Vectores en la encrucijada: matemáticas vs. percepción en el aprendizaje de física de ingeniería

Esta investigación analiza los conocimientos previos y dificultades de aprendizaje en estudiantes argentinos de Ingeniería Química e Ingeniería en Alimentos del primer curso de Física en la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales de la Universidad Nacional de Misiones. La metodología utilizada se basó en el análisis de exámenes diagnósticos de ocho cohortes consecutivas (conformadas por un total de 529 estudiantes), evaluando competencias matemáticas fundamentales para Física Mecánica. Además, mediante encuestas en línea se recopilaron percepciones sobre dificultades de aprendizaje y estrategias de estudio de los estudiantes. Los datos se procesaron utilizando estadística descriptiva. Los resultados mostraron un patrón consistente en operaciones vectoriales por método matricial, manteniendo rendimiento relativamente estable (70-80%) para sumas vectoriales, aunque con tendencia decreciente en las últimas cohortes. Existe una pronunciada brecha entre las tasas de éxito utilizando métodos matriciales versus geométricos (diferencias de 40-50 puntos porcentuales), evidenciando mayor facilidad con enfoques algebraicos. La obtención del módulo y ángulo del vector resultante de un conjunto de vectores presentados en el plano x-y mostró una tendencia descendente, pasando de 40% de éxito en 2022 a menos de 10% en 2024. En resolución de triángulos, se alcanzaron porcentajes cercanos al 50% en triángulos rectángulos. Para ecuaciones, mostraron rendimiento consistentemente alto en ecuaciones de una incógnita (60-70%) y tendencia positiva en ecuaciones de dos incógnitas (alcanzando 50%). Paradójicamente, mientras su desempeño en evaluaciones resultó superior (comparado con grupos de estudiantes de otras carreras), los estudiantes de ingeniería declararon progresivamente mayores deficiencias en conceptos matemáticos instrumentales para Física. El porcentaje que manifestó desconocer operaciones vectoriales aumentó de 40% a 82% en el período analizado, evidenciando subestimación de sus propias capacidades. Este fenómeno contrasta con su buen desempeño en resoluciones matriciales cuando fueron evaluados, sugiriendo problemas de autoeficacia percibida. Los movimientos Circular y Relativo fueron identificados como los temas más complejos, posiblemente debido a la necesidad de manejar simultáneamente múltiples sistemas de referencia y realizar transformaciones vectoriales. La preferencia por estudio individual y la baja asistencia a clases de apoyo y consultas podrían contribuir a estas dificultades. Como conclusiones, se recomienda implementar estrategias que refuercen la confianza de los estudiantes mediante retroalimentación positiva, desarrollar intervenciones específicas para movimientos circular y relativo, diseñar metodologías que integren métodos matricial y geométrico en operaciones vectoriales, y fomentar aprendizaje colaborativo.