3 mitos en la escuela secundaria sobre la física

Elegir que estudiar siempre es un reto
Sin importar el sistema educativo donde estés estudiando, suelen presentarse dudas importantes sobre la importancia de estudiar ciertas materias. Física es un caso típico del nivel secundaria y preparatoriano, donde el gobierno dice que es bueno que estudies, aunque nadie te diga cuan útil es para mejorar tu vida, la de comunidad y de la sociedad en general.

Tres asociaciones de EEUU han creado un folleto revelador sobre las oportunidades personales que brinda la física a los estudiantes pre-universitarios: La Sociedad Americana de la Física, la Asociación Americana de Maestros de Física y la Sociedad de Estudiantes de Física.

Recordemos el contexto de este documento. Por un lado, el sistema educativo de EEUU brinda educación gratuita y con planes de estudio muy diferentes entre estados; podemos decir que es flexible (incluso permiten la educación exclusiva en el hogar) y fuertemente basado en cursos optativos. Por otro lado, los estudiantes norteamericanos compiten con ferocidad por obtener un sitio (y una beca) en las universidades de su país. Así, muchos cursos de física luchan para obtener estudiantes inscritos.  las respuestas del folleto se basan en como la física ayuda a la gente para su futuro, sin importar en que estudien trabajen en el futuro.

Dentro de esta colección de preguntas, tres fueron las que más  me llamaron la atención, mismas que comento aquí.

Mito 1. La física es sólo para niños. De hecho el folleto menciona que la matricula de inscripción de muchachas es de casi 50%. Más aún, en varios países (incluyendo México) existen programas de apoyo y contratación de mujeres, con el fin de que más y más chicas estudien y terminen carreras científicas, incluyendo física. Sí bien, actualmente en las universidades hay más varones estudiando carreras afines a ingeniería y física, esta tendencia está cambiando a paso firme.

Mito 2. Sólo los estudiantes más avanzados en matemáticas pueden tener éxito en las clases de física. La respuesta del folleto es un poco... inocentona. Ellos afirman que la física se estudia por módulos que dependen del nivel de matemáticas de cada estudiante. Lo que puede ser cierto en un sistema de múltiples cursos en una amplia cartera curricular; como efectivamente es la carrera de física de cualquier parte del mundo.

Sin embargo, a nivel preuniversitario es poco claro cuántas matemáticas se deben saber para cursar física. Más bien, depende del enfoque del profesor. En lo personal creo que un curso decente debe estar lleno de demostraciones físicas (realizadas en clase y otras mostradas en video), se deben realizar modelos de tales fenómenos con analogías y también usando matemáticas (incluso programación) y realizar experimentos estructurados (con el modelo de proyecto o práctica). Retirar las matemáticas como herramienta para la física, es como quitar los besos en una relación amorosa. Implica perder mucho de su rico sabor ;)

También es deber de profesor de física mostrar diferentes aplicaciones de las matemáticas, y empujarnos a emplear mejor la herramienta, incluso al límite. Vamos, si en la clase de dibujo de primaria ya te enseñaron a usar los colores, pues que te empujen a usar la perspectiva; igual en la clase de física del colegio/preparatoria deben enseñarte a usar la trigonometría y empujarte a emplear el cálculo diferencial e integral. Tal tarea requiere esfuerzo del estudiante y del profesor, pero es posible alcanzarla.

Mito 3. Las únicas carreras disponibles para aquellos que obtienen un título universitario en física son las de maestro de escuela secundaria o profesor universitario. En realidad la física abre una puerta a una variedad inmensa de empleos, muchos muy bien pagados. Este punto es uno de los que más preocupa a los estudiantes. El folleto muestra la siguiente gráfica que compara el sueldo inicial para diferentes perfiles de preparación académica; aquí el perfil de física se muestra muy bien pagado, lo que es congruente con otros estudios independientes en México y en Inglaterra.

Estudiar física implica obtener un
empleo bien remunerado, según esta gráfica.

