Com he utilitzat simulacions de Scratch per ensenyar Física a Batxillerat

Carles Fuentes Pagès, titulat per la UOC Màster universitari d’Educació i TIC (eLearning)

A les meves classes com a professor de secundària de l’Institut d’Aran de Vielha he utilitzat simulacions de Scratch com a recurs per ensenyar Física a batxillerat. La justificació per la qual vaig dur a terme l’estudi es concreta en els següents aspectes:

  • Per aprofitar les possibilitats que ofereixen les noves tecnologies.
  • Perquè els resultats de Física a les proves d’accés a la universitat (PAU) són dels més baixos en comparació amb d’altres matèries de l’àmbit científic.
  • Per aprofitar les facilitats de programació i flexibilitat per crear que ens ofereix l’Scratch, que té per lema: Imagina, programa, comparteix.
  • Per originalitat: no existeix cap estudi previ que treballi el propòsit concret tractat en aquest treball.

A partir d’aquests d’aquí, la pregunta d’investigació plantejada i els objectius generals de l’estudi van ser els següents:

  • Pregunta d’investigació: fins a quin punt l’ús de les simulacions Scratch millora la comprensió d’alguns conceptes físics a l’estudiant de Batxillerat?
  • Objectius generals:
    1. Saber fins a quin punt l’ús de les simulacions Scratch milloren la comprensió d’alguns conceptes físics.
    2. Definir les característiques que ha de tenir una bona simulació Scratch aplicada a la Física per a un ús eficient.

L’estudi es va fer amb un grup de 15 alumnes de Física de 1r de batxillerat de l’Institut d’Aran de Vielha, amb les següents característiques:

Una de les parts principals de l’estudi es va basar en programar 4 simulacions Scratch de situacions-problema concrets, per plantejar com a reptes als alumnes participants de l’estudi.

Procediment:

Primer, es van repartir unes fitxes als estudiants amb les situacions-problema a resoldre en format paper perquè intentessin respondre-les (mostra PRE) i al dia següent se’ls van passar les mateixes qüestions però presentant-los les simulacions i deixant-los que hi interactuessin per tal que, novament, intentessin resoldre-les (mostra POST).

Es va observar una certa millora en les respostes de la mostra POST i un grau de reflexió i raonament millors que els de la mostra PRE, si bé no en tots els casos i no de forma molt significativa. A aquesta millora hi pot haver contribuït l’ús de les simulacions, que disposen de variables que cal controlar. Precisament, aquestes variables permeten que els alumnes puguin provar què passarà en situacions límit i veure a la simulació generada el resultat animat del què proven. Aquest fet contribueix a què els alumnes generin les seves pròpies preguntes i puguin entendre millor el fenomen físic que es treballa, millorant el grau de comprensió.

Per altra banda, mitjançant qüestionaris, grups de discussió i altres eines de recerca van fer evident que els alumnes donen una valoració molt positiva i útil de l’ús de les simulacions com a eina d’aprenentatge de la Física.

Dels resultats obtinguts en la recerca destaco els següents on, en general, s’aprecia un augment del nombre d’alumnes que saben respondre les diferents situacions-problema que se’ls van plantejar quan van fer ús de les simulacions respecte a quan encara no les coneixien.



Les principals conclusions que he extret de l’experiència són les següents:

  • Les simulacions s’han de presentar com a un complement a les explicacions que fa el professor de la matèria de Física. En cap cas no cal canviar la metodologia sinó implementar-les com a eina complementària.
  • La millor manera de presentar-les és mitjançant projecció visual i, alhora, fomentar la reflexió i el debat entre tots els alumnes.
  • Cal que vagin acompanyades d’alguna situació-problema o fitxa didàctica. Aquesta és una clau per assolir els objectius d’aprenentatge desitjats i prèviament definits. Les activitats massa obertes poden fer perdre eficàcia a les simulacions.
  • Les simulacions ajuden molt a imaginar allò que s’explica o demana als estudiants.
  • En general, les simulacions fan millorar la comprensió dels conceptes, si bé no indiquen que s’hagi de canviar la manera de fer. Han de ser una eina més del procés d’ensenyament-aprenentatge.
  • No existeixen agents externs que comprometin l’ús de les simulacions, ja que els alumnes disposen de les eines tecnològiques necessàries i la predisposició a treballar-hi.
  • Les principals característiques de les simulacions des del punt de vista del seu contingut han de ser: que tinguin magnituds variables amb el temps, aparença neta i senzilla, amb efectes visuals i sonors que les facin més atractives i amb instruccions i amb opcions configurables.
  • Per altra banda, les principals característiques tècniques de les simulacions han de ser: càrrega ràpida, fàcil ús, de lliure distribució i compatibles amb diferents plataformes físiques. Si bé aquestes característiques semblen coherents, potser caldria un major grau d’aprofundiment en aquest aspecte.

De tot plegat, i per tal de contestar la pregunta d’investigació, es pot dir que les simulacions poden ajudar a comprendre els fenòmens físics, ja que ajuden a visualitzar o imaginar. S’han de treballar com a complement a la metodologia habitual d’ensenyament-aprenentagte. No cal canviar la metodologia de treball més enllà de l’ús d’aquests materials com a complement quan es requereixi.

Al meu web personal hi apareixen 2 d’aquestes simulacions-problema de docència de Física amb Scratch, perquè s’utilitzin lliurement. També hi consta la discussió de les respostes a les simulacions. Són justament aquestes simulacions les que vaig presentar a la comunicació de les jornades “XII Reunión de divulgadores de ciencia” que es van fer a Còrdova el novembre de 2016.