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Virus, modelos y pandemias (I): una vuelta de tuerca a la enseñanza de la Física en secundaria

Ricardo Torres Andrés es Doctor en Física Teórica y Máster en Física Fundamental (UCM); además cursa otro en Estudios Literarios.

Actualmente ejerce la función docente como profesor agregado de Secundaria y Bachillerato. Nos une la afición a la guitarra y la profesión. Hace un tiempo me comentó, tras hacer él el Camino de Santiago, que “iba teniendo claro lo que no quería hacer con su vida”.


Y en ese recorrido acabó dedicándose a la ardua tarea de enseñar, lo que es de agradecer, porque esta actividad necesita de los mejores y Ricardo lo es.

Ricardo propone acercar los procedimientos de la Física al mundo cotidiano.

Aprovechando lo inmediato como motivador y, antes de producirse el cierre de los centros de enseñanza, Ricardo quiso acercar los procedimientos de la Física al mundo cotidiano. Nada mejor que aplicar la Ciencia a la comprensión de los fenómenos naturales, entendiendo la pandemia del COVID19 como una respuesta de la Naturaleza a la invasión de espacios de forma incontrolada por el ser humano.

Virus, modelos y pandemias: una vuelta de tuerca a la enseñanza de la Física en secundaria (I)


Ricardo Torres Andrés[1]

La situación es bien conocida: mentar la Física y observar la cara atemorizada, la voz relinchante que pronto ha de ahogarse buscando excusas que justifiquen una inquina más o menos profunda: un profesor, un par de trenes, un colegio. Traumas de la infancia. Yo soy de letras: qué frecuente y absurda disculpa que aún hoy en ciertos círculos sigue siendo una suerte de aséptico e impersonal argumento de autoridad.

"Un profesor, un par de trenes, un colegio. Traumas de la infancia"

Lejos de cuestionar los motivos personales de cada cual, voy a intentar defender —tanto desde mi punto de vista personal como desde mi criterio profesional— por qué considero que hemos estado haciendo algo profundamente mal durante muchos, muchos años en la enseñanza de la Física en este país.


Mi opinión es que tiene que ver con la voluntad, casi obsesiva, de establecer una metonimia de la parte por el todo relacionando Física con Mecánica.

Generaciones y generaciones de adolescentes identifican física con abominables historias de trenes que parten de Barcelona hacia Madrid a velocidad constante, caídas libres de graves desde azoteas de edificios unidimensionales e impíos planos inclinados.

La casi total ausencia de enfoque competencial —llamémoslo práctico, si se desea, aunque con ciertas reservas— inherente a este cuestionamiento hace mella y el rol de la Física acaba relegándose a coco de turno, locus natural de seres variopintos con escasísimas habilidades sociales y gran inteligencia[2].


Unos cuantos tópicos y jerigonzas más especializadas y ya estamos en The big bang theory.

Y quizá a estas alturas te estarás preguntando ¿pero es que acaso hay otra Física que no sea Mecánica?

La respuesta es clara: la hay. Puedes creerme si te digo que hay Física para todos los gustos y en todos los caminos.


Y precisamente el que lleva hacia ella desde la Educación Secundaria es lo que me hace escribir estas notas, que pongo casi a modo de grito en el cielo, por ver si, haciendo ruido, levántase la liebre.


He pasado muchos años de mi vida rodeado de Física: tanto a nivel divulgativo y docente, como en la más ardua y menos reconocida —si cabe— labor de investigación; y he tenido la ocasión de comprobar extensamente la poca presencia que la frontera del conocimiento y los problemas intrínsecamente motivacionales que plantea una disciplina tan ubicua como la Física tienen en las enseñanzas medias y aun superiores de este país.

Y entonces me surge la necesaria e incómoda cuestión: ¿por qué? ¿por qué aceptamos sin más la labor doctrinal continuada de nuestros predecesores, de tomar sin crítica un paradigma yermo de actualidad y audacia por conquistar las mentes inquietas —que lo son y, en general, de fábrica— de nuestros adolescentes?

Te invito a echar un ojo a la parte de Física de la asignatura Física y Química para ESO según la normativa curricular vigente a nivel estatal[3].

En 2ºy 3º de Secundaria el Real Decreto 1105/2014, de 26 de diciembre, por el que se establece el currículo básico de la Educación Secundaria Obligatoria y del Bachillerato, propone cinco bloques: un bloque general de actividad científica, dos que podemos asociar a Química, y otros dos a Física (bloques IV y V). Estos dos bloques son puramente Mecánica: fuerzas, movimientos y energía.


