Revista de Inclusión Educativa y Diversidad (RIED), 2026, 4(1), 1-15
https://doi.org/10.5281/zenodo.18877951
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Artículo
Secuencia de enseñanza y aprendizaje (SEA) sobre Electrostática para ense-
ñanza básica: resultado de un acompañamiento docente
Teaching and learning sequence (TLS) on Electrostatics for middle school: result
of a pedagogical support experience
Nicolás Garrido-Sánchez 1*
1 Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile, Chile
*Autor de Correspondencia: nicolas.garrido@usach.cl.
Resumen. Ante la necesidad de plasmar los principios de la inclusión en las aulas de ciencia,
elaboramos una secuencia de enseñanza y aprendizaje (SEA) sobre electrostática diseñada para
estudiantes de 10 años del sistema escolar chileno, considerando el Diseño Universal del
Aprendizaje (DUA), la literatura especializada en didáctica de la ciencia y la enseñanza de la
electrostática. Mediante un análisis cualitativo de 323 respuestas escritas (texto y dibujo) re-
colectadas a lo largo de la secuencia, se evidencia una evolución conceptual al usar los meca-
nismos de electrización para explicar fenómenos de transferencia (pasando de un 28% a un
68% de logro) y de reordenamiento de cargas (de un 8% a un 53% para la inducción, y de un
19% a un 82% para la polarización). Se concluye que la SEA promueve aprendizajes en torno
al modelo de distribución e interacción de cargas, y que la incorporación del DUA (en especial
los principios 1 y 2) fue beneficiosa al permitir a los estudiantes trabajar con conceptos abs-
tractos y ofrecer distintas formas de acceder a sus modelos mentales. Se destaca también la
capacidad de trabajar fenómenos electrostáticos desde un enfoque de modelización con la di-
versidad de estudiantes de enseñanza básica, y la necesidad de aumentar la investigación dis-
ponible en esta área.
Palabras clave: electrostática, modelización, enseñanza básica, secuencia de enseñanza y
aprendizaje, innovación didáctica
Abstract. In response to the need to embody the principles of inclusion in science classrooms,
we designed a teaching and learning sequence (TLS) on electrostatics for 10-year-old students
in the Chilean school system, considering the Universal Design for Learning (UDL), the spe-
cialized literature in science education, and the teaching of electrostatics. Through a qualitative
analysis of 323 written responses (text and drawings) collected throughout the sequence, a
conceptual evolution is evidenced in the use of electrification mechanisms to explain transfer
phenomena (increasing from 28% to 68% achievement) and charge redistribution (from 8% to
53% for induction, and from 19% to 82% for polarization). We conclude that the TLS promotes
learning around the model of charge distribution and interaction, and that the incorporation of
UDL (especially principles 1 and 2) was beneficial by allowing students to work with abstract
concepts and offering different ways to access their mental models. We also highlight the ca-
pacity to work on electrostatic phenomena from a modeling approach with the diversity of
elementary school students, and the need to increase the research available in this area.
Keywords. electrostatics, modeling practices, middle-school teaching, teaching and learning
sequence, didactic innovation.
1. Introducción
El trabajo de los docentes en el aula escolar actual presenta múltiples desafíos que
requieren modificar las formas en que tradicionalmente se ha enseñado a los estudiantes. Por
un lado, existe un currículum que evoluciona constantemente debido a las demandas del
presente y que exige poner el foco en el desarrollo de las habilidades de los estudiantes más
que en el traspaso de contenidos declarativos. Por otro lado, la presencia de aulas diversas, con
estudiantes que presentan diferentes estilos y/o barreras para el aprendizaje, habilidades y
CITACIÓN
Garrido-Sánchez, N. (2025). Se-
cuencia de enseñanza y aprendizaje
(SEA) sobre Electrostática para en-
señanza básica: resultado de un
acompañamiento docente. Revista
de Inclusión Educativa y Diversi-
dad (RIED), 4(1), 1-15.
https://doi.org/10.5281/zenodo.188
77951
INFORMACIÓN DEL AR-
TÍCULO
Recibido: 19 de Agosto, 2025
Aceptado: 04 de Marzo, 2026
Publicado:
DERECHOS DE AUTOR
Los autores conservan sus derechos
de autor. La Revista de Inclusión
Educativa y Diversidad (RIED) pu-
blica los trabajos bajo la licencia
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BY-NC 4.0).
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limitaciones, requiere conocimientos y estrategias que permitan diseñar e implementar clases
aptas para todos.
Este contexto exige un rol activo de parte de los docentes, quienes deben mantener sus
conocimientos pedagógicos y didácticos actualizados, y atreverse a innovar para mejorar su
labor educativa. El trabajo del docente debe comenzar antes de la clase, con un diseño
apropiado y sustentado en evidencia e investigación. Elaborar Secuencias de Enseñanza-
Aprendizaje (SEA) y someterlas a constante evaluación y refinamiento tras su implementación
es beneficioso y esencial para una efectiva labor docente.
