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La cuántica en los libros de texto de segundo curso debachillerato.

Quantum theory in text books of the second year of bachi-llerato.

Miguel Blanco Otano

Contratado por la Universidad Autónoma de Madrid en el CERN - Centro Europeo deInvestigación Nuclear - de Ginebra - Suiza.(Fecha de recepción 08-09-2008)(Fecha de aceptación 14-10-2008)

Resumen

Los libros de texto interpretan el currículo y continúan siendo uno de los soportesfundamentales de información y en muchas ocasiones el mediador entre el profesor, elalumno y la materia. En el artículo analizamos el tratamiento de la física cuántica enuna muestra de libros de texto de 2º de Bachillerato en Extremadura, en la asignaturade Física, dentro de la modalidad de Tecnología. Las características analizadas son:antecedentes históricos; conocimientos previos; contenidos y su representación enmapas conceptuales; vinculación con la vida cotidiana; imágenes e ilustraciones; y acti-vidades.

Palabras Clave: Libros de texto. Secundaria. Física cuántica.

Summary

Text books interpret the curriculum and continue to be one of the fundamentalresources of information and are on many occasions the mediator between teacher, pupiland the subject material. In this article we analyse the treatment of quantum physics ina selection of text books of the second year of Bachillerato in Extremadura, in the sub-ject of Physics within the Technology module. The characteristics analysed are: histori-cal review, previous knowledge, content and conceptual maps, links to everyday life,images and illustrations and activities.

Key Words: textbooks, secondary education, Quantum physics.

Campo Abierto, vol. 27 nº 2, pp. 49-72, 2008

Campo Abierto, vol. 27, nº 2 - 2008 Miguel Blanco Otano

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1. Introducción.

No es casualidad que el siglo XX ha-ya sido testigo de una revolución cientí-fico-técnica que ha cambiado nuestramanera de concebir el mundo, los recur-sos a nuestro alcance, la sociedad y laciencia, entre otras. No es casualidad si-no consecuencia, entre otros factorescientíficos, históricos y sociales, del de-sarrollo de una rama de la física que havenido en llamarse “física moderna”, dela cual la teoría cuántica es uno de los ac-tores principales.

Las teorías del final del siglo XIX yprincipios del XX supusieron toda unarevolución, todo un cambio desde elpunto de vista físico. Cuando Planckanunció que quería estudiar física, le di-jeron que esa era una rama de la cienciacerrada (Kragh, 2007). El estudio de laradiación térmica por Kirchhoff en la se-gunda mitad del siglo XIX así como losdescubrimientos de los rayos X porRöntgen, de la radiactividad por Becque-rel en 1896, del electrón por Thompsonun año después, entre otros, dieron lugara que esta ciencia no estuviera ni muchí-simo menos cerrada, sino que hubo queproponer teorías muy distintas de las an-teriores, como la relatividad o la mecáni-ca cuántica, que en muchos casos supu-sieron cambios filosóficos en la concep-ción del universo, cuya amplitud escapadel domino restringido de la ciencia(Einstein e Infeld, 1939).

A día de hoy mucho de lo que sucedea nuestro alrededor tiene un origen ocomponente cuántico: la célula fotoeléc-trica de seguridad en ascensores, las pla-cas de los ordenadores, mucha de laenergía que consumimos (tanto la nucle-

ar como la fotovoltaica), las increíblesterapias de radiación usadas en medici-na, los diagnósticos de rayos X, o las re-sonancias magnéticas.

Numerosos científicos y filósofoshan investigado sobre los profundoscambios que la física del siglo XX impli-caron en la filosofía occidental. La me-cánica cuántica ha influido profunda-mente en el pensamiento humano (Ja-mmer, 1974; en Greca y Herscovitz,2002). La visión determinista del mundoy algunos otros axiomas se rompieroncon la teoría cuántica (Bunge, 1982; Ca-pra, 1974; Hawking, 1988).

Sin embargo el hecho de que estasteorías tengan su aplicación en ámbitosde altas energías o de lo macroscópico omicroscópico, hace que sea la física clá-sica, que tiene su aplicación en el meso-cosmos que nos es más habitual, la quesiga enseñándose en las escuelas, limi-tándose la introducción de estos temasfundamentalmente a los Bachilleratoscientíficos. El no introducir la temáticaactual de la física tiene el riesgo de quelos estudiantes piensen que la cienciaque se les imparte está desfasada y aleja-da de la actualidad (Millar y Hunt, 2006)

El currículo de Extremadura, con-templa en uno de los bloques en 2º cursodel Bachillerato, dentro de la modalidadde Tecnología, la introducción de la físi-ca moderna, (Junta de Extremadura,2002). Entre los objetivos desarrolladosse especifican algunos en los que la físi-ca moderna juega un papel especialmen-te relevante, como es comprender la in-fluencia de la física en el desarrollo de lasociedad y la relación de ésta con el me-dio ambiente y la mejora de las condicio-nes de vida de la sociedad, comprender

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que la física es una parte del conoci-miento científico en continua evolución,o desarrollar una actitud flexible y tole-rante frente a que existan contradiccio-nes sobre los asuntos relacionados con lafísica.

