1. LAS EXPERIENCIAS DE CÁTEDRA COMO APOYO EN
EL PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LA
FÍSICA.
por
Rafael Márquez Delgado
Resumen.- Después de una serie de consideraciones generales acerca de las experiencias de cátedra,
en la que se habla de sus antecedentes, desarrollo, declive y nuevo resurgir, se discuten las ventajas
de este recurso didáctico en la enseñanza de las ciencias experimentales en general y de la física en
particular, especialmente como apoyo de la denominada clase magistral.
¡El péndulo,
el más económico
y versátil de los equipos
experimentales!
1. INTRODUCCIÓN. Las experiencias de cátedra (EC) -o demostraciones en el aula (DA), como

2. más frecuentemente se conocen fuera de nuestro país-, como es sabido, no son otra cosa que
demostraciones experimentales realizadas por el propio profesor y generalmente intercaladas en su
misma clase teórica, la llamada clase magistral (CM). Estas ECs constituyen una ayuda inestimable
para el profesor de cualquier ciencia experimental, ya que le permiten mostrar al alumno de forma
directa el carácter experimental de su ciencia; introducir, aclarar o consolidar conceptos; mantener
una conexión cronológica entre teoría y experimentación; introducir al alumno en el método
inductivo; hacer más activa y participativa la CM, etc., etc. Y, sin embargo, es ésta una práctica
docente que ha ido cayendo en desuso, especialmente en nuestro país, hasta tal punto que hoy en día
sólo a algún viejo profesor como el que esto escribe, se le ve a veces transportar algún material
experimental a la propia clase.
Antecedentes. Las demostraciones experimentales eran ya populares en el siglo XVII. Fueron
introduciéndose en reuniones sociales, instituciones y sociedades científicas, academias de ciencias,
etc. y de ahí pasaron a las escuelas y universidades.
Pero la edad de oro de las ECs fue sin duda el siglo XIX, y a ello contribuyó muy especialmente
Michael Faraday con sus célebres Conferencias de los Viernes (Friday Evening Discourses) y
Conferencias de Navidad (Christmas Lectures), que él mismo institucionalizó en la Royal Institution
de Londres y han continuado hasta nuestros días. En ellas intervinieron, aparte del mismo Faraday,
muchos de los más destacados científicos de la época (Helmholtz, Dewar, Lissajous, Miller,
Tyndall,...). Las ECs continuaron siendo populares tanto en la escuela como en la universidad
durante el siglo XX hasta la Segunda Guerra Mundial. Son muy comentadas en Europa y América
las conferencias con demostraciones de Sir Lawrence Bragg sobre óptica, las de Alexander Wood
sobre el sonido, y las de física general de R.W. Pohl (en Göttingen), Paul Scherrer (en el ETH de
Zurich), Summer Miller, Charles Taylor y otros.
Mezclando sustractivamente los
tres colores sustractivos
primarios (magenta, amarillo y
cián) dos a dos, obtenemos los
aditivos primarios (rojo, verde y
azul). La mezcla sustractiva de
los tres da negro, como se puede
apreciar en el centro de la
imagen.
El declive de las ECs. Las causas del declive de las ECs después de la Segunda Guerra Mundial son
posiblemente mezcla de muchos factores, entre los que podemos destacar los siguientes:
- El enorme crecimiento del conocimiento científico. Ello hace que el profesor se vea obligado a
incorporar cada vez más material a sus programas, de forma que no dispone de tiempo en clase para
intercalar estas ECs.
- La tarea suplementaria que suponen para el profesor. Una buena EC requiere tiempo de

3. preparación suficiente y programación adecuada por parte de un profesor en muchas ocasiones
agobiado por el número de horas de clase y que, en general, no ve de alguna manera reconocido
dicho trabajo.
