Teaching the concept of harmonic wave in higher education from the theory of experiential learning

Authors

  • Angelo Joseph Soto-Vergel Universidad Francisco de Paula Santander
  • Oriana Alexandra López-Bustamante Universidad Francisco de Paula Santander
  • Byron Medina-Delgado Universidad Francisco de Paula Santander
  • Henry de Jesús Gallardo-Pérez Universidad Francisco de Paula Santander
  • Dinael Guevara-Ibarra Universidad Francisco de Paula Santander

DOI:

https://doi.org/10.15649/2346030X.754

Keywords:

Experimental learning, learning styles, science teaching, harmonic wave, electromagnetic wave

Abstract

The changing pedagogical and didactic scenario of the classroom generates a permanent concern in all areas of education, where science teaching has been an area of growing interest.  Recent research prioritizes the search for strategies that close the existing gap between teaching and learning, which is deepened in a diverse student community that accompanies its processes with the pedagogical ignorance of the teaching staff, whose didactic alternatives to achieve competent training are based on a transmisionist - behavioral thinking. This article presents a pedagogical alternative for learning based on Kolb's experiential theory, taking as a case study the concept of harmonic wave in the electromagnetic wave propagation. The methodology includes the formulation of the working hypothesis from the theory of experimental learning, the definition of the context based on the quantitative approach and based on Kolb's learning styles, the generation of the pedagogical strategy following the CUVIMA model, the application of this in a single group with pretest and postest to know the previous ideas and the conceptual change and the analysis of results using statistical graphs and the media. As a result, it was identified that students have a Convergent - Assimilator learning style according to Kolb's learning styles, which implies that they have preferences towards laboratory and simulation practices where they can test the theoretical concepts learned. According to the analysis of the data it is concluded that the experimentation improves the understanding of the physical phenomenon studied, which is in accordance with the learning style identified in the students.

References

L.C. Catalán, M.C. Caballero y M.A. Moreira, “Niveles de Conceptualización en el Campo Conceptual de la Inducción Electromagnética,” Latin-American J. Phys. Educ., vol. 4, no. 1, p. 20, 2010.

N.C. Naizaque, “Diseño De Una Estrategia Didáctica Para La Enseñanza De La Inducción Electromagnética,” Universidad Nacional De Colombia, 2013.

C. Becerra, A. Gras y J. Martínez, “Análisis de la Resolución de Problemas de Física en Secundaria y Primer Curso Universitario en Chile,” Rev. Enseñanza Las Ciencias, vol. 22, no. 2, pp. 275–286, 2004.

C. Furió y J. Guisasola, “Dificultades en el Aprendizaje Significativo de algunos Conceptos de Electrostática,” Rev. Investig. en la Esc., no. 23, pp. 103–114, 1994.

J. Guisasola, A. Montero y M. Fernández, “La Historia del concepto de Fuerza Electromotriz en Circuitos Eléctricos y la elección de Indicadores de Aprendizaje Comprensivo,” Rev. Bras. Ensino Física, vol. 30, no. 1, 2008.

D. Gil y A. Vilches, “Una Alfabetización Científica Para El Siglo XXI: Obstáculos Y Propuestas De Actuación,” Investig. En La Esc., vol. 43, pp. 27–37, 2001.

E.F. Resdish, “The Implications of Cognitive Studies for Teaching Physics,” Am. J. Phys., vol. 62, no. 6, pp. 796–803, 1994.

C. Becerra, A. Gras y J. Martínez, “La Física con una Estructura Problematizada: Efectos sobre el Aprendizaje Conceptual, las Actitudes e Intereses de los Estudiantes,” Rev. Bras. Ensino Física, vol. 29, no. 1, pp. 95–103, 2007.

B.E. Osorio, J.A. Osorio, L.S. Mejía, G.E. Campillo y R. Covaleda, “El Papel de la Actividad Experimental en la Enseñanza y Aprendizaje del Electromagnetismo en la Educación Superior,” Rev. Científica, vol. 2, no. 22, pp. 85–96, 2015, doi: 10.14483/10.14483/udistrital.jour.RC.2015.22.a7.

R.T. Solís, A. Ambrosio, E.C. Ruiz, J. Cortez y M.G. Gil, “Causas Del Alto Índice De Reprobación De Los Alumnos De Ingeniero Industrial Y De Sistemas En La Materia Electromagnetismo Y Factores Para Mejorarlo. Obregón, Sonora”, México: Estrategias Universitarias Para Mejorar Los Resultados Enseñanza-Aprendizaje, 2011.

J. Guisasola, J.M. Almudí y J.L. Zubimendi, “Dificultades de Aprendizaje de los Estudiantes Universitarios en la Teoría del Campo Magnético y Elección de los Objetos de Enseñanza,” Enseñanza las ciencias Rev. Investig. y Exp. didácticas, vol. 21, pp. 79–94, 2003.