Dentro del bloque dedicado a la físi-ca moderna, los contenidos específicosde física cuántica del Currículo son lossiguientes: Fenómenos que no se expli-can con la física clásica; Radiación delcuerpo negro. Distribución espectral. In-terpretación clásica; Teoría de Planck.Cuantización de la energía; Efecto Foto-eléctrico. Teoría de Einstein; Ondas demateria. Hipótesis de De Broglie. Com-portamiento cuántico de las partículas;Principio de Incertidumbre de Heisen-berg.

Al margen de las orientaciones curri-culares, los libros de texto interpretan elcurrículo y, en muchos casos, siguensiendo el principal recurso de apoyo parala enseñanza (Jiménez, 1997). A pesarde la incorporación a la enseñanza de lasnuevas tecnologías de la información yla comunicación y de otros materiales di-dácticos, los textos escolares siguen te-niendo una indudable utilidad, y conti-núan siendo uno de los soportes funda-mentales de información y en muchasocasiones el mediador entre el profesor,el alumno y la materia.

Las opiniones sobre el libro de textosuelen moverse entre posiciones muy ex-tremas: o seguirlos “al pié de la letra” odenostarlos como los culpables de losmales de la enseñanza, asociándolos des-pectivamente al modelo de enseñanzatradicional-transmisivo. Coincidimoscon Del Carmen y Jiménez (1997) enque es necesario buscar una posición in-

termedia, que supone bajarlos del pedes-tal para unos, o subirlos del pozo paraotros, según la perspectiva, asignándolesun papel más modesto entre otros recur-sos y materiales curriculares, pero im-portante para facilitar el trabajo del pro-fesorado y del alumnado.

Los libros de texto pueden cumplirdiferentes funciones como recurso y ma-terial curricular. Para Blázquez (1994)los libros de texto: transmiten la infor-mación y condicionan el quehacer didác-tico y de aprendizaje de los alumnos, po-seen una proyección psicopedagógica;pueden ser un medio formativo; lo quesignifica una mayor implicación perso-nal en las actividades de aprendizaje; ypueden servir de guía respecto del conte-nido y la secuencia del mismo.

Aunque el libro de texto es una herra-mienta más y en la actualidad existenmultitud de materiales didácticos y acti-vidades que ayudan y favorecen elaprendizaje, entre ellas las nuevas tecno-logías de la información y la comunica-ción, la relevancia que siguen teniendolos libros de texto nos ha llevado a reali-zar un estudio exploratorio de cómo és-tos abordan el tema de la física cuánticaen segundo curso del Bachillerato en laasignatura de física de la modalidad detecnología.

2. Fundamentación y antecedentes.

2.1. La enseñanza de la física cuántica.

Aunque no tenga especial relevanciaen el resto de contenidos de la enseñan-za secundaria (es el último bloque del úl-timo curso), sí que la tiene en la mayoríade carreras de ciencias (ingenierías, quí-


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mica, física, medicina,…) que están en-tre las opciones al alcance de los alum-nos de la modalidad de Tecnología delBachillerato en el que se encuadra laasignatura de física.

La forma en la que ésta aparezca, có-mo se conciban los cambios que estapropone y la forma en la que los alumnosla aprendan marcará la forma en la queestos alumnos puedan asimilar concep-tos de sus respectivas carreras.

Según Sánchez del Río (2004; enGarcía y Criado, 2007) es necesarioabordar el tema de la física moderna des-de todas sus perspectivas, y desde los ni-veles básicos de la educación, con el finde que la ciudadanía se forje una opiniónlo más fundamentada posible.

Hoy en día se generan noticias, deba-tes y situaciones en las que temas de físi-ca moderna salen a relucir sin que lasopiniones estén fundamentadas en cono-cimientos firmes o propios. Los alumnosegresados del Bachillerato deben ser ca-paces de manejar esa información demanera autónoma y suficiente pudiendogenerar opiniones propias, enriquecien-do el debate público en temas tan com-plicados como la energía o la medicinanuclear o los residuos radiactivos.

Durante los años de facultad, brome-ábamos en que habíamos perdido eltiempo en aprender cosas que luego ha-bíamos demostrado que eran falsas. Elhecho de que la física clásica sea válidaen la mayor parte de las situaciones quepodemos encontrar, hace que coexistandos interpretaciones bien distintas de larealidad. Hasta finales del último cursode 2º de Bachillerato, los alumnos de se-cundaria han ido aprendiendo leyes y

teorías que en ese momento se demues-tran falsas, o al menos no completas. Es-to a priori puede suponer un problema,dado que lo que ellos tratan de aprenderpuede entrar en conflicto no sólo con suexperiencia cotidiana, sino también conaquello que les enseñaron en la escuela yen ese mismo sitio donde ahora le dicenotra cosa.

En realidad, la física cuántica y la fí-sica clásica no tienen por qué solaparseni oponerse, ya que, aunque la primerasea siempre válida, ambas suelen consi-derarse en entornos bien distintos, utili-zándose la cuántica sólo en el mundomolecular o atómico (10-10 m).

Según Greca y Herscovitz (2002), losresultados de varias investigaciones se-ñalan que la forma en que tradicional-mente son introducidos los conceptoscuánticos no logra buenos resultados enel aprendizaje de los estudiantes, proba-blemente en parte, porque continúan vi-sualizándolos o intentándolos compren-der desde modelos mentales “clásicos”.Ellas propusieron presentar estos con-ceptos como discusión conceptual a par-tir de fenómenos simples, intentando noestablecer analogías ni ligaduras con losconceptos clásicos, obteniendo resulta-dos exitosos.

