Sistema Didáctico para el Aprendizaje
del Sistema Internacional de Unidades (SI)
 

Lic. José M. Pascual Pérez

Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente. Centro de Diseño de Sistemas Automatizados (CEDISAC), Cuba. Ave. 47 e/ 18A y 20, CP 11300, Aptdo Postal 604 Miramar, Ciudad Habana, e-mail: cdisac@ceniai.cu



Este trabajo aborda la problemática del proceso enseñanza-aprendizaje del Sistema Internacional de Unidades (SI) en el marco de los Institutos Superiores Pedagógicos y dentro de la carrera de Licenciatura en Educación Laboral. Se determinan los factores que dificultan la asimilación de los conocimientos en el entorno del SI, y se proponen algunas medidas que contribuyan a superar dichas dificultades. Se concreta, como medida básica, el empleo de un software instructivo, ameno y motivador, que de solución al problema del aprendizaje del SI y que apoye, en primer lugar, el trabajo docente como medio de enseñanza y que tengan la posibilidad de convertirse en una herramienta de trabajo extensible a la investigación y otros campos de acción del hombre, en su carácter enciclopédico de la temática tratada.

1. INTRODUCCIÓN

Toda sociedad que aspire a la plena justicia social y a la satisfacción, cada vez más creciente, de las necesidades materiales y espirituales de su pueblo, debe potenciar el desarrollo de las capacidades individuales y grupales que permitan crear, al amparo de la Revolución Científico-Técnica, una sólida inteligencia colectiva, pertrechada de los más altos valores humanos, capaz de dar respuesta no sólo, a los complejos problemas de hoy sino elaborar la estrategia para enfrentar los del mañana.

Para ello es necesario la incesante y evolutiva elevación de la calidad del proceso docente, la introducción de nuevos estilos y de nuevas formas de pensamiento en el que los estudiantes formen parte activa de tal proceso y no meros receptores de información.

Son muchas las instituciones y organizaciones, entre la que se destaca la RIBIE, que trabajan en estos rectores principios y han aunado esfuerzos con el objetivo de mejorar y elevar la eficiencia del proceso enseñanza-aprendizaje, orientando el desarrollo y utilización de programas instructivos que complementen la actividad de los docentes por medio de la enseñanza asistida por computadora.

En este sentido cabe destacar la importancia de los medios de enseñanza[6]

  • "En la teoría de los medios de enseñanza ocupa un lugar muy importante el estudio de la dirección de la actividad cognoscitiva en las distintas etapas de la vida del escolar. Esto se debe a que la actividad práctica con objetos sirve de base al enfoque científico de los procesos cognoscitivos, y, en este sentido, cobra especial relevancia que los medios de enseñanza reúnan los requisitos pedagógicos, psicológicos y estéticos que les permitan al alumno utilizarlos como parte del material de estudio, lo que indudablemente incidirá en las esferas volitiva y motivacional e intelectual".
  • Para que un sistema de medios posea integridad debe estar estructurado de forma tal que se inserte en la estructura metodológica de la clase o conjunto de clases que vamos a desarrollar, y se logre una labor eficiente y ágil del maestro que garantice un aprendizaje más efectivo del alumno, así como el desarrollo de determinados hábitos y habilidades del trabajo intelectual y práctico.

    Este trabajo aborda esta línea y está dirigido a dar solución a algunos de los problemas pedagógicos que se presentan en la disciplina "Proceso Constructivo" en lo referente a la asimilación del SI, componente básico de la asignatura "Mediciones Técnicas" que se imparte en la carrera de Licenciatura en Educación Laboral en los Institutos Superiores Pedagógicos.

    Se realizó un serio análisis del árbol de objetivos de nuestro objeto de estudio y del contenido de los temas a impartir en el SI, determinándose entre otras deficiencias, los escasos medios de enseñanza con los no adecuados requisitos técnicos de durabilidad, ergonométricos, estéticos y de transportabilidad entre otros, así como falta de motivación del estudiante en el estudio de la referida disciplina.

    Atendiendo a la situación planteada resulta necesario introducir, en la asignatura "Mediciones Técnicas", una nueva herramienta pedagógica con un enfoque didáctico motivador y que reúna los requisitos técnicos antes mencionados.

