Elaboramos nuestros propios ítems


Me lanzo en este momento a publicar mi primera propuesta de estímulo con tres ítems diferentes. He decidido enfocarlo a alumnos de 4º de la ESO (15 años) para medir su competencia científica en la asignatura de Física y Química. En concreto, me centro en dos elementos del currículo:

  1. La Ley de la Gravitación Universal.
  2. Las leyes de la Dinámica y la superación de la física del sentido común.

Considera la Estación Espacial y el planeta Tierra que aparecen en la imagen:

ITEM 1: LA DISTANCIA

Necesitamos tomar unas fotos de la Tierra con mucha precisión y para ello debemos acercar la Estación hacia la Tierra. ¿En qué proporción cambiaría la fuerza gravitatoria sobre la Estación Espacial si la distancia entre su centro y el centro de la Tierra se redujera a la mitad de su valor original?

A. Aumentaría al doble.

B. Disminuiría a la mitad.

C. Aumentaría cuatro veces.

D. Disminuiría cuatro veces.

PROCESO: Extracción o evaluación de conclusiones.
COMPETENCIA: Descripción, explicación y predicción de fenómenos científicos.
TIPO DE RESPUESTA: Elección múltiple compleja.
CRITERIOS DE CORRECCIÓN:
Máxima puntuación (1): Respuesta C: Aumentaría cuatro veces.
Ninguna puntuación (0): Otras respuestas.

 

ITEM 2: LA ACELERACIÓN

Compara la aceleración que provoca la fuerza gravitatoria que realiza la Tierra sobre la Estación Espacial con la debida a la fuerza gravitatoria que realiza la Estación Espacial sobre la Tierra.

PROCESO: Demostración de la comprensión de conceptos científicos.
COMPETENCIA: Descripción, explicación y predicción de fenómenos científicos.
TIPO DE RESPUESTA: De construcción abierta corta.
CRITERIOS DE CORRECCIÓN:
Máxima puntuación (3):
La aceleración de la Estación Espacial será mayor. Aunque las fuerzas son iguales, las masas no, por lo que el efecto de la misma fuerza sobre la Estación Espacial (menos masa) será mayor.
Puntuación parcial (1):
Las aceleraciones son iguales porque las fuerzas son iguales.
La aceleración de la Estación Espacial será mayor porque tiene menos masa (pero sin explicar que las fuerzas son iguales).
Ninguna puntuación (0):
La aceleración de la Estación Espacial es mayor porque la fuerza que actúa sobre ella es mayor.
Cualquier respuesta sin explicación argumentada.
Otras respuestas.
 

ITEM 3: LOS ASTRONAUTAS

Un transbordador espacial con turistas espaciales despega desde la Tierra y se une a la Estación Espacial. Un turista plantea:

“La nave en la que venimos y los ocupantes antes eran parte de la masa de la Tierra, pero ahora somos parte de la masa de la Estación Espacial… ¿ha cambiado la fuerza gravitatoria entre ambas?”

Cuando los astronautas intentan responder se forman tres grupos:

  • Unos creen que la fuerza gravitatoria que ejerce la Tierra sobre la Estación Espacial sigue siendo la misma.
  • Otros piensan que la fuerza gravitatoria que ejerce la Tierra sobre la Estación Espacial aumenta.
  • Y los últimos creen que la fuerza gravitatoria que ejerce la Tierra sobre la Estación Espacial disminuye.

¿Quién crees que tiene razón? Explica y argumenta tu respuesta detalladamente.

PROCESO: Extracción o evaluación de conclusiones.
COMPETENCIA: Descripción, explicación y predicción de fenómenos científicos.
TIPO DE RESPUESTA: De construcción abierta. 
CRITERIOS DE CORRECCIÓN:
Máxima puntuación (2):
La fuerza cambia porque depende del producto de las masas, no de su suma. En concreto aumenta, porque la multiplicación de pares de números cuya suma es la misma es mayor cuanto más parecidos sean los números.
La fuerza cambia porque depende del producto de las masas, no de su suma. En concreto aumenta, porque, si la masa total es la misma, la fuerza es mayor cuanto más parecidas sean las masas de los dos cuerpos.
Puntuación parcial (1):
La fuerza tiene que cambiar porque depende del producto de las masas, no de su suma. (No se explica o se explica mal si aumenta o disminuye).
Ninguna puntuación:
“La fuerza gravitatoria que ejerce la Tierra sobre la Estación Espacial sigue siendo la misma” con cualquier explicación.
Cualquier respuesta que implique que el alumno piensa que las fuerzas Tierra – Estación y Estación – Tierra son diferentes.
Otras.
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Adaptación de dos estímulos de TIMSS para mi clase de física


En esta tarea nos piden que elijamos un estímulo de dos estudios que evalúen la misma competencia, uno de educación Primaria y otro de educación Secundaria y hacer una propuesta de adaptación en función de tu grupo de alumnos. En esta ocasión, y dado que estoy más acostumbrado a las pruebas PISA, he decidido trabajar con ítems de TIMSS para aprender también un poco sobre esta prueba. En concreto he seleccionado dos bloques de preguntas liberadas sobre ciencias:

ITEM DE LA PRUEBA PARA 2º DE SECUNDARIA

La imagen muestra agua que cae de un tanque y hace dar vueltas a una rueda.

