Mathematics in the teaching of the speed of propagation of surface waves
DOI:
https://doi.org/10.46219/rechiem.v15i2.117Keywords:
Teaching methods and strategies, Learning theory and science teaching, Tsunamis, Ocean waves and oscillations, Wave propagationAbstract
In Mexico, one of the most common complaints about why students do not study physics is that they do not know enough mathematics to understand physics concepts. There is also a belief among teachers that real-life examples should be presented in courses to motivate science learning and demonstrate its usefulness. But how easy is it to carry out such a didactic process? In this paper, through a didactic proposal, we demonstrate the importance of mathematics in understanding physical concepts related to waves. In particular, it explains the concept of the speed of surface waves in liquids and how this concept allows us to understand the behavior of tsunamis. This proposal contributes to the teaching of basic physics in the different engineering careers taught in higher education institutions and, in particular, can be of great help in careers related to marine sciences.
Downloads
References
Acosta, S. F., y García, M. CH. (2012). Estrategias de enseñanza utilizadas por los docentes de biología en las universidades públicas. Omnia, 18(2), 67-82.
Acosta, V., Cowan, C., y Graham, B. (1999). Curso de física moderna. Oxford University Press.
Amineh, R. K. (2020). Applications of Electromagnetic Waves: Present and Future. Electronics, 9(5), 1-4. https://doi.org/10.3390/electronics9050808
Andrés, M. M., Danón, M. A., y Meneses, J. A. (2006). Desarrollo conceptual acerca de ondas mecánicas en un laboratorio guiado por el modelo MATLaF. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, 5(2), 260-288.
Arregui de la Cruz, F. J., Cabrera, E., Cobacho, R., Gómez, E., y Soriano, J. (2017). Apuntes de mecánica de fluidos. Universitat Politècnica de València.
Ausubel, D.P. (1968). Educational psychology: a cognitive view. Holt, Rinehart and Winston. (Trad. cast. Psicología educativa: un punto de vista cognoscitivo. Trillas, 1976).
Bará, J. (2000). Ondas electromagnéticas en comunicación (2.a ed.). Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya.
Barniol, P., y Zavala, G. (2019). Evaluación del entendimiento de ondas mecánicas utilizando un test de opción múltiple en español. Rev. Bras. Ensino Fís., 41(4), Artículo e20190119. https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2019-0119
Barreto, J. A. G. (1996). Radioastronomía: Detección de ondas de radio provenientes del universo. CIENCIA ergo-sum, 3(3), 295-307.
Bravo, S., Pesa, M., y Caballero Sahelices, C. (2009). Representaciones de alumnos universitarios sobre propagación de ondas mecánicas. Enseñanza de las Ciencias, 27(3), 405-420. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.3651
Briceño, J., Rivas, Y., y Lobo, H. (2019). La Experimentación y su Integración en el proceso Enseñanza Aprendizaje de la Física en la Educación Media. Revista Latinoamericana de Estudios en Cultura y Sociedad, 5(2), 2-17. https://doi.org/10.23899/relacult.v5i2.1512
Campanario, J. M., y Moya, A. (1999). ¿Cómo enseñar Ciencias? Principales tendencias y propuestas. Enseñanza de las Ciencias, 17(2), 179-192. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.4085
Campusano, R. A. (2017). Conceptos abstractos, notaciones y convenciones en la enseñanza de ciencias físicas universitarias. Axioma, (17), 108-117.
Carrillo, B. (2009). Dificultades en el aprendizaje matemático. Innovación y Experiencias
Cartwrigh, J. H., y Nakamura, H. (2008). Tsunami: a history of the term and scientific understanding of the phenomenon in japanese and western culture. Notes and Records of the Royal society, 62(2), 151-166. https://doi.org/10.1098/rsnr.2007.0038
Castro, M. G., González, M. D., Flores, S., Ramírez, O., Cruz, M. D., y Fuentes, M. C. (2017). Registros de representación semiótica del concepto de función exponencial. Parte I Entreciencias: Diálogos en la Sociedad del Conocimiento, 5(13), 1-22. http://dx.doi.org/10.21933/ J.EDSC.2017.13.218
Charette, M. A., y Smith, W. H. F. (2010). The Volume of Earth’s Ocean. Oceanography, 23, 112-114. https://doi.org/10.5670/oceanog.2010.51
Chasteen, S. V., y Scherr, R. E. (2020). Developing the Physics Teacher Education Program Analysis rubric: Measuring features of thriving programs. Physical Review Physics Education Research, 16(1). https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.16.010115
Corral, Y. J., y Castro, R. C. (2020). Actitud hacia la física de los estudiantes de quinto año de Educación Media General durante el confinamiento por COVID-19. Revista Ciencias de la Educación, 30, 941-964.