    Para tal propósito proponemos la introducción, en la antes mencionada asignatura, de un software instructivo para la enseñanza del SI.

    Con este software, que se construye con un sentido amplio y abarcador, se persiguen los objetivos siguientes:

    1. Facilitar al alumno la comprensión y adquisición de conocimientos y habilidades necesarias para el trabajo con el SI.

    2. Dotar a la asignatura "Mediciones Técnicas" de un novedoso software educativo que posibilite el uso de las computadoras como medio de enseñanza y que sirva de partida para la introducción de este medio en la disciplina "Proceso Constructivo".

    3. Contribuir a despertar el interés y la motivación de los estudiantes en el aprendizaje del SI.

    4. Desarrollar el pensamiento lógico.

    Por el carácter enciclopédico del tema tratado y la importancia del mismo en otras muchas ramas, nos proponemos como objetivo adicional el de:

    5. Servir de herramienta de trabajo extensible a la investigación y otros campos de acción del hombre.

    Finalmente, es oportuno decir que esta aplicación está dirigida a un grupo de estudiantes a los cuales se le realiza un test-diagnóstico al comenzar la carrera de Educación Laboral y cuyos resultados fundamentales arrojan que: Los métodos de investigación utilizados, para justificar, concebir y desarrollar el Sistema Didáctico SI, son fundamentalmente:
  • Enfoque Sistémico - Al analizar el objeto de investigación como sistema integrado al proceso docente, con sus interacciones internas y externas a la especialidad dentro del sistema general educativo y concibiendo un desarrollo posterior de la aplicación propuesta.
  • Análisis y Síntesis - Al estudiar la bibliografía técnica, pedagógica, psicológica, filosófica y directrices del Estado e Instituciones, como también los distintos programas de los planes de estudio A, B y C de la asignatura objeto de estudio; y separar los contenidos esenciales de los secundarios.
  • Histórico-Lógico - Al conocer la introducción, evolución y desarrollo de la asignatura en la carrera, así como valorar la estructura lógica del SI en el proceso docente.
  • Inductivo - Al inferir el medio de enseñanza propuesto con los objetivos a alcanzar.
  • 2. ¿ POR QUÉ UN SOFTWARE SOBRE EL SI ?

    El Sistema Internacional de Unidades (SI), cuyo desarrollo histórico data de siglos, se deriva del Sistema Métrico Decimal (SMD) y surge por la necesidad de unificar y dar coherencia a una gran variedad de subsistemas de unidades que entorpecían y dificultaban el entendimiento de la comunidad internacional en las grandes esferas del desarrollo social. Era necesario un sistema que pudiera ser adoptado internacionalmente en todos los campos de la ciencia y la técnica, en las relaciones comerciales, en la producción, los servicios, la investigación y la docencia.

    La 10. Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), celebrada en 1954, adoptó una resolución que recoge el resultado del trabajo de muchos especialistas durante varios años, encaminado a garantizar la uniformidad internacional en el campo de las unidades de medida y aprobó para el SMD el nombre de Sistema Práctico de Unidades de Medida (SPUM).

    En 1960 la 11. CGPM adopta para el SPUM el nombre de Sistema Internacional de Unidades (SI).

    Como puede apreciarse, el SI no es un sistema nuevo sino una versión racionalizada del SMD; su forma superior y más acabada.

    A partir de 1960 se inicia una intensa campaña que duró 10 años, por países y organizaciones científicas y técnicas internacionales, a favor de la implantación del SI como sistema único, lo cual se materializa en el cambio producido en muchos países que utilizaban sistemas antiguos.

    En octubre de 1971, el Consejo de Ministros de la Comunidad Económica Europea ratificó la directiva que declaraba que todos sus países miembros debían acogerse al SI en breve plazo. Ese año la Secretaría de Comercio de los EE.UU., recomendó que ese país debía adoptar el SI en un plazo de 10 años; y en 1975 el presidente de los EE.UU., suscribió la ley que aprueba la implantación del SI.

    El alcance del SI se patentizó también en organizaciones y países que venían implantando o tenían vigente el SMD y aceptaron su transición al SI. Pueden citarse entre otros los países que integraban el antiguo Consejo de Ayuda Mutua Económica (CAME), la Organización Internacional para la Normalización(ISO), la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (UIFPA), la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (UIQPA) y otras.

