Revista Mexicana de Física 24 (1975) EI5-E24

EL PROYECTO DE FISICA IIARV ARD

Jorge Barojas Weber

Departamento de Física y Química

Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad lztapalapa

(Recibido: noviembre 18, 1975)

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ABSTRACT: Following two kinds of pueposes, informadon and critical re-

view, we present the principal characteeistics oC the Harvaed

Physics Projec( and consider the possibili(y of a "\nexican"

adaptation in connection wilh oue own needs, resoueces and

peespectives.

l. INTRODUCCION

A nivel de Enseñanza Media Superior y de Enseñanza Superior, nues-tro medio parece ofrecer actualmente perspectivas concretas para la realiza-ción práctica de proyectos nacionales; al menos ep Física, ya existe personalcon aptitud científica, con capacidad y experiencia docente y con motivaciónpara llevar a cabo proyectos educativos de diversa índole. Además, se pre-senta un marcado interés por los problemas de laboratorio y es clara la nece-sidad de conocer e incorporar adecuadamente los proyectos extranjeros que,como el Proyecto de Física lIarvard, son de indiscutible valor.

En este artículo nos porponemos comentar las características esencia-les del Proyec[O de Física Harvard (Sección 11)y ofrecer una serie de conc1u-

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siones relativas a su posible adaptación a nuestro medio (Sección 1IJ). El ar-tículo es una consecuencia del Taller de Física lIarvard que fuera organiza.do por la Sociedad Mexicana de Física durante d Tercer Congreso Nacionalde Enseñanza de la Física, en junio de 1975.

1[. CARACTERISTICAS DEL PROYECTO f1ARVARD

El Proyecto de Física lIarvard es uno de los más ambiciosos y más lo"grados que se han producido en los últimos años en el medio educativo en losEstados Unidos, a nivel de la enseñanza preuniversitaria (High School). Di.cho proyecto surgió en 1962 debido a la conveniencia práctica de adaptar pa-ra los lectores de una escolaridad menor, las conocidas obras del Prof.lIo1ton 1,2 y es el producto de una larga cadena de versiones, evaluaciones ynuevas versiones, iniciada en los años de 1964-653 y que por ejemplo, ya en1967-68 implicaba pruebas con tres tipos de grupos: un grupo experimental,fonnado por 36 maestros y 1800 estudiantes; un grupo de control, con 21 maes.tros y 900 estudiantes y un grupo experimentado, con 21 maestros y 1100 es.tudiantes. Dicho Proyecto se publicó por primera vez en forma integrada en1970.' Durante eseos años de prueba se aplicó el Proyecto según tres posiblesmodos de enseñanza: según el método llamado tradicional consistente en cla.ses, demostraciones, experimentos, problemas y exámenes; según el m itodode aprendi%aje con medios múltiples, en donde el maestro actúa solo como roo"nieor, guía y consuleof y el alumno utiliza el material del curso para trahajardía con día en función de un programa detallado y, según el método de apTe".diraje independiente, en el cual cada alumno decide los temas en los que quieretrabajar por su cuenta y mediante una especie de "contraeo" con el maestro ocumpliendo una serie de objetivos con puntuación establecido de antemano,cubre tales temas y presenta las pruebas correspondientes. Evidentemente queel Proyecto puede usarse siguiendo cualesquiera de estas modalidades o desus posibles combinaciones.

Este Proyecto insiste en un enfoque interdisciplinario de la Física,permitiendo un desarrollo de sus temas básicos de manera clara, interesantey accesible. Lo filosófico, lo artístico, lo histórico, lo social, en una palabra,la cultura universal, están incorporados como elementos que ayudan a la quela enseñanza de esos conocimientos cumpla fines educativos más que de en.trenamicnw. En particular tal concepción del modo de presentar la Física esmás adecuada para un público que no necesariamente estudiará esta discipli-na con sentido profesional o como parte de su formación científica ° técnica.

Proyecto d(, física han)a,d ••• El7

En un curso inuoducwrio de un año de duración, que presema las ideas cohe.rentemente, en una secuencia de aprendizaje debidamente inte~rada en cadauna de sus partes)' que utiliza recursos a múltiples niveles para darle flexi-bilidad a un material impreso, audiovisual y de lahoratorio, variado, interesantey con posibles diferentes modos de utilización. Los prerrequisitos matemáti.cos son mínimos y es máxima la capacidad potencial del Proyecto para moti.var, entusiasmar)' orientar al alumno. Esta capacidad se ha optimizado al gradode analizar mediante la computadora la extensión de las frases del texto, pa.ra evitar que el tedio y la confusión alteren .'>u lectura y por lo tanto su com"prensión.

