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Jean Piaget (Aprendizaje por Descubrimiento y Asimilación/Acomodación): La simulación Phet permite a los estudiantes manipular variables (ángulo, velocidad inicial, masa, resistencia del aire) y observar directamente los efectos en la trayectoria del proyectil. Esto promueve el aprendizaje por descubrimiento, donde el estudiante construye su propio conocimiento a través de la interacción con el entorno (la simulación). A medida que experimentan, los estudiantes asimilarán nueva información a sus esquemas existentes (por ejemplo, cómo el ángulo afecta el alcance) o acomodarán sus esquemas si sus observaciones contradicen sus ideas previas (por ejemplo, al darse cuenta de que la masa no afecta la trayectoria en ausencia de resistencia del aire). La fase de predicción fomenta la confrontación de sus hipótesis con la realidad simulada.

David Ausubel (Aprendizaje Significativo y Organizadores Previos): La actividad comienza con una fase de exploración libre que sirve como organizador previo, activando conocimientos previos y generando interés. Luego, se presentan preguntas guía que actúan como "puentes" entre lo que ya saben y el nuevo conocimiento, facilitando la conexión de conceptos y la construcción de un aprendizaje significativo. La posterior discusión en grupo, donde se comparten hallazgos y se contrastan resultados, ayuda a integrar los nuevos conceptos en una estructura cognitiva más amplia y coherente. El énfasis en la comprensión de los "porqués" y no solo los "cómos" busca que el aprendizaje sea duradero y aplicable.

Lev Vygotsky (Interacción Social y Zona de Desarrollo Próximo): Aunque la simulación es individual, la fase de discusión grupal y la resolución colaborativa de problemas fomentan la interacción social. Los estudiantes pueden ayudarse mutuamente a construir una comprensión más profunda, operando dentro de su zona de desarrollo próximo. Aquellos que han comprendido ciertos aspectos pueden guiar a sus compañeros, y al explicar sus hallazgos, refuerzan su propio aprendizaje. El rol del docente será el de un facilitador, ofreciendo andamiaje cuando sea necesario a través de preguntas o aclaraciones.

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Visualizar y escuchar los datos resultantes de la aleatoriedad en el mundo real de la rapidez y el ángulo de lanzamiento.

Atribuir la variabilidad de los datos a las propiedades físicas del aparato.

Diseñar experimentos para investigar el efecto de diferentes parámetros de lanzamiento.

Comparar distribuciones de muestreo y explorar el efecto del tamaño de la muestra.

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Evidencia del Uso de la Herramienta Tecnológica

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Evidencia del Uso de la Herramienta Tecnológica

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Enlace a la simulación Phet: https://phet.colorado.edu/en/simulations/projectile-motion

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Blast a car out of a cannon, and challenge yourself to hit a target! Learn about projectile motion by firing various objects. Set parameters such as angle, initial speed, and mass. Explore vector representations, and add air resistance to investigate the factors that influence drag.

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Nombre de la Actividad: "Diseccionando el Vuelo: Un Viaje Interactivo con el Lanzamiento de Proyectiles"

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Nombre de la Actividad: "Diseccionando el Vuelo: Un Viaje Interactivo con el Lanzamiento de Proyectiles"

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Duración: 2 sesiones sincrónicas (1 hora cada una) + Trabajo asincrónico (2-3 horas)

Materiales: Computadora con acceso a internet, la simulación Phet "Lanzamiento de Proyectiles" (https://phet.colorado.edu/en/simulations/projectile-motion), plataforma de videoconferencia (Zoom, Google Meet, etc.), documento colaborativo (Google Docs, OneDrive) para el informe.

Fase 1: Introducción y Activación de Conocimientos Previos (Sesión Sincrónica - 20 min)

1. Bienvenida y Motivación (5 min): El docente da la bienvenida y presenta el tema del lanzamiento de proyectiles con ejemplos cotidianos (balón de fútbol, chorro de agua, lanzamiento de jabalina). Se busca generar curiosidad y establecer una conexión con la experiencia de los estudiantes.

2. Preguntas de Sondeo (10 min): El docente plantea preguntas abiertas a través del chat o una encuesta rápida (ej. "¿Qué creen que sucede cuando lanzan un objeto hacia arriba y adelante?", "¿Qué factores creen que afectan qué tan lejos llega un objeto?"). Se busca activar los esquemas existentes y detectar ideas previas, incluso las erróneas.

3. Presentación de la Simulación Phet (5 min): El docente comparte su pantalla y realiza una breve demostración de la interfaz de la simulación Phet "Lanzamiento de Proyectiles", mostrando cómo cambiar variables básicas (ángulo, velocidad inicial, masa) y cómo usar las herramientas de medición.

Fase 2: Exploración Guiada y Experimentación (Trabajo Asincrónico - 1.5 horas)

1. Asignación Individual (10 min - Sesión Sincrónica): El docente asigna a los estudiantes la tarea de explorar la simulación de forma individual durante el tiempo asincrónico, siguiendo una guía de laboratorio virtual. Se les proporcionará un documento guía con preguntas exploratorias y un formato para registrar sus observaciones.

2. Guía de Laboratorio Virtual (Ejemplo de preguntas - Asincrónico):

Exploración Libre (30 min): "Ingresen a la simulación Phet. Jueguen con las diferentes variables (velocidad inicial, ángulo, masa, diámetro, resistencia del aire) y observen qué sucede con la trayectoria del proyectil. Anoten al menos 3 observaciones interesantes."