Una SEA es una actividad de investigación e intervención y un producto a la vez. Este
instrumento incluye actividades investigadas de enseñanza-aprendizaje adaptadas al
razonamiento de los estudiantes, y en ocasiones, directrices para que otros profesores puedan
implementarla (Méheut & Psillos, 2004). En su diseño es necesario tener en cuenta elementos
como el contexto educativo, aspectos epistemológicos del tema a tratar (Guisasola et al., 2021),
la gradualidad del lenguaje, la diversificación de representaciones (Cheung et al., 2025), la
presencia de instancias de discusión entre pares y con el docente (Li et al., 2022), la
secuenciación de etapas (Domènech-Casal, 2017) y las ideas alternativas y los razonamientos
espontáneos (Viennot, 2001). Con todos estos antecedentes es posible crear una propuesta de
trayectoria de aprendizaje que puede implementarse y ponerse a prueba en el aula escolar. En
el caso del aula de ciencias, el uso de una SEA permite reflexionar y orientar la progresión de
aprendizaje hacia el desarrollo de habilidades científicas, que son el núcleo mismo de la
disciplina.
Existen muchos debates y discusiones en torno a la inclusión en las aulas chilenas; sin
embargo, nos preguntamos: ¿cómo plasmar dichas ideas en la clase de ciencia? Consideramos
necesario trabajar en propuestas concretas que permitan orientar a los docentes hacia el diseño
de clases que fomenten la participación y el aprendizaje de todo el alumnado. Además, creemos
en el rol de la escuela y los docentes como agentes activos, capaces de desarrollar sus propias
investigaciones, en vez de solamente recibir los resultados de aquellas llevadas a cabo por el
nivel central o la academia (Guevara & Cisterna, 2025).
Así, nos planteamos la interrogante: ¿cómo evolucionan las ideas de un grupo de
estudiantes cuando trabajan el modelo de distribución e interacción de cargas en una SEA?
Este artículo presenta una secuencia de enseñanza y aprendizaje (SEA) sobre electrostática
diseñada en base a los principios del Diseño Universal del Aprendizaje (DUA) e implementada
en Chile con estudiantes de 10 años en el marco de un acompañamiento docente donde la
profesora del establecimiento tuvo un rol fundamental.
La propuesta se inspira en los trabajos de Garrido et al. (2019, 2021), quienes han
desarrollado estrategias para la enseñanza de la electrostática en la formación inicial de
profesores de física. En este caso, se adapta su enfoque al nivel escolar, manteniendo la
estructura metodológica y los criterios de análisis de datos, con el objetivo de explorar su
replicabilidad y pertinencia en contextos de enseñanza básica. La innovación que se propone
se caracteriza por tres elementos. Primero, la adaptación de una metodología universitaria al
nivel escolar. Segundo, la incorporación de una lógica de progresión conceptual que permite a
los estudiantes construir significados sobre la electricidad desde sus propias experiencias y
representaciones. Tercero, la incorporación de los principios del DUA en el diseño de clases
de física, que se traduce en la posibilidad de que los estudiantes expresen sus ideas mediante
múltiples formas de representación (montajes reales y simuladores virtuales), de expresión
(dibujos y explicaciones escritas), y de implicación (actividades grupales e individuales),
permitiendo así la participación de más estudiantes y favoreciendo el acceso a sus modelos
mentales. Esta propuesta busca contribuir a la discusión sobre cómo introducir contenidos de
física, específicamente electrostática, en la educación básica de manera efectiva e inclusiva.
En un mundo cada vez más electrificado, comprender los fundamentos de la electricidad desde
edades tempranas se vuelve no solo deseable, sino necesario.
Inclusión en la clase de Física
La clase de Física, al igual que cualquier disciplina escolar, puede presentar desafíos
significativos para diferentes estudiantes. Dificultades con el lenguaje especializado o con el
uso de números y operaciones matemáticas son solo algunos de los que ha evidenciado la
literatura (Furió et al., 2004). En este contexto, el DUA puede ser una herramienta de ayuda
para el diseño de clases, ya que permite múltiples formas de representación (principio 1),
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expresión (principio 2) e implicación (principio 3), dando así a los estudiantes más
oportunidades de acceder al conocimiento y de ponerlo en práctica. Kirsch et al. (2024)
encontraron además una mejora en la participación y motivación estudiantil al implementar
esta herramienta en la clase de física. Barrón-Hernández y Ramírez-Díaz (2023) también
reportaron beneficios al incorporar el DUA en el trabajo con estudiantes con trastorno por
déficit de atención con hiperactividad (TDAH). Pannullo et al. (2025) señalan que uno de los
beneficios del DUA por sobre otros enfoques que buscan fomentar la inclusión es que es
proactivo en vez de reactivo. Es decir, desde un inicio se diseña la clase teniendo en cuenta a
la diversidad del alumnado, en vez de proponer ajustes a medida que aparecen las necesidades
específicas de los estudiantes.
Aunque existen propuestas metodológicas que adaptan el DUA a la enseñanza de la física
en niveles superiores (Barrón & Ramírez, 2021), la literatura científica sobre su aplicación en
la educación básica chilena sigue siendo escasa, lo que evidencia una oportunidad de
investigación y desarrollo pedagógico en este nivel educativo.
Modelización: Práctica Clave para la Enseñanza de la Electrostática
La enseñanza de la electrostática representa un desafío tanto conceptual como didáctico
(Furió et al., 2004). A pesar de su relevancia para la comprensión de fenómenos cotidianos y
su potencial para introducir nociones fundamentales de la física, este contenido suele estar
ausente o escasamente desarrollado en los programas de enseñanza básica. En este contexto,
se hace necesario diseñar propuestas pedagógicas que permitan abordar la electrostática de
manera accesible, significativa y coherente con el desarrollo cognitivo de los estudiantes.
