"La enseñanza y el aprendizaje de la inducción electromagnética en educación secundaria"

La presente tesis doctoral se centra en el desafío de enseñar el fenómeno de la Inducción Electromagnética en la educación secundaria, un tema crucial para comprender numerosos dispositivos y sistemas tecnológicos en la vida cotidiana. Sin embargo, su complejidad y la falta de estrategias pedagógicas efectivas dificultan su comprensión por parte de los estudiantes. Para abordar este problema, se adopta una metodología de Investigación Basada en Diseño, dividida en dos fases principales. En la primera fase, se desarrolla una propuesta de enseñanza basada en la metodología IDAS (Iniciación, Desarrollo, Aplicación y Síntesis), diseñada para promover el aprendizaje centrado en el estudiante, la construcción consciente de conocimientos coherentes con la ciencia y el desarrollo de habilidades metacognitivas. La implementación inicial de la propuesta de enseñanza permitió caracterizar el conocimiento de los estudiantes sobre el fenómeno y definir categorías para describirlo a partir de los modos de razonamiento y principios conceptuales asociados. Los resultados obtenidos condujeron al refinamiento de la propuesta de enseñanza para superar obstáculos de aprendizaje detectados. En la segunda fase, la propuesta de enseñanza rediseñada se implementó en un curso de educación secundaria y se llevó a cabo una investigación con un diseño pretest-durante-postest, utilizando metodologías cualitativas y cuantitativas para estudiar en profundidad el proceso de aprendizaje de los estudiantes. Los resultados mostraron un desarrollo gradual de los modos de razonamiento de los estudiantes a lo largo de la enseñanza, desde aquellos modos intuitivos hasta los propios de la ciencia escolar, así como el desarrollo de habilidades para resolver problemas mediante la elección y aplicación del conocimiento construido. El papel de la docente fue fundamental para lograr estos resultados, actuando como guía y facilitador del aprendizaje, utilizando diversas estrategias para fomentar la participación activa de los estudiantes en cada momento didáctico. Estos resultados respaldan la hipótesis de la eficacia de la propuesta de enseñanza implementada (IDAS) para mejorar el aprendizaje de conceptos y leyes de la Física, proporcionando un marco teórico y metodológico sólido para futuras investigaciones y prácticas educativas en el ámbito de la educación científica y didáctica de las ciencias naturales. The present doctoral thesis focuses on the challenge of teaching the phenomenon of Electromagnetic Induction in secondary education, a crucial topic to understand numerous technological devices and systems in everyday life. However, its complexityand the lack of effective pedagogical strategies hinder its understanding by students. To address this problem, a Design-Based Research methodology is adopted, divided into two main phases. In the first phase, a teaching proposal is developed based on the IDAS (Initiation, Development, Application and Synthesis) methodology, designed to promote student-centered learning, the conscious construction of knowledge consistent with science and the development of metacognitive skills. The initial implementation of the teaching proposal allowed characterizing the students' knowledge of the phenomenon and defining categories to describe it based on the associated modes of reasoning and conceptual principles. The results obtained led to the refinement of the teaching proposal to overcome the learning obstacles detected. In the second phase, the redesigned teaching proposal was implemented in a secondary education course and research was conducted with a pretest-during-posttest design, using qualitative and quantitative methodologies to study in depth the students' learning process. The results showed a gradual development of the students' modes of reasoning throughout the teaching, from those intuitive modes to those proper to school science, as well as the development of problem-solving skills through the choice and application of constructed knowledge. The role of the teacher was fundamental to achieve these results, acting as a guide and facilitator of learning, using various strategies to encourage the active participation of students in each didactic moment. These results support the hypothesis of the effectiveness of the implemented teaching proposal (IDAS) to improve the learning of concepts and laws of Physics, providing a solid theoretical and methodological framework for future research and educational practices in the field of science education and didactics of natural sciences. Cette thèse de doctorat porte sur le défi que représente l'enseignement du phénomène de l'induction électromagnétique dans l'enseignement secondaire, un sujet crucial pour comprendre de nombreux appareils et systèmes technologiques de la vie quotidienne. Cependant, sa complexité et le manque de stratégies pédagogiques efficaces le rendent difficile à comprendre pour les étudiants. Pour résoudre ce problème, une méthodologie de recherche basée sur la conception est adoptée, divisée en deux phases principales. Dans la première phase, une proposition d'enseignement est élaborée sur la base de la méthodologie IDAS (Initiation, Développement, Application et Synthèse), conçue pour promouvoir l'apprentissage centré sur l'étudiant, la construction consciente de connaissances cohérentes avec la science et le développement de compétences métacognitives. La mise en œuvre initiale de la proposition d'enseignement a permis de caractériser les connaissances des élèves sur le phénomène et de définir des catégories pour le décrire sur la base des modes de raisonnement et des principes conceptuels associés. Les résultats obtenus ont permis d'affiner la proposition d'enseignement afin de surmonter les obstacles à l'apprentissage détectés. Dans la deuxième phase, la proposition d'enseignement remaniée a été mise en œuvre dans un cours d'enseignement secondaire et la recherche a été menée selon un modèle pré-test-post-test-post-test, en utilisant des méthodologies qualitatives et quantitatives pour étudier en profondeur le processus d'apprentissage des étudiants. Les résultats ont montré un développement progressif des modes de raisonnement des élèves tout au long de l'enseignement, des modes intuitifs aux modes scientifiques scolaires, ainsi que le développement de compétences en matière de résolution de problèmes grâce au choix et à l'application de connaissances construites. Le rôle de l'enseignant a été fondamental dans l'obtention de ces résultats, agissant comme un guide et un facilitateur de l'apprentissage, utilisant diverses stratégies pour encourager la participation active des élèves à chaque moment didactique. Ces résultats soutiennent l'hypothèse de l'efficacité de la proposition d'enseignement mise en œuvre (IDAS) pour améliorer l'apprentissage des concepts et des lois de la physique, en fournissant un cadre théorique et méthodologique solide pour la recherche future et les pratiques éducatives dans le domaine de l'enseignement des sciences et de la didactique des sciences naturelles.