Cova, Y. (2012). La comprensión de la escucha. Letras, 54(87), 125-140.
Crespo, M., Cortázar, A., Julián, M., y Díaz, M. (2014). Ordenadores en el aula: ¿estamos preparados los profesores? Enseñanza de las Ciencias, 2(32), 239-250. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.939
Cuccia, E. J. (2017). Abstracción y matemática en el Comentario a la Física de Tomás de Aquino: más allá de las operaciones intelectuales. Eidos, 27, 154-173.
D’Hainaut, L. (1985). Objetivos didácticos y programación. Análisis y construcción de currículums, programas de educación objetivos operativos y situaciones didácticas. Oikos Tau.
De la Peña, L. (2018). La naturaleza de la luz. Revista Digital Universitaria, 19(3), 1-11. https://doi.org/10.22201/codeic.16076079e.2018.v19n3.a1
Díaz, A. (2013). Secuencias de aprendizaje. ¿Un problema del enfoque de competencias o un reencuentro con perspectivas didácticas? Revista de Currículum y Formación de Profesorado, 17(3), 11-33.
Díaz, F., y Hernández, G. (2002). Estrategias docentes para un aprendizaje significativo (2.a ed.). McGraw-Hill Interamericana.
Duval, R. (1998). Registros de representación semiótica y funcionamiento cognitivo del pensamiento (Vol. II). Grupo Editorial Iberoamérica.
Elizondo, M. S. (2013). Dificultades en el proceso enseñanza aprendizaje de la Física. Presencia Universitaria, 3(5), 71-77.
Ferreyra, A., y González, E. E. (2000). Reflexiones sobre la enseñanza de la física universitaria. Enseñanza de las Ciencias, 18(2), 189-199. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.4038
Gaitám, J., Porras, M., Zúñiga, A., Picado, E., y Fracaro, A. (2022). Implicaciones del lenguaje simbólico en el aprendizaje de la Física un estudio desde la semiótica de la imagen. Editorial Grupo Compás.
García, A. (2005). Situaciones sofísticas en el aprendizaje de la física. Estrategias para su puesta en práctica en el aula. Revista Iberoamericana de Educación, 36, 1-11. https://doi.org/10.35362/rie3692766
Geelan, D. (2020). Physical Science Teacher Skills in a Conceptual Explanation. Educ. Sci., 10(23), 1-11. https://doi.org/10.3390/educsci10010023
Hecht, E. (1999). Física 1 (2.a ed.). International Thomson Editores.
Hecht, E. (2000). Óptica. (3a ed.). Pearson Educación, S.A.
Ingard, U., y Kraushaar, W. L. (1966). Introducción al estudio de la mecánica, materia y ondas. Reverte.
Knight, R. D. (2017). Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach with Modern Physics (4.a ed.). Pearson Press.
Krane, K. S. (2020). Modern Physics (3.a ed.). John Wiley & Sons.
Kriek, J., y Koontse, R. D. (2017). First Year Physics Students’ Expectations of the Role of Mathematics in Physics. International Journal of Innovation in Science and Mathematics Education, 25(2), 1-16.
Larsson, J., y Airey, J. (2021). On the periphery of university physics: trainee physics teachers’ experiences of learning undergraduate physics. Eur. J. Phys., 42(5). https://doi.org/10.1088/1361-6404/ac0e1e
Larsson, J., Airey, J., y Lundqvist, E. (2021). Swimming against the Tide: Five Assumptions about Physics Teacher Education Sustained by the Culture of Physics Departments. Journal of Science Teacher Education, 32(8), 934-951. https://doi.org/10.1080/1046560X.2021.1905934
Londoño, L. P. (2009). La atención: un proceso psicológico básico. Revista de la facultad de psicología de la Universidad cooperativa de Colombia, 5(8), 91–100.
López, V. (2010). Ondas, Sonido y Música. Pasaj. Cienc., 13, 49-54.
Luria, A. (1979). Atención y Memoria. Fontanella.
Marsden, J. E., y Tromba, A. J. (1981). Cálculo vectorial (3.a ed.). Fondo Educativo Interamericano.
Marzano, R. J., y Pickering, D. J. (2005). Dimensiones del aprendizaje (2.a ed.). ITESO.
Marzano, R. J., y Pickering, D. J. (2005). Dimensiones del aprendizaje (2.a ed.). ITESO.
Merino, J. M., y Muñoz, L. (2013). La percepción acústica: Física de la audición. Revista de Ciencias, 2, 19-26.