En el currículo chileno para quinto básico (estudiantes de 10 años), se establece como
objetivo de aprendizaje para la unidad de ciencias físicas y químicas: "Observar y distinguir,
por medio de la investigación experimental, los materiales conductores (cobre y aluminio) y
aisladores (plásticos y goma) de electricidad, relacionándolos con la manipulación segura de
artefactos tecnológicos y circuitos eléctricos domiciliarios" (MINEDUC, 2018, p. 102). Sin
embargo, antes de abordar el estudio de los circuitos eléctricos, es fundamental introducir la
naturaleza eléctrica de la materia a través de fenómenos electrostáticos. Esta aproximación
permite establecer una progresión conceptual coherente, tal como lo sugieren Benseghir y
Closset (1996) y Viennot (2003), quienes destacan la importancia de construir una base
conceptual sólida sobre la electricidad, desde el pensamiento con y sobre los modelos atómicos
(Echeverri-Jimenez & Balabanoff, 2024), hasta la introducción de modelos más complejos
como los circuitos.
Para esto, la modelización puede ser un enfoque de gran ayuda. La modelización es el
proceso en el que los estudiantes construyen, usan, evalúan y revisan modelos en la clase de
ciencia para interpretar, predecir y explicar fenómenos (Ke & Schwarz, 2021). Uno de sus
beneficios es que ayuda a los estudiantes a reexaminar sus modelos mentales (Adúriz-Bravo
& Izquierdo-Aymerich, 2009), los que luego pueden usar para analizar los distintos fenómenos
que se les presentan. Además, ayuda a desarrollar la capacidad argumentativa de los
estudiantes mediante la toma de decisiones, la elaboración de justificaciones, y la necesidad
de comunicarse con otros para alcanzar acuerdos (Evagorou et al., 2020). Este proceso también
facilita el aprendizaje de la naturaleza de las ciencias (Adúriz-Bravo, 2020) en general, pues
permite enseñar cómo y por qué se usan los modelos.
Para iniciar un proceso de modelización, el docente debe conocer en profundidad los
elementos del modelo científico escolar (MCE) que pretende enseñar. Los MCE son conjuntos
de ideas que permiten explicar y predecir fenómenos naturales de manera coherente con el
nivel de desarrollo de los estudiantes y los objetivos curriculares. Estos nacen de la
transposición didáctica y son coherentes con el modelo científico (Adúriz-Bravo & Izquierdo-
Aymerich, 2009). Estos modelos no son versiones simplificadas de los modelos científicos
formales, sino herramientas cognitivas que permiten a los estudiantes organizar sus
experiencias y construir significados progresivamente más complejos que permiten movilizar
sus ideas. El trabajo con MCE ha demostrado ser efectivo para el aprendizaje de diversos
fenómenos, como la evaporación y la condensación (Baek et al., 2011), la división celular
mitótica (López-Cortés et al., 2021), la materia y sus partes (Archer et al., 2007), el efecto
punta y la jaula de Faraday (Garrido et al., 2021), y la contaminación del aire por material
particulado (Solé et al., 2023), entre otros. Por lo tanto, invitar a los estudiantes a pensar en
modelos puede implicar una mejoría considerable de las propuestas de enseñanza (Izquierdo-
Aymerich & Adúriz-Bravo, 2003).
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La evolución de las ideas que componen los MCE en la mente de los estudiantes puede
ser comprendida dentro de una lógica de progresión de aprendizaje, que articula el currículo,
la enseñanza y la evaluación en torno a trayectorias conceptuales posibles y deseables
(Kaldaras et al., 2021). En este sentido, investigaciones recientes han mostrado cómo el uso
de estrategias didácticas específicas —como laboratorios virtuales (Pedrajas, 2022) o la
combinación de actividades reales y virtuales (Bozzo et al., 2022)— puede favorecer el
desarrollo de modelos mentales más sofisticados sobre la electricidad.
Enseñanza Basada en Modelos: El Caso de la Electrostática
Para el trabajo presentado en este artículo, creamos una SEA que aborda el modelo
electrostático de distribución e interacción entre cargas (M-DIC) presentado por Garrido et al.
(2019). Estas ideas relacionadas nos permiten predecir diferentes fenómenos electrostáticos
como, por ejemplo: la atracción de pequeños papeles con una regla de plástico, descargas
eléctricas producidas al contacto entre objetos, la atracción de globos a una pared tras
friccionarlos contra el cabello o contra un paño, entre otros.
El concepto de electrización puede ser entendido como el proceso de desequilibrio entre
las cargas negativas y positivas en un cuerpo u objeto. Este desequilibrio se produce por dos
métodos: la transferencia y el reordenamiento de cargas. Sin embargo, la transferencia y el
reordenamiento no se dan de la misma manera en todos los materiales. Para este contexto,
podemos señalar que existen dos tipos de materiales: conductores y aislantes (dieléctricos). La
relación entre estos métodos y los tipos de materiales permite distinguir los mecanismos de
electrización. A continuación, se describen los mecanismos de electrización que constituyen
el M-DIC:
a) Frotación o Fricción: Se produce por la transferencia de electrones entre dos
dieléctricos, generando que ambos cuerpos queden con carga en exceso en el lugar en
que fueron frotados.
b) Polarización: Se produce por el reordenamiento del dipolo de un dieléctrico en
función de una carga externa.
c) Inducción: Se produce por el reordenamiento de los electrones por toda la superficie
de un conductor en función de una carga externa.
d) Contacto: Se produce por la transferencia de electrones de un cuerpo cargado a un
conductor aislado.