Impacto del Ángulo (30 min): "Manteniendo la velocidad inicial constante (ej. 15 m/s) y sin resistencia del aire:

Lancen el proyectil a diferentes ángulos (ej. 15°, 30°, 45°, 60°, 75°).

¿Qué ángulo produce el mayor alcance horizontal? ¿Qué ángulo produce la mayor altura máxima?

¿Hay alguna relación entre ángulos complementarios (ej. 30° y 60°) y su alcance? Expliquen."

Influencia de la Velocidad Inicial (30 min): "Manteniendo el ángulo constante (ej. 45°) y sin resistencia del aire:

Lancen el proyectil con diferentes velocidades iniciales (ej. 10 m/s, 20 m/s, 30 m/s).

¿Cómo afecta la velocidad inicial al alcance, la altura máxima y el tiempo de vuelo? Cuantifiquen sus observaciones."

Efecto de la Masa y Resistencia del Aire (30 min): "Manteniendo el ángulo y la velocidad inicial constantes:

¿Qué sucede con la trayectoria si cambian la masa del proyectil (sin resistencia del aire)?

Ahora, activen la resistencia del aire. ¿Cómo afecta la masa y el diámetro del proyectil a la trayectoria con resistencia del aire? Expliquen la diferencia con el caso sin resistencia."

3. Registro de Observaciones: Se indicará a los estudiantes que registren sus respuestas y mediciones en un documento compartido o un formulario en línea.

Fase 3: Discusión y Construcción de Conceptos (Sesión Sincrónica - 40 min)

1. Compartir Hallazgos en Grupos Pequeños (20 min): Los estudiantes se dividirán en salas de grupos pequeños (breakout rooms) en la plataforma de videoconferencia. Cada grupo compartirá sus observaciones y conclusiones de la fase de exploración. Se les pedirá que discutan sus respuestas a las preguntas guía y resuelvan cualquier discrepancia. El docente circulará por las salas para facilitar la discusión y ofrecer apoyo.

2. Plenaria y Sistematización (20 min): Los grupos regresan a la sala principal. Cada grupo compartirá sus principales descubrimientos y conclusiones con toda la clase. El docente facilitará una discusión guiada, corrigiendo ideas erróneas, aclarando conceptos y resumiendo los principios clave del lanzamiento de proyectiles que los estudiantes han descubierto. Se enfatizará la relación entre las variables y los efectos observados. Se pueden introducir los términos técnicos formales (alcance, altura máxima, tiempo de vuelo) y conectar con las observaciones empíricas.

Fase 4: Aplicación y Profundización (Trabajo Asincrónico - 1 hora)

1. Desafío del Lanzamiento (Asincrónico): El docente planteará un "desafío" utilizando la simulación Phet. Por ejemplo:

"Quiero que un proyectil lanzado desde el suelo caiga exactamente a 50 metros de distancia, pasando por una altura máxima de 15 metros. ¿Qué velocidad inicial y ángulo de lanzamiento deberías usar? (No se permite usar resistencia del aire)."

Los estudiantes deberán usar la simulación para encontrar la combinación correcta de parámetros y justificar su elección.

2. Informe de Laboratorio y Reflexión Individual: Los estudiantes redactarán un breve informe individual (o en parejas, si se prefiere) que incluya:

Sus hallazgos más importantes de la exploración guiada.

La solución al "Desafío del Lanzamiento", explicando el proceso para encontrar la respuesta.

Una breve reflexión personal sobre qué aprendieron de la actividad y cómo la simulación les ayudó a entender el concepto de lanzamiento de proyectiles.

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Recurso Generado (Fragmento de la guía de laboratorio virtual)

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Recurso Generado (Fragmento de la guía de laboratorio virtual)

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Se debe dar clic en la presentación adjunta para poder apreciar la propuesta de guía virtual e interactiva sobre el movimiento de proyectiles.

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TEORIAS COGNITIVAS DEL APRENDIZAJE FINAL

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Mario:

"Esta actividad mejora el aprendizaje significativo de varias maneras. En primer lugar, al permitir la manipulación directa de las variables y la observación de los resultados en tiempo real, la simulación Phet traslada el concepto abstracto del lanzamiento de proyectiles a una experiencia concreta, facilitando la construcción de esquemas mentales robustos (Piaget). Los estudiantes no solo memorizan fórmulas, sino que comprenden la relación causal entre los parámetros de lanzamiento y la trayectoria resultante".

Jardiel:

"El enfoque exploratorio y las preguntas guía (Ausubel) actúan como organizadores previos y puentes cognitivos, conectando los conocimientos intuitivos o previos de los estudiantes con los conceptos físicos formales. El proceso de predecir, experimentar, observar y luego discutir, consolida el aprendizaje, haciendo que los nuevos conocimientos se anclen en estructuras cognitivas existentes de manera lógica y coherente".

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Descripción del Contenido y Público Objetivo

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Descripción del Contenido y Público Objetivo

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Contenido: El lanzamiento de proyectiles, incluyendo conceptos como trayectoria, alcance, altura máxima, tiempo de vuelo, velocidad inicial, ángulo de lanzamiento y la influencia de la gravedad.

Público Objetivo: Estudiantes de primer ingreso a la carrera de Física o ingenierías en la universidad, específicamente para la asignatura de Física Experimental I. Se asume un conocimiento básico de álgebra y trigonometría.

Contexto: Universidad. La actividad busca construir una comprensión conceptual sólida antes de abordar las ecuaciones formales, fomentando la experimentación y la observación.