Captura de pantalla 2014-11-19 a las 18.04.29

A. ¿Qué tipo de energía tiene el agua cuando está en el tanque?

B. ¿Qué tipo de energía tiene el agua justo antes de golpear a la rueda?

C. Escribe un cambio en el sistema que haga que la rueda gire más rápido.

En mi caso, mis alumnos son de Física y Química de 4º de la ESO y no de 2º, pero las preguntas no les resultarían extrañas dado que estos contenidos se trabajan en la unidad de Energía y Trabajo. La verdad es que mantendría estas tres mismas preguntas. Las dos primeras me pueden dar una visión clara de quién entiende correctamente los conceptos de energía potencial y energía cinética. La tercera es una buena manera de observar el nivel de razonamiento y la capacidad de aplicar estos conceptos, aunque puede ser relativamente sencilla para alumnos de este nivel.

Sin embargo, añadiría una última pregunta que les desafíe de verdad:

D. Describe un experimento/método que pudiésemos realizar para determinar el porcentaje de energía perdida en esta máquina si estuviera construida en nuestra aula.

De esta manera incorporo ideas fundamentales de su nivel como son el principio de conservación de la energía, las fuerzas disipativas y el papel que tienen éstas al trasladar modelos de la teoría a la realidad. Por supuesto no me quedaría ahí, sino que aprovecharía las respuestas para que los alumnos, organizados en grupos, seleccionasen o refinasen la mejor propuesta y realizasen el experimento de verdad en el aula. Si otros años hemos construido una montaña rusa para estudiar estas mismas ideas no vería demasiado complicado realizar esta actividad.

ITEM DE LA PRUEBA PARA 4º DE PRIMARIA

Emilio y Andrés fueron a una tienda de ropa para comprar una camiseta de color naranja. De camino a casa, abrieron la bolsa para enseñar a un amigo su nueva camiseta naranja, pero se llevaron una sorpresa al ver que la camiseta parecía roja en lugar de naranja.

Captura de pantalla 2014-11-19 a las 18.37.10

Emilio pensó que les habían dado una camiseta de otro color, pero Andrés creía que el color de la camiseta se veía distinto simplemente porque la luz del sol es diferente a la luz de la tienda. Decidieron investigar para ver quién de los dos tenía razón.

Investigación sobre la camiseta nueva
Emilio y Andrés consiguieron una lámpara y cuatro bombillas de colores: una bombilla blanca, otra roja, otra amarilla y otra verde. Cogieron la camiseta nueva que acababan de comprar y la observaron a la luz de las distintas bombillas. Los siguientes dibujos muestran lo que vieron.

Captura de pantalla 2014-11-19 a las 18.39.54

A. Describe los resultados de la investigación de Emilio y Andrés acerca de su camiseta nueva.

B. ¿Les dieron a Emilio y Andrés la camiseta equivocada en la tienda? Explica tu respuesta basándote en los resultados de su investigación.

C. ¿De qué color era la bombilla de la tienda?

Investigación sobre una camiseta blanca
Emilio y Andrés se preguntaron cómo se verían otras camisetas de otros colores con las diferentes luces. Cogieron una camiseta blanca y la observaron a la luz de cada bombilla. Los siguientes dibujos muestran lo que vieron.

Captura de pantalla 2014-11-19 a las 18.44.23

A. Describe los resultados de la investigación de Emilio y Andrés acerca de la camiseta blanca.

B. ¿De qué color crees que se vería la camiseta blanca con una bombilla azul?

Este es el estímulo y los ítems que he seleccionado de la prueba para 4º de primaria, la mayoría de estos ítems son de dificultad alta o muy alta, lo cual no me extraña ya que, si bien las respuestas correctas dadas en la pauta de corrección no requieren de ningún conocimiento base, el nivel de razonamiento requerido puede ser algo elevado para alumnos de esta edad. Es un estímulo precioso, aunque en realidad, debo decir que la física relacionada con la óptica me parece muy atractiva por la conexión tan palpable que tiene con nuestra actividad cotidiana.

De nuevo, la adaptación que hago del ítem va dirigida a alumnos de Física y Química de 4º de Secundaria y consistirá en dos aspectos fundamentales:

  1. Modificar ligeramente las preguntas para exigir más en las respuestas dadas. Pedir que argumenten sus respuestas en base a el conocimiento que tienen sobre el “Espectro electromagnético” y determinados fenómenos de la luz como la reflexión, refracción o la absorción. Puede parecer poca diferencia pero el paso de saber ver y expresar los resultados de un experimento (lo que pide la prueba para primaria) a interpretarlos en clave científica en base a unos conocimientos teóricos previos (lo que estoy pidiendo yo) es realmente grande. En ambos casos, a demás, se pide extraer conclusiones, aunque la argumentación de las mismas habrá de ser muy diferente.
  2. Para la segunda parte del estímulo”Investigación sobre una camiseta blanca”, dar menos pistas y ampliarla: pediría directamente que describiesen los resultados esperados al repetir el experimento con camisetas de otros colores (blanco, azul y negro) sin ofrecer la respuesta con la imagen.