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Esta investigación estudia el proceso de conceptualización de las nociones básicas de la teoría especial de la relatividad (TER) en la escuela secundaria.  Dicho estudio, aquí definido, como la  dimensión  cognitiva,  pretende  identificar  cómo  el  proceso  de  conceptualización  de  las nociones básicas de la TER es favorecido por el abordaje previo de las nociones de la cinemática clásica, (Sistemas de referencia, velocidad relativa, adición de velocidades de galileo, principio de relatividad Galileano) y, por el estudio amplio de la noción de simultaneidad. De  ahí  que,  para  determinar  las  nociones  tratadas  en  la  secuencia  de  situaciones,  el  estudio propone una estructura conceptual de referencia, partiendo de la inexistencia de un sistema de referencia  único  o  privilegiado  a  partir  del  cual  se logre  observar,  describir  y  analizar  la enseñanza de un determinado campo conceptual (Otero, 2019, 2020).  El saber “sabio” de la física  no  es  la  referencia  absoluta  y  obligada  que  “legitima”  la  física  escolar,  o  la  física propuesta  para  ser  enseñada  en  la escuela.  A  partir  de  lo  anterior,  es  menester  construir  y establecer una referencia desde la cual sea factible “mirar los hechos didácticos” (Otero, 2020).Con  respecto  al  proceso  de  conceptualización  en  la  dimensión  cognitiva  y,  para  analizar  en profundidad la actividad de los estudiantes en situación de clase, la investigación plantea, desde la metodología, la inferencia de manera inductiva, de los invariantes operatorios (IO) (forma predicativa del conocimiento) con los cuales se pretende deducir la forma como los estudiantes hacen  frente  a  las  tareas  que  les  son  asignadas  a  partir  en  situaciones  cotidianas  (forma operatoria del conocimiento). Más adelante, se construyeron 42 categorías con sus respectivas subcategorías,  con  los  IO  que  se  lograron  inferir;  y  a  partir  de  estas,  se  realiza  el  análisis cualitativo de cada una de las situaciones y etapas que componen dicha secuencia.  Los IO se infieren desde los protocolos (1.280) que elaboran los estudiantes, así como desde los audios (40 horas) tomados en cada uno de los encuentros. En  definitiva,  para  la  dimensión  cognitiva,  los  resultados  indican  cómo  la  noción  de simultaneidad  ofrece  un  camino  más  directo  para  pasar  desde  relatividad  de  galileo  hacia  la relatividad de Einstein.  Por tanto, antes de poder abordar la relatividad de la simultaneidad y las  nociones  básicas  de  la  TER,  se  requiere  las  herramientas  de  la  cinemática  clásica  y  la relatividad  galileana,  algo  totalmente  inusual  en  la  enseñanza  de  la  relatividad,  debido  a  la suposición común del dominio de dicho conocimiento por los estudiantes. De manera paralela, la investigación estudia también la enseñanza de las nociones propuestas, definida como la dimensión didáctica, donde se identifica el funcionamiento de la secuencia de situaciones,  diseñada  por  Otero  y  Arlego  (2016)  y,  las  reformulaciones  propuestas  para implementarse  en cuatro cursos  (n= 128 estudiantes), de allí se logra identificar los  aspectos necesarios  a  modificar  o  incluso  suprimir  de  dicho  dispositivo.    Ambas  dimensiones  son analizadas a partir de la Teoría de los Campos Conceptuales propuesta por Gérard Vergnaud. En  conclusión,  la  dimensión  didáctica  señala  como,  las  reformulaciones  realizadas  a  la secuencia  de  situaciones,  permiten  que  los  IO  necesarios  emerjan  y  facilitar  el  estudio  de  la noción de simultaneidad, avanzando así en la conceptualización de las nociones básicas de la TER con  estudiantes de  último año  de  la básica  secundaria.   Por  lo tanto,  el desarrollo  de  la génesis  propuesta  en  el  dispositivo  didáctico,  el  estudio  delas  nociones  enmarcado  en situaciones cotidianas y el rescate de la adición de velocidades galileana, pasada por alto en los planes de estudio de la física en Colombia, sea fundamental.This research studies the conceptualization process of the basic notions of the particular theory of relativity (STR) in high school. This study, the cognitive dimension, aims to identify how the conceptualization process of the basic notions of STR is favored by the prior approach to the notions of classical kinematics, (Reference systems, relative speed, the addition of speeds Galilean,  the  Galilean  principle  of  relativity)  and,  for  the  extensive  study  of  the  notion  of simultaneity. Hence,  to  determine  the  notions  treated  in  the  sequence  of  situations,  the  study  proposes  a conceptual reference structure, based on the absence of a unique or privileged reference system from which it is possible to observe, describe and analyze the teaching of a specific conceptual field (Otero, 2019, 2020). The "wise" knowledge ofphysics is not the absolute and obligatory reference that "legitimizes" school physics or the physics proposed to be taught at school. From the above, it is necessary to build and establish a benchmark from which it is feasible to “look at the didactic facts” (Otero, 2020).Concerning the conceptualization process in the cognitive dimension and, to analyze in-depth the activity of students in a class situation, the research proposes, from the methodology, the inductive induction of the operative invariants (OI) (predicative form of knowledge) with which it is intended to deduce how students face the tasks assigned to them from everyday situations (a valid kind of experience). Later, 42 categories were built with their respective subcategories, with the OI that was inferred; and from these, the qualitative analysis of each of the situations and  stages  that  make  up  this  sequence  is  carried  out.  The OI is  deducted  from  the  protocols (1,280)  prepared  by  the  students,  as  well  as  from  the  audios  (40  hours)  taken  in  each  of  the meetings. In short, for the cognitive dimension, the results indicate how the notion of simultaneity offers a more direct path to go from Galilean relativity to Einstein relativity. Therefore, before being able to deal with the physics of simultaneity and the basic notions of STR, the tools of classical kinematics and Galilean relativity are required, something unusual in the teaching of relativity, due to the common assumption of the domain of such knowledge by the students. In parallel, the research also studies the teaching of the proposed notions, defined as the didactic dimension, where the operation of the sequence of situations is identified, designed by Otero and Arlego (2016) and, the proposed reformulations to be implemented in four courses (n = 128 students), from there it is possible to identify the necessary aspects to modify or even delete from said device. Both dimensions are analyzed from the Theory of Conceptual Fields proposed by Gérard Vergnaud. In conclusion, the didactic dimension indicates how the reformulations made to the sequence of situations  allow  the  necessary OI to  emerge  and  facilitate  the  study  of  the  notion  of simultaneity,  thus  advancing  in  the  conceptualization  of  the  basic  notions  of  the  STR with students  of  the last  year  of  elementary  school.  Therefore,  the  development  of  the  genesis proposed in the didactic device, the study of the notions framed in everyday situations, and the rescue  of  the  addition  of  Galilean  velocities,  overlooked  in  the  study  plans  of  physics  in Colombia, is fundamental.

“Enseñanza de conceptos básicos de la teoría especial de la relatividad en la escuela secundaria colombiana”