-La falta de motivación del profesorado. Y nos referimos en esto no sólo al profesorado de las
enseñanzas preuniversitarias, sino más especialmente al de las enseñanzas universitarias. Salvo
algunas excepciones, la universidad es la única institución docente que combina investigación y
enseñanza, y no es fácil mantener equilibrada esta balanza. Todos sabemos como existe una
tendencia generalizada a menospreciar la enseñanza frente a la investigación. El curriculum
académico está casi exclusivamente basado en la investigación, y muchos profesores miramos la
investigación como la actividad principal de nuestra profesión y la enseñanza como algo
complementario. No puede, pues, extrañar que los profesores universitarios -y con más razón
aquellos que quieren llegar a serlo- estén más motivados por emplear su tiempo en la investigación,
que le permitirá su promoción, que en dedicarlo a la preparación laboriosa de estas demostraciones
experimentales.
- La masificación del alumnado. Masificación que se hace especialmente importante en los primeros
cursos -que es, por otra parte, donde más indicado está este recurso didáctico-, y que obliga a dividir
los cursos en grupos, a cargo de profesores diferentes -no siempre los más experimentados-,
debiéndose dar las clases en aulas distintas y, a veces, incluso en distintos edificios, lo que hace muy
difícil (¡aunque no imposible!) la utilización general de estas ECs.
En 1666, Isaac Newton
utilizando un gran prisma
de vidrio logró dividir la luz
del Sol en un rango de
colores que él mismo
denominó espectro.
- La falta de asistencia técnica para estos fines. Al menos en nuestro país, resulta muy difícil, por no

4. decir imposible, el poder disponer de ayudantes, mozos de laboratorio, incluso talleres, a los que
encomendar trabajos relacionados con las ECs.
- La naturaleza de los descubrimientos recientes de la ciencia. Hay quien señala también como
causa del declive de las ECs el que algunos de los descubrimientos más recientes de la física no se
prestan -ni por el coste de los aparatos, ni por su tamaño- a estas demostraciones en el aula. Aunque
esto es cierto en muchos casos, queda sin embargo un amplio campo de la física -tanto clásica como
moderna- que poder ilustrar con las ECs, y reservaríamos para esos nuevos descubrimientos otros
medios audiovisuales y/o de simulación.
El resurgir de las ECs. Sin embargo, como señala Charles Taylor (1988), en estos quince o veinte
últimos años "ha vuelto a salir el péndulo al aula". Algunas sociedades científicas extranjeras han
empezado a organizar conferencias con demostraciones, y muchos departamentos universitarios
reciben ayudas para ofrecer este tipo de conferencias a profesores y alumnos de escuelas secundarias
e incluso primarias. En 1985 la Royal Society, junto con la Royal Institution y la British Association
for the Avancement of Science, creó un comité para fomentar la comprensión pública de la ciencia
(COPUS), cuyo objetivo era el elaborar las directrices para un amplio programa en orden a mejorar
el conocimiento y comprensión de la ciencia y la tecnología. El informe invita a todos los
investigadores prestigiosos del país a hacer esfuerzos especiales para dar a conocer sus trabajos al
público general, y el recurso más recomendado para ello es la conferencia con ECs.
2. VENTAJAS PEDAGÓGICAS Y DIDÁCTICAS DE LAS ECs EN LA ENSEÑANZA DE LA
FÍSICA.
- Las ECs ponen de manifiesto el carácter experimental de esta ciencia. Si se prescinde de toda
comprobación experimental, dice Loedel (1957), lo que se enseña no es una ciencia sino un dogma.
Es preciso que el profesor lleve al ánimo del estudiante la convicción de que, aunque en la enseñanza
y en la investigación en física, se hace uso frecuente de las matemáticas -en la enseñanza, muchas
veces un uso abusivo-, las matemáticas y la física son ciencias completamente diferentes; exacta la
una y experimental la otra. Los entes con los que ambas ciencias trabajan son diferentes, y también
lo son sus métodos."De la nada he creado un mundo nuevo y diferente", dice el matemático Janos
Bolyai. El físico no puede crear un mundo de la nada, el físico tiene que atenerse al mundo que
existe, al mundo real. La física es una parte de la ciencia natural.
Pues bien, el mejor recurso de que puede valerse el profesor de física para mostrar esto a sus
alumnos consiste, sin duda, en llevar la experimentación a la propia clase, mostrando
experimentalmente un fenómeno que encuentra su explicación dentro de la teoría que acaba de
desarrollar, o mostrando un fenómeno para cuya explicación hay que desarrollar una nueva teoría.