    Las ventajas que ofrece el SI, sobre todos los demás sistemas de unidades, son múltiples. Entre ellas podemos citar las siguietes:

    También permite formar unidades derivadas con mayor facilidad.
     
  • Establece una clara delimitación en los conceptos de masa y fuerza (peso).
  • Integra en uno solo, varios subsistemas de medidas y facilita así el proceso de enseñanza - aprendizaje.
  • 3. GENERACIÓN DE LA IDEA DE COMPUTACIÓN EN LA ENSEÑANZA

    A pesar de las bondades del SI, referidas en el apartado anterior, y de que éste ha sido acogido por la mayoría de los países; su implantación y utilización marcha muy lentamente, coexistiendo con otros sistemas de medidas en no pocos países de nuestra área geográfica.

    Los factores que producen este fenómeno son diversos y van desde la pobre infraestructura necesaria para el cambio, hasta la fuerza de la costumbre arraigada a través de años en la utilización de otros sistemas de medidas, pasando por la insuficiente cultura que se tiene sobre el SI.

    Actualmente, en muchos lugares, medimos masa en libra (que puede ser española, francesa, etc), arroba, quintal, tonelada (que puede ser corta o larga, española o inglesa) y también en kilogramo.

    Medimos la longitud en metro, kilómetro, centímetro, pero también usamos la vara, yarda, legua, pie, pulgada. Para el área tenemos caballería, vesana, cordel, manzana, rosa, hectárea. El volumen lo medimos en botella, galón (inglés o norteamericano), garrafón, barril, litro.

    Cortamos, pesamos, transportamos y molemos caña en arroba (que pertenece a un sistema de medida) y fabricamos azúcar por tonelada (que es de otro sistema distinto). Sembramos en cordel o caballería y recolectamos esos mismos frutos en quintal o en lata y todas estas unidades responden a patrones diferentes.

    Es difícil pensar en la relación arroba por caballería, porque la primera es una unidad que puede ser inglesa, francesa o española, tres sistemas distintos en que la libra (base de la arroba) tiene tres magnitudes distintas también, mientras que la segunda es una medida de otro sistema diferente. La relación puede existir, pero las conversiones son muy engorrosas, con una gran cantidad de cálculos numéricos siempre inexactos que nos obliga a trabajar con cifras aproximadas.

    En cuanto al contexto docente de la disciplina "Proceso Constructivo" y en especial dentro de la asignatura "Mediciones Técnicas", la computación, hasta el momento actual, no ha jugado, en ninguno de los modos de su aplicación, ningún papel en el proceso enseñanza - aprendizaje.

    En lo que respecta al SI, no conocemos que exista aplicación computacional que la aborde de manera integral y con el modelo pedagógico que nos planteamos para ser insertada en los planes de estudio correspondiente; con el fin esperado de incrementar la calidad del proceso docente y aumentar la complejidad de los fenómenos a analizar.

    4. ESTRUCTURA DEL SISTEMA DIDÁCTICO SI

    Una gran parte del software educativo, existente hoy en día, adolece de un riguroso modelo conceptual pedagógico y de integridad en lo que respecta al ciclo de conocimientos + habilidades + comprobación. Es nuestro propósito implementar tal ciclo e intentar incorporar los principios básicos pedagógicos de: asequibilidad; micropartición del contenido; atención diferencial de los alumnos; activación de la actuación cognoscitiva; trabajo independiente y verificación inmediata del aprendizaje.

    En la Fig. 1 puede verse un esquema simplificado de la estructura del Sistema Didáctico SI.

    El Sistema está compuesto de cinco módulos básicos, cada uno de los cuales viene representando una aplicación dentro de la aplicación; pudiendo ser explotados de forma independiente o interrelacionados en una secuencia lógica de pasos. Estos módulos son:

    1. Tutor 2. Entrenador

    3. Evaluador

    4. Conversor (calculadora conversora de unidades)

    5. Ayuda

    5. PLANIFICACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DEL SISTEMA

    5.1 Tutor

    El tutor irá presentando el contenido de lo simple a lo complejo; cada tema, concepto e idea expuesto tendrá una pregunta de control que permitirá conocer si se va asimilando el contenido. Se observará el rendimiento del estudiante y se tomarán diversas decisiones de acuerdo a sus resultados: avanzar, si respuesta correcta; retroceder, si respuesta incorrecta; si se determina que las respuestas correctas están por debajo del 50%, entonces hay que considerar la posibilidad de cansancio o tensión del estudiante y en tal caso se relajará con un juego con tiempo controlado y luego regresarlo al principio para que estudie de nuevo el contenido; en caso de una respuesta incorrecta puede, también en ocasiones, la aplicación reformular el contenido y preguntar de otra forma, es decir, se seguirá el criterio o enfoque ramificando y no lineal.