Por ejemplo, la atracción de pequeños papeles por una regla de plástico frotada se debe a
que la regla adquiere cargas negativas en la zona frotada, por transferencia, y estas reordenan
las cargas de los papeles, según la regla de los signos (cargas opuestas se atraen y las iguales
se repelen). De esta manera ocurre un desequilibrio de cargas en el papel, dejando las cargas
negativas del papel orientadas de forma opuesta a la zona frotada de la regla (reordenamiento
del dipolo); es decir, las cargas negativas quedan un poco más lejos que las positivas de las
cargas negativas de la zona frotada de la regla. Esta pequeña distancia debida al
reordenamiento del dipolo produce una fuerza neta (diferencia entre la fuerza de atracción y
repulsión entre las cargas). Por tanto, como las cargas positivas del papel quedan más cerca de
las cargas negativas de la regla, la fuerza de atracción será mayor que la de repulsión (y mayor
que el peso de los papeles), produciéndose el levantamiento de los papeles.
Así, este trabajo consistió en diseñar, implementar y analizar las respuestas de una
secuencia de enseñanza-aprendizaje (SEA) sobre electrostática para estudiantes de quinto año
básico del sistema escolar chileno.
2. Método
Este trabajo se enmarca en un proyecto DICYT-USACH de acompañamiento docente a
profesores de ciencia en establecimientos educativos. La SEA a la que hace referencia este
artículo es el resultado del trabajo con una docente de enseñanza básica que imparte clases de
ciencia en un establecimiento educacional público de Santiago de Chile. El rol del investigador
fue llevar a cabo el acompañamiento de la docente a cargo del curso y ejercer co-docencia
durante las clases de la SEA, principalmente ayudando a aclarar dudas de los estudiantes y
monitoreando su trabajo. Es importante señalar que el investigador no conocía ni tuvo mayor
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relación que la explicitada con el curso participante y que las clases fueron completamente
lideradas por la profesora a cargo.
Además de los antecedentes teóricos mencionados en la sección anterior, para la
construcción de la SEA se consideraron los 3 principios del Diseño Universal del Aprendizaje
y el trabajo de diversos autores especializados en las particularidades de la enseñanza de la
electrostática (Guisasola, 2014; Guisasola et al., 2008; Guruswamy et al., 1997) y en la
enseñanza de este tema utilizando combinaciones entre representaciones abstractas y del
fenómeno real (Petridou et al., 2009; Taramopoulo & Psillos, 2017)
La SEA, compuesta por 3 clases, fue implementada por la docente y el investigador, en
modalidad de co-docencia. Los participantes fueron 43 estudiantes de quinto básico (10 años)
de un establecimiento educacional público ubicado en una comuna urbana de la Región
metropolitana. El establecimiento atiende a estudiantes de educación parvularia, enseñanza
básica y enseñanza media, y posee un Índice de vulnerabilidad del 41%. Los 43 estudiantes
participantes se dividen en 29 hombres y 14 mujeres. Durante la implementación de la SEA,
los estudiantes plasmaron sus respuestas (dibujos y textos) en dossiers de papel que luego
fueron escaneados para analizar cada respuesta y su evolución. Las respuestas fueron
recolectadas en 8 instancias a lo largo de la SEA, obteniéndose un total de 323 respuestas que
fueron posteriormente analizadas de manera cualitativa en el software Atlas.ti, siguiendo un
enfoque bottom-up y una técnica de comparación por contraste. Luego de cada clase, el equipo
docente-investigador se reunió a discutir la ejecución de la clase tomando en cuenta no solo
sus percepciones, sino también las respuestas escritas por los estudiantes en los dossiers.
Descripción de la SEA utilizada como Plataforma de este Trabajo
La secuencia está compuesta por tres clases de noventa minutos y sigue una estructura de
predicción, observación, explicación, formalización, y aplicación - basada en el enfoque de la
modelización (Garrido & Couso, 2017). Esta estructura debería fomentar un mayor interés
situacional según lo reportado por Lavonen et al. (2021), quienes encontraron que dicho interés
es mayor cuando los estudiantes trabajan explicando fenómenos. Por lo tanto, se espera que
favorezca el desarrollo de la habilidad de “formular explicaciones razonables y conclusiones
a partir de la comparación entre los resultados obtenidos y sus predicciones” (MINEDUC,
2018, p.100), requerida por el Ministerio de Educación de Chile para este nivel.
La aplicación de los 3 principios del DUA se llevó a cabo de la siguiente manera:
Principio 1 Múltiples formas de representación: Para contextualizar las clases se
utilizaron montajes reales, simuladores virtuales e imágenes.
Principio 2 Múltiples formas de expresión: Las clases consideraron instancias en que los
estudiantes debían responder de forma oral, mediante explicaciones escritas y también
utilizando dibujos. Los dossiers de trabajo analizados contienen estos dos últimos tipos de
respuestas.
Principio 3 Múltiples formas de implicación: La SEA incluyó diversas estrategias para
mantener la atención y motivación de los estudiantes, como trabajos en modalidad grupal e
individual, interacción física con objetos del montaje y uso de TICS.
La Tabla 1 presenta el detalle de las clases que integraron la SEA. Por cada clase se indica
la pregunta que se busca responder, un resumen de la actividad de experimentación llevada a
cabo en la clase, los recursos necesarios y el objetivo de la clase.
Tabla 1
Descripción de la SEA implementada
Clase
Descripción de la exploración
Recursos
1 ¿Cómo podemos
dar la capacidad de
atracción a un ob-
jeto?