Yo recomiendo estudiar física a quien tenga inquietud de saber como funciona la naturaleza en la más amplia extensión (cubre una necesidad personal). Debe estudiar física quién desee entender, acceder y crear tecnología (cubre una necesidad social). Y creo que debe estudiar física quién se divierte en un laboratorio, haciendo descripciones que pueden ser modelos matemáticos o analogías, armando aparatos y jugar. ¿Difícil? Dependen del grado de excelencia y exigencia del programa y propio. Toda carrera universitaria exige pasión, los pasatiempos solo necesitan tiempo libre.

La hermosa y falsa carta de Abraham Lincoln al profesor de su hijo

Sublime carta que es un engaño
En la red se puede encontrar esta popular y encantadora carta que alienta a los profesores a seguir una educación humanista.
"Estimado profesor: Él tiene que aprender que no todos los hombres son justos, no todos son verdaderos, pero por favor decirle que para cada villano hay un héroe, que para cada para cada egoísta, también hay un líder dedicado. Enséñele que para cada enemigo, allí también habrá un amigo. Enséñele que es mejor obtener una moneda ganada con el sudor de su frente que una moneda robada.
Enséñele a perder, pero también para aprender a disfrutar la victoria, háblele de la envidia y sáquelo de ella, dele a conocer la profunda alegría de la sonrisa silenciosa, y a maravillarse con los libros, pero deje que él también aprenda con el cielo, las flores en el campo, las montañas y valles.
En las bromas con amigos, explíquele que más vale una derrota honrosa que una victoria vergonzosa.
Enséñele a creer en sí mismo, incluso si está solo frente a todo el mundo. Enséñele a ser suave con los gentiles y ser duro con los duros, enséñele a nunca entrar en un tren, solo porque otros no trataron.
Enséñele a escuchar a todos, pero en la hora de la verdad, decidir solo, enséñele a reír cuando esté triste y explíquele que a veces los hombres también lloran.
Enséñele a ignorar las multitudes que claman sangre y a luchar sólo contra todo el mundo, si piensa que es justo.
Trátelo bien, pero no lo mime, ya que sólo en la prueba de fuego se sabe que el acero es real. Déjelo tener el coraje de ser impaciente y a tener el coraje con paciencia.
Transmítale una fe sublime al creador y fe también en sí mismo, porque sólo entonces puede tener fe en los hombres.
Sé que pido mucho, pero vea lo que puede hacer, querido profesor" Abraham Lincoln, 1830.
Lamentablemente, esta carta es FALSA. En el sitio biblioteca abrahamlincolnonline, dedicado al decimosexto presidente de EEUU, este documento no aparece. Tampoco se encuentra en el sitio de la librería del congreso de EEUU.

Al parecer la carta salió a la luz en el sitio de profesores de Nueva Deli, en la India. Y reportada por Thomas E. Scwartz en el articulo “Lincoln Never Said That,” para la edición de finales de 2001 de People, el newsletter de la asociación Abraham Lincoln .

Sí, seguro que todos queremos que existan los unicornios azules, los dragones majestuosos y los políticos honestos; pero todos son parte de tu imaginación. Yo desearía que la carta fuera real, pero es mejor tener una actitud crítica ante la información (ya sea que venga de los medios tradicionales o de la Internet). Hasta el momento esta carta apunta a ser un invento que reproducen en Twitter, Facebook, y los sitios de los periódicos; todos tienen el mismo valor al tratar la información.

Sólo tú cuando investigas puedes darle un valor de credibilidad a la información que hoy inunda nuestros medios de comunicación y nuestras pantallitas de computadoras y teléfonos celulares. 

Platón vs. los ingenieros y cualquiera que aplique las matemáticas

Platon: Lo único importante es la idea.
Aristoteles: ¡Ya bájale!, maestro.
Imagina que tu comunidad tiene un problema, que resuelves con tus conocimientos de matemáticas. Y que todos están contentos excepto tu más querido maestro, quien te enseño las matemáticas, él se siente traicionado y decepcionado por ti. ¿Suena extraño? Con todo, tal situación realmente sucedió con uno de los personajes pilares de nuestra cultura: Platón.

Platón fundó la escuela más famosa de la antigüedad: la Academia. Sin pagos de colegiaturas, estudiar las áreas protegidas por las musas, pero con un especial énfasis en las materias de matemáticas y filosofía era el sello  de esta escuela de tan alto renombre. Una tradición bastante tardía afirma que en su entrada se leía: "No entre aquí quien no sepa geometría". Qué supieras matemáticas era muy, muy importante para el maestro Platón.