Sí: es cierto que hay una parte de Electricidad en el bloque V, y aun en el IV, al hablar de fuerza electrostática, pero hace mucho tiempo que sabemos dos cosas: que el papel lo aguanta todo y que todo no entra en un curso normal; así que las más de las veces la parte de electricidad —así como las de máquinas— acaba delegándose en otras asignaturas en provecho de ahondar más en conceptos fundamentales.


Otro tanto sucede en 4º de ESO: de los cinco bloques en que la normativa divide la asignatura, vuelve a haber dos dedicados a Física (bloques IV y V) y, nuevamente, se repite el leit motiv de la mecánica: fuerzas, movimientos y energía; a excepción de un apartado —que no se entiende bien en conexión con los demás— relacionado con Hidrostática y que, en el fondo, no deja de ser Mecánica aplicada a fluidos.

Nada que comentar a este planteamiento espiral à la Bruner, salvo que seguimos dando vueltas a lo mismo: trenes, coches, Emerreús y Emerreuás.

Y no es que esté mal si las cosas nos encuentran otra vez cada día y son las mismas. Podría aceptar, por supuesto, el argumento de que la Mecánica tiene carácter basal en la Física en cuanto a piedra de toque del formalismo que acompaña a toda la descripción del cambio.


Pero incluso desde este punto de vista: ¡qué lugar tan yermo, qué paraje tan ausente de ingenio y pasión proveen los libros de texto y aun los estándares de aprendizaje preconizados por la normativa!


Nuevamente trenes, niños moviéndose en un parque, coches que circulan por absurdas carreteras infinitamente rectas. Algún atisbo, sedicente travieso, que cambia lo que haya que cambiar por elementos de actualidad, a imagen de esos problemas sobre Física y superhéroes o videojuegos que tanto celebran las redes sociales y que tan más de lo mismo resultan: misma piedra envuelta en papel de estaño, para que brille, aunque golpee igual de seco.

Misma piedra envuelta en papel de estaño, para que brille, aunque golpee igual de seco.

Y es que es precisamente en esto en lo que hemos perdido el norte. Seguimos tan presos del camino, que tomamos por libertad un cambio de zapatos.


La Física, en tanto que descripción de lo sensible, es una disciplina viva, presente en todos y cada uno de los estudios que pretendan intuir la gran estructura universal que subyace a todo fenómeno: cultural o natural. Su potencialidad en el proceso de aprendizaje es difícilmente cuestionable.

Hace un tiempo solía apostar con los alumnos a que no eran capaces de encontrar un proceso, un solo mecanismo de este mundo que no pudiera ser relacionado con algún aspecto de la Física.

Desde luego algún físico demasiado pacato o algún matemático timorato henchido de orgullo podría objetar, o incluso sentirse invadido.

Pero no debe resultarnos ajeno el hecho de que la compartimentación —tan necesaria para el estudio de lo natural por el ser humano— lleva aparejada, en su aplicación más estricta, la absurdez de tomar la regla por real, en lugar de asumir que, en tanto que regla, debe ser instrumento al servicio del estudio.

Y si la Física es descripción de lo natural, ¿cómo no va a poder ser asociado a cualquier fenómeno sensible? Reconozco la sutil trampa y la excuso asimismo invocando aquello de que al niño no hay que explicarle nada, al niño hay que hechizarlo. Y punto.

Y así, de este ingenuo envite, han surgido temas tan dispares como la propagación de epidemias zombies —tan ubicua en nuestras ficciones distópicas— cuya evolución temporal puede estudiarse a partir de modelos basados en sistemas dinámicos o en fenómenos de percolación similares al paso del agua a presión por el café en nuestros fogones.


También la aparición, pareja a la posibilidad de hacer computación sobre grandes volúmenes de datos[4], de las llamadas Humanidades Digitales que abarcan desde la posibilidad de establecer criterios ecdóticos a la hora de estudiar un manuscrito en función de la frecuencia de aparición de ciertas cadenas de texto en otras obras del mismo autor, hasta la capacidad de determinar si un conjunto suficientemente grande de palabras repetidas es compatible con la existencia de un idioma natural que las articule[5].


Redes neuronales, granos de sal que no salen del salero, atascos de coches y flujos de agua circulando por tuberías. Resultados sorprendentes y contraintuitivos al hilo de la teoría de redes de pequeño mundo que tienen que ver con los famosos seis grados de separación entre personas aparentemente inconexas, o entre actores que han, o no, trabajado con Kevin Bacon[6].