El alumnado experimenta frotando diferentes cuer-
pos aislantes (dieléctricos) y los utiliza para atraer
pequeños papeles. Cada grupo de trabajo, mediados
por la profesora, categoriza los materiales por su
Diferentes cuer-
pos: lana, trozo
de plástico, pe-
queños papeles
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capacidad de atracción y elabora una explicación ba-
sada en el reordenamiento de cargas y la transferen-
cia de electrones de un cuerpo a otro. Luego, tras la
discusión con la profesora (puesta en común de ideas
y búsqueda de consensos), aplican sus conocimien-
tos en una situación cotidiana como la transferencia
de carga entre dos personas.
2 ¿Cómo muevo una
lata utilizando un
globo sin que ambos
se toquen?
El alumnado experimenta con un cuerpo cargado y
una lata de aluminio, observando el movimiento de
la lata sobre una mesa. Para guiar la indagación los
estudiantes responden: ¿qué ocurre?, ¿por qué ocu-
rre? ¿qué cambiamos en el sistema? Además, para
sostener las discusiones con la profesora, y pensar
sobre cargas eléctricas, se utilizan dos simuladores:
uno para reconocer el movimiento de las cargas eléc-
tricas en conductores debido a la inducción (The
Physics Classroom, s.f.-a) y otro directamente rela-
cionado con el fenómeno observado (The Physics
Classroom, s.f.-b). De esta manera se contrastan las
respuestas iniciales e intermedias, que surgen de la
experimentación, y se genera una conclusión.
Cuerpo cargado
(globo o trozo de
plástico en caso
de estudiantes
que tengan fobia
a los globos)
Lata de aluminio
Simuladores
3 Interacción a dis-
tancia: ¿Atracción o
Repulsión?
El alumnado experimenta con dos péndulos con di-
ferente material (conductor y dieléctrico) y un gene-
rador de Van de Graff (VDG). Primero los estudian-
tes elaboran sus predicciones sobre qué ocurrirá en
cada caso. Posteriormente, se observa el fenómeno y
se discuten resultados de la experiencia con la profe-
sora. De esta manera los estudiantes mejoran sus ex-
plicaciones y concluyen.
Generador de
Van de Graaff
(VDG)
Péndulo con es-
fera conductora
(plumavit fo-
rrada con papel
aluminio)
Péndulo con es-
fera dieléctrica
(plumavit)
La SEA propuesta constituye una innovación didáctica porque integra actividades
experimentales accesibles y significativas para los estudiantes, promueve la expresión de ideas
mediante múltiples representaciones (verbales, escritas y gráficas), facilita el seguimiento del
progreso conceptual a lo largo de la secuencia y potencia la evaluación formativa y
retroalimentación como parte del proceso de enseñanza-aprendizaje.
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Recolección de Datos
La Tabla 2 presenta el detalle de las actividades de la SEA donde se recogieron los datos para
ser analizados con respecto al modelo M-DIC.
Tabla 2
Actividades de la SEA donde se recolectaron los datos
N
Actividad para la recolección de datos
Mecanismo de electrización involucrado en el fenó-
meno de la actividad
Clase de la SEA
1
2
3
Interacción a distancia entre un trozo de
plástico, cargado por fricción, con pequeños
papeles neutros.
Transferencia de carga eléctrica entre dos
personas, previamente cargadas, al momento
de tocarse.
Fricción
(primera explicación
Clase 1
Fricción
(explicación mejorada tras la discusión con la profe-
sora)
Fricción
(explicación tras un cambio de contexto)
4
5
6
Interacción a distancia entre un globo/trozo
de plástico cargado con una lata de bebida
neutra.
Inducción
(primera explicación)
Clase 2
Inducción
(explicación mejorada tras la discusión con la profe-
sora)
Inducción
(segunda explicación mejorada tras una nueva discu-
sión con la profesora)
7
8
Interacción a distancia entre un generador de
Van de Graaff cargado y un péndulo. Pri-
mero con una esfera conductora y luego con
una dieléctrica, ambas neutras.
Polarización
(primera explicación)
Clase 3
Polarización
(explicación mejorada tras la discusión con la profe-
sora)
Nota: Las actividades 1-2-3 corresponden a la clase 1; 4-5-6 a la clase 2; 7-8 a la clase 3
Análisis de Datos
Las respuestas de los estudiantes fueron analizadas en base a su contenido, siendo
categorizadas en distintos niveles de adecuación al modelo. La codificación fue realizada en su
totalidad por el investigador a cargo. Para reducir posibles sesgos, se utilizaron dos estrategias. La
primera fue la codificación ciega, es decir, el investigador no cuenta con información que le permita
individualizar a los estudiantes a la hora de analizar sus respuestas ni con información contextual
adicional a los escrito en los dossiers. La segunda es la definición clara de categorías. Para ello,
planteamos tres categorías inspiradas en el trabajo de Garrido et al. (2019): Nivel 1: Explicaciones
donde se confunden los conceptos de carga, transferencia y reordenamiento y/o descripciones.
Nivel 2: Explicaciones con elementos inconsistentes. Nivel 3: Explicaciones consistentes con el
modelo.
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La Tabla 3 presenta ejemplos de respuestas que fueron categorizadas en cada nivel.
Tabla 3
Categorización y ejemplos de respuestas
Categorización para fenómenos de Transferencia de Cargas
Categoría
¿Qué se entiende por cada nivel?