Por aquella época, las matemáticas de la Academia ―como de los pitagóricos― tenían como propósito la trascendencia intelectual y estética; con gravedad había que realizar tan seria actividad. Esa forma de ver a las matemáticas la alejaba de toda cálculo y medición de la realidad.

Platón era tan dogmatico y quisquilloso con sus ideales trascendentales que enfureció cuando se enteró  de que dos de sus alumnos emplearon la geometría para realizar algunos experimentos mecánicos. En el libro Vidas paralelas, Plutarco lo relata así:

"Fueron, es cierto, Eudoxo y Arquitas los que empezaron a poner en movimiento el arte tan apreciado y tan aplaudido de la maquinaria [...] Platón se indispuso e indignó contra ellos, porque degradaban y echaban a perder lo más excelente de la geometría con trasladarla de lo incorpóreo e intelectual a lo sensible, al emplearla en los cuerpos que son objeto de oficios toscos y manuales [...] Repudiada y desdeñada por los filósofos, [la geometría] vino a ser, por lo tanto, una de las artes militares".
Para Platón era mala idea mezclar los actividades prácticas con los asuntos superiores. Él opinaba que las matemáticas no deberían prestar ayuda en los asuntos terrestres.

En nuestros días la visión es diferente, las matemáticas son un agente de transformación de la realidad, y una de las vías menos inciertas para alcanzar la prosperidad material entre individuos y sociedades. Afortunadamente, La necesidad de resolver problemas ha sido más fuerte que el idealismo platónico de mantener a las matemáticas en la impracticabilidad. La geometría es la herramienta principal del arquitecto, el cálculo diferencia ha permitido al hombre llegar a la luna, la estadística ha ayudado a la prevención y control de enfermedades. Y sobre todo, en el ir y venir de ideas entre la realidad mundana y la ensoñación intelectual han permitido crecer a la matemática y beneficiar a la gente.

Hay dos cosas que aprender de esta anécdota:
1) Si los programas de estudio, los libros de texto y los profesores evitan aterrizar a las matemáticas a nuestro contexto, hacen que perdamos la oportunidad de un crecimiento intelectual y obstaculizan la resolución de nuestros problemas reales.
2) Además, nadie puede decir que tiene cultura o que ha aprendido a pensar si carece de estudios matemáticos. Y eso es algo que los programas de estudio de humanidades deben tomar en cuenta para incorporar con más ahincó en escuelas y facultades de: filosofía, letras, artes y derecho. Ya es hora que aprendan cálculo diferencial e integral, topología y un largo etc. 


Por cierto, esta entrada participa en la XI Edición del Carnaval de Humanidades alojado por @ScientiaJMLN en el blog SCIENTIA

¿por qué los astronautas pierden la visión?

Sería hermoso ser explorador espacial, si
se asegura preservar la visión.
Una mala distribución de la presión sanguínea en microgravedad causa visión borrosa. Este efecto pone en riesgo misiones de largo tiempo, como la de Marte.

Larry Kramer de la Escuela médica de Texas en Houston y cuates obtuvieron 27 imágenes de resonancia magnética (MRI-scans) a astronautas de la NASA que estuvieron en promedio 108 días en el espacio. Encontraron anomalías en sus tejidos: nueve astronautas (33%) presentaron  más fluido espinal alrededor del nervio óptico, seis (22%) un aplanamiento del globo ocular. Cuatro (15%) del mismo grupo mostraron abultamiento del nervio óptico, mientra que  tres  (11%) exhibieron cambios en la glándula pituitaria y su conexión al cerebro. Aunque el estudio carece de un grupo de control, abre el camino para hacer estudios pre y post de viajes espaciales prolongados y en la búsqueda de una solución de problemas fisiológicos en los astronautas. 

Imagen del artículo  de Kramer
Tales cambios coinciden con los observados en personas con hipertensión intracraneal idiopática, una rara condición en la que la presión de la sangre y otros fluidos es anormalmente alta en el cerebro. La gente con este padecimiento experimentan dolores de cabeza, náuseas, vómito y problemas visuales que pueden incluir la ceguera.