En una carta dirigida a los estudiantes, e incluída como apéndice enel libro de texto,. los direerores del Proyecto, F. James Rutherford, GeraldHolton y Fletcher G. Watson, mencionan que en tal curso introductorio, adl.-'Illásde haber visto física y e~tudiar algunas de sus relaciones con la astronomía,la química, la ingeniería y la historia de la ciencia, se han presentado a algu"nas de las mujeres y de los hombres que realizaron descubrimientos importan.tes, aprendiéndose algo acerca del lugar que la ciencia tiene en la sociedadcontemporánea. En particular, en tan extensa carta los autores ofrecen cincoelementos para una respuesta completa a la pregunta ¿Cuál es la importanciade la ciencia hoy en día? y que son: l} la excitación intelectual que producela física; 2) los beneficios prácticos inmediatos que recibe la sociedad; 3) losbeneficios a largo alcance; 4) la ciencia como un estudio que se conecta conotros campos y 5) la ciencia como un estilo de vida. En particular, este puntode vista es patrocinado por el Premio Nobel de la Física 1.1. Rabi, una de cu.yas frases sirve de presentación y especie de "leit motiv" de.J Proyecto.s

En diversas publicaciones se han dado a conocer los propósitos esen"ciales del Proyecto y los efectos que desean lORrar al cubrir tales ptopósi ..tos; así mismo, las suposiciones de las cuales parten, en cuanto al Proyecto,a los estudiantes, a los maestros y al lugar de la Física en la educación.<4.6Puesto que tales suposiciones no necesariamente tienen sentido en nuestromedio educativo, señalaremos únicamente los dos primeros aspectos: los pro.pósitos y los efectos.

Los principales propósitos del Proyecto son: 1) diseñar un curso de fí.sica con orientación humanística; 2) desarrollar un curso introductorio de físi-ca que resulte atractivo para el mayor número posible de estudiantes y 3)coo.tribuir al conocimiento de los factores que influyen en el proceso del aprendi-zaje de la ciencia. En foona específica el Proyecto fue diseñado para conse.guir los siguientes logros: 1) ayudar a los estudiantes a incrementar su cono.cimiento del mundo físico, concentrándose en ideas que caracterizan a la cien.cia de la mejor manera posible, más bien que insistiendo en elementos de in.formación aislada; 2) ayudar a que los estudiantes visualicen la física como

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una actividad humana maravillosa y múltiple, mediante una presentación endonde las perspectivas históricas y culturales muestren que las ideas den entradición y además métodos de adaptación y de cambio; 3) aumentar la opor-tunidad de que cada estudiante adquiera experiencias en el estudio de la cien-cia que le sean gratas y que además de proporcionarle conocimiento y habili-dad, le sirvan en su (annación posterior; 4) hacer posible que los maestrosadapten el curso a la diversa ,gama de intereses y habilidades de sus estudian-tes y 5) reconocer la impouancia del maestro en el proceso educativo y el am-plio espectro de situaciones docentes que pueden presentarse.

Para lograr 10 anterior y poder disponer de un curso útil e interesantepara estudiantes de diferentes capacidades, antecedentes y objetivos profe"sionales, el Proyecto ha elaborado el siguiente material:

a) Un libro de texto de aproximadamente 700 páginas que cubre 20 capítulosdistribuidos en las siguientes cinco unidades: 1. Conceptos de movimien-to; 2. Movimiento en los cielos; 3. El triunfo de la Mecánica; 4. Luz }'Electromagnetismo y 5. ~1odelos del Atomo. Adem,ís existen tres unidadessuplementarias relativas a: el núcleo, las partículas elementales y los des-cubrimientos en física. Cada unidad está provista de un prólogo y un epllogoy cada capítulo contiene preguntas, problemas y actividades para el es"tlldiante (Guía de estudio); a Su vez, cada una de las secciones de los ca-pítulos termina con un pequeño cuestionario y al final del libro se indicanlas respuestas.

b) Un manual de laboratorio y de actividades caseras para el alumno, en don"de se le plantean problemas y pro)'€.'ctos de investigación y se le ofrecensugerencias acerca del uso del material del curso.