Un montón, en fin, de buenos ratos en el aula en que he tenido la maravillosa oportunidad de sentir esa expresión, entre incrédula, curiosa y sobresaltada, que surge en las caras de algunos estudiantes cuando algo, mínimo quizá, cambia y se produce el inaudible chasquido que otros llaman conflicto cognitivo. Aprendizaje en estado puro.

Y nosotros nos limitamos a pedir que calculen la aceleración de un paquete puntual que baja por una rampa.


Modelización como base

Como no todo va a ser llorar y lamentarse por lo que pudo haber sido y no es, en lo que sigue trataré de mostrar cómo enjugar las lágrimas en casa y llevar a clase un ejemplo práctico que pueda ilustrar la manera en la que creo que deben trabajarse los estándares de marras.

Me gusta pensar en ellos como una suerte de hackeo desde dentro; una extensión con cierta perversidad que me permite darle una vuelta a los estándares y pasar de la gran mayoría de los ejercicios asociados a niveles cognitivos básicos en los que suele estar estructurado el aprendizaje según los libros de texto.

Quisiera hacer manifiestamente explícito el basamento fundamental de mi punto de vista a la hora de elaborar todos los proyectos que propongo en este sentido: la modelización.

Nunca podrá hablarse demasiado acerca de este aspecto del conocimiento científico: las leyes de la Física y, en general, de las llamadas Ciencias Empíricas no tienen carácter absoluto.


Seré más específico: si bien es cierto que la tradición y la continua revisión dan lugar a una región de estabilidad para el conocimiento científico, no debemos olvidar que no está concebido como un corpus eternamente válido ni ubicuamente aplicable.

Precisamente es en este último sentido en el que su carácter efectivo se manifiesta: las leyes de la Física no abarcan —aunque la pretensión humana sea casi infinita— todos los fenómenos conocidos, sino que se estructuran en conjuntos de acuerdo a distintas escalas: leyes aplicables a altas energías, leyes aplicables en el régimen de baja velocidad, etc.

Y he aquí que el concepto de modelización hace su estelar aparición, especialmente en el contexto de la aplicación práctica de las predicciones de estas teorías locales más o menos amplias.


¿De verdad existe otra manera de ver el llamado movimiento rectilíneo y uniforme? ¿Es que acaso pretendemos la existencia, con toda la solemnidad y fuerza que emana del concepto, de una recta en el mundo sensible?


Balzac hace hablar a su maître Frenhofer —en ese temprano manifiesto de la vanguardia que es Le chef d’œuvre inconnu— explicando el desarrollo de su técnica en pos de la perfección de su eternamente inacabada Belle noiseuse. Oigamos por un momento lo que dice:


Comme une foule d’ignorants qui s’imaginent dessiner correctement parce qu’ils font un trait soigneusement ébarbé, je n’ai pas marqué sèchement les bords extérieurs de ma figure et fait ressortir jusqu’au moindre détail anatomique, car le corps humain ne finit pas par des lignes.

En cela les sculpteurs peuvent plus approcher de la vérité que nous autres. La nature comporte une suite de rondeurs qui s’enveloppent les unes dans les autres. Rigoureusement parlant, le dessin n’existe pas!


(...) La ligne est le moyen par lequel l’homme se rend compte de l’effet de la lumière sur les objets; mais il n’y a pas de lignes dans la nature où tout est plein: c’est en modelant qu’on dessine, c’est-à-dire qu’on détache les choses du milieu où elles sont, la distribution du jour donne seule l’apparence au corps! Aussi n’ai-je pas arrêté les linéaments, j’ai répandu sur les contours (...)


(...) Oh! nature! nature! qui jamais t’a surprise dans tes fuites! Tenez, le trop de science, de même que l’ignorance, arrive à une négation. Je doute de mon œuvre! *

Mientras que una multitud de ignorantes cree dibujar correctamente porque traza una lı́nea cuidadosamente perfilada, yo no he marcado con rigidez los bordes exteriores de mi figura, ni he resaltado hasta el menor detalle anatómico, porque el cuerpo humano no acaba en lı́neas.


En esto los escultores pueden acercarse a la verdad más que nosotros. La naturaleza comporta una sucesión de redondeces que se involucran unas en otras. Hablando con rigor, ¡el dibujo no existe!