Ejemplo de respuesta
Nivel 1: Confusión entre transferencia
y reordenamiento o no explica el me-
canismo de carga.
Confunde la transferencia con el reordenamiento, como si el resul-
tado de la electrización por fricción fuera una polarización o una
inducción o encapsula su respuesta en un concepto.
“Se cargan al frotarse”
Nivel 2: Explicaciones con elementos
inconsistentes.
Hay una explicación sobre la electrización por fricción por medio
de la transferencia de carga, quedando ambos cuerpos en exceso de
cargas opuestas, pero no incluye la noción de que los dieléctricos
frotados se cargan en la zona frotada.
“…frotamos el paño y le pasa electrones (a la
regla) y queda negativo, y el paño positivo”
Nivel 3: Explicaciones consistentes
con el modelo.
Hay una explicación sobre la electrización por fricción por medio
de la transferencia de carga, quedando ambos cuerpos en exceso de
cargas opuestas. Además, se incluye la idea de que los dieléctricos
frotados se cargan en la zona frotada.
“Después de frotar, el paño le paso la carga ne-
gativa (a la regla), entonces, la regla queda con
más carga negativa por ese lado”
Categorización para fenómenos de Reordenamiento de Cargas
Categoría
¿Qué se entiende por cada nivel?
Ejemplo de respuesta
Nivel 1: Confusión entre transferencia
y reordenamiento o entre cargas y ma-
teriales
Confunde el reordenamiento con la transferencia de cargas, como
si el resultado de esta electrización fuera una fricción o contacto.
A) “se repelen por ser conductor” “se aleja
la pelota porque es conductor” “las car-
gas negativas se pasan cuando se mueve
(la lata)…” (traspaso a distancia)
B) “la pelota se acercó y las cargas negativas
se transfirieron” “no se moverá porque es
aislante”
Nivel 2: Explicaciones con elementos
inconsistentes
Hay una explicación sobre la electrización por inducción y por po-
larización a través del reordenamiento de carga del cuerpo neutro
(dieléctrico o conductor aislado), debido a una carga externa. Ade-
más, incluyen la idea de movimiento de cargas positivas o el reor-
denamiento es al contrario de la carga externa.
A)
(en el dibujo se ven una inducción desplazando
carga postivia)
B)
(en el dibujo se ven una polarización al contra-
rio de la carga externa)
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Nivel 3: Explicaciones consistentes
con el modelo
Hay una explicación sobre la electrización por inducción y por po-
larización por medio del reordenamiento de cargas, debido a una
carga externa. Además, se incluyen las ideas de atracción y repul-
sión como resultado de este reordenamiento, considerando las ca-
racterísticas del material.
A)
B) “Está compuesto por dipolos y se ordenaran
de manera que se atraigan”
3. Resultados
La implementación de la SEA tuvo una alta participación por parte de los estudiantes,
consiguiendo 323 respuestas en total (solo hubo 21 no trazables), lo que permitió observar las
ideas de los estudiantes en distintos momentos del proceso y su evolución tras las distintas
actividades implementadas.
A continuación, se presenta el resultado del análisis de las respuestas registradas por los
estudiantes en sus guías de trabajo durante la SEA.
La Figura 1 ilustra la evolución de las ideas de los estudiantes a lo largo de las clases
implementadas. El eje horizontal corresponde a las 8 actividades de la SEA en que se
recolectaron respuestas de los estudiantes en orden cronológico. Este eje además explicita qué
mecanismo de electrización se trabajó en cada momento.
El eje vertical representa los tres niveles de adecuación al modelo, ya explicados en la
sección anterior. Los tamaños de los círculos corresponden al porcentaje de respuestas
asociadas a cada nivel, permitiendo visualizar la evolución de las ideas del grupo de
estudiantes. Por lo tanto, a mayor tamaño del círculo, mayor es el porcentaje de respuestas que
se ubican en un nivel. La representación gráfica utilizada corresponde al diseño de gráfico de
burbujas del software Microsoft Excel.
Figura 1
Evolución de las ideas de los estudiantes con respecto al nivel de adecuación al M-DIC
Como se observa en el gráfico, al inicio de la primera clase (actividad 1), las respuestas
de los estudiantes se distribuyeron de manera homogénea entre los tres niveles de adecuación.
Posteriormente, tras la intervención docente (actividad 2), se evidenció una mejora
significativa en el desempeño: el 80% de los estudiantes alcanzó el nivel de respuesta esperado
(nivel 3), mientras que el 20% restante logró ubicarse en el nivel medio (nivel 2). Es relevante
señalar que, en esta etapa, no se registraron respuestas clasificadas en el nivel más bajo de
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desempeño (nivel 1). Con respecto a la última actividad de la primera clase (actividad 3),
existen un cambio de contexto, es decir, pasamos de trabajar en base a la atracción de papeles
a una fricción y descarga entre dos personas. Con ello, un 68% de los estudiantes mostraron
un nivel de desempeño más alto (nivel 3), un 12% alcanzó el nivel 2 y un 20% quedó en el
nivel 1.
Durante la segunda clase, enfocada en la inducción, encontramos que en su primera
actividad (actividad 4) las respuestas de los estudiantes en su mayoría se concentraron en los
niveles 1 y 2, y únicamente un 8% evidenció elementos para ser clasificado en el nivel óptimo.