Para Gil, Senent y Solbes (1989) lasdificultades del aprendizaje de la físicamoderna no son de naturaleza diferente alas del aprendizaje de la física en generaly planteando la enseñanza de la físicamoderna desde el punto de vista cons-tructivista, como un cambio conceptualy metodológico se produce una sensiblemejora del aprendizaje, tanto de la físicaclásica como de la moderna. Exponenque existe desde la enseñanza habitual


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un tratamiento lineal y desestructuradoen la introducción de conceptos, mez-clando concepciones clásicas y moder-nas, si bien esto se basa en análisis reali-zados por ellos mismos en años anterio-res a 1989, pudiendo haber cambiado no-tablemente en los nuevos textos.

Es de especial atención señalar queapenas existen preconcepciones origina-das por la experiencia diaria, como pue-da suceder en la mecánica clásica o latermodinámica, dado lo lejos que este te-ma está de la experiencia cotidiana. Síque pueden existir algunas ideas, senti-mientos o afecciones generados por lacantidad de noticias entorno a la energíao el armamento nuclear, pudiéndose es-tudiar la influencia de los medios de co-municación en este tema en otro trabajo.Styer (1996) señala 15 errores comunesen el aprendizaje de la mecánica cuánti-ca, clasificándolos según atiendan a laidea de estado cuántico, a la idea de me-dida, al tema de partículas indistingui-bles, y otras derivadas de densidades deprobabilidad y otros conceptos nuevos.Es interesante tener claros estos posibleserrores antes de planificar esta unidad di-dáctica, evitando que los materiales o lasexplicaciones favorezcan o no eviten laaparición estas ideas.

Solbes et al. (1988) afirman que mu-chos alumnos tienen errores conceptua-les cuyo origen se encuentra en los tex-tos y en las explicaciones de los profeso-res. Muchos de estos errores se producenen las simplificaciones que se introducenpara explicar sistemas complejos.

2.2. El libro de texto en la enseñan-za-aprendizaje de las ciencias

En las aulas de ciencias de todos losniveles educativos los libros de texto yen general los materiales escritos, siguensiendo importantes materiales de apoyopara la enseñanza: “La importancia queel profesor les asigna es muy grande, ypuede decirse que una de las decisionesmás importantes que toman muchas per-sonas cada curso, o cada vez que cambiael plan de estudios, es la de escoger undeterminado libro de texto” (Jiménez,1997, 5).

Sánchez y Valcárcel (1999) indicanque el 92% de los profesores de cienciasde secundaria utiliza el libro de texto co-mo principal referencia en la planifica-ción de unidades didácticas, disminu-yendo la utilización exclusiva cuando losprofesores han realizado cursos de actua-lización didáctica de larga duración (Ro-drigo et al, 2000). La dependencia del li-bro de texto es aun mayor entre profeso-res en formación y principiantes (Blan-co, 1991).

En otras investigaciones con profeso-res de ciencias se ha observado que losprofesores de secundaria al iniciarse enla enseñanza toman el libro de texto co-mo una referencia fundamental para or-ganizar el contenido científico (Pavón,1996) y que la dependencia es mayorcuanto más bajos sean sus conocimien-tos de ciencias (Harlen y Holroyd, 1997;Hashweh, 1987; Lee y Porter, 1993). Noobstante algunos de estos estudios estánhechos antes de la aparición de las nue-vas tecnologías. Existen ya bastantes es-tudios sobre el uso de las TIC en las cla-ses de física (Grupo Lentiscal, 2006; Ca-


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ñizares y Pro, 2006; Vázquez y Jiménez,2006), pero harían falta más investiga-ciones que aportaran datos sobre la rela-ción entre ellas y la utilización de los li-bros de texto.

Pro, Sánchez y Valcárcel (2008) rea-lizan una amplia revisión de investiga-ciones sobre los libros de ciencias de se-cundaria y analizan la adaptación de lostextos españoles a la LOGSE cuando és-ta estaba vigente. Sus resultados mues-tran que ninguna de las editoriales seadecuó a las exigencias curriculares de laLOGSE. Las editoriales continuaron ela-borando textos sin tener en cuenta losplanteamientos de las reformas educati-vas. En un estudio con libros de texto deQuímica de secundaria en México, Alva-rado (2007) señala que la mayoría de lostextos no son mediadores del aprendiza-je ni promueven el aprendizaje activopor parte de los alumnos, sino que única-mente actúan como proveedores de in-formación.

En algunos aspectos disponemos deestudios que avalan una mejoría en loslibros de texto. Así en el tema de la reso-lución de problemas, Perales (2000) re-visa algunas investigaciones anteriores(Gil, Martínez y Senet, 1988; Perales yMartos, 1997) utilizando una serie de va-riables específicas, y señala una notablemejoría general en los textos adaptados ala LOGSE que en los anteriores, aunqueexisten todavía algunos casos en que elenunciado de un problema se realiza deforma similar a textos de mediados delsiglo XIX, quizá una prueba más de lopersistentes que son ciertas concepcio-nes y los obstáculos que encuentran lasnuevas orientaciones para llegar al aula.

A pesar de la mejora general de los li-

bros de texto, se ha detectado que algu-nos libros de texto pueden reforzar ideasalternativas de los estudiantes y contri-buir a causar dificultades de aprendizaje.Algunos estudios comparan las ideas al-ternativas de los estudiantes en diversostemas de ciencias con las que se encuen-tran en los libros de texto, buscando unavinculación entre ellas (Bañas et al.,2004; Welti, 2002).

