Aprenent a descriure el moviment

Digna Couso i Julià Hinojosa

Idees per treballar

Les idees bàsiques per treballar

Idees per revisar

Les idees habituals de l'alumnat per revisar

"Bones" preguntes

Per ajudar a la construcció d'aquestes idees

Resum Idees clau

Per estructurar el que hem après

Idees per treballar
La descripció del moviment, prerequisit del model d'interaccions

El moviment és un dels fenòmens més rellevants de la física i un dels canvis físics per excel·lència. Tot el que ens envolta, i nosaltres mateixos, estem en constant moviment fins i tot quan creiem que estem quiets. Els nens i nenes poden observar com es mouen els objectes i analitzar les similituds i diferències.

Nens i nenes fent moure joguines. Font: Neus Garriga. Projecte de les jobuines

Aprendre a descriure el moviment és un primer pas molt important per poder treballar el model d’interaccions mecàniques, perquè aquest model explica, principalment, les causes del moviment. Si no sabem veure ni parlar dels moviments, si no els diferenciem bé i no coneixem les magnituds que els caracteritzen, difícilment podrem explicar les causes de forma correcta. No es pot explicar allò que no es coneix o que no se sap mirar. 

Per exemple, els alumnes confonen sovint velocitat amb acceleració, en particular anar molt ràpid amb estar accelerat. També creuen que una frenada no requereix una causa, sinó que és la pèrdua del moviment natural, però per començar-se a moure sí que necessita una causa.

Alumnes participant en activitats de visualització i mesura de la trajectòria seguida i distància recorreguda. Imatges cedides per mestres de primària del grup KIMEIA del CESIRE.

També els costa molt (això ho sabem des de Piaget!) entendre la relació inversa entre velocitat i temps. Per als alumnes, si es recorre una distància gran i una petita en el mateix temps, resulta xocant que la velocitat sigui més gran en el temps petit, o que els objectes portin una velocitat diferent quan es troben en la mateixa posició.

Descriure un moviment de manera adient requereix fer servir uns certs conceptes, com ara

  • sistema de referència,
  • trajectòria,
  • distància recorreguda,
  • posició inicial i final, velocitat,
  • durada en el temps, etc.

Molts d’aquests conceptes s’utilitzen en el llenguatge quotidià dels nens i nenes de formes adients, però d’altres no. La nostra experiència amb tots ells és, a més a més, confusa: notem l’acceleració per petita que sigui, però no som capaços de notar enormes velocitats constants. Reflexionar sobre aquestes idees resulta un primer pas necessari en el coneixement del món físic.

Des del punt de vista de la modelització, els fenòmens són el punt de partida de tota l’activitat científica escolar. Per això, tot i que la cinemàtica no ens proporciona un model explicatiu del moviment, és una branca de la física important. Ens permet descriure els moviments i fins i tot predir alguns resultats (per exemple, on es trobarà un objecte si segueix movent-se com es mou). En aquest sentit, podem considerar la descripció del moviment com a un pre-requisit del model d’interaccions.

Idees per revisar
Dificultats d'ensenyament i aprenentatge de la descripció del moviment

La primera dificultat té a veure amb problemes amb el llenguatge i les formes de representació del moviment. La majoria de termes que fem servir en llenguatge quotidià per descriure el moviment són confosos. Diem camí, recorregut, distància, desplaçament … moltes vegades com a sinònims. El mateix passa amb els conceptes de rapidesa, velocitat i acceleració, que sovint es fan servir per referir-se al mateix. Per poder estudiar i reproduir un moviment, però, es requereix ser més precisos. És important, per tant, deixar a les alumnes expressar els moviments primer en el llenguatge que facin servir normalment, fer-les adonar dels problemes que presenta quan volem ser realment precisos, i finalment introduir molt clarament les idees de les variables necessàries amb el nou vocabulari per fer-ne referència.

Neus Garriga. Nens i nenes mesurant el temps i l’espai. Font: Projecte de les joguines.

