¿CÓMO PREPARAR MIS CLASES PARA TRABAJAR CON LOS NIÑOS SOBRE LOS MATERIALES Y SUS PROPIEDADES?1

: Ma. Victoria Valcárcel Pérez y Gaspar Sánchez Blanco

Departamento Didáctica de Ciencias Experimentales Universidad de Murcia

1. DEL PROYECTO CURRICULAR A LAS ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA 2. CRITERIOS PARA SELECCIONAR ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA 3. PROYECTO CURRICULAR PARA EL ESTUDIO DE LOS MATERIALES EN DIFERENTES NIVELES: ETAPA Y CICLOS

3.1. Objetivos generales del proyecto 3.2. Selección del contenido del proyecto Los materiales de uso cotidiano 3.3. Posibilidades de aprendizaje en el proyecto Los materiales. De uso cotidiano 3.4. Secuencia de contenidos por ciclos en el proyecto Los materiales de uso cotidiano 3.5. La estrategia didáctica del proyecto Los materiales de uso cotidiano

4. SELECCIÓN Y DISEÑO DE ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS

1. DEL PROYECTO CURRICULAR A LAS ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA

Las manecillas del reloj marcan el inicio de la clase de Conocimiento del Medio. La profesora de cuarto comienza resaltando, mediante una breve explicación, el interés de la nueva unidad didáctica (El agua, un bien escaso) y formula una pregunta (¿De dónde viene el agua que sale por los grifos?) para captar la atención de sus alumnos y poder hacer explícitos los objetivos de la unidad. Tras el intercambio de ideas y consiguientes aclaraciones, la profesora pide la lectura colectiva de un texto escrito (El agua en la Naturaleza) enfatizando el sentido de algunos datos y hechos relevantes (reservas de agua dulce, consumo de agua potable por habitante, deshielo de los polos y glaciares, cambios de estado del agua ...) y preguntando por el significado de determinadas palabras (disolver, fusión, evaporación ...) necesarias para comprender uno de los contenidos seleccionados (El ciclo del agua). La profesora entrega a los alumnos una ficha de trabajo con el nuevo vocabulario y un dibujo que representa el fenómeno que se estudia. Pide a los alumnos que busquen en la biblioteca de aula información adicional sobre estos contenidos y den respuesta a las preguntas que se hacen en la ficha de trabajo. A punto de que las manecillas del reloj marquen el final, la profesora concreta la tarea que deben completar los alumnos en sus casas y concluye la clase.

Sabemos que lo ocurrido en esta sesión de clase no es improvisado sino que responde a un plan de actuación previsto por

una profesora en diferentes momentos y con distintos niveles de concreción. Decimos en diferentes momentos porque lo ocurrido en esta sesión se inserta en la planificación de una unidad didáctica, de una asignatura y, al menos, de un proyecto curricular de ciclo. Decimos con distintos niveles de concreción porque el conjunto de tareas que llevan a cabo los alumnos y la profesora, y los materiales didácticos utilizados, no son ajenos a unas actividades y un método de enseñanza seleccionados para el desarrollo de unos contenidos y con unas determinadas intenciones educativas. Todos estos aspectos son elementos que, de algún modo, los profesores contemplan al planificar su enseñanza, que va concretándose desde la elaboración de los proyectos curriculares hasta ·la preparación de las sesiones de clase (Sánchez y Valcárcel, 1999). Por consiguiente, aunque el objetivo de este trabajo se sitúa en la antesala más cercana a la sesión de clase, no puede ser ajeno a otros momentos y decisiones.

En otro trabajo (Sánchez y Valcárcel, 2004) presentamos una propuesta didáctica sobre El estudio de los materiales de uso

cotidiano en la Educación Primaria. Diferenciábamos tres niveles: un marco general para toda la etapa en el que incluíamos objetivos, contenidos y planteamientos metodológicos; otro más específico para cada ciclo en el que precisábamos los contenidos (macrosecuencias) y, por último, unas actividades de enseñanza que ilustraban, también para cada ciclo, nuestra propuesta de aula (microsecuencias). El presente trabajo se sitúa en el último nivel, profundizando en los criterios y procedimientos que dirigen la selección y el diseño de las actividades de enseñanza.

Sin embargo, resulta necesario clarificar qué entendemos por actividad de enseñanza pues el significado dado en el lenguaje cotidiano a este término puede introducir cierta confusión en el sentido que le otorgamos en nuestra propuesta.

Figura 1. Estructura de la práctica docente.

Siguiendo la Figura 1, la práctica docente se concreta a través de los proyectos curriculares, las unidades didácticas y las actividades de enseñanza. Al menos en la Educación Primaria, sabemos que tanto los proyectos como las unidades pueden adoptar un enfoque disciplinar, interdisciplinar o globalizado en el tratamiento de los contenidos. En el caso del Conocimiento. del Medio, su carácter natural, social y cultural aconseja que se aborde, en toda la etapa, al menos con un enfoque interdisciplinar. Por ello, dado que nuestra aportación sólo pretendemos limitarla al estudio de los materiales de uso cotidiano, centraremos la propuesta en el diseño de actividades de enseñanza para que puedan ser integradas en las unidades didácticas que los profesores entiendan más pertinentes para el ciclo en que enseñan.

Las actividades de enseñanza son consideradas como las unidades básicas que estructuran la práctica docente; en ellas, concurren los elementos que configuran el proceso de enseñanza-aprendizaje: unos alumnos, un profesor, unos contenidos, unos objetivos, unos métodos y recursos didácticos y una temporalización. Sin embargo, decir esto no es suficiente para precisar el significado que damos a las actividades pues, desde nuestra perspectiva, deben ser definidas además en relación con las unidades didácticas en las que se integran.

Normalmente, la unidad didáctica se asocia con el desarrollo de un contenido escolar, más o menos amplio, sobre un mismo tema que puede incluir una o varias lecciones. En nuestro ejemplo inicial, se consideraba que la unidad didáctica era El agua, un bien escaso; ésta incluía la lección El agua en la Naturaleza pero dejaba abierta la posibilidad de incluir otras como, por ejemplo, El agua en la ciudad, ¿Cómo sabemos el agua que tenemos? o Contamos cuentos sobre el agua. El conjunto de las actividades incluidas en una lección transcurre a través de una secuencia de enseñanza en la que se distinguen diferentes fases con una intencionalidad didáctica propia. En la Figura 1, recogemos tres a las que denominamos: iniciación, desarrollo y síntesis.

Si volvemos al ejemplo inicial, se podría señalar que las dos primeras tareas (la explicación de la profesora y el intercambio

de ideas tras la pregunta) formarían parte de una misma actividad cuya intencionalidad es orientar a los alumnos en relación con los nuevos contenidos y captar su interés (fase de iniciación). De igual modo, el resto de las tareas (lectura del texto escrito, completar la ficha y búsqueda de información en la biblioteca) podrían entenderse como parte de una misma actividad dirigida a introducir nuevos contenidos (fase de desarrollo). En este caso, no hay tareas que estén dirigidas a recapitular o revisar lo aprendido (fase de síntesis). Como vemos, la actividad se estaría definiendo como un conjunto de tareas realizadas por alumnos y profesores con una intencionalidad coherente con una fase didáctica.

