentos que se utilizarán para las mediciones.

Determinar la apreciación de los instrumentos.

Analizar la escala de los instrumentos y el rango de las mediciones que se desean hacer.

Analizar las condiciones de realización de la medición.

Realizar la medición en cuestión.

De  forma general se observan acciones a cumplir independientemente del instrumento que se utilice o la medición que se realice. No obstante se debe tener en cuenta por parte del investigador, el previo análisis de los instrumentos que se utilizarán.

·        Tabular de datos y elaborar tablas

En la realización de toda medición, se debe tener un orden para almacenar la información que se va obteniendo proveniente de la realización de las mediciones, ya sean directas o indirectas como se ha analizado anteriormente. Este ordenamiento permitirá al estudiante realizar correctamente y en orden la compilación de datos y resultados de la actividad que realiza. La anterior actividad se propone en este trabajo sea mediante la confección de tablas, utilizando dos variantes:

De forma manual.

De forma automatizada.

La forma manual es la que comúnmente ejecuta  en un cuaderno de trabajo y, partiendo de ella realiza los cálculos pertinentes que proceden de las mediciones.

La forma automatizada es con la utilización de las nuevas técnicas  de cómputo y los Softwares  existentes y depende en gran medida de las características del local o la institución en que se realice el estudio.

Para la tabulación de datos y la elaboración de tablas, se deben tener en cuenta las siguientes acciones que coinciden con los indicadores para medir su desarrollo en los estudiantes:

Determinar qué tipo de medición se realizará de las  magnitudes, si es directa o indirecta.

Determinar el formato de la tabla a utilizar.

Ubicar los datos en la tabla según los intereses de la investigación que se realiza.

·        Construir  gráficos a partir de datos experimentales

Las leyes y los principios de la Biomecánica expresan relaciones entre las magnitudes , estas relaciones pueden ser expresadas:

En palabras, como se hace comúnmente en los enunciados formales.

Por medio de símbolos en una ecuación.

Por una representación gráfica.

La relación del medio de expresión se decide por el uso que se vaya a hacer de la información, en este caso, la forma sería gráfica. Esta presenta al investigador un cuadro vivo de la manera en que una magnitud varía con  respecto a otra, es decir su dependencia. Esto quiere decir que se pueden analizar gráficamente la dependencia entre las magnitudes involucradas en la realización del experimento con el ploteo de los valores de estas. En este sentido los gráficos pueden ser usados los gráficos pueden ser usados:

Para obtener otras parejas de valores aparte de los ploteados.

Para detectar imprecisiones en los datos.

Para descubrir tendencias y puntos críticos.

Para analizar el comportamiento de las magnitudes que se estudian en cuestión.

En esta valoración se resumen las utilidades que le brinda la construcción de gráficos  a los que realicen  una determinada medición. Esta habilidad experimental, impone la realización de diferentes acciones, las cuales constituyen su sistema de indicadores para medir el desarrollo de la misma.

Determinar las magnitudes que se deben medir.

Determinar los límites de las escalas para  cada eje, los cuales deben corresponderse por los valores límites observados en el experimento.

Dividir los ejes de coordenadas atendiendo a los rangos de los valores observados.

Registrar los valores de las mediciones en una tabla.

Seleccionar una división de las escalas independientes para cada eje teniendo en cuenta las características de los valores registrados en la tabla para cada magnitud.

Plantear los valores en el gráfico según el orden de la tabla.

Trazar una curva que pasa a través de los puntos del gráfico.

Conclusiones

De acuerdo con lo antes analizado, se puede señalar que el Método Científico Experimental puede mostrar un espectro amplio de variedades si se dirige la atención  al grado de independencia y al nivel de información y ayuda previa que recibe el estudiante en el proceso de medición que puede realizar como parte de su adiestramiento profesional.

En esto es preciso prever que ambos elementos vayan desarrollándose en el sentido del aumento del grado de independencia y del incremento en los elementos de búsqueda de información, en la profundización en el contenido, la necesidad de mayor consulta en las fuentes de forma general y las propuestas de montajes experimentales dentro de las propias clases.

En la presente propuesta se busca en lo posible reducir gradualmente el volumen de la  información previa en aras de que el alumno la busque, y de transformar el proceso de enseñanza, paulatinamente en una enseñanza problémica, de planteamiento de situaciones para la búsqueda, sobre la base de los elementos que ha adquirido, de la respuesta o solución.

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Autores:     MSc. Rolando Márquez Lizaso.       

                   Dr. C. Jorge García Ruiz

                   Dr. C. Alodio Mena Campos

 Datos de los autores

MSc. Rolando Márquez Lizaso.

Profesor asistente de la facultad de Formación de Profesores Generales Integrales de Secundaria Básica del Instituto Superior Pedagógico “José Martí” de la Ciudad de Camagüey, Cuba.

Dirección particular:   Lugareño #317 e¤ Martí y Hermanos Agüero, apartamento 706, piso 7. Camagüey, Cuba. 

CP 70100.

Correo   e – mail: marquezlizaso@yahoo.com

rolo@ispcmw.rimed.cu

     Dr. C. Jorge García Ruíz

Decano y profesor auxiliar de la facultad de Formación de Profesores Generales Integrales de Secundaria Básica del Instituto Superior Pedagógico “José Martí” de la Ciudad de Camagüey, Cuba.

 Dr. C. Alodio Mena Campos.

Profesor Titular del Centro de Estudios de Ciencias de la Educación de la Universidad Ignacio Agramonte de  Camagüey.

 Instituto Superior Pedagógico “José Martí”

Camagüey 2005  

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