e) Un manual del maestro, comprendiendl' para cada unidad, información rela ..civa a la organización de la instrucción, antecedentes y temas complemen"tarios o avanzados, descripción de todo el material correspondiente a launidad, notas respecto a demostraciones y experimentos, artículos básicosde revisión, soluciones a las guías de estudio y los exámenes, bibliografíacomentada y por último, el texto de la unidad, con sugestiones y comenta"rios al margen.

d) 134 lecturas complementarias que cubren el temario del curso y van desdefragmentos de ciencia ficción hasta la presentación de partes de las obrasde Galileo, Newton, Maxwell y Einstein, entre otros, pasando por variosartículos de divulgación o secciones de textos diversos.

ProYf'cto dI' I'-~ica harvl1rd ••• El9

e) 10 folletos de instrucción programada para que el estudiante adquiera o afir-me sus conocimientos de matemáticas y de física: ecuaciones, vectores,ondas y teoría cinética de los ~ases.

f) 48 películas de banda contínua (film loops) en color, utilizables como fuco-te de datos para efectuar mediciones y analizar experimentos cuyas condi-ciones serían difíciles de realizar en el laboratorio, por ejemplo la colisiónentre dos trenes o el salto de garrocha, filmados en cámara lenta para estu-diar la conservación de la energía mecánica.

g) 3 películas sonoras relativas a: gente y partículas, el sincrotrón y el mlU1dode Enrico Fermi.

h) Juego de transparencias a color, dd orden de 48, que tratan tópicos especí-ficos.

i) Juego de micas para ser usadas en retroproyector.

j} Películas especiales para el entrenamiento de los profesores que darán elcurso.

k) El equipo completo de aparaws y disposidvos de laboratorio, necesario paralas prácticas y actividades experimentales.

1) Folleto de exámenes y pruebas de evaluación, conteniendo para cada uni-dad, una prueba de 40 preguntas de opción múltiple, una prueba con proble-mas y preguntas fáciles y dos pruebas con mezcla de preguntas de opciónmúltiple, preguntas y problemas; las respuestas sugeridas a cada elementode la prueba se encuentran en el Manual del Maestro.

m) Una guía para la adquisición del material, tanto impreso como audiovisualy de laboratorio.

Con el propósito de dar a conocer este material y de discutirlo, el Tallerde Física lIarvard al que hicimos mención en la Introducción de este artículo,congregó a 2S participantes de todo el país, buscando la mayor re~esentativi-dad posible. Durante una semana esta muestra de los intereses, necesidades,valores y deficiencias de nuestros recursos humanos en materia educativa,participó en uno de los proyectos modernos de enseñanza de la Física más ca-racterísticos del progreso internacional en la materia. Para ello se invitarona dos de los autores del Proyecto, al Prof. lIolton, para una conferencia y una

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mesa redonda con los partlClpames, y al Prof. Ri~den, qUien dirigió las acti-vidades del Taller: clases, discusiones y sesiones de laboratorio, lectura dematerial, problemas y trabajo con dispositivos audiovisuales. Evidentementeen una semana tan sólo se muestreó lo más característico del ProyeclO; elpropósito buscado fuc simplemente el de dar una idea de su contenido, ohje-tivos, filosofía, métodos y posibilidades, tomando como pretexto la discusiónde: la caída libre de los cuerpos; la derenninación de la órbita de .\1arte; elsignificado del triunfo de la Mecánica Newtoniana en disciplinas que tratande las ondas~ del calor y de otras formas de energía; el impacto social deldescubrimiento de la ley de inducción electromagnética por Faraday y final-mente, algunos asp('c(Os modernoc; de la Física, tales como la espectroscopíaatómica. Cada día se insistió en al~ún otro tópico de interés para todo profe"sor de física, como ser: las distintas maneras dc enseñar, cómo utilizar elmaterial del Proyec(O, la función de los problemas, los experimentos y las acti-vidades de laborawrio, así como los tipos de exámenes o pruebas.?" Este Ta .•Her sirvió básicamente para tomar nora de un importantc proyeclO, cuyo enfo-que cultural prescnra muchos aspectos que podrían enriquecer la formación detodo tipo de profesores de física, siempre y cuando recordemos que para mejo-rar no basta con copiar, con adaptar.

