Enseñando aspectos cuánticos desde el estudio de las ondas: delineando una propuesta para la escuela secundaria

BARCELONA HIPPERDINGER, CATALINA; LABARONÍ MARIA SOL; FANARO, MARIA DE LOS ANGELES; ARLEGO, MARCELO

Congreso; 107a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2022

Esta propuesta tiene como objetivo presentar el esquema de una secuencia de situaciones formuladas para enseñar aspectos fundamentales de mecánica cuántica en la escuela secundaria, tópico prescripto para su enseñanza en los Documentos Curriculares de la Provincia de Buenos Aires. La estructura propuesta fue elaborada a partir del estudio de los aspectos físicos fundamentales de la mecánica cuántica y de un conjunto de criterios que se consideran fundamentales para el aprendizaje, considerando al estudiante como actor principal en la construcción del conocimiento. Así, la secuencia ofrece una forma innovadora de enseñar aspectos fundamentales como probabilidad cuántica, incerteza, modelo actual del átomo, con los modelos físicos y matemáticos acordes al nivel escolar. Primeramente se presenta y enfatiza el modelo ondulatorio que subyace a los experimentos accesibles a los estudiantes en la escuela (reales y virtuales), y luego se van construyendo analogías con experimentos y fenómenos cuánticos, para finalizar con el estudio del principio de incertidumbre y el modelo cuántico para el átomo. La propuesta enfatiza los aspectos ondulatorios en contextos cotidianos clásicos, como punto de partida para construir (vía analogía) los modelos cuánticos. A diferencia del abordaje tradicional que pone en igualdad de condiciones los aspectos de onda y partícula (a través de la dualidad onda-partícula), nuestro enfoque enfatiza el aspecto ondulatorio y relega la partícula como un emergente. De este modo los estados ligados del átomo se asocian más a las ondas estacionarias en una cuerda que a un modelo planetario del átomo, o la partícula como paquete localizado de ondas. Abordando este punto de vista puramente ondulatorio otros aspectos como la incerteza emergen naturalmente como un aspecto asociado a ondas (y no intrínseco de la mecánica cuántica). Durante la formulación de la secuencia, se incorporaron o excluyeron diferentes cuestiones que podrán implicar ventajas o desventajas, entendiendolas como decisiones didácticas, pero que se justifican para los objetivos de la secuencia. La secuencia de situaciones se planea implementar en breve, cursos de sexto año de la escuela secundaria de la ciudad de Tandil, para analizar su viabilidad en el aprendizaje de los estudiantes.