Test conceptual de Física cuántica para estudiantes de ingeniería

Raúl Ortiz Pérez, Israel Garza López


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DOI

https://doi.org/10.24320/redie.2017.19.4.1318

Resumen


El objetivo de este trabajo fue elaborar un test que revele adecuados niveles de validez y confiabilidad al evaluar el aprendizaje conceptual esencial de la Física cuántica introductoria que logran los estudiantes de ingeniería en Cuba. Para evaluar la validez de contenido del test se empleó un panel de especialistas y tras aplicar el instrumento a una muestra de estudiantes de ingeniería, se realizó la caracterización psicométrica del mismo, que incluyó la determinación de índices de dificultad, discriminación y fiabilidad; se ejecutó también una prueba de validez de constructo utilizando el análisis factorial. Los resultados revelaron que el test conformado (QPCT-UC-1.1) cumple con los niveles de validez y confiabilidad exigidos para este tipo de instrumento, por lo que resulta útil para la enseñanza y la investigación educativa relacionada con la Física cuántica introductoria en contextos socioculturales similares al estudiado.

Palabras clave


Test conceptual, Física cuántica, propiedades psicométricas, análisis factorial.

Referencias


Adams, W., Perkins, K., Podolefsky, N., Dubson, M., Finkelstein, N. y Wieman, C. (2006). New instrument for measuring student beliefs about physics and learning physics: The Colorado Learning Attitudes about Science Survey. Physical Review Special Topics-Physics Education Research, 2(1), 1-14.

Ambrose, B. (1999). Investigation of student understanding of the wave-like properties of light and matter. Tesis doctoral. Universidad de Washington.

Arnau, L. (2011). Cuestionario para evaluar la adaptabilidad de los adultos desempleados hacia los cambios profesionales: aplicación preliminar y características psicométricas. Revista Electrónica de Investigación Educativa, 13(2), 99-112. Recuperado de http://redie.uabc.mx/redie/article/view/286

Bacon, D. y Stewart, K. (2006). How fast do students forget what they learn in consumer behavior? Journal of Marketing Education, 28(3), 181-192.

Bao, L. (1999). Dynamics of student modeling: a theory, algorithms and application of quantum mechanics. Tesis doctoral. Universidad de Maryland, MD.

Beichner, R. (1994). Testing student interpretation of kinematics graphs. American Journal of Physics, 62(8), 750-762.

Cataloglu, E. y Robinett, R. (2002). Testing the development of student conceptual and visualization understanding in quantum mechanics through the undergraduate career. American Journal of Physics, 70(3), 238-251.

Conway, M., Cohen, G. y Stanhope, N. (1992). Very long-term memory for knowledge acquired at school and university. Applied Cognitive Psychology, 6(6), 467-482.

Deslauriers, L. y Wieman, C. (2011). Learning and retention of quantum concepts width different teaching methods. Physical Review Special Topics-Physics Education Research, 7(1), 1-6.

Ding, L., Chabay, R., Sherwood, B. y Beichner, R. (2006). Evaluating an electricity and magnetism assessment tool: Brief electricity and magnetism assessment. Physical Review Special Topics-Physics Education Research, 2(1), 1-7.

Engelhardt, P. y Beichner, R. (2004). Students’ understanding of direct current resistive electrical circuits. American Journal of Physics, 72(1), 98-115.

Falk, J. (2004). Developing a quantum mechanics concept inventory. Tesis de Maestría. Uppsala University, Suecia. Recuperado de http://johanfalk.net/content/developing-a-quantum-mechanics-concep

Francis, G., Adams, J. y Noonam, E. (1998). Do they stay fixed? The Physics Teacher, 36(8), 488-490.

Godino, J., Aké, L., Contreras, A., Díaz, D., Estepa, A., Blanco,T. et al. (2015). Diseño de un cuestionario para evaluar conocimientos didáctico-matemáticos sobre razonamiento algebraico elemental. Enseñanza de las Ciencias, 33(1), 127-150.

Goldin, L. y Nóvikova, G. (1990). Introducción a la física cuántica. Moscú: Mir.

Hake, R. (1998). Interactive-engagement vs traditional methods: a six-thousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses. American Journal of Physics, 66(1), 64-74.

Halliday, D., Resnick. R. y Krane, K. (1992). Física (4a. ed.). Cuba: Edit. Rev.

Hernández, R., Fernández, C. y Baptista, M. (2010). Metodología de la Investigación (5a. ed.). México: McGraw Hill.

Hestenes, D., Well, M. y Swackhammer, G. (1992). Force concept inventory. The Physics Teacher, 30(1), 141-158.

Hill, M., Sharma, M., O’Byrne, J. y Airey, J. (2014). Developing and evaluating a survey for representational fluency in science. International Journal of Innovation in Science and Mathematics Education, 22(5), 22-42.

Kline, P. (1986). A handbook of test construction: introduction to psychometric design. Londres: Methuen.

Knight, R. (2003). Five easy lessons: Strategies for successful physics teaching. San Francisco, CA: Addison Wesley.

