Construyendo significados en mecánica cuánticafundamentación y resultados de una propuesta innovadora para su introducción en el nivel universitario

  1. Greca Dufranc, Ileana María
  2. Herscovitz, Victoria E.
Revista:
Enseñanza de las ciencias: revista de investigación y experiencias didácticas

ISSN: 0212-4521,  2174-6486

Año de publicación: 2002

Volumen: 20

Número: 2

Páginas: 327-338

Tipo: Artículo

DOI: 10.5565/REV/ENSCIENCIAS.3974 DIALNET GOOGLE SCHOLAR lock_openDDD editor

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Resumen

El rápido crecimiento de una tecnología basada en los principios de la mecánica cuántica torna impenioso el conocimiento de sus fundamentos para mayoría de los estudiantes universitarios. Siendo una de las mayores dificultades al estudiar estos temas la creación de la «nueva percepción» que la mecánica cuántica implica pura el mundo microscópico, desarrollamos una unidad didáctica introductoria con un abordaje que denominamos fenomenológico-conceptual, con énfasis en las características cuánticas de los sistemas. La unidad incluyó discusiones conceptuales sobre tópicos como los de computación cuántica, efecto túnel, autointerferencia de una partícula, saltos cuánticos y la paradoja del gato de Schorodinger. Los resultados de la implementación de esla estrategia con tres grupas de estudiantes de ingeniería muestran que más de la mitad de los estudiantes participantes consiguieron una comprensión razonable dr los conceptos discutidos.

