La relatividad general en la educación básica y media: una revisión sistemática

Abstract

La relatividad general es una teoría que en los últimos años se ha divulgado con mayor frecuencia en los medios de comunicación, con motivo de los nuevos descubrimientos en el área de la astrofísica y la cosmología, como la detección de las ondas gravitacionales y las imágenes de agujeros negros. Sin embargo, dicha teoría rara vez se enseña en la educación básica y media a pesar de su validez y aplicabilidad en diversas áreas. El objetivo de este trabajo es analizar la incorporación de la relatividad general en estos niveles educativos. Para ello, se aplica el protocolo PRISMA en una revisión sistemática de artículos científicos entre los años 2012 y 2022, proporcionados por bases de datos como Web of Science, Scopus y Dialnet. Se eligieron artículos en español, inglés y portugués referentes a propuestas de enseñanza en las que se abordaran conceptos y aplicaciones de la relatividad general para la formación de estudiantes de la educación básica y media. Se analizaron 43 estudios en los que se realizan tratamientos cualitativos y cuantitativos de esta teoría y se resalta la enseñanza de conceptos como el espacio-tiempo curvo, agujeros negros y ondas gravitacionales. Se concluye, tras el análisis, que hay una preferencia por un tratamiento cualitativo de los conceptos de la relatividad general y se identifican diversos recursos didácticos para su enseñanza en la educación básica y media. Por último, se enfatiza en la importancia de actualizar los currículos de ciencias, con la introducción de la relatividad general, para lograr un aprendizaje holístico y contextualizado de la física.

General relativity is a theory that has been reported more frequently in the media in recent years due to discoveries in astrophysics and cosmology, such as the detection of gravitational waves and images of black holes. However, this theory is scarcely taught in primary and secondary education despite its validity and applicability in various areas. This work aims to analyze the incorporation of general relativity in these educational levels. Thus, the PRISMA protocol is applied in a systematic review of scientific articles between 2012 and 2022, provided by databases such as Web of Science, Scopus, and Dialnet. Research articles in Spanish, English, and Portuguese were selected to account for pedagogical interventions addressing concepts and applications of general relativity for the training of primary and secondary education students. Forty-three studies were analyzed in which qualitative and quantitative treatments of this theory are carried out, and the teaching of concepts such as curved space-time, black holes, and gravitational waves are highlighted. The analysis led us to conclude that there is a preference for a qualitative treatment of the concepts of general relativity. Besides, various didactic resources are identified for its teaching in primary and secondary education. Finally, updating science curricula is emphasized by introducing general relativity to achieve holistic and contextualized learning