Sin embargo, en nuestra propuesta, las actividades de enseñanza deben entenderse en un sentido más amplio. Al igual

que antes, consideramos que están formadas por un conjunto de tareas pero, además, constituyen en sí mismo una subsecuencia de enseñanza, insertada en una lección, para trabajar unos contenidos sobre el estudio de los materiales de uso cotidiano. Con ello, dejamos abierta la posibilidad de utilizarlas en unidades didácticas interdisciplinares o globalizadas que se hayan planificado para el Conocimiento del Medio.

Concluiremos reiterando que la propuesta didáctica que vamos a desarrollar, aunque va dirigida a la selección y diseño de las actividades de enseñanza (es decir, el nivel micro de la planificación de la asignatura), tendrá en cuenta el proyecto curricular sobre el estudio de los materiales en el que se inserta para toda la etapa o ciclos (es decir, el nivel macro). Para ello, primero, mostramos los criterios de selección de las actividades; segundo, presentamos un resumen del proyecto curricular sobre el estudio de los materiales; y, tercero, analizamos el proceso de selección y diseño de las actividades de enseñanza.

2. CRITERIOS PARA SELECCIONAR LAS ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA Los criterios de selección de actividades deben ser coherentes con los objetivos, contenidos y métodos de enseñanza, así

como adecuados a las posibilidades de aprendizaje de los alumnos y al logro de los objetivos curriculares. Por tanto, estos criterios deben tener presentes el nivel macro (proyecto de etapa y ciclos) y el micro (actividades de enseñanza).

Desde una perspectiva macro, entendida como criterios generales, las actividades que seleccionemos deberán: -Contribuir al logro de los objetivos generales establecidos para el estudio de los materiales en la Educación Primaria. -Atender al marco conceptual establecido para toda la etapa progresando, a través de los conceptos estructurantes que señalaremos, desde los objetos hasta la materia. -Considerar las implicaciones didácticas que se derivan de las posibilidades de aprendizaje de los alumnos. -Respetar la secuencia de contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales seleccionados para cada ciclo. -Contemplar el conjunto de principios didácticos que definen los planteamientos metodológicos adoptados, coherentes con un enfoque constructivista mediante la exploración de los materiales de uso cotidiano. -Articular las tareas que deben realizar alumnos y profesores siguiendo la secuencia de enseñanza en que concretamos los planteamientos metodológicos anteriores. -Adecuar el proceso de exploración de los alumnos a la realización de las tareas propias de cada ciclo.

Desde una perspectiva micro, entendidos como criterios específicos, las actividades que seleccionemos deberán: -Crear el interés y la curiosidad de los niños por el contenido de enseñanza. -Relacionar el contenido de enseñanza con la experiencia cotidiana de los alumnos. -Plantear interrogante s cercanos al alumno pero desconocidos para que delimiten y den sentido a la exploración. -Aportar una visión novedosa de los objetos y fenómenos que se estudian, mediante la generación de ideas que profundicen en su comprensión. -Ser asequible a las posibilidades de los alumnos para observar, manipular, tomar datos... -Utilizar materiales caseros y equipos de laboratorio sencillos. -Organizar el trabajo del alumnado adoptando diferentes formas de agrupación: individual, parejas, equipos y toda la clase. -Establecer y respetar los tiempos asignados para el desarrollo de cada tarea. -Prever las ayudas necesarias para los alumnos, contemplando su diversidad. -Establecer mecanismos de evaluación de los aprendizajes y de la enseñanza.

Lógicamente, aunque estos criterios dirijan la selección de actividades, deben entenderse como razones que justifiquen a

priori la elección de una actividad frente a otra. En cualquier caso, como señalamos en otros trabajos (Sánchez y Valcárcel, 1993, 2000), decimos a priori porque, para nosotros, las actividades elegidas son hipótesis de trabajo que deben ser contrastadas y mejoradas tras su puesta en práctica en el aula. 3. PROYECTO CURRICULAR PARA EL ESTUDIO DE LOS MATERIALES EN DIFERENTES NIVELES: ETAPA Y CICLOS

El proyecto curricular que presentamos se recoge y fundamenta en un trabajo anterior (Sánchez y Va1cárcel, 2004), si bien se ha revisado y ampliado con la propuesta de secuencia de contenidos que hacemos por ciclos.

3.1. Objetivos generales del proyecto Los materiales de uso cotidiano

Quienes nos dedicamos a la educación en cualquier nivel educativo, debemos convenir que la Educación Primaria es de capital importancia para el desarrollo personal de las niñas y niños, tanto en su faceta individual como social Por ello, más allá de las críticas, apoyos o rechazos a los permanentes cambios curriculares, creemos que resulta fácil poder compartir las siguientes finalidades para esta etapa educativa:

a) dirigir el proceso de socialización del niño;

b) promover la actuación autónoma en el medio natural y social donde crece; 'e) favorecer la adquisición de hábitos y destrezas básicas de aprendizaje; d) proporcionar aquellos conocimientos básicos necesarios para la alfabetización del niño en los diferentes ámbitos culturales y científicos.

Sin duda, lo que no resulta fácil es convenir cómo deben ser los procesos de enseñanza y aprendizaje para que se

alcancen estas finalidades. Para justificar la importancia que tiene el estudio de los materiales en la educación primaria, utilizamos el modelo de la Figura 2.

Figura 2. Modelo sobre la interacción con el medio y el conocimiento del alumno.

El modelo considera que el medio donde el niño se desenvuelve está formado por: a) sujetos, es decir, las personas; b) objetos, es decir, el resto de las cosas materiales como mesas, juguetes, animales, plantas, muebles, comida, etc., y c) fenómenos, es decir, acontecimientos que ocurren como la lluvia, la sucesión del día y la noche, el comer, el viajar, la fusión del hielo, etc. Con o sin proceso educativo, los niños interactúan con las personas, objetos y fenómenos que le rodean, generando un conocimiento diverso constituido por ideas, actuaciones y disposiciones. Por ello, creemos que el estudio de los materiales puede ser un contenido pertinente para estas edades.