(...) La lı́nea es el medio por el que el hombre percibe el efecto de la luz sobre los objetos; pero no hay lı́neas en la naturaleza, donde todo está lleno: es modelando como se dibuja, es decir, como se extraen las cosas del medio en el que están. ¡La distribución de la luz da, por sı́ misma, la apariencia al cuerpo! Por eso no he fijado las lı́neas, sino que he esparcido en los contornos (...)

(...) ¡Oh, naturaleza! ¡Naturaleza! ¿Quién ha logrado jamás sorprenderte en tus huidas? Sepan que el exceso de conocimiento, al igual que la ignorancia, acaba en una negación. ¡Yo dudo de mi obra!


¡No hay líneas en la naturaleza! —nos dice Frenhofer-Balzac—. ¡El dibujo no existe!

Ni la recta, ni los planos inclinados, ni los puntos móviles. Su relevancia fuera del plano de lo pensable cae dentro del terreno de la mediación, de la necesaria reducción que ha de operarse para la aprehensión de la fugaz naturaleza.

Y esto debe ser expuesto, declarado, y utilizado en beneficio del aprendizaje como abstracción. Esparzamos, también nosotros al igual que el maître, los contornos.


Cualquier otro enfoque de la cuestión es, en mi opinión, una vana concesión a la sencillez difícilmente justificable desde una perspectiva competencial.


No se puede hablar de líneas rectas, de ausencia de rozamientos, de aceleraciones y velocidades constantes en un ambiente que no involucre la asunción del concepto de modelo.

Y soy tajante en este sentido, porque lejos de ser algo abstruso para los estudiantes, la mención explícita se convierte en un escenario vertebrador para la adquisición de conocimientos en cualquier disciplina: es la diferencia entre el ser y el parecer; la distinción fundamental que permite entender la modestia del trabajo científico frente a lo real observable, frente a la inmaculada percepción que parecen sostener todos los textos de secundaria.

Por tanto, es esencial insistir en todas esas hipótesis de trabajo que escapan a la mayor parte de introducciones a la Física en la secundaria, especialmente en el último curso de la etapa.


No invocar a la ausencia de rozamiento, sino aducir su carácter despreciable frente a otras fuerzas; no asumir como objetos sensibles la recta, la constancia, sino aducir su carácter efectivo en tanto que aproximación, más o menos válida, a la realidad. Pero siempre como aproximación.


Trabajando en este esquema quizá conseguiríamos paliar, al menos en parte, el grave problema que hace que nuestros alumnos estén más preocupados por el resultado que por los procesos.


¿Cómo no van a preocuparse de calcular un número bien, si ese número es único e indubitable, casi necesario?

¡Dudemos también de nuestros números! Perdamos el respeto a la identidad, infinitamente constrictora, y trabajemos en el terreno de la estimación, de la adquisición del criterio necesario para dar por bueno, o no, una aproximación. Pongamos a los números a nuestro servicio, y no al contrario.

¿Cómo hacerlo? Contestar a esto es enormemente complejo. Como cualquier pregunta razonablemente formulada en el ámbito educativo depende no sólo del método sino del sustrato en que se aplica y, como fenómeno complejo mutuamente interactuante, la respuesta parece evolucionar de un modo difícilmente predecible.


No poseo ni pretendo ofrecer reglas generales, pero mostraré —como anticipé al inicio de estas notas— un ejemplo concreto en el que he trabajado estas competencias.

[1] ricardo.torresandres@iesgerardodiego.com [2] Otra gran lacra de alargada sombra esta de identificar inteligencia con competencia e intuición matemáticas. [3] Resulta ya suficientemente delatora como para hacer extensivo su carácter a cualquier particular autonómico. [4] big data, que diríamos en nuestro mundo, ávido de anglicismos depredadores, término acuñado por Álex Grijelmo y de tan extenso uso en la exitosa propuesta pedagógica de Radical Fiction Learning, defendida recientemente por E. Kakodemos y M. Inti Kachizar. [5] El ejemplo más sobresaliente que he encontrado es el que tiene que ver con el estudio del llamado manuscrito Voynich —un más que curioso libro ilustrado escrito en el siglo xv— a través de la ley de Zipf, un caso especial de las llamadas leyes potenciales que, por cierto, tienen un papel fundamental en fenómenos tan variados como el estudio de las transiciones de fase o las llamadas leyes alométricas, que describen, por ejemplo, por qué es imposible que un Gulliver existiera en nuestro mundo. [6] Busca en internet Bacon number si sientes curiosidad…

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