Monk, M. (1994). Mathematics in physics education: a case of more haste less speed. Phys. Educ., 29(4), 209-211. https://doi.org/10.1088/0031-9120/29/4/005
Moreira, M. A. (2014). Enseñanza de la física: aprendizaje significativo, aprendizaje mecánico y criticidad. Revista de Enseñanza de la Física, 26(1), 45-52.
Orozco, C. C., Velásquez, S., y Flórez, C. M. (2022). La experimentación cualitativa exploratoria y su contribución al desarrollo del pensamiento crítico. El caso de los fenómenos ondulatorios en la clase de física (Tesis de licenciatura, Universidad de Antioquia). Repositorio Institucional Universidad de Antioquia. https://hdl.handle.net/10495/29366
Osborne, R.J. & Wittrock, M.C. (1983). Learning science: A generative process. Science Education, 67 (4), 489-508.
Oviedo, L., y Kanashiro, A. (2012). Los registros semióticos de representación en matemáticas. Revista aula universitaria, 13, 29-36. https://doi.org/10.14409/au.v1i13.4112
Perales, F., y Cañal de León, P. (2000). Didáctica de las Ciencias Experimentales: teoría y práctica de las ciencias. Marfil Alcoy.
Pino, M. G., y Ferreira, M. R. (2022). La enseñanza de los problemas físico-docentes experimentales. Lat. Am. J. Phys. Educ., 14(2), Artículo 2302.
Piñeros, B. (2018). Didáctica de la física y las matemáticas: enseñanza del movimiento uniformemente acelerado y la función cuadrática (Tesis de maestría, Universidad Pedagógica Nacional). Repositorio Institucional UPN. http://hdl.handle.net/20.500.12209/11115
Posada, J. M. (2002). Memoria, cambio conceptual y aprendizaje de las ciencias. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, 1(2), 92-113.
Posner, G.J., Strike, K.A., Hewson, P.W. & Gertzog, W.A. (1982). Acconunodation to a scientific conception: Toward a theory of conceptual change. Science Education, 66(2), 211-227.
Pospiech, G., Eylon, B., Bagno, E., y Geyer, M. A. (2015). The role of mathematics for physics teaching and understanding. IL NUOVO CIMENTO, 38, 1-10.
Reitz, J. R., Milford, F. J., y Christy, R. W. (1996). Fundamentos de la teoría electromagnética (4.a ed.). Addison Wesley Iberoamericana.
Resnick, R., Halliday, D., y Krane, K. (1998). Física 1 (4.a ed.). Compañía Editorial Continental.
Rico, A., Ruiz-González, A., Azula, O., y Guisasola, J. (2021). Dificultades de aprendizaje del modelo de sonido: una revisión de la literatura. Enseñanza de las Ciencias, 39(2), 5-23. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.3217
Riveros, H. (2020). Enseñanza de la física experimental. Lat. Am. J. Phys. Educ, 14(4), Artículo 3415.
Rivière. A. (2012). Problemas y dificultades en el aprendizaje de las matemáticas: una perspectiva cognitiva. En Á. Marchesi., C. Coll y J. Palacios (Comp.), Desarrollo psicológico y educación, III. Necesidades educativas especiales y aprendizaje escolar (cap.9, pp. 155-182). Alianza.
Rodríguez, M. E. (2011). La matemática y su relación con las ciencias como recurso pedagógico. Números, Revista de didáctica de las matemáticas, 77, 35-49.
Ruiz, A. (2015). Asuntos de método en la educación matemática. Revista Digital: Matemática, Educación E Internet, 2(1). https://doi.org/10.18845/rdmei.v2i1.2157
Serway, R. A. (1999). Física 1 (4.a ed.). McGraw Hill.
Serway, R. A., y Jewett, J. W. (2014). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics (9.a ed.). Cengage Learning.
Thurman, H. V., y Trujillo, A. P. (2019). Essential of Oceanography (13.a ed.). Pearson.
Tobón, R., y Perea, A. (1985). Problemas actuales en la enseñanza de la física. Enseñanza de la Física, 1(1), 7-15.
Treviño, E., y Socorro, M. (2013). Dificultades en el proceso enseñanza aprendizaje de la Física. Presencia Universitaria, 3(5), 70-77.
Vargas, G. (2017). Recursos educativos didácticos en el proceso enseñanza aprendizaje. Cuadernos, 58(1), 68-74.
You, Z. J. (2008). A close approximation of wave dispersion relation for direct calculation of wavelength in any coastal water depth. Applied Ocean Research, 30, 113-119.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Chilean Journal of Mathematics Education
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.