Desde esta perspectiva, nos. planteamos como objetivos generales del proyecto Los materiales de uso cotidiano, que los alumnos:

a) Amplíen sus experiencias sobre la diversidad de los materiales, sus propiedades y cambios. b) Mejoren su comprensión sobre el comportamiento (propiedades y cambios) de los materiales frente a interacciones

(fuerzas mecánicas, luz, calor, electricidad, agua). c) Adquieran ideas adecuadas acerca de los materiales que favorezcan una aproximación progresiva al concepto de

materia. d) Desarrollen formas de exploración, coherentes con los métodos de la ciencia, que les ayuden a comprobar sus ideas

sobre las propiedades y cambios de los materiales. e) Generen actitudes positivas asociadas a las formas de exploración propias de la ciencia y al conocimiento que genera el

tema. 3.2. Selección del contenido del proyecto Los materiales de uso cotidiano

Una perspectiva histórica sobre el conocimiento de los materiales (Llorens, 1996) nos muestra un saber amplio y cada vez más complejo. Obviamente muchos conocimientos no pueden ser contenidos de enseñanza para la educación primaria pero nos ofrece un hilo conductor para abordar su estudio basándonos en los siguientes hechos:

a) los seres humanos han necesitado objetos útiles para sobrevivir en la Naturaleza y satisfacer sus necesidades cotidianas,

b) los seres humanos han buscado materiales adecuados para construir los objetos, c) los seres humanos han elaborado un conocimiento sobre la materia que les ha permitido manipular y transformar los

materiales.

Siguiendo este hilo conductor, hemos establecido un marco conceptual general para guiar el estudio de los materiales en lo largo de toda la etapa de Educación Primaria (Figura 3).

El punto de partida del proyecto curricular deben ser los objetos que usamos a diario, abordando de qué están hechos. Podemos definir los materiales como porciones de formas de materia que tienen una utilidad para el hombre y un origen. La materia, y por consiguiente los materiales, se define a través de sus propiedades y de los cambios a que está sujeta, aspectos que podemos conocer en la medida que comprendamos la diversidad y unidad que presenta. Al utilizar estos seis conceptos (utilidad, origen, propiedades, cambios, diversidad y unidad) en las descripciones e interpretaciones que hagamos, se establecen relaciones entre ellos y se favorece la integración entre el conocimiento científico sobre la materia y el cotidiano sobre objetos y materiales.

El desarrollo del marco conceptual lo hacemos a través de un conjunto de cuestiones-clave que, a su vez, dirigen el enfoque de enseñanza elegido. La selección de estas cuestiones y su respuesta, además de servir para delimitar el contenido escolar, permite identificar otros conceptos estructurantes como los de organización, variabilidad, interacción, conservación, relación causa-efecto o energía. Contemplar estos conceptos dota de mayor valor y coherencia a la propuesta de contenidos al promover una visión conjunta del mundo material. En el Cuadro 1 se incluyen los interrogantes y conceptos generales relativos a cada apartado.

Materiales de uso cotidiano Cuestiones-clave

Conceptos estructurantes

1) Objetos y materiales de uso cotidiano

¿Cuál es la diferencia entre objeto y material? ¿Cómo podemos organizar los objetos y materiales que conocemos? ¿De dónde proceden los materiales de uso cotidiano: metales, plásticos, papel, madera, vidrio...? ¿Cómo son las transformaciones que sufren los materiales para convertirse en los objetos que utilizamos?

Diversidad, organización, propiedad, cambio, origen y utilidad.

2) Materiales de uso cotidiano y materia

¿En qué se parecen y diferencian los materiales de uso cotidiano: metales, plásticos, papel, madera, vidrio, cerámica...? ¿Qué tienen en común los materiales por encima de sus unidad, propiedad, y materia diferencias? cambio y origen. ¿Cómo reconocemos los materiales por su estado de agregación? ¿Cómo reconocemos los materiales por su composición? ¿De qué modo podemos separar los componentes de una mezcla?

Diversidad, organización, unidad, propiedad, cambio y origen.

3) Comporta miento de los materiales: propiedades específicas de la materia

¿Cuáles son las propiedades de la materia que nos sirven para identificar los materiales? ¿Cómo se comportan los materiales cuando interaccionan con diferentes formas de energía: fuerza mecánica, luz, calor y electricidad? ¿Cómo se comportan los materiales cuando interaccionan con otros materiales: agua e imanes? ¿Para qué nos sirve conocer las propiedades específicas?

Diversidad, variabilidad, propiedad, interacción, energía, y utilidad

4) Comporta miento de los materiales: cambios de de la materia

¿Qué cambios son los que ocurren con mayor frecuencia en los materiales? ¿Qué permanece y qué se modifica en los cambios la materia? ¿Para qué nos sirve conocer y provocar cambios en la materia?

Cambio, propiedad, interacción, energía, conservación y utilidad.

Cuadro 1. Interrogantes y conceptos generales que dirigen el estudio de los materiales de uso cotidiano.

Sin embargo, desde nuestro punto de vista, precisar el marco conceptual no es suficiente para delimitar lo que deben ser los contenidos de enseñanza. Se hace necesario hacer explícitos también los procedimientos y actitudes a enseñar.

La propuesta que hacemos de los primeros (Cuadro 2) está fundamentada en los métodos de exploración que deben adoptarse en el estudio de los materiales para dar respuestas a las cuestiones-clave. Estos incluyen procesos científicos como experimentar, observar, medir, clasificar, predecir, etc. Estos métodos expresan un saber hacer y deben ser enseñados, al igual que se enseñan los conceptos, pues encierran un conocimiento diferente.

CONTENIDO PROCEDIMENTALES a) Observación de objetos y materiales para reconocer su diversidad (ej. metales, plásticos...), para establecer semejanzas y

diferencias en la naturaleza de los materiales (ej. mezclas, sólidos, homogéneos...) y en su comportamiento ante diferentes interacciones (ej. luz, calor, fuerzas mecánicas, agua...)

b) Seriación de objetos y materiales atendiendo a una propiedad (ej. dureza, tamaño,..) para establecer diferencias entre los mismos y gradaciones en las propiedades.

c) Clasificación de objetos y materiales desde diferentes criterios (ej. forma, composición, utilidad, origen,...) para mostrar diversas formas de organización.

d) Manipulación de objetos y materiales realizando montajes experimentales, construyendo maquetas, instrumentos de medida..., para desarrollar destrezas manipulativas y actitudes propias del trabajo práctico.

e) Utilización de herramientas específicas (ej. tijeras, punzón, lija, martillo...) para trabajar y transformar los materiales en objetos. f) Medida de características de objetos y materiales (ej. peso, temperatura....) utilizando unidades e instrumentos de medida diversos

(ej. palmo, regla, vaso graduado, probeta...) para cuantificar sus propiedades y cambios. g) Predicción del comportamiento de objetos y materiales ante interacciones diversas (luz, calor, fuerzas, agua...) para anticipar los

hechos y poder poner a prueba las ideas. h) Comunicación mediante un lenguaje adecuado (icónico, oral y escrito) de las ideas y predicciones, así como del resultado de las

observaciones y medidas, y de las experiencias realizadas para confrontar los resultados, dar difusión a las ideas y poder cuestionadas.

i) Identificación y control de variables en el estudio del comportamiento de los materiales para establecer diferentes relaciones y para poner de manifiesto la variabilidad de sus propiedades y cambios.

j) Recogida y procesamiento de datos mediante el uso de tablas y gráficos, para organizar y comparar la información recogida sobre las propiedades y cambios de los materiales.

k) Diseño y realización de experiencias para indagar en las propiedades de los materiales y en sus cambios (ej. fusión, disolución, combustión...).

l) Establecimiento de conclusiones, a partir de los datos recogidos en las observaciones y experimentos para dar respuesta a los interrogantes planteados sobre el comportamiento de los materiales.

