Resumen de Enseñanza del electromagnetismo a través de aplicaciones experimentales

R. Méndez Fragoso, Mirna Villavicencio Torres

• español

  La teoría electromagnética es una de las áreas de la física con mayor índice de reprobación en las asignaturas de Física que se imparten en el nivel medio superior y superior. En buena medida, esto se debe a que el electromagnetismo se basa principalmente en conceptos abstractos y poco intuitivos que resultan un reto de aprendizaje para los alumnos. Por lo general, con la intención de favorecer la comprensión de los conceptos, en los cursos teóricos, prácticos y teóricoprácticos, el docente presenta y analiza los experimentos más representativos de algunos fenómenos electromagnéticos. Sin embargo, en muchas ocasiones este esfuerzo es poco eficiente ya que los experimentos que elige están desligados de las aplicaciones que los estudiantes tienen a su alcance en la vida cotidiana o de sus implicaciones tecnológicas. Por ello, en la estrategia didáctica que se presenta en este trabajo se propone que los alumnos diseñen y hagan experimentos relacionados directamente con aplicaciones tecnológicas actuales. En la presente contribución, se muestra un experimento cuyo objetivo es producir un plasma de manera controlada utilizando materiales al alcance de muchos laboratorios escolares. En este experimento, realizado por los alumnos a lo largo de un curso de electromagnetismo de nivel superior, se muestra como se pueden aplicar los conceptos de campo eléctrico, diferencia de potencial, capacitancia, corriente directa, corriente alterna, transformadores y plasmas. Además de esto, los alumnos aprenden el funcionamiento y la forma en la que interaccionan los diferentes dispositivos necesarios para generar un plasma. Con este tipo de experimentos, los alumnos no solo adquirirán los conocimientos necesarios para manipular un plasma con campos magnéticos, sino que podrán encontrar aplicaciones como la deposición o abrasión con iones que se utiliza en la fabricación de películas delgadas, espejos, celdas solares, etc. La incorporación de este tipo de actividades dentro de los cursos no sólo ha motivado a los estudiantes en el estudio de la Física, sino que ha dado lugar a una mejora en el entendimiento de la teoría electromagnética al vincularla con sus aplicaciones en el desarrollo de dispositivos tecnológicos que se utilizan en la vida cotidiana. Aunado a esto, se ha observado una disminución en los índices de reprobación en las asignaturas de Electromagnetismo I y Fenómenos Electromagnéticos, de las licenciaturas de Física y Ciencias de la Tierra, respectivamente, de la Facultad de Ciencias de la UNAM.

• English

  Electromagnetic theory is one of the areas of physics with the highest failure rate in the subjects of physics taught at the high school and undergraduate level. This is because electromagnetism is mainly based on abstract and non-intuitive concepts that are challenging learning for students. Usually, intended to promote understanding of the concepts in the theoretical, practical and theoretical-practical courses, the teacher presents and analyzes the most representative experiments of some electromagnetic phenomena. However, often this effort is inefficient because the experiments are disconnected from its applications that students can see at their everyday life or their technological implications. Therefore, the teaching strategy presented in this paper it is proposed that students design and carry out experiments directly related to current technological applications. In this contribution, an experiment is shown which aims to produce plasma in a controlled manner using materials available to many school laboratories. In this experiment, done by undergraduate students along of a course of electromagnetism, it is shown the application of the concepts of electric field, potential difference, capacitance, direct current, alternating current, transformers and plasmas. In addition to this, students learn the workings and the way of interaction among different devices needed to generate plasma. With this type of experiments, students not only acquire the knowledge necessary to manipulate a plasma with magnetic fields, they will find applications such as deposition or abrasion ions used in the manufacture of thin films, mirrors, solar cells, etc. The inclusion of these activities within the courses has not only motivated students in the study of physics but has led to an improved understanding of electromagnetic theory by linking it with its applications in the development of technological devices they used in everyday life. Also, there has been a decrease in failure rates in the subjects of Electromagnetism I and Electromagnetic Phenomena of the Bachelor of Physics and Earth Sciences, respectively, of the School of Sciences of the UNAM.