    Se presentarán diversas sorpresas de forma inesperada o cuya probabilidad sea prácticamente nula, con el objetivo de lograr un efecto casi mágico para captar la atención del estudiante, ya que cuando se rompe de manera inesperada la rutina en el comportamiento se aumenta la posibilidad de la eficiencia de la información.

    5.2 Entrenador

    El entrenador dispondrá de 60 ejercicios ordenados en 4 niveles según la temática en cuestión. Entre un mismo nivel estos se ordenarán de acuerdo a su complejidad, aunque puede seleccionarse a gusto el que se desee.

    Los ejercicios del entrenador en muchos de los casos son juegos para resolución de problemas del tema objeto de estudio.

    Todos los ejercicios tanto del tutor como del entrenador se someterán a un clasificador de problemas.

    5.3 Evaluador

    El evaluador contendrá un banco de 40 preguntas. La selección de exámenes se hará a través de un generador aleatorio y se clasificarán por temáticas. Con esto se logra variabilidad, evitando monotonía y no trampeo del estudiante al no poder seleccionar más de una vez la misma pregunta.

    5.4 Ayuda

    El módulo de ayuda en hipertexto se estructura en dos partes: una de contenido y otra de operación.

    La Ayuda de Contenido ya está disponible en un hipertexto que permite navegar de forma ágil por una voluminosa fuente de alrededor de 1 Megabyte de información, donde se recoge todo lo relacionado con el SI; desde su surgimiento y estructura hasta las reglas para la denominación, simbología y formación de unidades y prefijos, y donde se dan más de 100 definiciones de unidades de medidas SI y se relacionan más de 280 magnitudes físicas con la equivalencia en unidad SI. Otros tópicos de interés, como las constantes físicas fundamentales con valores normalizados, las reglas para la escritura correcta de números, etc, son también tenidos en cuenta.

    6. HERRAMIENTAS Y SOPORTES DEL SISTEMA

    El sistema está desarrollándose para la plataforma Windows con un conjunto de herramientas entre las que se encuentran:

  • Visual Basic V.3.0
  • Help Magician
  • Paintbrush
  • Utilitarios soportados sobre Windows como el Wincap, Character map, etc.
  • La configuración física para la explotación del sistema descansa sobre las características técnicas, por todos conocidas, de microprocesador, memoria RAM y capacidad de disco duro de una plataforma Windows, que, dado el abaratamiento del hardware, son factibles.

    Para la definición de estrategias, tanto desde el punto de vista pedagógico, como de programación, se diseño un guión interactivo basado en la metodología desarrollada por Dennis Walters y Stephanie Rosenbaum, aplicada en Palo Alto EE.UU.

    CONCLUSIONES

    Los principales resultados obtenidos, en la investigación realizada, pueden sintetizarse de la siguiente forma:

  • El hecho de que la inmensa mayoría de los países hayan proclamado la implantación del SI como el sistema oficial de unidades contribuye a avalar la importancia y actualidad del sistema propuesto.
  • El conocimiento del SI es pobre por lo que se dificulta su utilización.
  • Existen problemas de motivación del estudiante hacia el aprendizaje del SI.
  • El nivel de conocimiento acerca del SI, una vez terminada la asignatura "Mediciones Técnicas", es bajo e incide sobre el resto de las asignaturas de la especialidad.
  • La falta de medios de enseñanza, con los requerimientos técnicos apropiados, para la asignatura, justifican la introducción de cambios en la misma.
  • La propuesta del Sistema Didáctico SI constituye una vía en la solución de los problemas citados y contribuye a la materialización de los objetivos establecidos en al asignatura.
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