Cuadro 2. Relación de contenidos procedimentales para el estudio de los materiales de uso cotidiano.

Además los métodos de exploración también están determinados por las disposiciones que adoptemos hacia los

objetos, fenómenos y situaciones que provocamos para buscar el conocimiento. Se trata de disposiciones relacionadas con un querer saber y saber hacer propias del trabajo científico como la curiosidad, la rigurosidad, la creatividad, la objetividad, etc. Aunque no son las únicas deseables ~n la enseñanza de las ciencias, este proyecto curricular centra su interés en unos determinados contenidos actitudinales pues son los que se interrelacionan directamente con los otros contenidos (Cuadro 3)

CONTENIDOS ACTITUDINALES a) Curiosidad e interés por descubrir el comportamiento de los materiales ante diferentes interacciones (luz, calor, agua...) y por

conocer su origen y utilidad. b) Objetividad en la recogida de datos a partir de observaciones y experimentos, y en su valoración ante las opiniones subjetivas. c) Sistematicidad en la realización de observaciones y clasificación de los materiales. d) Rigor en el diseño y realización de experiencias para estudiar las propiedades y los cambios en los materiales. e) Cuidado y orden en la manipulación de los objetos e instrumentos de medida y respeto por normas de seguridad en el uso de

herramientas. f) Creatividad en la búsqueda de respuestas a los interrogantes planteados y en el diseño de experiencias para estudiar los materiales. g) Aceptación de las reglas que se establezcan y del reparto de tareas dentro del grupo para promover y optimizar el trabajo

colaborativo. h) Respeto hacia las diferentes capacidades, ideas y posibilidades de cada sujeto, valorando sus aportaciones.

Cuadro 3. Relación de contenidos actitudinales para el estudio de los materiales de uso cotidiano.

3.3 Posibilidades de aprendizaje en el proyecto Los materiales de uso cotidiano Aunque resulte insuficiente para explicar cómo aprenden ciencias los niños, creemos que sus características psicoevolutivas

siguen siendo un referente obligado para adecuar los contenidos de ciencias a las posibilidades de aprenderlos. Por ello, hemos identificado y analizado aquellas que limitan el aprendizaje, y se han valorado en tomo a tres aspectos: la visión que tienen de la realidad, la posibilidad de construir conceptos y sistemas conceptuales, y la noción de causalidad; todo ello fue descrito en un trabajo precedente (Sánchez y Valcárcel, 2004).

Creemos que el estudio de los materiales de uso cotidiano ofrece buenas oportunidades para proponer situaciones que favorezcan el desarrollo de importantes capacidades de los alumnos en el aprendizaje de las ciencias. Por ello, en general:

a) Se partirá de realidades y objetos concretos, simples y familiares a los alumnos para ir avanzando progresivamente hacia

situaciones y objetos más complejos y desconocidos. b) Se introducirán siempre los nuevos contenidos con la ayuda de un fuerte soporte empírico y manipulativo, como base para

iniciar el proceso de descontextualización y de formalización de las ideas, ampliando la diversidad y complejidad de las situaciones, objetos y fenómenos en las que subyacen dichas ideas.

e) Se hará participar a los alumnos en actividades en las adopten perspectivas y puntos de vista complementarios sobre un mismo fenómeno, objeto o situación; o en otras que posibiliten una confrontación del punto de vista propio con el punto de vista de otros.

d) Se hará necesario la explotación de fenómenos que pongan de manifiesto, de forma evidente e inmediata, relaciones de causa-efecto; primero, con situaciones simples donde la relación sea 1:1 y, después, con otras más complejas donde sea 2:1,3:1, 1:2, etc. Por otro lado, un análisis de las aportaciones en relación con las experiencias y conocimientos previos que los alumnos

tienen sobre el conocimiento de los materiales (Driver y otros, 1989; Llorens, 1991; Prieto y otros, 2002), nos llevó a destacar aquellos resultados más relevantes para nuestra propuesta (Sánchez y Valcárcel, 2004). En este sentido, se debe: a) Trabajar con objetos cotidianos, para diferenciar entre objeto y material (primer ciclo). b) Avanzar en la conceptualización de los diferentes estados de agregación: sólido y líquido (primer y segundo ciclos) y gases

(tercer ciclo). c) Experimentar acciones sobre materiales sólidos (rígidos, duros...) y líquidos (sobre todo el agua) para explorar sus

propiedades y cambios (primer ciclo); posteriormente trabajar con otros tipos de sólidos (en polvo, blandos,...) y líquidos (más viscosos) (segundo y tercer ciclos).

d) Diferenciar las propiedades de los materiales: generales de la materia, comunes al estado y específicas del material (segundo y tercer ciclos).

e) Atender al diferente significado del vocabulario en el lenguaje cotidiano y científico. f) Utilizar instrumentos de medida para registrar propiedades (temperatura, peso...) y superar el predominio de las

percepciones (segundo y tercer ciclos). g) Abordar progresivamente los cambios en los materiales (posición, forma, agregación, composición...) identificando qué

cambia y qué se conserva. Aunque de las implicaciones señaladas se derivan reflexiones y decisiones relativas a los diferentes elementos que

configuran la planificación de la enseñanza, nos centraremos en dos aspectos: la secuencia de contenidos por ciclos y la selección de las actividades de enseñanza.

3.4 Secuencia de los contenidos por ciclos en el proyecto Los materiales de uso cotidiano Resulta evidente que no todos los contenidos de enseñanza tienen la misma dificultad para ser aprendidos, tanto por su

diferente naturaleza (conceptos, procedimientos y actitudes) como porque, dentro de cada tipo, también existen distintos niveles de complejidad. Nuestra propuesta para secuenciar por ciclos los contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales en la enseñanza de las ciencias se recoge en el Cuadro 4.

Ciclos Conceptos Procedimientos Actitudes 1.° Datos y hechos

Terminología científica. Observación, clasificación, comunicación. Interés.

2.° Idem 1er Ciclo. Medición, predicción, experimentación. Rigurosidad.

3.° Conceptos y relaciones descriptivas.

Formulación de hipótesis, control de variables, diseño experimental, análisis de datos.

Inventiva. Espíritu crítico.

Cuadro 4. Propuesta de secuencia de contenidos por ciclos.

Así, dada la complejidad de los contenidos conceptuales, en la Educación Primaria existen serias limitaciones para la construcción de sistemas conceptuales teóricos en los que deben integrarse leyes, teorías y modelos científicos. Por tanto, terminología, datos y hechos científicos y, en menor medida, conceptos descriptivos y relaciones conceptuales entre los mismos, serán contenidos apropiados para esta etapa, concediendo mayor importancia a los primeros en el primer y segundo ciclo, y a los últimos en el tercer ciclo.

