A propósito del principio de conservación de la energía : una propuesta de formalización en la enseñanza de la física desde un análisis histórico y epistemológico de la perspectiva de Mayer

Abstract

RESUMEN: En el análisis realizado en ciertas investigaciones se logra evidenciar que algunas dificultades de los estudiantes en física, están estrechamente relacionadas con la relación que establecen entre el conocimiento común y el conocimiento científico. Usualmente los estudiantes explican los fenómenos desde el conocimiento común, es decir desde lo que se ha aprendido en la cotidianidad, como caso particular se puede referenciar situaciones físicas que se resuelven con la aplicación del Principio de Conservación de la Energía (Pozo, 2000). En estas situaciones resulta problemática la relación que establecen entre los conceptos de trabajo, masa, transferibilidad, calor y fuerza, entre otros. En la relación de trabajo y energía, el trabajo se conceptualiza en términos de la energía y la energía en términos del trabajo, es decir, se plantea una circularidad entre estos dos conceptos. Igualmente, los estudiantes asignan un carácter material a la energía, se confunden las formas de energía con sus fuentes, se le asigna sustancialidad al calor y no se tienen en cuenta procesos de transformación, transferencia y degradación de la energía.Con la intención de construir rutas conceptuales alternativas para la enseñanza de la mecánica, se realiza un análisis histórico epistemológico de la manera como Mayer configura y presenta el Principio de Conservación de la Energía, expuesto en su obra titulada Observaciones sobre las energías de la naturaleza inorgánica (1842). En este análisis se muestra cómo Mayer establece el Principio de Causalidad como una función (las causas = efectos=causas), considera las causas como entes cuantitativamente indestructibles y cualitativamente convertibles y partir de de estas consideraciones plantea que las energías son entes indestructibles y convertibles. Teniendo en cuenta estas consideraciones se asume la indestructibilidad y convertibilidad como Principios estructurante en la Conservación de la Energía y se re significan los conceptos de trabajo, fuerza y transferibilidad. Finalmente, a partir del análisis de la propuesta de formalización de Mayer y los modelos explicativos de cinco casos del grado once de la Institución Educativa Comercial de Envigado, se plantean unas implicaciones didácticas donde se consideran actividades que posibilitan precisar sobre los conceptos articuladores del Principio de Conservación de la Energía.

ABSTARCT: In the analysis done in some researches, shows that some students' difficulties in physics, are closely related to the relationship established between common knowledge and scientific knowledge. Usually, students explain the phenomena from common knowledge, that is, from what they have learnt in their daily life, as a particular case, we can make reference to physical situations that are solved by the application of the Principle of Energy Conservation (Pozo, 2000). In these situations, it is kind of problematic the relationship established between the concepts of work, mass, portability, warmth and strength, among others. In relation to work and energy, the work is conceptualized in terms of energy and energy in terms of work; that means that there is a circularity arised between these two concepts. Also, students assigned a material character to energy, mixed forms of energy with its sources, it is given substantiality to heat and does not take into account processes of transformation, transfer and degradation of energy. With the intention to build some conceptual alternative routes for teaching of the mechanics, it is done a historical epistemological analysis on Mayer’s way, how he sets up and presents the Principle of Energy Conservation, stated in his work named Observations on the energies of inorganic nature (1842). This analysis shows how Mayer establishes the principle of causality as a function (cause = effect = cause), he considers the causes how entities indestructible quantitatively and convertible qualitatively and from these considerations, he suggests that energies are indestructible and convertible entities. Taking into account these considerations, it is assumed the indestructibility and convertibility as structured Principles in Energy Conservation and they remean the terms of work, power and portability.Finally, from the analysis of the Mayer formalization proposal and explanatory models of five cases of eleventh grade of Institución Educativa Comercial of Envigado, it is presented some pedagogical implications which are considered activities that enable on the principle Energy Conservation concepts.