6 tips sencillos para mejorar una clase de física

En una rutina automática, dejo escapar una oración intima, me cuestiono: ¿Cómo debe ser un buen profesor de ciencias? Es la pregunta que me asalta cada vez que inicio una clase. Supongo que como la mayoría de profesores, nos respondemos con ejemplos y contraejemplos de los educadores que nos tocaron durante nuestra instrucción formal. Hacemos un modelo onírico de cómo queremos ser nosotros para nuestros alumnos.

Hay otra vía para mejorar como profesor, compartiendo experiencias. Sin duda, encontré más consejos sabios entre mis colegas docentes de preparatoria que entre los decanos universitarios, los primeros admitían su ignorancia y buscaban librarse de sus defectos; los segundos autoalimentaban su ego creyendo saber/aplicar ya todo lo necesario. Sócrates nos sonreiría con una amplia mueca sardónica al entrar al salón de clases.

F. A. Horta Rangel (de la universidad de Guanajuato, México) y sus amigos comparten un artículo titulado: "Physics courses for non-physicists; what should (and should not) be done", para la revista Latin American Physics Education del mes de marzo 2014 (Vol 8, num 1). Así Horta-Rangel y cuates comentan 6 puntos clave para mejorar la aceptación y compresión de la física para estudiantes fuera del área de físico-matemáticas-ingenierías. Es decir, si eres docente de estudiantes de biología, medicina, leyes, etc. estos tips te pueden ser útiles. En las siguientes líneas, reproduzco los consejos y comento ampliamente tales ideas.

1) Al iniciar cada lección, explica al estudiante que esperas de ellos en la evaluación y porque es importante que estudie física para su vida profesional.

Por un lado informativo, más que repetir como pericos los objetivos programáticos ("Al finalizar este tema, el alumno aprenderá..."), se trata de advertir a los estudiantes que habilidades previas ya deben contar y como las aplicaran en la clase. En concreto, la mayoría de estudiantes tienen serios problemas con el uso de las matemáticas para resolver problemas de física. Es posible que entiendan los conceptos pero están perdidos a la hora de plantear la solución abstracta de un problema.

Por ejemplo, cuando imparto un curso a estudiantes de biología, les informó que siempre les proporcionare un formulario (inhibiendo el uso de acordeones/chuletas), y que siempre tendrán que combinar tales ecuaciones para llegar a una solución. Así que deben saber despejar, resolver ecuaciones lineales, saber utilizar potencias, conocer funciones trigonométricas, integrar, entre otras habilidades operacionales de matemáticas. Se trata de informar en cuales casos se usa que herramienta, de modo que ellos después puedan aplicarla con soltura.

Por el lado de la motivación, los docentes deben conocer aplicaciones en el contexto de los estudiantes. Es ridículo impartir un curso de hidrodinámica para médicos y omitir el funcionamiento de sistema circulatorio; o explicar electricidad para veterinarios olvidandose que son impulsos eléctricos los que provocan los movimientos musculares que hacen que un caballo de carreras gane el gran derbi.

Lo primero que debemos hacer como docentes es interesarnos por nuestros alumnos, entender en qué mundo se desenvuelven sus intereses; a partir de esa información podemos hacer que ellos se interesen por la materia. Es algo que he tratado de hacer en el blog, por ejemplo con los análisis de la física en videos virales y deportivos.

2) Explicar que la física funciona en ambos sentidos

Esta idea de Horta-Rangel es profunda. Son pocos los profesores que muestran ejemplos inversos, por lo general los estudiantes entiende la semántica de que las fórmulas funcionan de derecha a izquierda. La física es más que una lectura direccional. Se trata de entender que son fenómenos que pueden suceder por implicar el resto de las partes, sin importar la dirección en que se escriben las fórmulas.

El ejemplo, mostrado en el artículo es la expresión termodinámica: W_r =E_f -E_i. De izquierda a derecha se puede leer así: una fuerza neta actuando sobre una partícula siempre causa un cambio de energía cinética. Más aún, el razonamiento contrario afirma: cuando la energía cinética de una partícula cambia, implica que existe una fuerza neta actuando en ella. Los ejemplos abundan, falta que los alumnos se apropien de las ideas.

3) la física es una ciencia factual, la matemática es su herramienta.

Los libros de texto suelen abusar al usar desarrollos matemáticos que conducen a las ecuaciones de la física. Esta forma de pensar crea una concepción retorcida de esta ciencia: que es exclusivamente por medio de teorías que se proponen experimentos y que estos deben validar la lógica y el cálculo.

En realidad, la observación y el experimento aparecen antes que la teoría. La adquisición de datos, el refinamiento de experimentos y el análisis matemático son actividades que se retroalimentan para descubrir una verdad, un modelo, una relación en la naturaleza.

4) Enfatiza cuales son los límites de los modelos físicos

Todas nuestras representaciones físicas tienen un marco de aplicabilidad, fuera de ese marco son corregidas o sustituidas. La ley de Hook describe como proporcionalmente una fuerza estira un resorte, hasta que este deja de ser elástico e incluso se rompe. Esta ley tiene un contexto lineal. La suma vectorial de velocidades, indispensable para mandar satélites a otros planetas, es correcta cuando tenemos valores inferiores a la velocidad de la luz, la cota por excelencia en física.

Los modelos pretenden describir un fenómeno a la vez; lo interesante es que suelen presentarse varios efectos en un mismo cuerpo. Esto es algo que siempre hay que comentar con los estudiantes.

5) Optimizar el trabajo de laboratorio

Es maravilloso que la tecnología proporcione elementos virtuales para repetir un experimento. Sin embargo, utilizar instrumentos para que uno mismo pueda cuestionar a la naturaleza es la mejor instrucción. Este enfoque proporciona sensibilidad para usar instrumentos, destreza para armarlos, experiencia para proponer otros experimentos. Un estudiante que suele estar trabajando en el laboratorio suele crear nuevos métodos e instrumentos útiles para todos.

6) Utilizar videos para ilustrar conceptos que no se pueden ver a simple vista: microscópicos, etc.

Hemos insistido mucho en usar con calidad y moderación videos y visualizaciones para desencadenar discusiones y complementar una lección. Hemos puesto varios ejemplos en el blog. Conforme aumenta la digitalización más y más contenidos son en video ¿Las clases virtuales serán igual de efectivas qué las presenciales?

Todos los puntos que desmenuzados por Horta Rangel me parecen correctos y oportunos cuando nos centramos en la labor del profesor. Si queremos centrarnos en las actividades de los alumnos debemos decir: "Sí una clase ha de ser efectiva en el proceso de aprendizaje, el alumno debe estar constantemente activo en ella". Seguro este es buen tema para otro artículo didáctico.

Es cierto, los estudiantes suelen percibir una clase de física más como un obstáculo y menos como una oportunidad para adquirir herramientas para resolver problemas. Tal percepción aumenta cuando los docentes se equivocan en su enfoque para impartir una clase. Pero por el momento lo importante es desear cambiar, mejorar, innovar o (por lo menos) dañar menos a los estudiantes.