Para los procedimientos, en el primer ciclo se introduce la observación, la clasificación y la comunicación dentro de las posibilidades de lenguaje del alumno; en el segundo ciclo, además de progresar en los anteriores, se deberían introducir otros como la medición, la predicción y la experimentación; por último, en el tercer ciclo, se trabajarían todos los anteriores de modo más integrado en la resolución de problemas más complejos introduciendo, a la vez, la formulación de hipótesis, el control de variables, el diseño experimental y el análisis de resultados.

Por último, en cuanto a las actitudes científicas vinculadas a la investigación, el interés por explorar cuestiones desconocidas se debería fomentar desde el primer ciclo y a lo largo de toda la etapa; el rigor en la recogida de información y en la experimentación podría iniciarse en el segundo ciclo; y, por último, la inventiva y el espíritu crítico podrían plantearse en el tercer ciclo junto a las anteriores actitudes señaladas.

En el proyecto curricular realizado para el estudio de los materiales de uso cotidiano se han contemplado

conjuntamente los criterios de secuencia relacionados con las posibilidades de aprendizaje del alumno y con la complejidad de los contenidos de enseñanza. En los'cuadros 5 y 6 se recogen las secuencias de contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales.

Dos precisiones resultan necesarias para comprender las implicaciones de la secuencia en el conjunto de actividades que se seleccionen. En primer lugar, como puede verse en cada ciclo, el estudio de los materiales de uso cotidiano incluye contenidos de todos los apartados (objetos y materiales, materiales y materia, propiedades, y cambios), lo que garantiza que el marco conceptual que dirige la propuesta está presente en toda la etapa favoreciendo la continuidad del proyecto curricular y el logro dé sus objetivos generales. En segundo lugar, cada ciclo presenta un contenido propio progresivamente más complejo, lo que permite establecer diferencias deseables que prioricen objetivos y actividades de enseñanza en cada caso. Por tanto, se deben conjugar ambas exigencias, la coherencia y la progresión de los contenidos a lo largo de toda la etapa educativa. CICLO OBJETOS Y

MATERIALES MATERIALES y MATERIA PROPIEDADES CAMBIOS

1.° Objetos:

diversidad (por utilidad, forma, tamaño, de qué está hecho...).

Sólidos y líquidos prototípicos: semejanzas y diferencias (propiedades, usos...). Mezclas s-s y s-I: semejanzas y diferencias con las sustancias iniciales.

Propiedades geométricas Propiedades materiales por interacción con: Los sentidos (rugosidad, sensación térmica, sabor, olor, color, sonido...). Las fuerzas (elasticidad, dureza,..); la luz (transparencia y opacidad); el agua (permeabilidad, flotabilidad...).

Cambios de posición. Cambios de forma. Otros cambios percibidos por los sentido (sabor, color, textura…).

2.° Objetos y materiales: características comunes y diferentes (por origen, propiedades, usos, reciclaje...).

Sólidos y líquidos: semejanzas y diferencias. Mezclas s-s y s-I: identificación de mezclas heterogéneas y homogéneas; separación, de mezclas heterogéneas (filtración, tamiza do, magnetismo".).

Propiedades generales: "tamaño" y "peso". Propiedades estados agregación: sólido y líquido (forma, volumen, fluidez,..). Propiedades específicas de materiales: por interacción con: fuerzas (maleabilidad, plasticidad...); el calor (conductividad, temperatura…); la luz (imágenes, sombras, mezcla y descomposición de color...); imanes (magnetismo); el agua (flotación, pérdida aparente de peso y empuje. Material soluble y no soluble…).

Cambios de estado de agregación: sólido-líquido y líquido-gas; ciclo del agua. Cambios de composición en: Mezclas: proporciones y propiedades. Cambios de "tamaño": dilataciones.

3.° Materiales y materia: diversidad de materiales y unidad de la

Sólidos, líquidos y gases: semejanzas y diferencias. Mezclas Homogéneas: disoluciones líquidas (formación, proporción y

Propiedades generales de la materia (masa, volumen, temperatura...). Propiedades estados agregación: sólido, líquido y gas (compresibilidad, fluidez, forma...).

Cambios estado de agregación: Cambios físicos (temperatura de cambio de estado; curvas de calentamiento y enfriamiento,…). Cambios en la composición en:

materia. propiedades); métodos separación (evaporación, destilación…). Mezclas con gases. Sustancias Puras: identificación y constancia de sus propiedades.

Propiedades específicas de sustancias puras y materiales, por interacción con: fuerzas; calor (temperatura de cambio de estado, conductividad...); luz propagación y reflexión…);; agua (solubilidad y factores, relación peso, volumen y empuje en flotación…;; electricidad (conductores y aislantes, circuitos simples, efectos de la corriente…);; otros materiales (oxígeno: combustibles, oxidación…, factores que influyen).

Mezclas: Cambio físico (proporciones y propiedades). Sustancia Puras: Cambio químico (combustiones y oxidaciones). Cambios de volumen: Cambio físico (dilataciones). Cambios de temperatura: Cambio físico (curvas de calentamiento y enfriamiento).

Cuadro 5. Secuencia por ciclos de contenidos conceptuales para el estudio de los materiales de uso cotidiano.

Cuadro 6. Secuencia por ciclo de contenidos procedimentales y actitudinales para el estudio de los materiales de uso cotidiano,

Desde las anteriores precisiones, en el primer ciclo, se debería trabajar con una gran diversidad de objetos que difieran por su utilidad, forma, tamaño o composición, y que puedan considerarse sólidos y Iíquidos prototipos para organizarlos (clasificar y seriar) atendiendo criterios que muestren su diversidad; para identificar (observar) y diferenciar sus propiedades geométricas y materiales, utilizando los sentidos; para aplicarles fuerzas elementales como apretar, doblar o golpear que provoquen cambios en la posición y en la forma; para verificar su comportamiento ante la luz (transparencia, sombra, color...) y explorar alguna de sus propiedades que resulten de su interacción con el agua (permeabilidad, flotabilidad, miscibilidad ...). Todo lo anterior se trabajará también utilizando y formando mezclas de materiales.

La prioridad en este primer ciclo es comprender la diferencia entre objeto y material. La exploración debe ir dirigida principalmente a que los alumnos reconozcan que, aunque existe una gran diversidad de objetos y materiales, pueden organizarse atendiendo a diferentes criterios como su composición, su utilidad, origen o contexto, pero también por sus

propiedades geométricas y materiales. Reconocer estas propiedades resulta necesario para comprender la diferencia. El esquema conceptual de la Figura 4 recoge el objetivo prioritario de la exploración en el primer ciclo.

Figura 4. Primer Ciclo: Explorar propiedades para diferenciar objetos y materiales.