Realizar un análisis completo decualquier libro de texto sería una laborardua muy superior a las pretensiones deeste trabajo. Además, una revisión de al-gunos trabajos nos muestra que este aná-lisis puede hacerse desde muy distintasperspectivas. Blázquez (1994) señaladistintas características que debería tenerun buen libro de texto, lo cual permite te-ner elementos para su análisis posterior.Monterrubio (2007) establece más de200 indicadores a analizar.

Santelices (1990) y Macías et al.(1999) estudian algunas variables que in-ciden en la comprensión lectora de lostextos de ciencias naturales. En el primercaso se incide en el conocimiento previodel lector, el vocabulario, la sintaxis y lasrelaciones lógicas del contenido, y en elsegundo se analiza la función del profe-sor y la del alumno en el proceso decomprensión lectora. Izquierdo y Rivera(1997) analizan las distintas estructuraspresentes en los textos de ciencias y lasfunciones que deben cumplir. Señalanque debe ser estructurado de acuerdo consu finalidad, debe progresar sin perder laconexión con sus referentes externos ydebe ser coherente. En otro trabajo (Ri-vera e Izquierdo (1996) estos autorescentran su atención en la tipología y lafunción de los experimentos del libro y


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de las referencias a la realidad. Estable-cen ciertas categorías que son analizadasen los distintos libros revisados.

Se han analizado también los ejerci-cios propuestos en los libros de texto, co-mo en el trabajo de Tamir y García(1992), en el que inciden en los ejerci-cios de prácticas de laboratorio y propo-nen instrumentos de análisis según el ni-vel de indagación de los alumnos.

Ogan-Bekiroglu (2007) propone uninstrumento de análisis muy elaboradoen el que organiza 131 criterios en los si-guientes bloques: Características físicas,Contenidos, Explicación y lenguaje, Ac-tividades, Apoyo didáctico, Organiza-ción, e Ilustraciones

Sobre este último aspecto de las ilus-traciones se centra el trabajo de Jiménezy Perales (2002) en el que destacan eluso inadecuado de las ilustraciones en li-bros de texto de Física y Química deEducación Secundaria Obligatoria.

Las pautas de razonamiento emplea-das por diversos textos de ciencias de se-cundaria son analizadas por Álvarez(1997), centrándose en los argumentosempleados, el nivel de complejidad y lamanera en la que se concibe la materiaque pretende enseñarse.

En un reciente trabajo Guisasola(2008) señala que los libros de texto deciencias de Bachillerato no suelen incor-porar los resultados de la investigaciónen didáctica de la las ciencias, sino quedan una visión de la ciencia y del traba-jo científico como algo acabado sin mos-trar los argumentos que han hecho posi-bles estos conocimientos. El enfoque delos textos suele ser excesivamente for-mal en forma de leyes y teorías, con po-

cas conexiones con la vida cotidiana delos alumnos y dando pocas oportunida-des para el debate, la argumentación y ladiscusión sobre las ideas alternativas delos estudiantes. También Guisasola et al.(2005), Furió et al. (2005) y García yCriado (2008) señalan el escaso enfoqueCiencia-Tecnología-Sociedad de los tex-tos.

Niaz y Fernández (2008) analizan eltratamiento que hacen de la mecánicacuántica los libros de texto de químicageneral. Aunque los criterios de evalua-ción que establecen son específicos paralos números cuánticos y la configuraciónelectrónica, el trabajo supone un impor-tante antecedente internacional del análi-sis de la cuántica en los textos.

Un aspecto a tener en cuenta en uncurso como 2º de Bachillerato es la pre-sión que sobre estudiantes y profesoresejercen las Pruebas de Acceso a la Uni-versidad. Como señala Guisasola (2008)esta prueba condiciona tanto la extensióny el enfoque de los libros de texto comode la enseñanza.

3. Planteamiento del problema

El artículo se enmarca un trabajo másamplio (Blanco, 2007) en el que analiza-mos el tratamiento de la física cuánticaen los libros de texto de 2º de Bachillera-to en Extremadura, en la asignatura deFísica, dentro de la modalidad de Tecno-logía.

Como hemos visto existen numero-sos criterios para analizar los libros detexto. Para nuestro estudio hemos tenidoen cuenta las orientaciones para el apren-dizaje constructivista de la física cuánti-ca enfocadas hacia el cambio conceptual


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y metodológico (Gil, Senent y Solbes,1989; Greca y Herscovitz, 2002). Conesto, consideraremos adecuada aquellamanera que permita que un libro de textosea una herramienta útil en el marco deun aprendizaje constructivista, como unaherramienta de trabajo más a utilizar enun aula. Los objetivos finales de nuestrotrabajo son analizar si los libros de textofavorecen un aprendizaje constructivistay determinar si éstos integran las herra-mientas que se demuestran útiles en estetipo de aprendizaje.

En el presente artículo abordamosunos objetivos más específicos, en elanálisis para los libros de texto de Física2º de Bachillerato de la modalidad deTecnología:

1. Analizar si tienen en cuenta los an-tecedentes históricos, como parte esen-cial en el aprendizaje constructivista, ycomo hilo conductor de los fenómenos ydescubrimientos que se enseñan.

2. Buscar la existencia de herramien-tas de demostrada utilidad en el aprendi-zaje constructivista, como son la especi-ficación de los conocimientos previos.