- Las ECs ayudan a los estudiantes en la comprensión de los conceptos científicos. Un concepto
científico para ser comprendido y usado correctamente necesita una definición operacional
cuidadosa, pues, como a veces se indica, es menos probable interpretar equivocadamente las
operaciones que las palabras (Bridgman, 1927). Debemos, pues, reforzar nuestras palabras con las
correspondientes operaciones experimentales para que el estudiante entienda que un concepto
científico no es una simple definición, sino que encierra una idea (noción) primero y un nombre
después, y que la comprensión "no reside en los términos técnicos en sí mismos" (A.B. Arons,
1990). Es necesario, entonces, que los conceptos, que son los pilares que sustentan el edificio de la
física, sean adquiridos, siempre que sea posible, por la experimentación, y como el lugar en el que se
trata de explicar o aclarar estos conceptos a los alumnos es la clase, parece lógico que se haga uso de
la experimentación en la propia CM. En los primeros niveles, sobre todo, es imprescindible

5. introducir los conceptos ayudándose de objetos y hechos concretos ya que, como es sabido, el grado
de abstracción de los niños es prácticamente nulo.
- Las ECs permiten ilustrar el método inductivo. Las ECs bien conducidas constituyen, sin duda, la
mejor forma de ilustrar el método inductivo en la CM, guiando la intuición del alumno, haciéndole
ascender del caso particular y concreto al mundo de las leyes generales. A este respecto, el esfuerzo
de abstracción que generalmente se exige al estudiante en los cursos de matemáticas que
paralelamente va siguiendo en la enseñanza secundaria, bachillerato y primeros cursos universitarios,
le va formando en el rigor matemático, pero puede terminar ahogando su intuición por completo. Y
esta intuición es fundamental para el científico. Einstein solía decir que la etapa más importante del
ciclo de creación científica es la transición a una hipótesis y que esto se hace por intuición."Todo
experimento, todo método, toda observación, nace de una intuición general que es algo más que
matemáticas", decía O. Spengler (1925). Pues bien, el desafío de todo profesor de física es conseguir
que el estudiante capte esa intuición.
Doble refracción
(Experimento de Erasmo
de Bartholin, 1669).
Reproducción del experimento
de Bartholin mediante un cristal
de espato de Islandia.
(Realizado
sobre un retroproyector.)
Todos sabemos que el utilizar de forma deductiva un conocimiento es mucho más fácil que formular
una hipótesis para interpretar los fenómenos. De ahí que una enseñanza de la física dogmáticodeductiva no sea en general mal acogida por la mayoría de los estudiantes y de los profesores. Estos
últimos, buscando muchas veces la mayor "economía" (esfuerzo/tiempo) del orden deductivo

6. respecto al inductivo, y deseando que el estudiante alcance lo antes posible la estructuración actual
de la disciplina, tienden a enseñar de arriba a abajo, de lo general a lo particular; presentando al
alumno unos pocos principios generales y mostrándole cómo estos pueden aplicarse a ciertos casos
particulares. Y aunque, como indica L.C. McDermott (1991), es éste el esquema conceptual al que
finalmente queremos conducir a nuestros alumnos, no parece conveniente imponerlo desde el
principio, sino conducirlos a él a través de ciertos procesos de abstracción y generalización, de
manera que sea el propio estudiante el que, ejercitando su pensamiento inductivo, participe de forma
activa en la "creación" de esos (o, al menos, algunos) principios generales.
Pues bien, para conseguir este objetivo en la CM y reforzar de paso la actividad creativa de los
estudiantes, no conocemos mejor ayuda que las ECs, en las que las metodologías inductiva y
deductiva pueden quedar integradas de la mejor forma posible, esto es, "apoyándose una en otra y no
compitiendo", como señala Schoené (1965).
