Propuesta de un curso básico de Introducción a la Física Cuántica en colegios de enseñanza media

Abstract

El presente trabajo es el resultado de la elaboración de un programa para incorporar contenidos de Física Contemporánea en la última etapa del nivel medio de educación. En particular el mismo fue desarrollado en el Colegio Nacional Rafael Hernández. Dentro de los aspectos que aborda la Física Contemporánea nos abocamos a la iniciación en la mecánica cuántica presentando una modalidad en la que se van adaptando a los contenidos que están presentes en el programa de Fisica de 6º año del colegio y se los toma como punto de partida. Se pretende acercar a los alumnos a la nueva temática con herramientas que consideramos serán de su interés mediante el empleo de Tic, material didáctico tradicional, experiencias de laboratorio simples y la relación de dichas actividades con aspectos cotidianos para los alumnos. En el nivel Medio, y más específicamente en nuestro colegio, desde 3er año hasta 6º se abordan contenidos de Física Clásica, la Física Contemporánea no es tratada dentro del espacio curricular, de ahí la necesidad de incorporar estos contenidos, sin descartar los de la Fisica clásica y llamando la atención de los alumnos sobre los rangos de validez de cada una. En nuestro Colegio existe también la posibilidad de brindar los contenidos de interés como materia optativa, si bien no es lo ideal ya que no todos los alumnos optarían por cursarla. En el estado actual de situación, los contenidos pertenecientes a la currícula de Física cubren solo los temas investigados hasta el siglo XIX y principios del XX. La incorporación en enseñanza de Física de temas que están presentes en la vida cotidiana contribuye a que el alumno tenga un estado de situación más certero sobre los fenómenos naturales que están presentes en dispositivos que utiliza diariamente o en los que permiten (o facilitan) el conocer su estado de salud y también sobre las temáticas de investigación en las que trabaja la ciencia en la actualidad. Expresiones como efecto fotoeléctrico, comportamiento dual de la luz, etc., ya no serán palabras ajenas a él si en el nivel medio ya incorporó estos contenidos, también le permitirían hacerse una idea más cercana al trabajo científico actual y posiblemente generar interés en incorporarse a carreras que estudien estos fenómenos. Por lo tanto, este trabajo consiste en el desarrollo de un programa que no está basado en la escritura de fórmulas sino en la observación de fenómenos y en la experimentación en laboratorio o mediante simulaciones por computadora que se han concatenado para introducir dos temas de la física clásica, ondas y radiación electromagnética, basándonos también en la experimentación con un conjunto de dispositivos sencillos que permiten acercar al alumno al fenómeno abordado. La presentación de este trabajo está organizada en 10 capítulos. En los capítulos 1 y 2 se ex-ponen el plan a desarrollar, organización general del curso y el tipo de evaluación propuesta, respectivamente. En los capítulos 3 al 11 se despliegan los contenidos del programa y en el 12 se presentan los resultados de algunas evaluaciones diagnósticas y de revisión de contenidos. El desarrollo de todos los temas del curso frente a alumnos y de las evaluaciones correspondientes no pudo completarse por las numerosas huelgas que tuvieron lugar durante el curso en el que se trabajó. Estaba previsto dedicar dos clases por tema y la realización de una investigación por grupo mediante el desarrollo de una experiencia de laboratorio o el empleo de una simulación por computadora sobre alguno de los temas tratados y su presentación frente a los demás grupos. En los capítulos en los que se explican los distintos temas a abordar (3 al 11) el criterio seguido ha sido comenzar por la introducción del concepto de onda que los alumnos no han adquirido hasta ese momento (onda mecánica Cap. 3) y espectro electromagnético (Cap. 4). Los capítulos consisten en guías de clase. En ellos se muestran las actividades a realizar, la concatenación histórica de los temas y los avances en los modelos para describir la naturaleza, junto a la necesidad de modificarlos frente a nuevos descubrimientos. También se incluye, cuando se considera un aporte a la temática, una recapitulación de algunos temas y aplicaciones actuales de los mismos. Como anexo, se presenta la biografía fundamental de algunos de los actores de los avances científicos estudiados, destacando las actividades experimentales o de interpretación de resultados realizadas por los mismos.