3. Examinar los contenidos que setratan de cuántica, así como su presenta-ción en forma de mapa conceptual.

4. Estudiar la vinculación con la vidacotidiana de los contenidos propuestosen los libros de texto.

5. Examinar las ilustraciones, bajolas premisas de cantidad, tipología y ade-cuación a los contenidos y objetivos dela unidad didáctica.

6. Considerar que tipo de actividadesson propuestas, y en qué medida desarro-lladas.

Estos objetivos específicos van a con-dicionar los indicadores utilizados en lainvestigación, que serán desarrollados enla metodología, en el siguiente apartado.

4. Metodología

4.1. Criterios y fórmula de análisis

En nuestro trabajo hemos utilizado elanálisis de contenido que nos permitedescribir la naturaleza del discurso pro-ducido y los principales elementos quelo caracterizan.

Cada característica analizada se pre-sentará con un cuadro resumen en el quese expondrá de manera esquemática eltratamiento general que de esa caracte-rística hace cada libro. En ese esquemase usarán los siguientes valores:

• No incluido (NI): En caso de queese apartado no sea considerado.

• Mencionado (ME): Si aparece, perola importancia que recibe es mínima.

• Desarrollado (DE): Si está integra-do dentro del desarrollo del tema, o gozade un apartado específico y está conside-rado de manera importante.

Estos valores están sujetos a una in-terpretación subjetiva para diferenciar loque está mencionado y lo que está desa-rrollado, en cualquier caso esas diferen-cias estarán aclaradas en las explicacio-nes narrativas de que gozará cada aparta-do analizado. En ellos se expondrá demanera desarrollada las diferencias entrelos materiales estudiados y los trata-mientos encontrados en ellos.

En los casos de actividades, imáge-nes e ilustraciones y bibliografía, usare-mos expresiones más comunes debido a


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los requerimientos de estos apartados,siendo estos valores compresibles en to-do caso, tratándose de “sí”, “no”, “abun-dante” y expresiones similares.

4.2. Características analizadas

De acuerdo con los objetivos pro-puestos, en el artículo analizamos las si-guientes variables: Antecedentes históri-cos; Conocimientos previos; Contenidosy representación por mapas conceptua-les; Vinculación con la vida cotidiana;Imágenes e ilustraciones; Actividades.

Antecedentes históricos

La incursión de la física cuántica su-puso un shock a todas las ideas ya for-madas a finales del siglo XIX. La publi-cación de algunos descubrimientos queno eran posibles de explicar bajo la cien-cia conocida forzó el cambio conceptual.Obligó a los físicos de la época a pro-puestas tan atrevidas como la de NielsBohr introduciendo “fuerzas en la natu-raleza de un tipo completamente distintode la clase mecánica usual” (Kragh,2007) para explicar su teoría cuánticapara la estructura atómica, o la explica-ción del efecto fotoeléctrico de AlbertEinstein en 1905, mediante el choqueelástico fotón-electrón.

Es importante conocer que hubo quedar un salto, un cambio, romper con cier-tas ideas que parecían definitivas, y estosantecedentes históricos han de ser unpunto importante a analizar en nuestrocaso concreto.

Veremos si se trata esta situacióncontextual, así como aspectos históricosde los protagonistas de esta ciencia. Ha-brá de señalarse si se incluyen comoapoyo en la introducción de la unidad

didáctica, como apéndices (bibliografías,curiosidades,…), en los contenidos, obien integrados dentro del desarrollo deltema.

Conocimientos previos

Desde que Ausubel señalara la im-portancia para el aprendizaje de averi-guar lo que sabe el alumno, el estudio delas ideas de los alumnos, bajo el marcoteórico constructivista, ha supuesto qui-zá la más importante línea de investiga-ción en Didáctica de las Ciencias en losúltimos treinta años (Posada, 2000). Sólose logra que el aprendizaje sea significa-tivo si se parte del conocimiento que po-seen los estudiantes para construir nue-vos esquemas conceptuales (Ausubel,Novak y Hanesian, 1983). Bajo esta pre-misa del aprendizaje constructivista, ha-bremos de valorar positivamente el he-cho de que se incluyan, mencionen oaclaren qué conocimientos previos de-ben tener los alumnos, o cuáles se les su-pone al comienzo de la unidad.

Habremos de fijarnos también en elresto del libro, si estos conocimientosprevios incluidos han sido tratados con-venientemente en los temas anteriores, osi al menos se hace un breve repaso delos conocimientos necesarios.

Contenidos y representación por ma-pas conceptuales

Los contenidos tratados en el librohan de ser coherentes con los estableci-dos por el curriculum oficial en Extre-madura (Junta de Extremadura, 2002).En concreto, los relacionados con lacuántica son los siguientes:

- Fenómenos que no se explican porla física clásica.


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- Radiación del cuerpo negro. Distri-bución espectral. Interpretación clásica.

- Teoría de Planck. Cuanzación de laenergía.

- Efecto fotoeléctrico. Teoría deEinstein.

- Ondas de materia. Hipótesis de DeBroglie. Comportamiento cuántico delas partículas.

- Principio de incertidumbre de Hei-senberg.

- Analizaremos si son tratados y sitienen suficiente dedicación y desarrollo.

En cuanto a su representación, losmapas conceptuales han demostrado seruna excelente herramienta para represen-tar de forma gráfica los conceptos cientí-ficos (Mellado et al., 2002; Novak,1998). Analizaremos la organización delos contenidos y si éstos están represen-tados en forma de mapas conceptuales.