- Las ECs ayudan a establecer conexiones entre el formalismo de la física y los fenómenos del
mundo real. Cualquier profesor de física sabe por experiencia la dificultad que tienen los estudiantes
de relacionar los conceptos físicos y sus representaciones con los objetos y sujetos reales. En la
consideración de los procesos físicos, los estudiantes tienen tendencia a concentrarse más en los
algoritmos que en el proceso en sí; esto es, tienen tendencia a enfocar dichos procesos a través de
fórmulas que han aprendido en las técnicas de resolución de problemas, donde suelen utilizar
estrategias basadas casi exclusivamente en el uso de fórmulas. Ahora bien, la aptitud de establecer
conexiones entre los fenómenos del mundo real y el formalismo de la ciencia necesita ser
expresamente desarrollada en los estudiantes, utilizando estrategias instruccionales que conduzcan a
una comprensión cualitativa de los fenómenos. Pues bien, en nuestra opinión, las ECs bien
conducidas constituyen una ayuda inestimable para el profesor de física que pretende orientar al
alumno a concebir un problema más que como el esfuerzo de buscar la fórmula que hay que aplicar
para encontrar el valor de alguna magnitud desconocida, como una forma de describir un proceso
físico introduciendo una metodología científica, que empezará siempre por un análisis o
razonamiento cualitativo.
- Las ECs permiten mantener una conexión cronológica entre teoría y experimentación. Es un hecho
conocido por cualquier profesor de ciencias experimentales, la imposibilidad de mantener el trabajo
práctico de laboratorio en conexión cronológica con las clases de teoría. Este inconveniente puede
ser paliado en parte (¡Las ECs no excluyen el trabajo práctico en el laboratorio!) mediante las ECs
que se insertan en el momento oportuno, surgiendo orgánicamente en el desarrollo de la teoría. Esta
conexión cronológica entre teoría y experimentación tiene además una importante incidencia en el
proceso de enseñanza-aprendizaje, ya que investigaciones llevadas a cabo a este respecto han puesto
de manifiesto el considerable refuerzo que ello supone tanto en el aprendizaje como en la fijación de
conocimientos.
- Las ECs pueden ayudar a introducir cierta perspectiva histórica en la enseñanza de la física. Es
una idea bastante aceptada hoy el que la inclusión de notas históricas en los cursos de física
constituyen una ayuda pedagógica importante, además de una fuente de enriquecimiento cultural.
Las diferencias entre los defensores y detractores de un enfoque histórico en la enseñanza de la física
residen, sobre todo, en cómo de intenso debe ser ese enfoque. En nuestra opinión, el acierto está en
saber alcanzar una situación de compromiso en la que la reseña histórica sirva para reforzar la física
que enseñamos, pero no para pretender hacer un curso de historia de esta disciplina.
Se suelen citar las siguientes razones generales que aconsejan introducir ciertas notas históricas en la
enseñanza de la física:
Como ayuda pedagógica.
- Despierta la curiosidad y el interés del alumno.

7. - Permite mostrar cómo surge y se desarrolla una idea, un concepto o una teoría.
- Enseña a formular hipótesis, ejercitando el pensamiento creativo.
Como fuente de enriquecimiento cultural.
- Introduce la física en la sociedad (origen, consecuencias, aplicaciones), mostrando la interrelación
existente entre ciencia, tecnología y sociedad.
- Muestra la física como una aventura humana. (Ayuda a despojarla de ese carácter impersonal con
el que muchos la ven desde fuera, la humaniza).
- Muestra cómo la física, como la ciencia en general, es un proceso dinámico, cómo nuestros
conocimientos no son jamás definitivos ni absolutamente ciertos.
- Permite poner de manifiesto el carácter acumulativo de la ciencia.
- Permite explicar la evolución de las ideas científicas y su inclusión en un contexto más amplio: La
Historia de la Humanidad.
- Por último, permite presentar algunas cuestiones históricas que muestran un destacado interés en sí.
Pues bien, dentro de este contexto, las ECs constituyen un excelente recurso didáctico para alcanzar
estos objetivos. Colocan al alumno en situación activa reflexionando sobre un experimento histórico
que le estamos mostrando y que le haremos analizar detalladamente tanto desde el punto de vista del
conocimiento o cultura científica actual, como de la época en que se realizó. Este análisis, aparte de
las ventajas pedagógicas y de enriquecimiento cultural señaladas, pondrá de manifiesto ante el
alumno cómo el que descubre está condicionado no sólo por los hechos en sí, sino también por la
cultura del momento.