Aunque en las estaciones espaciales la exposición a rayos cósmicos es mayor que en la Tierra, estas  alteraciones son probablemente más bien causadas por vivir por mucho tiempo en condiciones de caída-libre. Normalmente, el corazón bombea una gran cantidad de sangre al cerebro ―con la oposición de la gravedad terrestre; en el espació aumenta la presión craneal ante la falta de trabas.

El estudio concuerda con los resultados de una encuesta a 300 astronautas, realizado el 2011. El deterioro de la visión fue reportado por 29% de los astronautas en misiones de corto tiempo, y en 60% en misiones de larga duración.

Misión a Marte en peligro
Sí los astronautas exhiben estos cambios después de 3 meses en el espacio, ¿qué pasara en un viaje de tres años? Un paulatino deterioro de la visión impediría a los astronautas realizar sus rutinas y tareas para la misión: navegación, monitoreo de instrumentos, entre otras tareas vitales en el espacio. 

Más aún, estos problemas de visión se unen a el deterioro muscular y del tejido óseo lo que pinta un futuro muy sombrío para los vuelos espaciales tripulados a menos que empecemos a desarrollar contramedidas efectivas.

Participaciones en Edición LIV Carnaval de la Física

Hasta este momento, estas son  las contribuciones para este carnaval de la física.  Vamos añadir las demás conforme lleguen. Sigan participando y divirtiéndose :)

Si el sol tuviera el tamaño de una pelota de fútbol y se colocara en el centro de una portería. ¿donde estarían el resto de los planetas? Esta creativa entrada te lo cuenta.

Entrada que nos recuerda las contribuciones astrofísicas de este notable brasileño

El arte suele estar lleno de motivos oníricos, pero esta obra de Minjeong An contiene grafías científicas envueltas de otros motivos abstractos en conjunto hacen una obra interesante.

Algunas ciudades han adoptado relojes que corren en sentido anti-horario. ¿Tiene alguno sentido estas extravagancias mecánicas?

Entrada que nos recuerda un poco de la vida e impacto cultural del físico que imprimió su nombre en la radiación azul que se ve en el agua de los reactores nucleares.

6) Literatura es aprehender a la realidad: Einstein
Un poema inspirado en el personaje más icónico en la historia de la física.

7) La Ciencia de la Mula Francis: Cómo funciona la peonza celta o rattleback
Una pequeña diferencia en la simetría es suficiente para hacer un juguete curioso, pero usando el puede de vista de conservación de la energía se puede explicar su comportamiento

Una fracción del poder de computo tu teléfono celular fue suficiente para llevar al hombre a la luna. He aquí un recuento de las caracteristicas de la computadora usada por  astronautas de finales los años 60s.

9) Literatura es aprehender a la realidad: Átomos.
"físicos ahora propensos/ hacia la Química, inmersos/ en más reacciones ignotas."

10) ztfnews: James Chadwick descubrió el neutrón
Una entrada que recuerda de modo conciso al descubridor del tritio y del neutrón, que condujo directamente al desarrollo de la fisión nuclear.

11) La Ciencia de la Mula Francis: La corriente eléctrica puede resolver un laberinto en un circuito impreso

Detalla explicación de como la corriente eléctrica sigue el camino de menor resistencia y a la vez calienta más su recorrido, por lo que se puede resolver un laberinto en un circuito impreso.

12) MarioGonzalez: Frecuencia, periodo, longitud de onda, número de onda y los colores del Mundial
Extensa entrada que explica la física y fisiología del color, usando de "hilo conductor" el fútbol.

13) ztfneews: Friedrich Wilhelm Bessel, astrónomo y matemático
Recordando quien le da nombre a las funciones que se asocian a geometrías cilíndricas de toda clase de fenómenos naturales.

14) Meditaciones dactilares: Los murciélagos que navegaban como vikingos.
Aunque suelen semi-ciegos algunos de estos mamíferos, parece, son capaces de identificar la polarización de la luz para guiarse en sus vuelos.

15) MasScience: La geometría de un tornado
Fenómenos extraordinarios que requieren matemáticas fractales y otra cosita para explicarse con holgura



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