Referencias bibliográficas

  • AMBROSE, B.S., SHAFFER, P.S., STEINBERG, R.N. y MCDERMOTT, L.C. (1999). An investigation of student understanding of single-slit diffraction and double-slit interference. American Journal of Physics, 67(2), pp. 146- 155.
  • BAO, L., JOLLY, P. y REDISH, E. (1996). Student difficulties with quantum mechanics, en AAPT Summer Meeting, Phoenix. Oral communication. www.physics.umd.edu/perg/cpt.html.
  • BORGES, A.T. y GILBERT, J. (1998). Models of magnetism. International Journal of Science Education, 20(3), pp. 361- 378.
  • D’ESPAGNAT, B. (1990). Penser la science ou les enjeux du savoir. París: Gauthier-Villars.
  • DIRAC, P. (1956) Principios de mecánica cuántica. Barcelona: Ariel.
  • EULER, M., HANSELMANN, M., MÚLLER, A. y ZOLLMAN, D. (1999) Students’ views of models and concepts in modern physics, en Annual Meeting National Association For Research In Science Teaching, 1999, Boston. Collection of papers presented. www.phys.ksu.edu/perg/papers/narst.
  • FISCHLER, H. y LICHTFELDT, M. (1992) Modern physics and students’ conceptions. International Journal of Science Education, 14(2), pp. 181-190.
  • FLETCHER, P. y JOHNSTON, I. (1999) Quantum mechanics: exploring conceptual change, en Annual Meeting National Association For Research In Science Teaching, Boston. Collection of papers presented. www.phys.ksu.edu/perg/ papers/narst.
  • GIL, D. y SOLBES, J. (1993). The introduction of modern physics: overcoming a deformed vision of science. International Journal of Science Education, 15 (3), pp. 255-260.
  • GRECA, I.M. (2000). «Construindo significados em Mecânica Quântica: resultados de uma proposta didática aplicada a estudantes de física general». Tesis doctoral. Instituto de Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.
  • GRECA, I. M. y HERSCOVITZ, V. E. (2001) Mecânica Quântica e Intuição. En Fundamentos da Física 2. Simpósio David Bohm, v. 2. São Paulo: Livraria da Física.
  • GRECA, I. M. y HERSCOVITZ, V. E. (2000) Construindo intuición en Mecânica Quântica, en Proceedings of the VI Interamerican Conference On Physics Education. Porto Alegre: Instituto de Física - UFRGS.
  • GRECA, I.M. y HERSCOVITZ, V. E. (2000). Mecânica Quântica para não físicos: avaliação de una proposta didática, en Atas do VII Encontro De Pesquisa Em Ensino De Física. Florianópolis: Sociedade Brasileira de Física.
  • GRECA, I.M. y HERSCOVITZ, V. E. (2000). Teaching quantum mechanics at an introductory level to science undergraduate students, en Proceedings of the International Conference Physics Teacher Education Beyond 2000. Barcelona.
  • GRECA, I.M. y MOREIRA, M.A. (1997). The kinds of mental representations: models, propositions and images - used by college physics students regarding the concept of field. International Journal of Science Education, 19(6), pp. 711-724.
  • GRECA, I.M. y MOREIRA, M.A. (1998). Modelos mentales y aprendizaje de física en electricidad y magnetismo. Enseñanza de las Ciencias, 16(2), pp. 289-303.
  • GRECA, I.M., y MOREIRA, M.A. (1998). Modelos mentais e modelos físicos no ensino e na aprendizagem da Física, en Atas do VI Encontro De Pesquisadores em Ensino de Física. Florianópolis: Sociedade Brasileira de Física.
  • GRECA, I. M. y MOREIRA, M. A. (1999) O quê estão entendendo alunos universitários nas aulas de Mecânica Quântica?, en Atas do II Encontro Nacional De Pesquisa Em Educação Em Ciências. Valinhos. São Paulo. Porto Alegre: Instituto de Física - UFRGS.
  • HOBSON, A. (1996). Teaching quantum theory in the introductory course. The Physics Teacher, 34(4), pp. 202-210.
  • HOOD, C.G. (1993). Teaching about quantum theory. The Physics Teacher, 31(5), pp. 290-293.
  • HUGHES, R.I. (1989). The structure and interpretation of quantum mechanics. Cambridge: Harvard University Press.
  • JAMMER, M. (1974). The philosophy of quantum mechanics. Nueva York: John Wiley.
  • JOHNSON-LAIRD, P. (1983) Mental models. Cambridge: Harvard University Press.
  • JOHNSTON, I.D., CRAWFORD, K. y FLETCHER, P.R. (1998). Student difficulties in learning quantum mechanics. International Journal of Science Education, 20(4), pp. 427- 446.
  • KRAGH, H. (1992) A sense of history: history of science and the teaching of introductory quantum theory. Science and Education, 1, pp. 349-363.
  • LICKERT, R. (1976) Una técnica para medir actitudes, en Summers, G. F. (ed.). Medición de actitudes. México: Trillas, pp. 182-191.
  • MASSHADI, A. (1996). Students’ conceptions of quantum physics, en Welford, G. et al. (eds.). Research in science education in Europe. Londres: The Falmer Press, pp. 254- 265.
  • MOREIRA, M.A. y GRECA, I.M. (2000). Introdução à Mecânica Quântica: seria o caso de evitar a aprendizagem significativa (subordinada)?, en Atas do III Encontro Internacional Sobre Aprendizagem Significativo. Peniche. Lisboa: Universidade de Lisboa.
  • NIEDDERER, H. y DEYLITZ, S. (1999). Evaluation of a new approach in quantum atomic physics in high school, en Annual Meeting National Association For Research In Science Teaching, 1999. Boston. Collection of papers presented. www.phys.ksu.edu/perg/papers/narst.
  • REBELLO, N.S. y ZOLLMAN, D. (1999). Conceptual understanding of quantum mechanics after using hands on experiments and visualization instructional materials, en Annual Meeting National Association For Research In Science Teaching, 1999. Boston. Collection of papers presented. www.phys.ksu.edu/perg/papers/narst .
  • RIVIÈRE, A. (1985). La psicología de Vygotski. Madrid: Aprendizaje Visor.
  • STYER, D. (1996). Common misconceptions regarding quantum mechanics. American Journal of Physics, 64(1), pp. 31-34.
  • SCHRÖDINGER, E. (1983) «Die gegenwartige situation in der quantum mechanik», en Wheeler, J. y Zurek, W. (orgs.) Quantum theory and measurement, pp. 152-167. Princeton: Princeton University Press.
  • SORZIO, P. (1995). Cultural representation and individual understanding. Journal of Russian and East European Psychology, pp. 16-23.
  • ZEILINGER, A. (1999). In retrospect: Albert Einstein: philosopher-scientist. Nature, 398(6724), pp. 210-211.
Fuente de los datos: Dialnet