Estas ECs de carácter histórico resultan útiles no sólo en intervenciones puntuales en la clase, sino
también en el desarrollo de conferencias referidas al trabajo de científicos notables o a teorías
relevantes en el campo de la física, y muy especialmente en aquellas dirigidas a audiencias no
especializadas.
- Las ECs son mucho más eficaces, sobre todo en los primeros niveles, que los métodos
audiovisuales. Como es sabido, la transmisión de conocimientos se hace generalmente a nivel verbal
o a nivel icónico. A esto último recurrimos siempre que las palabras no resultan suficientes para
explicar lo que deseamos, o bien la descripción mediante la palabra puede resultar confusa, caso
frecuente en la ciencia. "Una buena imagen vale más que mil palabras", estamos acostumbrados a
oír. Las imágenes modernas (fotografía, cine, televisión,...), con el extraordinario grado de desarrollo
y perfeccionamiento a que han llegado, aportan a nuestras descripciones veracidad y objetividad,
resultando mucho más próximas a la realidad, ¡pero no son la realidad!. No es el mismo péndulo, por
ejemplo, el que se ve moverse sobre la pantalla del televisor que el que está aquí y ahora sobre la
mesa del profesor, y que éste puede manipular a voluntad y cuantas veces lo desee. Por muy
seductoras que sean las aportaciones de la imagen a las clases de ciencias -y en muchas ocasiones lo
son-, no deberán ser preferidas a la realidad, siempre que podamos acceder a ésta sin muchas
dificultades.Y esto vale sobre todo para los niveles más bajos ya que, como señalamos
anteriormente, el niño tiene un grado de abstracción muy limitado, prácticamente nulo.
Las ECs no solamente permiten a los estudiantes ver de primera mano cómo ocurren los fenómenos
físicos, sino que proporcionan también, con las asociaciones visuales que pueden captar y preservar,
la esencia de los mismos de una manera mucho más eficaz que la simple descripción verbal. A veces
es conveniente combinar las ECs con técnicas audiovisuales y/o el uso del ordenador, que pueden

8. permitir a los alumnos el observar más claramente los detalles y procesos y, por consiguiente,
comprender más fácilmente los principios físicos subyacentes. Tal ocurre, por ejemplo, con algunos
fenómenos que ocurren tan rápidamente, o son tan complejos, que no pueden ser seguidos con
detalle; la tecnología del vídeo -con tomas de alta velocidad- puede utilizarse con éxito en estos
casos.
Una de las principales ventajas de las ECs es que en ellas no se simula el fenómeno físico, sino que
se le presenta tal y como es. No obstante, existen hoy en día simulaciones muy bien realizadas y
bastante próximas a la realidad, que pueden utilizarse como complemento de las ECs o en sustitución
de éstas, caso de no prestarse el fenómeno a ser reproducido mediante una EC.
Algunos profesores prefieren los métodos audiovisuales a las ECs, no porque el rendimiento
pedagógico sea mejor, sino porque pueden utilizarlos con el mínimo de preparación y economía de
tiempo, recursos, etc. En nuestra opinión, el uso de la imagen filmada y/o la simulación mediante
ordenador deben reservarse para:
- reforzar las ECs realizadas en el aula;
- mostrar experiencias difíciles o imposibles de llevar al aula, por su coste, tamaño, falta de recursos,
etc.
- mostrar otros aspectos (históricos, sociales, tecnológicos,...) de la ciencia.
- Las ECs permiten mostrar a los estudiantes técnicas de trabajo experimental. Aunque no es éste un
objetivo de las ECs, pueden servirnos además para este fin, mostrando no sólo los aspectos
manipulativos del experimento sino, lo que es más importante, su secuenciación y la forma de
registrar y analizar los datos experimentales. Con esto ayudaremos a los estudiantes a adquirir
destrezas observacionales y de análisis, así como habilidad para interpretarlas. Por otra parte, si el
profesor tiene habilidad experimental, las ECs estimulan a los estudiantes a adquirir habilidades
manipulativas.