En el segundo ciclo, se ampliarían las experiencias anteriores, trabajando con objetos y materiales que incluyan sólidos y líquidos no prototipos. También se atiende a las diferencias (clasificar) en los materiales según su composición, comenzando con sistemas donde claramente se perciban los componentes como las mezclas heterogéneas. Las mezclas homogéneas se pueden introducir por comparación con las heterogéneas para resaltar los aspectos perceptivos, dejando para el siguiente ciclo su estudio más sistemático de las disoluciones, especialmente líquidas. Con estos materiales, sólidos, líquidos y mezclas heterogéneas, se deberían identificar y diferenciar (observar, medir) propiedades generales, comunes y específicas, y explorar (predecir, experimentar) algunas propiedades específicas como resultado de su interacción con fuerzas, calor, luz yagua. También se abordarían aquellos cambios que resultan de estas interacciones como la fusión, la dilatación o la formación y separación de mezclas.

Lo esencial en este segundo ciclo, es comprender las semejanzas y diferencias entre los materiales a través de la exploración de sus propiedades. Para ello, debe prestarse especial atención a las diferencias entre propiedades generales de la materia, las comunes al estado de agregación y las específicas de cada material. El alumno debe comprender estas diferencias, así como la utilidad de las propiedades. El esquema conceptual de la Figura 5 recoge el objetivo prioritario de la exploración en el segundo ciclo.

Figura 5. Segundo ciclo: Explorar propiedades para diferenciar unos materiales de otros.

Por último, en el tercer ciclo, se trabajaría sólo con materiales; además de todo tipo de sólidos y líquidos, se pueden incluir los gases. Para ampliar la diversidad.i.se debería atender: a la composición incluyendo las mezclas heterogéneas, las homogéneas y sustancias puras; todo ello para avanzar desde la idea de material a la de materia. Al introducir nuevos sistemas, se debe reconsiderar lo ya estudiado, ampliando y generalizando conocimientos sobre las diferencias en las propiedades y en los cambios de la materia que resultan de interacciones ya conocidas con las fuerzas mecánicas, el calor, la luz o el agua. Éstas

se deben a los nuevos sistemas y a abordar los resultados de nuevas interacciones que pongan de manifiesto otras propiedades como la conductividad eléctrica y otros cambios como la combustión. Los procesos científicos trabajados en ciclos anteriores (observar, clasificar, medir, predecir, experimentar) junto con la formulación de hipótesis, el diseño de experimentos, el análisis de datos o la elaboración de informes se integran en la realización de pequeñas investigaciones para dar respuesta a problemas que se plantean.

En el tercer ciclo, lo esencial es comprender la relación entre las propiedades y cambios de los materiales. Conocer cómo son los cambios, y qué cambia y qué se conserva cuando ocurren, es necesario para conocer los materiales y poder buscar nuevas propiedades. Para ello, al explorar y provocar cambios en los materiales, los alumnos deben aprender que los cambios están determinados por las propiedades y que, a su vez, los cambios modifican las propiedades. También qué propiedades y cambios muestran el comportamiento de la materia como resultado de las interacciones de la materia con la energía y otras formas de materia. El esquema conceptual de la Figura 6 recoge el objetivo prioritario de la exploración en el tercer ciclo.

Figura 6. Tercer Ciclo: Explorar y provocar cambios en los materiales y en sus propiedades. 3.5. La estrategia didáctica del proyecto Los materiales de uso cotidiano

Para sistematizar la estrategia didáctica, creemos oportuno establecer: los planteamientos metodológicos, entendidos como principios generales de actuación; la secuencia de enseñanza para diferenciar dentro de las actuaciones fases por su intencionalidad didáctica; y, por último, las tareas para concretar el tipo de actuaciones que deben realizar alumnos y profesores.

Los planteamientos metodológicos debemos situados dentro de un enfoque constructivista del proceso de aprendizaje y enseñanza de las ciencias (Lawson, 1994; Pozo y Gómez, 1998). Dentro de este enfoque, para la educación primaria, optamos por unos planteamientos centrados en la indagación o exploración del alumno guiada por el profesor (Cañal y otros, 1997). Los siguientes principios expresan de modo sintético este enfoque mediante la exploración:

a) Contemplar las ideas y experiencias de los alumnos como punto de partida de la enseñanza y hacer que las utilicen. b) Proponer interrogante s que amplíen sus puntos de vista y experiencias iniciales. c) Dar respuesta a los interrogantes confrontando las ideas de los alumnos, los resultados de las pruebas que realicen, la

información documental o la que proporciona el profesor. d) Favorecer los procesos de comunicación entre alumnos, incorporando el trabajo en equipo de modo habitual, y entre

alumnos y profesor, discutiendo pros y contras de sus puntos de vista y actuaciones. e) Hacer que los alumnos utilicen los nuevos conocimientos aplicándolos en situaciones cada vez más complejas.

La enseñanza de un determinado contenido en el aula, bajo los principios señalados, se articula mediante un posible

conjunto de actuaciones de alumnos y profesores que necesariamente deben ocurrir de manera secuenciada. En nuestro caso, la secuencia que proponemos (Cuadro 7) incluye tres fases que denominamos de iniciación, de desarrollo, y de revisión y síntesis. Cada una se caracteriza por unos objetivos didácticos y un conjunto de posibles tareas de exploración que deben

realizar los alumnos para el estudio de los materiales, algo que finalmente, como precisamos a continuación, estará en función del ciclo en que nos encontramos.

SECUENCIA DE ENSEÑANZA

FASE OBJETIVOS POSIBLES TAREAS DE EXPLORACION

Iniciación Delimitar el tema de estudio. Captar el interés de los alumnos. Movilizar los conocimientos y experiencias previas de los alumnos.

Identificación de los objetos o fenómenos de estudio. Valoración de la importancia del estudio. Planteamiento y selección de interrogantes, guiados por el profesor. Intercambio de las ideas y experiencias iniciales de los alumnos y discusión de posibles diferencias.

Desarrollo Generar nuevos conocimientos que modifiquen y amplíen las ideas y experiencias iniciales. Desarrollar habilidades y disposiciones para la resolución de problemas mediante la exploración.

Observación y manipulación de objetos o fenómenos, identificando y describiendo sus características y comportamiento. Búsqueda de información sobre los interrogantes. Realización de predicciones sobre el comportamiento de los materiales ante determinadas interacciones. Formulación de hipótesis en respuesta a problemas planteados. Diseño de pruebas que permitan comprobar ideas, predicciones o hipótesis. Realización de experiencias que proporcionen evidencias. Recogida y organización de datos. Análisis de datos y establecimiento de resultados.

Revisión y síntesis

Revisar que han aprendido los alumnos y cómo lo han hecho. Estructurar los nuevos conocimientos.

Comparación de los resultados obtenidos por los diferentes grupos de clase. Contraste de los resultados con el conocimiento aportado por otras fuentes (documentos, libros o el profesor). Establecimiento de conclusiones finales. Recopilación de los nuevos conocimientos adquiridos con la exploración. Utilización de los conocimientos en situaciones diversas. Identificación de nuevas cuestiones.

Cuadro 7. Secuencia de enseñanza del proyecto para el estudio de los materiales de uso cotidiano.