J. Guisasola, J.M. Almudí y K. Zuza, “Dificultades de los Estudiantes Universitarios en el Aprendizaje de la Inducción Electromagnética,” Rev. Brasirela Enseñanza Física, vol. 32, no. 1, 2010.

J. Guisasola, J. M. Almudí y K. Zuza, “Explicaciones de los Estudiantes de Primer Curso de Ingeniería sobre los Fenómenos de Inducción Electromagnética,” Rev. Enseñanza la Física, vol. 21, no. 2, pp. 33–47, 2008.

B.E. Osorio, L.S. Mejía, J.A. Osorio, G.E. Campillo y R. Covaleda, “Análisis de la Enseñanza y el Aprendizaje del Electromagnetismo en el nivel Tecnológico y Universitario,” Entre Cienc. e Ing., no. 12, pp. 24–28, 2012.

E. Rentería, J.D. Vergara, B.E. González y Y.U. Cifuentes, “Desarrollo Del Pensamiento Crítico Mediante La Resolución De Problemas, Desde El Enfoque Ciencia, Tecnología, Sociedad y Medio Ambiente (CTSA), En El Estudio De Las Ondas Electromagnéticas (OEM),” Universidad De Antioquia, 2016.

H.E. Maldonado, M. Vergel y C.S. Gómez, “Prácticas Pedagógicas E Índices De Creatividad En La Enseñabilidad De La Física Electromagnética,” Rev. Logos, Cienc. y Tecnol., vol. 7, no. 2, 2016, doi: http://dx.doi.org/10.22335/rlct.v7i2.27.

J.M. Almudí, K. Zuza y J. Guisasola, “Aprendizaje de la Teoría de Inducción Electromagnética en Cursos Universitarios de Física General. Una Enseñanza por Resolución Guiada de Problemas,” Enseñanza las Ciencias. Rev. Investig. Y Exp. Didácticas, vol. 34, no. 2, 2016, doi: 10.5565/rev/ensciencias.1612.

O. Yilmaz y E. Ince, “The Usage of Alternative Assessment Techniques in Determination of Misconceptions about Electromagnetic Field - Magnetism Contents and Effects of Video - Based Experiments on Students Achievement at Distance Learning Course,” Procedia -Social Behav. Sci., vol. 55, pp. 155–160, 2012, doi: 10.1016/j.sbspro.2012.09.489.

M.B. Ibáñez, Á. Di Serio, D. Villarán y C. Delgado, “Experimenting with Electromagnetism using Augmented Reality: Impact on flow Student Experience and Educational Effectiveness,” Comput. Educ., vol. 71, pp. 1–13, Feb. 2014, doi: 10.1016/J.COMPEDU.2013.09.004.

M.A. Teixeira, S. Da-Hora y E. Dos-Santos, “Teaching Electromagnetism by Images Simulations in the Telecommunications Technical Course,” J. Educ. Instr. Stud. World, vol. 6, no. 4, 2016.

J. Moore y J. Christopher, “Efficacy of Multimedia Learning Modules as Preparation for Lecture-Based Tutorials in Electromagnetism,” Educ. Sci., vol. 8, no. 1, p. 23, Feb. 2018, doi: 10.3390/educsci8010023.

N. Govender, “Developing Pre-service Teachers’ Subject Matter Knowledge of Electromagnetism by Integrating Concept Maps and Collaborative Learning,” African J. Res. Math. Sci. Technol. Educ., vol. 19, no. 3, pp. 306–318, Sep. 2015, doi: 10.1080/10288457.2015.1104839.

J.C. Olivares, M. Escalante, R. Escarela, E. Campero, J.L. Hernández y I. López, “Los Crucigramas en el Aprendizaje del Electromagnetismo,” Eureka sobre Enseñanza y Divulg. las Ciencias, vol. 5, no. 3, pp. 334–346, 2008.

M.E. Aguiar, H. Gutiérrez y P. Gutiérrez, “Diseño y aplicación de un cuestionario sobre la práctica docente del profesorado de matemáticas en ingeniería y ciencias,” Góndola, enseñanza y Aprendiz. las ciencias, vol. 13, no. 1, p. 33, Jan. 2018, doi: 10.14483/23464712.11732.

V.A. Villarroel y D.V Bruna, “Competencias Pedagógicas que Caracterizan a un Docente Universitario de Excelencia: Un Estudio de Caso que Incorpora la Perspectiva de Docentes y Estudiantes,” Form. Univ., vol. 10, no. 4, pp. 75–96, 2017, doi: 10.4067/S0718-50062017000400008.

L.F.M. Gutiérrez, J.F.G. Aristizabal y L.E.P. Barrera, “Estado de la relación pedagógica en las facultades de ingeniería de la ciudad de Manizales,” Rev. Educ. en Ing., vol. 11, no. 22, pp. 63–68, 2016, doi: 10.26507/rei.v11n22.677.