- Las ECs, en definitiva, constituyen un refuerzo muy positivo de la clase magistral. El problema de
la clase magistral reside a mi entender no tanto en el uso como en el abuso que de la misma se hace,
ya que generalmente se utiliza como único recurso docente, especialmente en nuestro país donde la
CM constituye generalmente la única fuente de información para el alumno quien, de forma casi
general, no suele utilizar otra bibliografía que los apuntes que recoge en clase. Sin embargo, la CM
desarrollada en la forma que hoy se recomienda y en número no superior a dos horas semanales por
disciplina, tiene unos objetivos específicos difíciles de conseguir por otros procedimientos
didácticos. Pues bien, las ECs constituyen un refuerzo muy importante de la CM, aparte de por todas
las características generales señaladas anteriormente, por las siguientes:
- Motiva al estudiante. Y éste es el primer objetivo de instrucción que debe cumplir una CM, según
Gagné (1965). Despierta la atención de la audiencia, promueve la curiosidad, estimula el interés, etc.
- Promueve la interacción profesor-estudiante. El proceso de enseñanza-aprendizaje en ciencias está
ligado a la relación entre explicación y comprensión, en definitiva, entre profesor y estudiante. La
importancia de la explicación en la comprensión de la ciencia es un hecho reconocido tanto por los
estudiantes (Bliss y Ogborn. 1977) como por los profesores (Brown, 1978). Pues bien, la necesaria
interacción entre la audiencia y el profesor puede conseguirse mucho más fácilmente mediante las
ECs, y esto no sólo por las ECs en sí, sino porque a través de ellas podemos variar la tensión del
auditorio, variando su presentación, introduciendo conflictos, dramatizando, poniendo ejemplos
sorpresas, etc.
- Enriquece el ambiente participativo y discursivo, haciendo la CM más activa. Consecuencia de lo

9. anterior.
- Las ECs constituyen la mejor forma de combinar, en una misma experiencia, las formas didácticas
de exposición con las de interrogación y análisis, resultando de ello una enseñanza activa y de
investigación.
- Introduce de forma real los fenómenos físicos en la clase, estableciendo conexiones con la vida
real.
- Permite presentar una determinada cuestión con más claridad y precisión que con la sola palabra.
- Aunque las ECs no constituyen un método especialmente ideado para hacer más amena la CM, de
paso lo consiguen.
El 17 de Octubre de 1831, Michael Faraday obtiene una corriente inducida en una
bobina, introduciendo o sacando rápidamente un imán en la misma.
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- Bliss,J. and Ogborn,J. eds. (1977). Students´ Reactions to Undergraduate Science HELP
Publications. Heinemann.
- Bridgman, P.W. (1927). Logic and Modern Physics. Mc Millan.
- Brown, G. (1978). Lecturing and Explaining. Methuen.
- Desaguliers, J.T. (1763). Course of Experimental Philosophy.
- Gagné, R.M. (1965). The conditions of learning. Holt, Rinehart and Winston.
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Some important topics.
- Schoene, H. (1965). Essentials for a minimun course in physics.Teaching Physics To-day. Some
important topics. París. O.C.D.E.
- Spengler, O. (1925). La Decadencia de Occidente. Vol.2.Madrid, Calpe.
- Taylor, C.(1988).The Art and Science of Lecture Demonstration. Adam Hilger.
Corriente termoeléctrica (Efecto Seebeck, 1821). Dentro del circuito constituido por
una varilla de cobre y otra de constantán, se ha dispuesto una aguja magnética, que
acusa la generación de una corriente eléctrica cuando se calienta una de las soldaduras
del circuito.
Rotaciones electromagnéticas de Faraday (1821). La varilla de cobre, que puede girar
libremente por su extremo superior, tiene el extremo inferior sumergido en un vaso con
mercurio en cuyo centro lleva, sumergido a medias, un imán, de manera que sobresale uno de
los polos. Al hacer pasar una corriente eléctrica por la varilla y el mercurio, aquella gira
alrededor del imán. (Este experimento convirtió a Faraday en inventor del primer motor
electromagnético.)