Monografias | Las hojas electrónicas de cálculos, una vía para la interdisciplinariedad en las ciencias exactas

ÍNDICE

-Resumen
-Introducción 
-Desarrollo 
-Conclusiones 
-Bibliografía 

RESUMEN
El acelerado desarrollo de la ciencia y la técnica del mundo actual está caracterizado por un gran cúmulo de información científica. Esto exige un perfeccionamiento de los sistemas educacionales de los países que deben garantizar, entre otros factores, el acceso al conocimiento mediante múltiples fuentes y formas del material educativo con enfoque interdisciplinario, donde se favorece la capacidad de aprendizaje individualizado y generalizado del individuo.

Nuestro país no está ajeno a ello. En el proceso de perfeccionamiento en que nos encontramos una necesidad es encarar con urgencia la introducción en la práctica del enfoque interdisciplinario en el proceso de enseñanza-aprendizaje del preuniversitario, sin embargo se presentan deficiencias que atentan contra el mismo, entre ellas está la falta de preparación de los docentes.

El objetivo de este trabajo es contribuir a dicha preparación al abordar elementos teóricos medulares relacionados con la interdisciplinariedad y su ejemplificación en el área de Ciencias Exactas para este nivel de enseñanza.

Palabras reservadas: Hojas Electrónicas de Cálculos, interdisciplinariedad, Ciencias Exactas.

THE ELECTRONIC SHEETS OF CALCULUS. AN ALTERNATIVE TO INTERDISCIPLINARITY IN EXACT SCIENCES.
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ABSTRACT
In the development of the science around the world, there is a great quantity of scientific information. So, it is necessary to better the educational systems of the different countries so as to be able to work with the different sources and ways of the interdisciplinary educative materials, leading to the learning capacitty of the individual.
Our country is not out of it. In this process we find the necessity to face the introduction of the interdisciplinary work in the teaching learning process. However there are some difficultties we find within this, such as lack of preparation of the teachers.
This work deals with different elements related to interdisciplinarity and its example in the preuniversity.

INTRODUCCIÓN
El acelerado desarrollo de la ciencia y la técnica del mundo actual está caracterizado por un gran cúmulo de información científica. Esto exige un perfeccionamiento de los sistemas educacionales de los países, que deben propiciar la preparación de un individuo capacitado para asimilar los conocimientos y valores que le permitan resolver de una forma consciente los problemas que le atañen en la sociedad en la cual viven.

Surgen nuevas disciplinas curriculares, lo que obliga a la didáctica a organizar racionalmente el proceso de enseñanza aprendizaje donde los contenidos de las diferentes disciplinas se integren. Con esta concepción la formación de los sistemas de conocimientos, hábitos y habilidades no responden a una disciplina determinada sino a un sistema general de conocimientos y habilidades que se establece entre los objetivos comunes de las disciplinas.
Para cumplir lo anteriormente expresado debe lograrse en el proceso docente educativo la interdisciplinariedad y este es uno de los retos universales que enfrenta la educación.

Nuestro país no está ajeno a ello. En el proceso de perfeccionamiento en que nos encontramos se presentan deficiencias que atentan contra el trabajo interdisciplinar, entre ellas está la falta de preparación de los docentes.

El objetivo de este trabajo es contribuir a dicha preparación al abordar elementos teóricos medulares relacionados con la interdisciplinariedad y su ejemplificación en el área de Ciencias Exactas para este nivel de enseñanza
Se toma como referencia la integración de los contenidos de la Informática con la Física y la Matemática por las posibilidades que la primera ofrece. 

DESARROLLO

¿Qué se entiende por interdisciplinariedad?
No es un término nuevo. Varios especialistas la han conceptualizado pero se asume por la autora el concepto dado por Salazar (2004) por considerarlo el más completo. 

“El elemento esencial de la interdisciplinariedad está dado por los nexos o vínculos de interrelación y de cooperación entre las disciplinas debido a objetivos comunes.

Esa integración hace aparecer nuevas cualidades integradoras no inherentes a cada disciplina aislada, sino a todo sistema que conforman y que conduce a una organización teórica más integrada de la realidad. ¨ 

Cuando la concepción de los currículos es disciplinar como es en Cuba se establece una relación vertical entre los contenidos de la disciplina específica y una relación horizontal entre los contenidos de las diferentes disciplinas del currículo. Se tiene el criterio por lo especialistas que en esta última está el principal problema.

Existen diferentes clasificaciones de estas relaciones interdisciplinarias, en este caso se hace referencia al enfoque de J. Piajet (1678) y retomado por la Salazar y otros autores (2004).

1. Multidisciplinariedad: Nivel inferior de integración. Para solucionar un problema se busca información y ayuda en varias ciencias. Los contenidos son tratados desde diferentes ángulos.
2. Interdisciplinariedad: Segundo nivel de asociación. Se realizan interacciones reales entre las disciplinas es decir una verdadera reciprocidad de intercambio.
Esta interacción puede ir desde la simple comunicación de ideas hasta la integración mutua de conceptos, metodologías, la organización de investigaciones y la enseñanza en un campo más bien grande.
3. Transdisciplinariedad: Etapa superior de integralidad. Construcción de un sistema total que no tiene fronteras sólidas entre disciplinas.