I. Fondón, M.J. Madero y A. Sarmiento, “Principales Problemas de los Profesores Principiantes en la Enseñanza Universitaria,” Form. Univ., vol. 3, no. 2, 2010, doi: 10.4067/S0718-50062010000200004.

D.A. Kolb, “Experiential learning: experience as the source of learning and development,” p. 38, 1984.

A.Y. Kolb y D.A. Kolb, “Experiential Learning Theory: A Dynamic, Holistic Approach to Management Learning, Education and Development How You Learn Is How You Live View project,” Armstrong Manag. Learn. Edu. Dev., pp. 42–68, 2008, doi: 10.4135/9780857021038.n3.

J.L. Hierrezuelo y A. Montero, “La ciencia de los alumnos: Su utilización en la didáctica de la física y la química”, 1a ed. Mexico, 2006.

J.I. Pozo y F. Flores, “Cambio Conceptual y Representacional en la Enseñanza de la Ciencia”. A. Machado Libros, 2007.

A. Jaime y G. Rodríguez, “Una propuesta de fundamentación para la enseñanza de la geometría: El modelo de Van Hiele,” in Teoría y práctica en educación matemática, 1a ed., Sevilla, 1990, pp. 295–384.

J. Confrey y A. Maloney, “A Theory of Mathematical Modelling in Technological Settings,” in Modelling and Applications in Mathematics Education, Boston, MA: Springer US, 2007, pp. 57–68.

G. Touma, “Une étude sémiotique sur l’activité cognitive d’interprétation,” Ann. Didact. Sci. Cogn., vol. 14, pp. 79–101, 2009.

R. Duval, “Registres de représentation sémiotique et fonctionnement cognitif de la pensée,” Ann. Didact. Sci. Cogn., vol. 5, pp. 37–65, 1993.

C.A. Cuevas, F.Y. Villamizar y A. Martínez, “Actividades Didácticas para el Tono como Cualidad del Sonido, en Cursos de Física del Nivel Básico, Mediadas por la Tecnología Digital,” Enseñanza las Ciencias. Rev. Investig. y Exp. didácticas, vol. 35, no. 3, pp. 129–150, Nov. 2017, doi: 10.5565/rev/ensciencias.2091.

J. Monaghan y L. Trouche, “Mathematics Teachers and Digital Tools,” Springer, Cham, 2016, pp. 357–384.

L. Trouche, “From Artifact to Instrument: Mathematics Teaching Mediated by Symbolic Calculators,” Interact. Comput., vol. 15, no. 6, pp. 783–800, Dec. 2003, doi: 10.1016/J.INTCOM.2003.09.004.

M.N.O. Sadiku, “Elementos De Electromagnetismo”, 3ra ed. Oxford, 2003.

F.T. Ulaby, “Fundamentos de aplicaciones en electromagnetismo”, Pearson Educación, 2007.

W.H. Hayt y J.A. Buck, “Teoría electromagnética”, McGraw-Hill/Interamerica, 2006.

D.K. Cheng, “Fundamentos De Electromagnetismo Para Ingeniería”, 1ra ed. México: Pearson Educación, 1997.

Consejo Nacional de Acreditación de Colombia - CNA, “Lineamientos para la acreditación de programas de pregado.” Bogotá, p. 52, 2013.

R. Hernández, C. Fernández y P. Baptista, Metodología de la Investigación. 2010.

S. Palella y F. Martins, Metodología de la Investigación Cuantitativa. Caracas: Editorial Pedagógica de Venezuela, 2012.

L. Buendía, M.P. Colás y F. Hernández, Métodos de Investigación en Psicopedagogía. España: McGraw - Hill, 1998.

A. Del-Cid, R. Méndez y F. Sandoval, Investigación: fundamentos y metodología, 2da ed. Pearson Educación de México, 2011.

S.L. Jackson, Research methods: A modular approach, 3ra ed. Cengage Learning, 2015.

I. Benítez, “Utilidad de los métodos de pretest cognitivo para optimizar la calidad de los cuestionarios y aportar evidencias de validez: Una aproximación de investigación mixta,” Universidad de Granada, 2012.

A.Y. Kolb y D.A. Kolb, “The Kolb Learning Style Inventory-Version 3.1 2005 Technical Specifi cations,” Exp. Based Learn. Syst., 2005.

A.Y. Kolb y D.A. Kolb, “Learning Styles and Learning Spaces: Enhancing Experiential Learning in Higher Education,” Source Acad. Manag. Learn. Educ., vol. 4, no. 2, pp. 193–212, 2005.

Published

2020-09-01

How to Cite

[1]
A. J. Soto-Vergel, O. A. López-Bustamante, B. Medina-Delgado, H. de J. Gallardo-Pérez, and D. Guevara-Ibarra, “Teaching the concept of harmonic wave in higher education from the theory of experiential learning”, AiBi Revista de Investigación, Administración e Ingeniería, vol. 8, no. 3, pp. 33–41, Sep. 2020.

Issue

Section

Research Articles

Altmetrics

Downloads

Download data is not yet available.