Las representaciones mentales en la resolución de problemas de mecánica clásica

Resumo

El tema central de esta tesis es el estudio de los procesos asociados con la resolución de problemas de Dinámica de la partícula a partir de la comprensión de diferentes tipos de enunciados. En este contexto, la Física provee una teoría específica (las leyes de Newton) y la Psicología Cognitiva brinda un marco que permite interpretar las actuaciones de los estudiantes cuando resuelven problemas de esa temática. Los lineamientos teóricos adoptados se conforman por confluencia de dos líneas de investigación: la concepción de Newell y Simon (1972) de la resolución de problemas como una búsqueda en el espacio del problema y la concepción de modelo mental de Johnson-Laird (1983). Se ha seguido, así, un planteamiento de Galotti (1989) quien considera que los modelos mentales pueden identificarse con los estados en el espacio del problema, hecho que define la integración de las dos líneas teóricas mencionadas. De este modo, el espacio del problema se concibe como un conjunto de sucesivos modelos mentales y operadores dependientes del dominio, cuya función es justamente modificar o construir nuevos modelos. Es decir, la resolución de un problema consiste en un modelo inicial, un número de modelos intermedios, todos ellos relacionados por operadores que los modifican, y un modelo final que determina la llegada a la meta. El modelo mental inicial de cada estudiante se construye a partir del procesamiento semántico del enunciado, y a partir de ese modelo organiza su razonamiento para la derivación de conclusiones y selecciona las estrategias de resolución. Se considera que la capacidad de construir ese modelo mental inicial es un factor determinante en el éxito o fracaso en la solución. Las preguntas centrales que han orientado esta tesis son: ¿Cómo pueden interpretarse las dificultades observadas en los estudiantes universitarios, de carreras con fuerte base física, en la resolución de problemas que involucren interacciones mecánicas? y, asumiendo que las representaciones internas de los estudiantes se construyen a partir de la lectura del enunciado: ¿Cuál es la relación entre las características del enunciado de estos problemas y las representaciones internas de los estudiantes puestas en juego durante la resolución? Cabe aclarar que las interacciones mecánicas mencionadas en la cuestión 1 corresponden, en el marco de la mecánica clásica, a las fuerzas ejercidas entre los cuerpos. La hipótesis general de trabajo, como respuesta tentativa a las cuestiones centrales, es la siguiente: El escaso éxito de los alumnos al resolver situaciones problemáticas que involucren interacciones mecánicas está vinculado en forma directa con las dificultades para integrar dichas interacciones conformando un adecuado modelo mental. Pero la integración de las interacciones o fuerzas supone no sólo la correcta identificación de las mismas, sino una adecuada selección de los elementos del sistema sobre los cuales se manifiestan tales interacciones. A fin de operativizar la hipótesis general, se asumen algunas hipótesis secundarias. Se considera que las representaciones internas que construye un sujeto cuando resuelve un problema dependen de la forma en que se enuncie, de modo que será posible identificar y caracterizar modos de resolución diferentes para el mismo problema con diferentes tipos de enunciados (H1). En el tema seleccionado, la dinámica de la partícula, se supone que los obstáculos en el desarrollo de un modelo mental adecuado se producen cuando no se reconocen las interacciones relevantes, prioritariamente por errores en las fuerzas de rozamiento (H2). Se considera que un modelo mental es adecuado si permite arribar a una solución exitosa del problema. Por último se considera que las representaciones proposicionales sustentadas en modelos mentales inadecuados pueden permitir algunos movimientos correctos, pero no llevan a una solución correcta (H3).