Es decir los conceptos, los métodos, etc, se generalizan. 
Generalmente la integración de los contenidos se realiza a través de tareas docentes que según Pilar Rico y Margarita Silvestre(2004) son:
¨Aquellas actividades que se conciben para realizar por el alumno en la clase y fuera de esta, vinculada a la búsqueda y adquisición de los conocimientos y el desarrollo de habilidades. ¨ 

De lo analizado anteriormente se infiere que tienen que producirse cambios en la forma de pensar y actuar de los docentes ya que la didáctica que se aplique tiene que ser también interdisciplinar, es decir responder a las características generales de las disciplinas que se integren y no a las particularidades de estas de forma aisladas.

La importancia de la interdisciplinariedad está dada porque contribuye marcadamente al cumplimento del principio didáctico de la sistematicidad que tiene su razón de ser en la integración de las disciplinas a través de la relación vertical del los principales elementos de esta(continuidad), y de la base que constituye el contenido ya conocido para una nueva situación de aprendizaje(secuencia). También contribuye a la concepción científica del mundo al permitir reflejar concientemente las relaciones objetivas de los fenómenos de la naturaleza, la sociedad y el pensamiento humano que propicia la preparación para la vida social. 

En la escuela cubana para la implementación de la interdisciplinariedad los especialistas recomiendan los siguientes pasos que se resumen a continuación:
1. Estudiar los documentos rectores del nivel(Programas directores, programas de las asignaturas, etc )
2. Diagnosticar (Alumnos, docentes, escuela, comunidad).
3. Determinar los objetivos que se pueden trabajar con esta concepción, así como los problemas que pueden ser resueltos. Debe comprenderse que deben ser comunes para estas disciplinas.
Aquí se procede a la determinación de los llamados nodos cognitivos que son los puntos de acumulación de conocimientos (Conceptos, leyes, modelos, teorías) en torno a otros conceptos o habilidades más relevantes por su importancia teórica o práctica.
4. Construir el marco referencial. Se determinan aquellos contenidos que en el componente cognitivo convergen, se complementan o se relacionan.
5. Elaborar las situaciones de aprendizaje que permiten el logro de los objetivos. Seleccionar tareas docentes, objetivos, contenidos, métodos, medios, formas organizativas y evaluativos(Modelo didáctico)
Entre los requisitos que deben cumplir las actividades que se propongan deben estar: Ser reales, contemplar varias asignaturas, propiciar la utilización de diferentes fuentes de información, utilizar diferentes procedimientos y recursos con cierta complejidad.
6. Aplicar el modelo didáctico.
7. Evaluar la efectividad de los objetivos propuestos.

Según Castro (2004) también se puede hablar de tres dimensiones de la interdisciplinariedad las que por supuesto deben tenerse presente por el profesor en el momento de la preparación de la actividad.
Metodológica: Abarca los métodos en la dirección del proceso según las características del contenido.
Cognitiva: Se refiera a los conocimientos que se implican y que son comunes, se complementan o convergen en las disciplinas.
Axiológica: Relacionado con el significado, el sentido, la valoración que se adquiere del aprendizaje concreto y la actitud hacia la necesidad de transformación de la realidad en la que vive el individuo. 

A continuación se ejemplifican los aspectos analizados con anterioridad a través de un ejemplo que incluye contenidos del área de las Ciencias Exactas. 
En los objetivos a lograr para el nivel de preuniversitario se propone Crear habilidades para la solución de problemas de la vida práctica (Habilidad relevante). Con este fin se puede propone una tarea docente que se base específicamente en la aplicación de fórmulas para la solución de problemas. La Matemática es rectora de este objetivo el que trata desde noveno grado donde se aborda el concepto función y su relación con la dependencia funcional, así como que conozcan las diferentes formas de representar una función y sus relaciones mutuas mediante el estudio de las funciones lineales, estos conocimientos se continúan enriqueciendo en décimo grado. La Física puede dar solución a sus problemas con su aplicación.

Además la herramienta informática Hoja Electrónica de Cálculo (HEC) brinda entre otras las siguientes posibilidades: 
a. Comprender y refirmar conceptos matemáticas básicos. 
b. Estimular las capacidades mentales de orden superior mediante el uso de fórmulas para responder a preguntas. 
c. Solucionar problemas usando fórmulas para manipular números, interpretar gráficas, etc.
d. Propiciar un ambiente más agradable de trabajo, aumentar la motivación, disminuir el tedio.
e. Experimentar nuevas posibilidades y crear habilidades para el empleo eficiente de la tecnología. 

Al hacer el análisis de los documentos rectores se llega a la conclusión que el objetivo planteado compete a las tres disciplinas por lo que pueden contribuir a su cumplimiento.

