Prefacio
- Page ID
- 124606
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
Ondas: Un Tutorial Interactivo es un conjunto de 33 ejercicios diseñados para enseñar los fundamentos de la dinámica de las olas. Comienza con propiedades de onda muy simples y termina con un examen del comportamiento de onda no lineal. El énfasis aquí está en las propiedades de las olas que son difíciles de ilustrar en una figura estática de libro de texto. Las simulaciones no son un sustituto del trabajo de laboratorio. Sin embargo, permiten la visualización de procesos que normalmente no se pueden ver (por ejemplo, campos eléctricos y magnéticos). Permiten la visualización de procesos que son demasiado rápidos (por ejemplo ondas) para seguir en tiempo real o demasiado pequeños para ver (por ejemplo termodinámica a escala molecular). Permiten la manipulación de procesos que pueden ser peligrosos (colisiones) o difíciles de experimentar (ondas). También permiten una repetición fácil. Por todas estas razones, las simulaciones son una excelente manera de introducir a los estudiantes a los complejos fenómenos de las olas.
El tutorial se puede utilizar junto con un texto o como una introducción independiente a las ondas. La exposición al cálculo y a la física básica se asume en estas últimas secciones. El material fue construido de tal manera que se requiere que el estudiante trabaje activamente su camino a través del material en lugar de leer pasivamente texto impreso a un bajo nivel de comprensión. El objetivo es sustituir el libro de texto tradicional para el curso (pero no necesariamente sustituir todo el curso) por instrucción asistida por computadora que requiera un aprendizaje activo por parte del alumno. El objetivo fue crear un texto guiado que integre las fortalezas de los libros de texto impresos, estáticos y la dinámica interactiva de Internet para involucrar al estudiante en el aprendizaje activo de la física de las ondas.
Juega la simulación anterior y observa la propagación de la onda a lo largo de una cuerda con cuentas. ¿Cómo se puede expresar matemáticamente este movimiento? ¿Qué pasaría si la cuerda está unida a una pared? ¿Qué pasa si se aumenta la masa de las cuentas? Desarrollaremos respuestas a estas y preguntas relacionadas en este tutorial pero lo que es tan importante es la imagen mental obtenida de una visualización de los fenómenos.
Interactive Engagement
Sabemos desde hace algún tiempo que los métodos de enseñanza activa funcionan mejor que dar clases en el aula. (Ver R.R. Merluza, “Interactive-engagement vs traditional methods: Una encuesta de seis mil estudiantes de datos de pruebas de mecánica para cursos introductorios de física”, Am. J. Phys., ene. (1998)). Muchos instructores ahora utilizan trabajo colaborativo en grupo, demostración de conferencias, diálogo socrático y otras técnicas interactivas en su aula. Pero, ¿qué pasa con el libro de texto? Los estudiantes ahora tienen acceso a libros de texto electrónicos para la venta o renta pero estos siguen siendo en su mayoría archivos estáticos (pdf). Todo lo que se ha hecho es agilizar el acceso al mismo material que existía en copia impresa. A excepción de la introducción de las imágenes en color, no ha cambiado mucho desde la época de Guttenberg.
Los libros de texto de física son notoriamente difíciles de leer. En los resultados de la puntuación de Evaluación Estudiantil de la Enseñanza (SET), la percepción del libro de texto de física SIEMPRE recibe la puntuación más baja, independientemente del texto que se elija o quién imparta la clase. Cuándo (si?) los alumnos leen el texto, ¿qué obtienen de él? ¿Se involucran activamente en el tema o simplemente miran las palabras y las imágenes? Algunas evidencias de investigación insinúan que, al menos para la física, los estudiantes no obtienen mucho de un libro de texto tradicional sino que dependen del instructor para interpretarlos porque no saben leer un libro de física. Pero, ¿y si el libro de texto requiriera responder preguntas y manipular simulaciones por computadora mientras el alumno trabajaba a través de un tema? El objetivo de este tutorial es explorar la posibilidad de que un libro de texto que requiera que el estudiante se involucre conduzca a una mejor comprensión del material; para hacer un mejor libro de texto, un libro de texto de aprendizaje activo.
En el mundo de la educación, Internet y la tecnología de gestión de cursos todavía se usa con demasiada frecuencia como una herramienta de comunicación unidireccional, simplemente haciendo que sea un poco más conveniente para los estudiantes de un curso convencional recibir el mismo material o similar que anteriormente se entregaba en clase. Pero la misma tecnología puede ser utilizada como una herramienta de comunicación bidireccional donde los estudiantes participan activamente en la manipulación del material del curso, controlando tanto simulaciones como experimentos en vivo, colaborando con otros estudiantes e interactuando con el instructor. Muchas de estas actividades se pueden realizar en un entorno de laboratorio como parte integral de un curso programado regularmente, realizarse de forma asincrónica como tareas escolares o completarse como un componente de un nuevo tipo híbrido de curso de aprendizaje a distancia.