Vinculación con la vida cotidiana

Lo aprendido en estos temas es deimportancia en la vida cotidiana, puedenmencionarse algunos ejemplos como elmicroscopio por efecto túnel o las célu-las fotoeléctricas de los ascensores demultitud de detectores de movimientos,radares, etc. El hecho de que los alumnosasuman que lo que aprenden está en con-tacto con la realidad de la calle, les moti-va, hace que presten interés y que tenganmayor capacidad para relacionar concep-tos.

Analizaremos si estos vínculos apa-recen, y si en caso de hacerlo están inte-grados en el desarrollo del tema, bien co-nectados con los contenidos, o si son só-lo apariciones marginales como comple-mento.

Imágenes e ilustraciones

La vista es un sentido muy importan-te en el ser humano, y toda la informa-ción que sea transmitida por ella tendráespecial importancia. Las imágenes y lasilustraciones cobran especial relevanciaen los libros de texto, por la cantidad deinformación que sintetizar y porque de-terminados contenidos no pueden ser ex-presados de otra manera (Jiménez y Pe-rales, 2002).

Monterrubio (2007) propone en sutesis doctoral algunos aspectos que de-ben valorarse en relación al uso de lasilustraciones en los libros de texto. Deellos nosotros habremos de considerarimportantes sólo la cantidad de ellas, latipología y la adecuación a los objetivosy contenidos de la unidad didáctica,viendo si estas apoyan el contenido trata-do o si son usadas para añadir curiosida-des o contenidos secundarios.

Actividades

“Escucho y olvido, veo y recuerdo,hago y comprendo.” Esta conocida frasesintetiza y justifica lo evidente de estepunto. Las actividades se muestran esen-ciales en cualquier material o actividaddidáctica.

Dentro de las actividades incluidasen el texto habremos de señalar distintosapartados, que se describen a continua-ción.

• De clase: Adecuadas a los conteni-dos, la cantidad, si están secuenciadas enel nivel y si existen ejemplos resueltos.

• De laboratorio: Trabajo por rinco-nes. Experimentos.

• Actividades complementarias: Pro-


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puestas para fuera de clase. Contenidosde ampliación. Incitación a la investiga-ción.

• De evaluación.

De ellos buscaremos si se incluyen ono además de ver si se adecuan a losalumnos y los objetivos. Analizaremos laexistencia o no de los distintos tipos deactividades, y en las actividades de claselas características descritas.

4.3. Libros de texto analizados

En Extremadura existe gran variedadde libros de texto, la selección de losmismos ha sido realizada en base a aque-llos que suelen usarse de manera másfrecuente en las aulas de los institutosextremeños.

Los libros analizados serán citadospor su editorial, refiriéndonos a ellos dela siguiente manera:

Suero, M.I., Pérez, A. L., Montanero,M., Gil, J, Díaz, M.F. y Pardo, P.J. (Gru-po Orión de Didáctica de la Física)(2003). Física 2º Bachillerato. Madrid.Santillana.

Hernández, J. L. y Gisbert, M.(2003). Física 2º Bachillerato. Madrid.Bruño.

Lowy, E. y Robles, J. L. (2002). FFísica 2º Bachillerato. Madrid. Edicio-nes Akal.

Puente, J.; Lara, C., y Romo, N.(2003). Física 2º Bachillerato. Madrid.SM.

Satoca, J.; Tejerina, F., y Dalmau, F.(1998). Física 2º Bachillerato. Madrid.ANAYA.

5. Resultados

Los resultados los expondremos paracada uno de los aspectos analizados,mostrando un cuadro en el que indicare-mos para cada texto si no está incluido(NI), si aparece, pero la importancia querecibe es mínima (ME), o si está Desa-rrollado de manera importante (DE).

5.1. Antecedentes históricos

Cuadro 1. Antecedentes históricos.

Santillana Bruño Akal SM Anaya

Antecedentes históricos DE DE DE ME ME

Todas las editoriales mencionan losaspectos históricos (Cuadro 1), y tres deellas: Santillana, Bruño y Akal les dedi-can más atención.

Santillana integra estos antecedentes

en la explicación y el desarrollo de lateoría del tema, acorde a la evolución deestos descubrimientos, incidiendo sobrelos protagonistas, fechas y razones de al-gunos descubrimientos.


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SM y Anaya usan un estilo similar,

pero limitándose a situar los descubri-

mientos en el tiempo y con sus protago-

nistas. SM añade anotaciones al margen

sobre físicos famosos (figura 2).

Bruño y Akal, por su parte, ademásde integrar estos antecedentes en la na-

rración, dedican un capítulo a los antece-dentes históricos (ver figura 2), explican-do ampliamente la situación a finales delsiglo XIX. Cabe decir que Akal hace unaintroducción histórica muy suave y sinprofundizar en los problemas de la física,dando sólo pinceladas sobre la situaciónde la ciencia en aquel momento.

Figura 1. Un apartado dedicado exclusivamente a los antecedentes. Bruño.

Figura 2. Fotos de físicos destacados son comunes en los márgenes. SM

Louis de Broglie ganó el premio Nobelde física en 1929 por susdescubrimientos sobre la naturalezaondulatoria de los electrones.


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5.2. Conocimientos previos

Cuadro 2. Conocimientos previos.