Com que les dificultats abans esmentades no són un problema de vocabulari, sinó de concepte, és important saber quins són els conceptes que presenten més dificultat. Aquests solen ser diferenciar desplaçament de distància, entendre el temps com a un interval i sobretot dificultats associades a la idea de moviment relatiu, al concepte de velocitat i al concepte d’acceleració.

Respecte el desplaçament, per a l’alumnat resulta difícil pensar que un pot recórrer una llarga distància, per exemple en forma circular, i no haver-se desplaçat perquè arriba allà mateix d’on va sortir. Requereixen, per entendre-ho, treballar amb aquestes trajectòries “tancades” alhora que amb situacions on el desplaçament i la distància recorreguda siguin molt diferents. D’igual forma, els alumnes no tenen clar que estem parlant d’un “tros” de temps, la durada del moviment, i convé fer-los mesurar el temps posant el rellotge a zero per adonar-se que ens interessa el temps que ha passat mentre ens movem, i no quan val al final del moviment.

Treballar aquestes dificultats és important perquè la comprensió de la velocitat, una de les magnituds que presenta més obstacles per als estudiants, depèn d’ells. La velocitat és especialment complexa per tres motius:

Respecte a la dificultat de la velocitat com a combinació de dues variables, és important treballar-la amb el propi moviment. Els alumnes, veient un dibuix o una descripció d’un moviment, poden pensar que dos objectes tenen la mateixa velocitat perquè arriben al mateix lloc o perquè triguen el mateix temps, és a dir, utilitzant només una de les dues variables. O pensar que de dos objectes, el que arriba més lluny és el més ràpid. En canvi, quan ells experimenten espai i temps en primera persona, els és més fàcil. Saben que per guanyar una carrera s’ha d’arribar abans al mateix lloc. I que és més ràpid el que dona més voltes a les cadires mentre dura la cançó. Creiem que és important fer aquesta connexió entre el moviment que entenen més (el seu) i el llenguatge per descriure’l i representar-ho.

També serà important evocar situacions en les quals podem entendre que el moviment és relatiu i la velocitat és diferent de l’acceleració. Per exemple situacions en què els i les alumnes saben que van a molta velocitat (en tren, a l’autopista,..) i en canvi no ho noten, per tal que entenguin que no importa tant el moviment com el canvi de moviment, que és el que sí que notem. Aquest pas serà crucial per després poder treballar el model de forces.

Amb l’alumnat també haurem de treballar la diferència entre magnituds instantànies i mitjanes, de forma que es pugui diferenciar la velocitat en un moment determinat del recorregut total o la velocitat mitjana.

"Bones preguntes" i activitats
On arribarà un objecte si segueix movent-se com es mou? Quant de temps tardarà?

Els nens i nenes de primària han d’endinsar-se en l’estudi del moviment tot movent-se ells mateixos, per després fer moure objectes senzills. Han de visualitzar, tot dibuixant, les trajectòries que fan. Han de mesurar amb cintes, cordes, cronòmetres i tot tipus d’estris les diferents magnituds associades.
Font: Neus Garriga i Verdaguer. Nens i nenes mesurant el temps i l'espai. Clica sobre la imatge per més informació

Influeix la forma de l'objecte en la velocitat de baixada?

Han de representar de diferents formes els moviments: dibuixant la variació de la seva posició al llarg del temps, representant la durada dels moviments en gràfics, etc. Imatge: Produccions d’alumnes representant la mesura del temps de baixada d’objectes per rampes i del moviment oscil·latori d’un cotxet. Imatges cedides pels mestres de primària del grup KIMEIA del CESIRE

Com podria representar els moviments observats?

Han de representar de diferents formes els moviments: dibuixant la variació de la seva posició al llarg del temps, representant la durada dels moviments en gràfics, etc.

Idees clau de la descripció del moviment

Una vegada hem experimentat amb els cos i amb els objectes la relació entre el moviment, el temps i l’espai, quines són les idees clau ?  ( que podrien configurar una Base d’Orientació sobre el que hem après).