En la siguiente actividad de recolección de datos (actividad 5), que ocurrió tras la primera
discusión con la profesora, se observó una distribución más equitativa de las respuestas entre
los tres niveles de desempeño. Finalmente, luego de la segunda discusión con la profesora y
de involucrar el uso de simuladores, se observa que un 53% de las respuestas corresponden al
nivel 3 y un 47% al nivel 2, mientras que las respuestas en el nivel 1 desaparecen.
Finalmente, en la tercera clase, centrada en el estudio de la polarización, la mayoría de
las respuestas iniciales (actividad 7) se situó en el nivel 2 alcanzando un 75%. Sin embargo, al
concluir la sesión se observó un avance significativo, con un 82% de las respuestas clasificadas
en el nivel óptimo y apenas un 9% en los niveles 2 y 1. La Figura 2 muestra un ejemplo de las
respuestas de un estudiante en las actividades 7 y 8.
Se observa entonces que la tendencia en la evolución de las ideas es similar a lo reportado
por Garrido et al. (2021), Bozzo et al. (2022) y Solé et al. (2023), quienes también reportaron
que las respuestas de los estudiantes mejoran, pero luego vuelven a bajar en determinados
momentos. Esto es esperable de la trayectoria de las ideas de los estudiantes en una progresión
de aprendizaje.
Figura 2
Evolución de la respuesta de un estudiante sobre la polarización de un dieléctrico neutro (ac-
tividades 7 y 8) debido a una carga externa. Pasa del nivel 2 al nivel 3.
4. Discusión
El investigador y la docente participante del acompañamiento del que emana este trabajo
se reunieron tras cada clase para analizar la ejecución de la clase y las respuestas de los
estudiantes, para así proponer retroalimentación oportuna a los estudiantes.
Se presentan a continuación las posibles interpretaciones ante ciertos resultados
obtenidos y las modificaciones a la SEA realizadas tras dicho análisis.
Reflexión y proceso de refinamiento colaborativo de la SEA
Uno de los aspectos que llamó la atención del equipo fue que en la clase 1, si bien las
respuestas de los estudiantes claramente mejoran después de la discusión con la profesora, al
final de la clase 1 aún existe un 20% de estudiantes que quedan en el nivel 1. Considerando
que la actividad inicial de la clase y la final requerían aplicar el mismo concepto para explicar
situaciones diferentes, creemos que este 20% podría deberse a la dificultad que representa
transferir conocimientos y habilidades aprendidas recientemente de un contexto a otro. Dado
esto, se pensó que en futuras implementaciones estas actividades podrían trabajarse por medio
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de una experimentación que permita cargar un conductor y un aislante (dieléctrico) con un
generador Van de Graaff y hacer pequeñas descargas para simular la que se da entre personas.
De esta manera, se podría estrechar la distancia entre las experiencias de la atracción de papeles
y esta situación cotidiana, y por tanto, también trabajar el mecanismo del contacto que
inicialmente no estuvo presente en el diseño. Otro elemento observado en la clase 1 fue que
los estudiantes tienden a escribir respuestas demasiado breves y concisas. Por este motivo, se
decidió solicitar más dibujos en las guías y asignar un espacio donde los estudiantes pudieran
acompañar el dibujo con una explicación de lo que dibujan, como se muestra en la Figura 3.
Es importante destacar que, en estos dibujos, las guías de trabajo ya incluían las siluetas de los
objetos y los estudiantes solo debían dibujar las cargas. Esto con la intención de que los
estudiantes pensaran en cargas para comprender la fuerza eléctrica, es decir, en que el
desequilibrio de cargas produce una fuerza neta que permite la atracción o repulsión de objetos.
Figura 3
A la izquierda el ambiente de trabajo en los simuladores y a la derecha el dossier de trabajo
de los estudiantes en la clase 2 en la actividad 4
La clase 2, comienza con las predicciones de los estudiantes sobre la atracción de una
lata (material conductor) por un objeto cargado. Las respuestas se concentran en torno a la idea
de que los cuerpos con carga contraria se atraen, evidenciando que suponen que la lata ya viene
cargada desde antes de comenzar la experiencia. Tras la primera discusión con la profesora ya
se ven respuestas de nivel 3, esto debido a que se les recuerda que los papelitos también estaban
neutros y fueron atraídos (elementos de la clase 1). Luego, al involucrar el simulador y
explicitar que no existe transferencia de cargas con la lata, los estudiantes formulan sus
respuestas pensando en el reordenamiento de cargas de un conductor (diferente a lo que le
sucede a un dieléctrico) y que para mover algo es necesaria una fuerza (conocimientos del
curso escolar anterior). Consideramos que el conjunto de estos elementos explica que las
respuestas se consoliden en el nivel 3. En esta clase también se evidenció una mayor
participación de parte de los estudiantes y una tendencia a escribir respuestas más detalladas,
explicaciones en vez de simples descripciones. Esto podría deberse a la adaptación gradual de
los estudiantes a la metodología de trabajo planteada por la SEA, ya que la retroalimentación
entregada en las clases anteriores les permitiría reconocer qué tipo de respuestas son las
esperadas en términos de profundidad.
Finalmente, en la clase 3, hubo dos hipótesis erradas que predominaron entre las
predicciones iniciales de los estudiantes. La primera fue que los cuerpos se repelerían por ser
del mismo material, cuando la noción correcta es que los cuerpos de cargas iguales se repelen.