Conocimientos previos DE NI NI NI NI

Este aspecto está muy poco tratadoen los textos. Santillana dedica la prime-ra página a aclarar cuáles son los conoci-mientos previos necesarios (figura 3),sin hacer repaso de ellos, dado que se su-ponen ya aprendidos o incluidos en otras

partes anteriores del libro. En realidadmás que analizar las posibles ideas pre-vias de los alumnos desde un plantea-miento constructivista, lo que hace estratar el conocimiento base necesario pa-ra comprender el tema.

Figura 3. Conocimientos previos en Santillana.


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En los dos primeros es donde se ob-servan las mayores diferencias, ya quelos cuatro últimos están desarrollados entodos los textos.

En cuanto a la representación gráficade los contenidos, Santillana es la única

que establece un mapa conceptual de fe-nómenos en el que sitúa algunos de loscontenidos a desarrollar, sin embargo noestán relacionados entre sí tanto comocabría esperar.


Fenómenos que no se explicancon la física clásica. ME DE NI DE DE

Radiación del cuerpo negro. Distribuciónespectral. Interpretación clásica. DE ME NI DE DE

Teoría de Planck. Cuantización de la energía DE DE DE ME DE

Efecto Fotoeléctrico. Teoría de Einstein. DE DE DE DE DE

Ondas de materia. Hipótesis de De Broglie.Comportamiento cuántico de las partículas. DE DE DE DE DE

Principio de Incertidumbre de Heisenberg. DE DE DE DE DE

Cuadro 3. Contenidos.

Los otros materiales no aclaran estepunto, aunque sean acordes en la evolu-ción de conocimientos respetando las zo-nas de desarrollo próximas en los conte-nidos.

5.3. Contenidos

En el cuadro 3 se expone el trata-miento de los textos analizadas para losseis contenidos considerados en el currí-culo.


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5.4. Vinculación con la vida cotidiana

Cuadro 4. Vinculación con la vida cotidiana


Vinculación con la vida DE ME NI DE MEcotidiana

Figura 4. Mapa conceptual de fenómenos en Santillana


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Santillana menciona dos ejemplos enlos márgenes sobre el efecto fotoeléctri-co o una imagen de unos paneles solares,sin entrar a más explicaciones. Al finaldel bloque dedica unas páginas a lecturascomplementarias que pueden ser intere-santes, aunque un tanto desconectadasdel tema.

Aunque con ejemplos mejor desarro-llados y más conectados con lo cotidia-no, Bruño no deja de situar ejemplos almargen sobre células fotoeléctricas y elespectro lumínico (ver figura 5).

SM, además de incluir los ejemplos

de Santillana y Bruño, propone una sec-

ción fija en cada capítulo llamada “Cien-

cia, Tecnología y Sociedad” en la que

desarrolla dos ejemplos de las aplicacio-

nes de los contenidos aprendidos.

Anaya incluye un artículo en que ha-

bla de la las paradojas cuánticas, pero no

hay una verdadera relación accesible pa-

ra el alumnado entre los conceptos trata-

dos y la vida cotidiana.

Figura 5. Un ejemplo muy repetido es el de las células fotoeléctricas en los ascensores.Imagen de Bruño.


65

5.5. Imágenes e ilustraciones

Cuadro 5. Imágenes e ilustraciones.


Abundante Apropiada Escasa Abundante Abundante

Cantidad(escasa,

apropiada,abundante)

Fotografías,esquemas y

dibujos

Dibujos yalgunas

fotografías

Dibujos Fotografías ydibujos

Fotografías ydibujos

Tipología(fotografía,esquemas,dibujos)

Sobre loscontenidos

e informacióncomplementaria

Integradas enlos contenidos

Adecuadas alos contenidos

Integradas enlos contenidosy con informacióncomplementaria

Sobre loscontenidos einformación

complementarias

Adecuacióna los

objetivos ycontenidos

En el cuadro 5 indicamos de una ma-nera más explícita que en los anterioresel tratamiento de las imágenes e ilustra-ciones. Las imágenes, en general, han deconsiderarse abundantes, salvando el ca-so de Akal, en que se estima escasa.

Cabe destacarse la variedad, contán-dose entre ellas fotografías y dibujos en

casi todos los libros, y el caso de Santi-llana incluyendo además esquemas.

En la mayoría de los casos se encuen-tran al margen, sólo en los libros de San-tillana y SM puede decirse que estén in-tegradas en los contenidos, aunque tam-bién las sitúen en el margen de la página(figura 6).

Campo Abierto, vol. 27, nº 2 - 2008

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Miguel Blanco Otano

5.6. Actividades

Cuadro 6. Actividades


Sí Sí Sí Sí Sí

EscasaCantidad Abundante Abundante Abundante Abundante

NoDe laboratorio No Sí Sí No

Adecuadasa los

contenidos

SíEjemplosresueltos

Sí Sí Sí Sólo uno

NoActividades

complementariasSí Sí Sí Sí

NoDe evaluación Sí No No No

NoSecuenciadasen el nivel

Sí No Sí NoDe

clas

e

Las actividades convencionales, ejer-cicios de lápiz y papel, son comunes atodos los textos (Cuadro 6), considerán-dolas abundantes en casi todos los casos.

Se incluyen tanto actividades pro-puestas al final del tema como ejemplosentre los contenidos teóricos (figuras 7 y8). Incluso son abundantes las activida-des complementarias.