Kohlmyer, M., Caballero, M., Catrambone, R., Chabay, R., Ding, L., Haugan, M. et al. (2009). Tale of two curricula: the performance of 2000 students in introductory electromagnetism. Physical Review Special Topics-Physics Education Research, 5(2), 1-10.

Leyva, Y. (2011). Una reseña sobre la validez de constructo de pruebas referidas a criterio. Perfiles Educativos, XXXIII(131), 131-154.

Maloney, D., O’Kuma, T., Hieggelke, C. y Van Heuvelen, A. (2001). Surveying students’ conceptual knowledge of electricity and magnetism. American Journal of Physics, 69(12),1277-1279.

Marín, N. y Benarroch, A. (2010). Cuestionario de opciones múltiples para evaluar creencias sobre el aprendizaje de las ciencias. Enseñanza de las Ciencias, 28(2), 245-260.

Martínez, J. y Herrera, M. (2014). Propiedades psicométricas de la escala de cómputo para el EXANI-II. Revista Electrónica de Investigación Educativa, 16(2), 68-80. Recuperado de http://redie.uabc.mx/redie/article/view/406

McDermoth, L., Shaffer, P. y Constantinon, C.P. (2000). Preparing teachers to teach physics and physical science by inquiry. Physics Education, 35(6), 411-418.

Mckagan, S., Perkins, K. y Wieman, C. (2010). Design and validation of Quantum Mechanics conceptual survey. Physical Review Special Topics-Physics Education Research, 6(2), 1-17.

Montero, H., Pedroza, M., Astiz, M. y Vilanova, S. (2015). Caracterización de las actitudes de estudiantes universitarios de Matemática hacia los métodos numéricos. Revista Electrónica de Investigación Educativa, 17(1), 88-99. Recuperado de http://redie.uabc.mx/redie/article/view/357

Morgan, J., Wittmann, C. y Thompson, J. (2003). Student understanding of tunneling in Quantum Mechanics: examining interview and survey results for clues to student reasoning. Trabajo presentado en la Physics Education Conference. Madison, WI. Recuperado de http://dx.doi.org/10.1063/1.1807263

Morones, R. (2005). Los misterios del mundo cuántico. Ingenierías, 8(26), 12-21.

Ornelas, M., Gastélum, G., Blanco, H. y Peinado, J. (2014). Análisis psicométrico de la prueba Body Image Anxiety Scale versión rasgo en alumnos de educación superior. Perfiles Educativos, XXXVI(144), 120-137.

Pollock, S. (2009). Longitudinal study of student conceptual understanding in electricity and magnetism. Physical Review Special Topics-Physics Education Research, 5(2), 1-8.

Redish, E. (2003). Teaching physics with the physics suite. Maryland, MD: John Wiley y Sons.

Redish, E., Saul, J. y Steinberg, R. (1998). Student expectations in introductory physics. American Journal of Physics, 66(3), 212-221.

Robinett, R. (2004). Quantum mechanics visualization instrument. Recuperado de http://www.phys.psu.edu/#rick/OUP/INSTRUCTORS/QMVI/alt_QMVI.htm

Sadaghiani, H. (2005). Conceptual and mathematical barriers to students learning quantum mechanics. Tesis doctoral, The Ohio State University. Recuperado de https://etd.ohiolink.edu/!etd.send_file?accession=osu1123878116ydis-position=inline

Savéliev, I. (1984). Curso de Física general (tomo III). Rusia: Mir.

Sears, F., Zemansky, M., Young, H. y Freedman, R. (1996). Física universitaria II (9a. ed.). México: Addison-Wesley-Longman.

Serway, R. A. y Beichner, R. J. (1993). Física (tomo II) (3a. ed.). México: McGraw-Hill Interamericana.

Sinarcas, V. y Solbes, J. (2013). Dificultades en el aprendizaje y la enseñanza de la Física Cuántica en el bachillerato. Enseñanza de las Ciencias, 31(3), 9-25.

Singh, Ch. y Rosengrant, D. (2003). Multiple-choice test of energy and momentum concepts. American Journal of Physics, 71(6), 607-617.

Singh, Ch. (2008). Student understanding of quantum mechanics at the beginning of graduate instruction. American Journal of Physics, 76(3), 277-287.

Thornton, R. y Sokoloff, D. (1998). Assessing student learning of Newton’s laws: The force and motion conceptual evaluation and the evaluation of active learning laboratory and lecture curricula. American Journal of Physics, 66(4), 338-348.

Venter, I. (2006). Development of a valid and reliable test for higher-educated young adults measuring dietary fibre food source and health-disease association knowledge. Journal of Family Ecology and Consumer Sciences, 34(1), 10-19.

Vilanova, S., García, M. y Señoriño, O. (2007). Concepciones acerca del aprendizaje: diseño y validación de un cuestionario para profesores en formación. Revista Electrónica de Investigación Educativa, 9(2), 1-21. Recuperado de http://redie.uabc.mx/redie/article/view/169

Wuttiprom, S., Sharma, M., Johnston, I., Chitaree, R. y Soankwan, Ch. (2009). Development and use of a conceptual survey in introductory Quantum Physics. International Journal of Science Education, 31(5), 631-654.