2015023. Una clase sobre el péndulo para primero de ESO

Me quejo a menudo de lo anticuado, restrictivo, compartimentado y cerrado del sistema educativo actual. En primaria la cosa está mejor, trabajando ya por competencias y proyectos y teniendo en cuenta las emociones del personal, pero en secundaria diría que no hemos cambiado en 35 años (aunque los jesuitas empiecen ahora). En esta entrada explico cómo plantearía yo una clase taller sobre el péndulo y el movimiento oscilatorio.

Premisas

La asistencia a clase es voluntaria. La motivación debe salir de la persona, no del cero que le puedes poner si no viene a clase o no pasa el examen. (Rebeca Wild y muchas otras antes)
Se aprende mucho mejor aquello que se diseña y fabrica, no la teoría plasmada en un libro o una fórmula (Roger Schank y muchos otros antes).
Los espacios deben estar preparados para acoger a los participantes en el taller, en seguridad, en ocpciones para probar y equivocarse, y en el papel de acompañante de la profesora (Montessori y algunas más antes).
Asumimos que el currículum docente no condiciona la evolución del cerebro de nuestros hijos. Cada persona progresa a una velocidad diferente, y el just-in-time no es válido en educación.

Soy plenamente consciente de que estas premisas imponen unas ratios de tutor/alumno que hoy por hoy la escuela pública o concertada no admite, por falta de voluntad política y presupuesto básicamente. Aunque poner más maestros sin más tampoco es la solución si no cambiamos el modelo porque uno enseña como aprendió en su día.

La clase

Empiezo el taller con un ejercicio de activación y de preguntarnos y hacer saber al otro cómo estamos. Tan simple como efectivo (lo ponemos en práctica en el programa Nexus24 de la UPC)
Explico (yo, el único momento en que hago de profe clásico) el contexto histórico, social y tecnológico de la UE del año 1600 con énfasis en el péndulo y los planetas. y en Galileo. Un dato: con el péndulo la precisión de los relojes pasa de 15 min al día en 15 segundos, como pasar del caballo al automóvil. El concepto de innovación tecnológica disruptiva ya existía hace 400 años.

Hipótesis

Nos fabricamos péndulos simples con un hilo de pescar y una tuerca, y jugamos. Nos preguntamos si conocen péndulos naturales, si los han visto alguna vez, o al menos este movimiento.
Nos preguntamos de qué depende su movimiento, introduciendo conceptos como peso (masa es demasiado elevado), longitud de la cuerda, gravedad, impulso, ángulo…
A partir de las respuestas pensamos cómo podríamos verificar si las hipótesis que han hecho (la clásica: el peso/masa o la longitud de la cuerda) son verdad y les invito a diseñar el experimento.

Prototipo

Con una base de piezas de Lego, bloques de madera, una garrafa plástica de agua de 5l o una mesa y cinta adhesiva, hilo de pescar, un palo que atraviesa (de helado o un lápiz, mejor que se pueda enroscar) y tres o cuatro tuercas de metal pueden construir un señor péndulo.
La idea es que ellas lo diseñen y lo fabriquen, teniendo en cuenta que deben experimentar las diferentes opciones. El lápiz permite cambiar con precisión la longitud de la cuerda. La tuerca permite añadir otras tuercas en números enteros con lo que la gráfica saldrá más simple.

Medición y representación

Sucede que si intentas medir cada oscilación el error que introduces es grande, por mucho reloj digital que tengan. Los niños deben plantear las soluciones (un promedio…) tras darse cuenta de que existe el concepto de error en la medida.
Las niñas deben seguir el experimento planeado variando la longitud y el peso en diferentes medidas y apuntado los datos. Después deben representarlos en una hoja o pizarra en formato de gráfica (para muchos esto es nuevo). Aparece el concepto de recta sin entrar para nada en las ecuaciones.
Para expertos jóvenes o para ESO, todo lo anterior se puede complementar con una medición con Arduino como la del vídeo y por ejemplo un sensor de luz o infrarrojos o fotoresistencia, mucho más preciso y automático. Pero si vamos directamente perdemos gran parte del aprendizaje vivencial. Primero, lo manual, la artesanía, las conexiones y estructuras neurológicas, y después ya lo automatizaremos. Creo que siempre es mejor priorizar el el diseño del experimento antes que en el resultado.

Incluso podríamos pensar en imprimir el reloj con la impresora 3D.

Para acabar el experimento, si tenemos la suerte de disponer de un par de columpios en el patio podemos seguir pensando con las manos. Un niño de tamaño grande y uno pequeño se balancean en paralelo. ¿Qué pasa con las oscilaciones? ¿Y si acortamos ahora el columpio? Difícilmente olvidarán esta experiencia aplicada de movimiento armónico y cuando más adelante sean capaces de abstraer y utilizar fórmulas lo encontrarán natural.

Más allá del ámbito cognitivo

Y para finalizar deben explicar al resto de la clase cómo han llevado a cabo su experimento. Aquí nos salimos del confortable entono cognitivo y aparecen las emociones, los miedos, los ridículos, las personalidades, los afectos o la ausencia de los mismos… Escribir en un papel el experimento y subirlo al entorno Moodle o compartirlo con el mundo mundial nos preparará para un entorno profesional donde la comunicación virtual sea la norma, pero no para muchas otras cosas también necesarias.

Qué han sentido durante el experimento, la frustración cuando no salía, la alegría tras unir tres puntos y obtener una recta (con dos es fácil :))… Conseguir que otros niños presten atención a tu explicación, que te miren con la boca abierta, que no tengan miedo a expresar y plantear sus dudas pero que lo hagan con respeto, que entre todas mejoremos de manera colaborativa neustros experimentos y deducciones sintiendo que tutor y compañeros te arropan, no tiene precio.