Es probable que los estudiantes hayan confundido las nociones de carga y material. De esta
forma, cuando la esfera conductora se carga por inducción con el generador los estudiantes
respondieron que ambos cuerpos se repelerían. La segunda hipótesis errada fue que no es
posible cargar la esfera de material dieléctrico. A pesar de estas ideas iniciales, los estudiantes
rápidamente re aprendieron las ideas del modelo. Primero, que existe el reordenamiento de las
cargas de la esfera conductora (inducción de las cargas de la lata trabajada en la clase 2),
segundo, que también existe el reordenamiento de las cargas de un dieléctrico (polarización de
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las cargas de los papelitos trabajada en la clase 1), y tercero, que en ambos casos se puede dar
(si el peso de los cuerpos lo permite) una atracción por el desequilibrio de las cargas. Creemos
que esta evolución se debe a que pudieron observar el experimento y a que la profesora facilitó
la conexión de este fenómeno con lo estudiado en clases anteriores.
5. Conclusión
Los resultados obtenidos a lo largo de la SEA propuesta permiten evidenciar la eficacia
del enfoque pedagógico adoptado. En general, se observó una tendencia positiva en la
evolución del desempeño estudiantil, especialmente luego de las instancias de intervención
docente, tal como han reportado estudios de naturaleza similar Garrido et al. (2021), Bozzo et
al. (2022) y Solé et al. (2023). Dado el doble rol del investigador, existe el riesgo de sesgos en
el análisis. Sin embargo, al observar la similitud con las investigaciones recién mencionadas,
creemos que las estrategias implementadas fueron efectivas para reducir dicho impacto y
asegurar la confiabilidad de los resultados. La metodología implementada permite determinar
en qué grado de comprensión de los fenómenos se encuentran los estudiantes, lo que facilita
la retroalimentación y el trabajo remedial.
La aplicación de los principios del DUA, particularmente de los principios 1 y 2, resultó
beneficiosa para ayudar a desarrollar la habilidad científica requerida a este nivel. El uso de
distintos medios de representación (principio 1) como simuladores virtuales permitió que los
estudiantes observaran fenómenos abstractos, como el movimiento de cargas, que sería
imposible ver de otra manera. Por otro lado, la presencia de distintos medios de expresión
(principio 2) en las guías de trabajo (dibujos y texto) permitió acceder a los modelos mentales
de los estudiantes de manera más profunda y así conocer su nivel real de comprensión de los
contenidos. Por ejemplo, si los estudiantes no elaboraban la definición precisa requerida,
mediante el dibujo se podía evidenciar si comprendían el fenómeno a cabalidad, pero habían
redactado una respuesta poco detallada, o si aún no alcanzaban el nivel óptimo de comprensión
del fenómeno. Esta investigación se enfocó en los resultados de aprendizaje de los estudiantes,
no en su grado de motivación hacia las actividades, por lo tanto no es posible determinar si los
distintos medios de implicación incluidos (principio 3) generaron algún impacto en el interés
del estudiantado. Se decidió excluir el análisis de este criterio debido a la escasez de tiempo
que no permitió contar con un instrumento validado para medir la motivación de los
estudiantes. Sin embargo, la gran cantidad de respuestas recolectadas a lo largo de la SEA
(cercano al total) podría sugerir que hubo un interés por participar de las clases propuestas.
No obstante, los datos también revelan ciertos momentos de retroceso o estancamiento,
los cuales fueron objeto de análisis conjunto y dieron lugar a ajustes pedagógicos. En
particular, la identificación de factores como la brevedad de las respuestas estudiantiles y la
exigencia de cambios de contextos no mediados, permitió al equipo implementar mejoras que
se reflejaron en un desempeño más sólido en clases posteriores. En este sentido, el trabajo
colaborativo entre la docente y el investigador en el diseño y ajuste de la SEA fue fundamental
para implementar adecuaciones pertinentes.
Asimismo, el progresivo ajuste de los estudiantes a la metodología propuesta —
incluyendo un mayor nivel de participación y una mejora en la calidad de sus explicaciones—
sugiere que el proceso de retroalimentación continua incidió favorablemente en su aprendizaje.
En síntesis, la innovación propuesta para la enseñanza de la electrostática a estudiantes de
quinto básico del sistema escolar chileno resultó exitosa para la gran mayoría de los
estudiantes. Consideramos que la comprensión de las ideas que subyacen al modelo de
distribución e interacción entre cargas eléctricas contribuirá a preparar el camino para la
presentación de los contenidos enfocados en los circuitos eléctricos que proponen las bases
curriculares chilenas para este grado del currículum nacional.
Para finalizar, concluimos que es posible elaborar propuestas exitosas de modelización
dirigidas a estudiantes de enseñanza básica que abarquen a la diversidad de estudiantes
presentes en las aulas chilenas. Tenemos la convicción de que las niñas y los niños son capaces
de adaptarse a metodologías como la presentada y de comprender nociones sobre la
electrostática que les permitirán abordar en un futuro fenómenos más complejos como los
circuitos eléctricos. Por lo tanto, consideramos relevante avanzar en la investigación sobre
prácticas científicas como la modelización para trabajar con niños de enseñanza básica
buscando alcanzar a la diversidad de los estudiantes. Somos conscientes de que, tal como
plantea Schwarz (2022), el desarrollo de dicha investigación tiene un costo que se traduce en
tiempo, trabajo docente y otros desafíos logísticos. Sin embargo, a la luz de los resultados
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favorables en términos de aprendizaje de esta investigación, creemos que dicho esfuerzo vale
la pena.
Agradecimientos
A la Vicerrectoría de Investigación, Innovación y Creación de la Universidad de Santiago
de Chile. Proyecto de investigación DICYT N° 032331GS.
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