Para cada ciclo hay diferencias en las posibles tareas que pueden realizar los alumnos. Así, siguiendo a Harlen (1989),

en el primer ciclo (5-7 años), han de actuar sobre las cosas que están a su alrededor, a través de situaciones que le permitan:

a) observar y manipular objetos y materiales utilizando diferentes sentidos, b) coleccionar y clasificar cosas utilizando diferentes criterios, e) construir o hacer cosas que emulen o representen objetos cotidianos, d) desmontar y reconstruir objetos, corno juguetes o herramientas sencillas, e) registrar por escrito mediante dibujos y palabras, cuando sea posible, lo observado y f) compartir y discutir las ideas, y buscar explicaciones a las cosas que se hayan visto.

En el segundo ciclo (7-9 años), además de utilizar los procedimientos e ideas desarrolladas en el ciclo anterior en

situaciones nuevas y más complejas, las tareas que se realicen han de permitir:

a) realizar observaciones cuidadosas en objetos y fenómenos con las que establecer diferencias y secuencia de hechos, b) utilizar instrumentos de observación y medida que amplíen los límites de los sentidos, c) realizar predicciones sobre el comportamiento de objetos y materiales ante determinadas interacciones, d) realizar experiencias para comprobar las predicciones, así como para comparar el comportamiento de objetos o

materiales, e) comprobar el efecto producido en el comportamiento de algún objeto, material o sistema por el cambio continuado de una

variable, dejando inalteradas las demás, f) recoger y organizar datos en tablas y analizar los mismos, g) dar explicaciones al comportamiento de objetos y materiales.

En el tercer ciclo (9-12 años), las exploraciones deben contemplar situaciones más exigentes para el niño que incorporen una mayor actividad investigativa. Esto exige incluir tareas para:

a) plantear preguntas sobre fenómenos y objetos de los alrededores, así como sugerir las actuaciones necesarias para responder a algunas de ellas,

b) buscar información sobre el origen, utilidad y comportamiento de materiales en diversas fuentes que amplíe el conocimiento inicial,

e) formular hipótesis para responder a los problemas planteados y realizar predicciones verificables, d) discutir y planificar experimentos antes de realizados, e) realizar ensayos que incluyan el control de las variables que influyen en el estudio, t) registrar, organizar y analizar los datos-que confirmen o rechacen las ideas, g) establecer conclusiones que den respuesta a los problemas planteados, h) discutir cómo se han abordado los problemas planteados, cómo se deben tratar otros nuevos, cómo pueden ser

interpretados los resultados de las observaciones y experimentos, cómo informar del trabajo a los demás. 4. SELECCIÓN Y DISEÑO DE ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA

Nuestro objetivo es mostrar cómo el marco general del proyecto curricular para el estudio de los materiales de uso cotidiano se concreta en actividades de enseñanza para el aula con el significado que hemos señalado. Para ello, nos vamos a centrar en una de la actividades -Materiales conductores y aislantes=que hemos recogido en el Anexo. Las presentadas en un trabajo anterior (Sánchez y Valcárcel, 2004) pretenden ilustrar el desarrollo de la propuesta en el aula. En ningún caso, son las únicas posibles ni suficientes para completar el proyecto.

Cualquier situación didáctica en tomo a un tópico cualquiera, como la actividad de enseñanza que analizamos, puede definirse a través de un modelo teórico que relaciona tres elementos en mutua interacción: los objetivos que se persiguen, los contenidos que se enseñan y los métodos didácticos que se utilizan (Figura 7). Las decisiones que se tomen sobre estos elementos estarán determinadas por el objeto o fenómeno de estudio para el que se planifica la situación didáctica.

Figura 7. Elementos y relaciones que definen la situación didáctica Por tanto, en la selección de una actividad de enseñanza una decisión capital es delimitar adecuadamente el objeto o fenómeno de estudio, dado que los otros elementos se precisan en relación con el mismo. En este caso, dado que la conductividad térmica es percibida de forma diferente por los alumnos en función de que el material actúe como conductor o aislante del calor, se ha estudiado el fenómeno de tres modos: en diferentes varillas metálicas al ser calentadas, en diferentes materiales (plástico, algodón, lana, aluminio, corcho...) que actúan como aislantes del calentamiento del hielo, y en diferentes tejidos que actúan como aislantes del enfriamiento del agua. El Cuadro 8 describe con mayor detalle los fenómenos que se estudian.

Actividad de

enseñanza

OBJETO O FENOMENO DE ESTUDIO • Tres varillas de metal (cobre, acero y aluminio) con gotas de cera colocadas sobre ellas son calentadas por un extremo. Se mide el Actividad tiempo que tarda en derretirse la cera. • Cubitos de hielo envueltos en diferentes materiales (algodón, plástico, corcho, aluminio, lana...) se dejan a temperatura ambiente. Se mide el tiempo que tarda en derretirse el hielo. • Latas de refrescos con agua caliente rodeadas de diferentes tejidos (lana, algodón...) se dejan a temperatura ambiente. Se mide la temperatura durante el enfriamiento.

Cuadro 8. Descripción del objeto o fenómeno de estudio de la actividad de enseñanza.

La elección de estos fenómenos de estudio no es arbitraria sino que tiene como referente el proyecto curricular, a través

de los contenidos que incluye las cuestiones clave (Cuadro 1: ¿Cuáles son las propiedades de la materia que nos sirven para identificar los materiales? ¿Cómo se comportan los materiales cuando interaccionan con diferentes formas de energía: fuerza mecánica, luz, calor y electricidad? ¿Para qué nos sirve conocer las propiedades específicas?) y los conceptos estructurantes (Cuadro 1: diversidad, variabilidad, propiedad, interacción, energía y utilidad) que se vayan a trabajar.

Otras referencias son el conjunto de criterios específicos señalados para seleccionar las actividades pues, en este sentido, creemos que los fenómenos que se estudian: pueden crear interés y curiosidad en el alumno; permiten relacionar los contenidos de enseñanza con la experiencia cotidiana del alumno; utilizan materiales caseros y equipos sencillos; generan interrogante s desconocidos para el alumno para delimitar y dar sentido a la exploración; y sirven para ofrecer una visión novedosa de objetos y fenómenos conocidos.

Precisamente, hacer explícitos los interrogantes sobre .los fenómenos seleccionados (cuestiones clave) y el conjunto de ideas que ofrecen esa visión novedosa (afirmaciones de conocimiento) es una tarea importante pues clarifica muchas de las decisiones posteriores y directamente cuáles serán los contenidos conceptuales de la actividad. El Cuadro 9 recoge las cuestiones clave y afirmaciones de conocimiento específicas de la actividad.

Actividad de enseñanza

Materiales aislantes y conductores

Cuestiones clave

¿Se calientan todos los metales con la misma rapidez? ¿Qué material nos servirá para mantener más tiempo un cubito de hielo sin derretirse? ¿Qué tejido es mejor para aislamos y guardamos del frío en un día de invierno?

