Planificación, puesta en práctica y evaluación de la enseñanza problematizada sobre la luz y la visión en la educación secundaria obligatoria

La planificación de la enseñanza problematizada de la Óptica Geométrica en los niveles de ESO ha supuesto a tomar decisiones sobre el objetivo clave, el problema estructurante, las metas parciales, los obstáculos asociados y la secuencia de actividades para el aula.Tras una revisión histórica de las ideas científicas en este campo y de la investigación didáctica sobre el tema, se ha identificado que el objetivo-clave a conseguir es la comprensión y uso funcional del modelo de visión de Kepler, el modelo más sencillo y con suficiente capacidad explicativa y predictiva para que merezca la pena enseñarlo a todas las personas.Según este estudio histórico y epistemológico, conseguir que los alumnos se apropien del modelo de Képler a un nivel que permita explicar cómo vemos los objetos directa e indirectamente (con espejos, lentes,..) y comprender y diseñar instrumentos ópticos que mejoren la visión, requiere la superación de las siguientes metas parciales:A. Concebir la visión a partir de un modelo en el que se relaciona la luz, el objeto y el ojo del observadorB. Disponer de un esquema de representación geométrico de la luz potencialmente explicativo C. Elaborar un modelo de visión y de formación de las imágenes para explicar cómo vemos, directa e indirectamente, los objetosD. Concebir el color como una sensación que se obtiene a partir de la diferente respuesta de los receptores retinianos al tipo de luz incidenteUnido a este conjunto de metas parciales, este estudio, también ha permitido formular un conjunto de obstáculos asociados para su comprensión.Esta planificación de la enseñanza de la Óptica Geométrica en estos niveles de enseñanza deberá ser puesta a prueba para mostrar su relevancia didáctica. Por lo que las hipótesis que orientan el trabajo empírico se han formulado del siguiente modo:PRIMERA HIPÓTESIS: "Las metas parciales y los obstáculos identificados son relevantes para la mejora didáctica". El conocimiento obtenido al contratar esta hipótesis aporta información muy útil para la elaboración de la secuencia de enseñanza, que se describe en la memoria detalladamente.SEGUNDA HIPÓTESIS: "La secuencia de enseñanza con estructura problematizada produce mejoras sustanciales respecto a la enseñanza habitual". El análisis de los datos suministrados por un conjunto amplio y variado de instrumentos aplicados a alumnos, profesores y libros de texto ha permitido concluir que:1. La enseñanza de la Óptica Geométrica debería estructurarse a partir del problema ¿Cómo vemos? ¿Cómo podemos ver mejor?2. El modelo de visión de Kepler debe ser el objetivo clave en los niveles de enseñanza de la Educación Secundaria Obligatoria y en Bachillerato. 3. La enseñanza debe tener en cuenta las metas parciales y los obstáculos asociados que hemos identificado4. Los obstáculos identificados están presentes en los alumnos antes de la enseñanza y la enseñanza habitual no permite superarlos5. La puesta en práctica de la secuencia de enseñanza de estructura problematizada ha permitido reducir grandemente esos obstáculos y se alcanza un alto nivel de comprensión global del modelo, a la vez que genera oportunidades para que los alumnos mejoren su actitud y se apropien de lo tratado6. Los profesores que tienen oportunidad de conocer y formarse en la secuencia de enseñanza experimental adquieren expectativas muy positivas de las mejoras que se producirán en los alumnos, tanto en lo referente a los aspectos conceptuales como a las actitudes.
An epistemological and historical study on the ideas about light and vision has been carried out in order to plan a problem-based teaching of Geometrics Optics in High School (HS). The research questions are the following:- What should HS students (14-15 years old) learn about it?- Which starting problems could give the best scenario to organize the teaching?- What are the steps to move forward in the problem and which obstacles are connected to it?This plan has been tested to show its teaching relevance. The hypothesis which guide the empirical task are the following:- First hypothesis: "There are identifiable obstacles which are important to improve the teaching process"The knowledge obtained from contrasting this hypothesis yields very useful information to create a new teaching sequence, which is fully explained in the report.- Second hypothesis: "The teaching sequence organized around a problem-solving framework produces important improvement compared to the standard teaching sequence".The analysis of the information provided by a wide and diverse set of instruments that was applied to students, teachers and textbooks has allowed us to draw the following conclusions:1. The teaching of Geometric Optics may be structured around the following problems: How do to see? How could we see better?2. Kepler's vision model may be the key goal in Elementary and High School.3. The teaching sequence should take into account the partial aims and the obstacles identified by our research, as these obstacles are shared by our students before, and usually also, after the standard teaching sequence.4. Putting the teaching sequence into practice makes the understanding of concepts and students' attitude improve substantially.5. Teachers trained in the experimental sequence of teaching that we have developed get very positive expectations about future improvements in students' learning.