La actividad que se planifique tendrá en cuenta las características de la comunidad, qué tipo de actividad predomina (científica, deportiva, agrícola, industrial), qué problemas de esta pueden resolverse con estos conocimientos). También qué conocimientos básicos poseen los alumnos y cuáles son sus motivaciones, intereses, además de las posibilidades reales de los profesores y del centro con las TIC .

La tarea docente pudiera ser
Dos ciclistas que se encuentran a una distancia de 12m se mueven de forma rectilínea uno al encuentro del otro con velocidades de acuerdo a las siguientes expresiones:

VA = - 2+ 2t (V en m/seg y t en seg)
VB = 5(V en m/ seg)

a) Compare matemáticamente estas ecuaciones teniendo en cuenta a qué función representan.
b) Evalúe estas funciones para valores de tiempo en el intervalo de 0 a 5 seg cada 1seg y represente estas tabulaciones. 
c) Represente el gráfico más indicado.
d) Interprete la representación gráfica obtenida y diga cuántos metros se desplazó cada cuerpo antes de encontrarse.
e) En qué tiempo las velocidades coinciden.

Los componentes dimensiónales para este ejemplo se expresan a continuación:

Componente cognitivo (nodos cognitivos).
- Concepto de ecuación, fórmula, función , variable, coordenadas de un punto, sistema de referencia, vectores, posición, desplazamiento.
- Características de una HEC.
- Importancia de la HEC .
- Producción, interpretación de información estadística y gráfica.
- Habilidades para el manejo de recursos informáticos y solución de problemas.

Componente metodológico.
- Métodos y procedimientos. Matemáticos, físicos e informáticos para el procesamiento e interpretación de información.
- Técnica de búsqueda y exposición de información.

Componente axiológico.
- Responsabilidad.
- Motivación hacia las disciplinas.
- Conciencia de la necesidad del aprendizaje para resolver problemas de la sociedad.
- Significado de la importancia del desarrollo de la ciencia y la técnica para el desarrollo del país

Modo de proceder en la actividad
Cómo proceder por el profesor
Recordemos que toda actividad consta de tres etapas, orientación, ejecución y control. Además La orientación precede a al ejecución y el control se realiza e n todo momento. 

El Profesor deberá previamente garantizar la reafirmación de los conocimientos previos que se expresan en las dos primeras dimensiones expuestas con anterioridad. Además realizará actividades más sencillas que requieran el uso de fórmulas y gráficas en la HEC. 

En la etapa de orientación el profesor pudiera motivar con la importancia de resolver esta situación por otra vía más óptima. Orientará el objetivo y explicará el procedimiento a seguir para la solución de la tarea oral o mediante una guía escrita de acuerdo con las condiciones reales. Puede ser: 
- Comienza abriendo la Hoja de Cálculo y encabeza las columnas con el tiempo, V=2+2*t y V=5 respectivamente a partir de la celda B4.
- Escribe los valores del tiempo a partir de la celda B5
- Introduce la fórmula V=2+2*t en la celda C5.
- Introduce la fórmula V=5 en la celda D5.
- Ordena a la Hoja de Cálculo que calcule los valores de la velocidad para estas expresiones.
- Calcula las velocidades para la expresión V=2+2*t en el rango de tiempo dado.

En la etapa de ejecución el estudiante deberá tomar apuntes, con sus propias palabras sobre la importancia y los procedimientos a seguir según orientaciones del profesor., operar en la HEC y resolver. Además argumentar sobre el orden que utilizó para priorizar las operaciones en la solución de los problemas propuestos. El resultado debe ser:

a y b) Son funciones lineales

      

.
c) gráfico XY de dispersión
 






c) El ciclo A se desplaza 4,75m y el ciclo B 7,5m. 
d) e) A los 1,5 segundos 

El profesor controlará los apuntes del estudiante, la comprensión de la tarea y las explicaciones verbales que este dé sobre los resultados, el manejo adecuado de la Hoja de Cálculo y la aplicación de los conocimientos previos así como el protagonismo durante la clase.

CONCLUSIONES
1. La interdisciplinariedad responde a la necesidad de optimizar el proceso docente educativo caracterizado en la actualidad por el gran cúmulo de información científica que los estudiantes deben procesar.
2. En los programas de las asignaturas del área de Ciencias Exactas (Física, Matemática e Informática de décimo grado), existen valiosas potencialidades para las relaciones interdisciplinarias entre estas.
3. La posibilites que brindan las HEC para el trabajo con fórmulas constituye una vía fundamental para potenciar las relaciones interdisciplinarias con la asignatura Matemática y Física ya que permite la integración de contenidos de estas disciplinas y contribuye a la adquisición de conocimientos y habilidades más generalizados lo que influye positivamente en su formación integral con vista a solucionar problemas reales de la sociedad en que vive.

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AUTORA: 
Ms c. Tomasa del Carmen Fernández Valdés. 
e-mail: cfernandez@ispss.rimed.cu 
Instituto Superior Pedagógico “Silverio blanco Núñez”
País: Cuba Provincia: Sancti Spiritus

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