lIJ. CONCLUSIONES

Por lo anrcs descrito, ranto en conrenido como en formas posibles deaplicación, el Proyecto de Física lI<Jrvard es a simple visra inobjetable y loque dehníamos haCl'r es utilizarlo inmediatamente y de la manera más ampliaposihlt,. Es un proy('cto bien coocebido, realizado y probado y que para todofin práctico cumple ('O forma extraordinaria con sus propósitos; además, In fXl"

driamo •.•adapt.u y adoptar con relariva facilidad y ahora si, por fin, aprender

y cns(.ñar bien física.El, otras t.'casiones ya h('mns sido vÍcrimas de un optimismo fácil y

cOlltagil)SO, pero inlraSC('ndcnrc. En particular, convendría recordar quc d(,sochacc aproximadamentc diez años, la última moda cn la en,••eñanza de la Físicaera iOlq~rar la teoría ;11 l.lboratorio. promover cursos inlcrdisciplinarios

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usar ,,1 lexto ([aducido al español del Physical Scieoce Study Committee, sincotendn, a ni •.'el ,2C't1('ralpor sUPUC'SlO.su mcwdología y filosofía educativas.Evidclltcmell(e <:,s(a ('tapa ha .••iJo superada, pues ac(Ualmenlt' las condici('ltlesson diferentes, (auto por la incipicll(e consciencia acerca de la exis(cncia deeste prohlema educarivo, como p<lr l,)s recurso" humanos y materiales con lo ••

Proyecto di' ¡tsica harvard, •• E2I

cuales se ha ido tratando de darle solución. Por lo mismo, convendría sermuy críticos ante las distintas ofertas que en m.ueria de enseñanza de la fí-sica presenta el panorama internacional. 10 El Proyec[() de Física Harvard esuno de estos elementos, muy valioso sin duda alguna, pero no es el único ypuesto que tenemos problemas, necesidades y recursos que nos son propios,no sería saludable qu('dar condicionados ni a corto ni a largo plazo, con ningúnproyecto en particular; sino más bien tratar de conocerlos y entenderlos biena todos, para después aprovecharlos adecuadamente. Sin embargo, ,'arias ,'e.ces se han hecho intcntos por cambiar cierta dependencia cultural, la cual anivel docente sigue modulando la evolución de nuestro medio educativo. Másrecientemente tales intentos se han ido canalizando fuertemente ante el desa-fío que planteó y sigue planteando la creación del Colegio de Ciencias y Hu-manidades y de otras instituciones de Enseñanza Media Superior, 11 y que aho-ra se concretan en la realización de distintos proY('CtoS locales e inclusivellegan a la producción de textos y de material didáctico propio,12-15 así comoel proyecto de creación del Centro de Investigación para la Enseñanza de las

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Es en función de nuestras condiciones de desarrollo que toda posibleimplantación del Proyecto de Física lIarvard debería pensarse con cuidado.En primer lugar, el uso del material complementario al texto resultaría dema ..siado costOSO para la mayoría de las instituciones educativas y en especialpara los alumnos, en lo concerniente al texto y materiales impresos; además,su uso sólo tendría sentido si pudiera garantizarse un programa eficiente deinformación, entrenamiento y mejoramiento continuo de los profesores, prohlc ..ma que obviamente es más agudo en provincia. Por otra pane, el matt'rial delcurso es demasiado extenso para el nivel de Enseñanza Media Superior e insu"ficiente en cuanto a bases matemáticas y temas de aplicación, para los dosprimeros años de la Enseñanza Superior.

Sin duda alguna. y con una fuerte recomendación, el Proyecto de Físi"ca Harvard puede servir como material complementario en ambos niveles y serde mucha ayuda tanto para profesores como para alumnos.

En cuanto a la filosofía subyacente en el Proyecto, convendría agregarque la educación también tiene su aspecto politico y que la historia de la hu-manidad y en particular la del pensamiento científico, es más una sucesiónde etapas de lucha contradictoria, que esa prometeíca colección de hombresejemplares, ideales y lecciones de cosas; sí a la culrura, pero no como sim"pIe acto de recreación y de espectacioo ante lo creado. Los científicos, losinventores, los técnicos e ingenieros, todo ser humano, en toda época de suexistencia, se encuentra condicionado por los factores económicos, políticosy sociales del proceso en el cual participa y este aspecto es visto de manera

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bastante parcial en el proyecto que discutimos. Algunos hechos podrían pa-recer si,gnificarivos, por ejemplo, la .••fotografías de naves de astronautas ocr-[eamericanos (páginas 10 Y 89 de la Unidad I) y las de negros practicando algúndeporte {) trahajando y aprendiendo en el lahorarorio junto con blancos (pá¡i!;i-

nas 55 y 66 de la Unidad 1); lo primero es natural y ello forma parte de la his-toria de es(e siglo, y lo segundo muy loable, porque así al menos parece queen la cjen~ia y en el deporte no existe discriminación racial.