Figura 6. Las imágenes al margen también pueden hacer referencia a fenómenosque se estén tratando. Caso de SM.


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Figuras 7 y 8: Ejemplos y actividades del libro de SM.

De la misma manera es convenienteseñalar que actividades de evaluación ode laboratorio no son consideradas de lamisma manera, echándose en falta enmuchos de los textos.

6. Conclusiones e implicaciones

6.1. Conclusiones

Los resultados muestran una mejora

en la presentación de los textos aunque,coincidiendo con otras investigaciones,la mayoría de las editoriales continúanelaborando textos sin tener en cuenta losplanteamientos de las reformas educati-vas. Un aspecto tan decisivo como el delas ideas previas apenas se trata y cuandose trata no se hace desde un planteamien-to constructivista del aprendizaje. A con-tinuación presentamos las conclusionessegún las distintas secciones tratadas.

Campo Abierto, vol. 27, nº 2 - 2008

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Miguel Blanco Otano

Antecedentes históricos

La física cuántica surge en un mo-mento muy determinado de la historia ygracias a que ciertos hechos no eran ex-plicables con la física clásica. Este hechohace que los antecedentes históricos co-bren importancia, como así se demuestraen el análisis, ya que todos los libros lostoman en consideración. Se hacen mu-chas referencias a sus protagonistas, a lasrelaciones entre ellos, a la secuenciaciónde los descubrimientos, a sus fechas, yen algunas ocasiones de manera integra-da en el desarrollo de los contenidos. Ca-bría decir que es un factor muy tenido encuenta en los libros de texto.

Conocimientos previos

No es un factor tenido en cuenta porlos libros de texto en absoluto. Es unacarencia grave dado que es imposibleconstruir aprendizaje significativo si nose tiene en cuenta lo que ya se sabe. Esuno de tantos otros factores que nos lle-van a pensar que el alumno es menosprotagonista de su propia educación delo que debiera ser.

Vinculación con la vida cotidiana

Muchos de los contenidos de este te-ma parecen lejanos de la vida cotidiana,sin embargo no lo son tanto. Se mencio-nan de manera tímida y aislada ejemploscomo las placas de energía fotovoltaica,el efecto fotoeléctrico y sus consecuen-cias a nivel doméstico o algunas otrasconsecuencias filosóficas. Sí es ciertoque se incluyen algunas lecturas comple-mentarias, que pasarán desapercibidaspara la inmensa mayoría de los alumnos.

Imágenes e ilustraciones

La calidad de las últimas impresionesse demuestra en los materiales a todo co-lor, lo que aporta gran calidad a los librosde texto. Estas son abundantes en casi to-dos los casos, incluyendo todo tipo deimágenes e ilustraciones, desde esque-mas a dibujos aclarativos de los fenóme-nos explicados. Abundan las fotografíasde los protagonistas de estos avances.Son usadas en muchas ocasiones paraanexos e información complementaria,aunque también están integradas en loscontenidos principales.

Actividades

En todos los casos las actividades declase se adecuan a los contenidos, siendoabundantes, por no decir excesivas. Enalgunos casos están secuenciadas en ni-vel, lo que permite una inmersión pro-gresiva en el tema, acción que está ayu-dada en muchas ocasiones por los ejem-plos, presentes en casi todos los textos.Las actividades de laboratorio están po-co presentes, dado quizás la complejidaddel tema, aunque los pocos ejemplos de-muestran que pueden encontrarse activi-dades de laboratorio apropiadas. Las ac-tividades complementarias en la mayoríade los casos se limitan a lecturas comple-mentarias, o ejercicios de selectividad, siestos pueden considerarse complementa-rios. Sólo en algún caso aislado se pro-ponen actividades de evaluación. En elresto de los casos han de servir las activi-dades normales del tema.

6.2. Implicaciones

Cabe decir que los libros están bienorganizados y completos, sobre todo en


69

cuanto a contenidos y actividades. Sinembargo, se echan en falta algunos fac-tores que favorecerían un aprendizajeconstructivista, como es el caso de losconocimientos previos o los mapas con-ceptuales. Es necesario devolver el pro-tagonismo al alumno y arrebatárselo alos contenidos y al libro donde se escon-den. El hecho de que no haya apenas ac-tividades de evaluación es una buenaprueba de ello.

Existen en el Currículo, además,otros objetivos generales que van a serdifíciles de cumplir, dada la dinámica detrabajo que propone el libro. Será nece-sario incluir actividades y propuestasfuera del libro de texto a desarrollar en elaula para su consecución, cosa que, co-mo ya se explicó con anterioridad, no su-cede muy a menudo.

Sí cabe decir que el libro se presentacomo una herramienta de mucha utilidadpara los profesores de corte “tradicional”en el que su método es proponer los con-tenidos con una continuidad intercaladoscon actividades. Quizás esta sea la razónde que las cinco editoriales estudiadastengan un estilo muy similar, siendo difí-cil proponer materiales que se salgan deeste canon establecido.

Sería conveniente, que cada profesorreflexionara e investigara sobre su accióndocente a la hora de plantear los ma-teriales elegidos para el aula, eligiendoun método adecuado y sobre él los ma-teriales, en lugar de dejar esa decisión amerced del libro elegido. De la mismamanera, sería adecuado que las editoria-les apostaran por ofrecer materiales di-versos, evitando que el libro de texto mo-nopolice las tareas seguidas en el aula.

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