Por orra parte, y los hechos lo confirman, la ciencia ha sido hecha esen-cialmenu' por europeos y norteamericanos, en ciena medida por anglosajo-nes; p<-'ro, para compensar la balanza emocional de todo posible lecror latino,se discute con detalle y con merecida jusricia, la personalidad y la obra deGalileo y de Enrico Fenoi, nuestros más alros representantes en el ayer y hoyde la física; además, para que no podamos jusrificar ningún reproche naciona.lisra, .'ie nos premia Con una forografía de un página entera del calendario az-teca.

Resumiendo, las objeciones anteriotes no le hacen mella a un gran pro.yecro peco nos permitimos insistir que nuestro medio requiere de algo más quela traducción y modificación más o menos sup(.'rficial de la parte anecdótica,porque al final de cuencas los conceptos físico." son universales. Aunque talproceso de adaptación parezca que ha tenido éxito en Egipto, Japón, Israel,Australia, entre ocros países, no basta con hacerlo extensi .•••o a los países dehabla española, por conveniente y apetecible que pueda parecer. Establecerla conexión con la historia y con la cultura hispanoamericana podría ser con.dición necesaria, peco en medida alguna convertirse en condición sufic icntepara S('otir como propio un proyecto para el cual se sugieren las siguientesetap.ls. por cubrir un lapso de dos o tres años: traducción completa del texto.adaptación del proyecto implicando los cambios que se crean convenientes(se esrima entre un 20 y un 30 por cienro del material), aplicación a escalanacional, rt:"visión del proyecto umexicano" y publicación. Por inviración d<: laSMF, un ~ruF'0 de profesores habrá de realizar un estudio en esta dirección ysometc:r a la con <iideración de b misma S\lF las conclusiones que lIe~ue: side ello se sigt:.{, que (¡ene sentido la mexicaniz3ción del Proyecto de FísicaHarvard, habrá dI' elaborarse un programa d(. trabajo que no necesariamentetendría lineamientos análogos a los desarrollados con anterioridad en los Esta.dos Unido .•..•Lo qlJ(. consideramo,,> más importante son las ideas, las decisio.nes y las acciones que: puedan derivarse al fioal de esta confrontación y enparticular, la forma or~anizada y sistcmática, hasta dondc el medio lo penoi.ta, cómo S(' materialicen tales propósitos eo el futuro.

P,oy~cto de I{sica ha,ua,d •••

AGRADECIMIENTO

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El autor desea expresar su reconocimiento a los organizadores del Ter-cer Congreso Nacional de Enseñanza de la Física. Dr. Salvador Malo y F ís.Javier Reyes Luján y al entonces Presidente de la SMF, Dr. Jorge Flores.tanto por su confianza y apoyo en la realización del Taller de Física Harv'\rd,como por algunos comentarios iniciales que hicieron a este artículo S~f y J F.Asimismo. es necesario mencionar la eficiente ayuda en la realización de lassesiones de laboratorio, brindada por el Fís. Jlumberto Sotc1o. del Centro deInstrumentos de la UNAM. y las facilidades y atenciones de esta instituciónque hicieron posible el buen desarrollo del Taller. Entre el grupo de ProfesO"'res que participaron en el Taller deseamos destacar la colaboración de: AnaLuisa Guzmán. Bernardo Wo1f, Héctor Riveros, Juan Américo González. AnuroFreyre, Angel Manzur, Luis .\1ier y Terán, Gustavo Hoddguez, Francisco Ra-mírez, J osé Luis Gutiérrez, Anselmo Ortíz y Claudio Guerra.

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de la bibliogra£ía, de la naturaleza de la gente que hizo posible estaconstrucción, los triunfos, los ensayos, las trihulacion"es". 1.1. Habi.

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HESlJMEN

Con proposltOS tanto informativos como de revisión crítica, pres('ntaa

mos una discusión del Proyecto de Física Harvard y de las posibilidades deaplicación que pueda presentar para nuestro medio, en relación con nuestraspropias necesidades, recursos y perspectivas.