Afirmaciones de

conocimiento

• Los metales son buenos conductores del calor, pero no todos se calientan por igual. Unos son mejores conductores que otros. • Materiales como "el plástico, corcho, algodón y lana se llaman aislantes porque son malos conductores del calor. Los aislantes nos permiten mantener un cubito de hielo más tiempo sin derretirse fuera del congelador. • Los tejidos con los que se hacen las prendas de abrigo actúan como aislantes por eso los utilizamos para mantenemos calientes en invierno. • Cada material tiene una capacidad para transmitir el calor diferente, lo que hace que los clasifiquemos como aislantes o conductores.

Cuadro 9. Relación de cuestiones-clave y afirmaciones de conocimiento de la actividad de enseñanza.

Lógicamente los contenidos incluyen también procedimientos y actitudes que deben ser contemplados conjuntamente. La

propuesta recogida en el proyecto curricular (Cuadros 5 y 6) para segundo ciclo, y concretamente los que aparecen en los apartados de Propiedades y Cambios, debe ser un referente a tener en cuenta. También la relación de tareas que pueden realizar los alumnos de este ciclo asociadas a sus capacidades para afrontar la exploración, a las que nos referimos en el apartado de estrategias didácticas. En definitiva, se trata de dar respuesta a los interrogantes planteados seleccionando procedimientos y actitudes adecuados a los alumnos. En el Cuadro 10 aparecen los contenidos que se trabajan en esta actividad.

Actividad de

enseñanza

CONTENIDO DE ENSEÑANZA Conceptos Procedimientos Actitudes

Calor. Conductor y aislante. Capacidad conductora o conductividad calorífica. Variación de temperatura y termómetro.

Establecer predicciones. Realizar diseños y experiencias. Observar, medir, recoger datos. Analizar resultados, elaborar y comunicar conclusiones.

Ser sistemático al realizar las experiencias. Ser riguroso al tomar los datos. Ser creativo en la resolución de problemas. Participar y aceptar tareas dentro del grupo.

Cuadro 10. Relación de los contenidos de enseñanza de la actividad.

Para nosotros, haber delimitado los contenidos de la actividad resulta muy útil para precisar sus intenciones educativas, sin olvidar que debe tenerse en cuenta el criterio de contribuir al logro de los objetivos generales del proyecto curricular (que los alumnos amplíen sus experiencias, mejoren la comprensión, adquieran ideas adecuadas, desarrollen formas de explorar y generen actitudes positivas), formulados en un apartado anterior. Con los objetivos didácticos, debemos concretar las intenciones educativas que debe tener el conocimiento que se transmite. En el Cuadro 11 incluimos los objetivos didáctico s de la actividad.

Actividad de

enseñanza

OBJETIVOS DIDÁCTICOS • Que exploren la capacidad aislante o conductora de diferentes materiales (metales, plásticos, tejidos...) y comprueben su diversidad. • Que comprendan que una propiedad específica; como la conductividad calorífica, puede tener diferentes valores que dependen del tipo de material. • Que sigan los diseños experimentales de forma sistemática y rigurosa y valoren su importancia. • Que constaten sus ideas sobre el comportamiento conductor o aislante de diferentes materiales. • Que propongan métodos para estudiar la conductividad de diferentes materiales fundamentados en las variables que pueden influir. • Que elaboren conclusiones basadas en los datos obtenidos de las observaciones y medidas experimentales.

Cuadro 11. Relación de objetivos didácticos de la actividad de enseñanza.

En cuanto a los métodos de enseñanza, creemos conveniente referimos al menos a tres niveles de elaboración en este

proceso: la secuencia de enseñanza de la actividad; las tareas de alumnos y profesores; y el diseño de los materiales escritos para los alumnos y el profesor.

La secuencia de enseñanza proporciona una visión conjunta de lo que queremos que ocurra en el aula, con independencia de las situaciones y contenidos concretos que vayamos a utilizar para ello. El Cuadro 12 recoge la secuencia de enseñanza de la actividad que estamos describiendo.

Actividad de

enseñanza

Secuencia de enseñanza

Fase de iniciación

Se plantea la importancia de los materiales conductores y aislantes en los procesos de transmisión del calor. Se identifican situaciones cotidianas y se proponen ejemplos sobre materiales conductores y aislantes. Se proponen interrogantes sobre el comportamiento conductor o aislante de algunos materiales (metales, plásticos, tejidos...) en los fenómenos que se van estudiar.

Fase de desarrollo

Se buscan conocimientos que den respuesta a los interrogantes. Para cada fenómeno se precisa el problema, se hacen predicciones, se proponen estrategias de comprobación (sólo en fenómeno 1), se realizan experiencias, se hacen observaciones y medidas, se recogen y organizan datos, se analizan datos y se obtienen resultados provisionales sobre la naturaleza conductora o aislante de los materiales. Se contrastan ideas y resultados entre los grupos.

Fase de revisión y síntesis

Se establecen conclusiones definitivas sobre el comportamiento conductor o aislante de los materiales. Se clarifican contenidos y precisan significados relacionados con la propiedad específica estudiada: la conductividad calorífica. Se utilizan los conocimientos en otras situaciones relacionando objeto, material, propiedad específica y utilidad.

Cuadro 12. Descripción de la secuencia de enseñanza de la actividad.

En cuanto a las tareas que realicen profesores y alumnos, deben contemplar recursos, espacios y tiempo disponibles.

Así, a partir de ellas, se puede valorar la viabilidad de la propuesta para el tipo y número de sesiones previstas de clase. La visión de lo que ocurrirá en cada sesión, vinculada a los objetivos y contenidos de enseñanza, facilita la introducción -de mejoras en la secuencia de enseñanza a través de modificaciones parciales o totales en las tareas. En el Cuadro 13 se describen las tareas de profesores y alumnos en la actividad. Secuencia de

enseñanza Tareas profesor Tareas alumnos

FASE DE INICIACIÓN

Se refiere a la conducción del calor, con ejemplos conocidos (sartén de hierro, cafetera de aluminio, nevera de plástico), destacando la importancia de utilizar y conocer materiales que sean buenos y malos conductores

Identifican situaciones cotidianas en las que se utilizan objetos y materiales conductores y aislantes.

Puesta en común sobre situaciones cotidianas conocidas: se destacan ideas compartidas y discrepancia sobre metales, plásticos, tejidos ... Introduce dudas sobre la fiabilidad de las percepciones sensoriales. Plantea interrogantes para establecer diferencias entre metales (hierro y aluminio) y aislantes identificados por los alumnos

Responden a los interrogantes, expresando sus ideas sobre semejanzas y diferencias entre los materiales llamados conductores o los llamados aislantes.

Puesta en común: se destacan ideas compartidas y discrepancias sobre diversidad de conductores o aislantes y de la variabilidad para transmitir el calor dentro de unos y otros. Plantea la necesidad de realizar-ensayos y medidas rigurosas que permitan col1trastar la veracidad de las ideas anteriores.

FASE DE DESARROLLO

Fenómeno 1: Tres varillas de metal (cobre, acero y aluminio)

Concreta el problema a investigar (¿todos los metales conducen el calor con la misma rapidez?) y los materiales a utilizar: varillas de cobre, acero y aluminio. Pide respuesta y forma de comprobarlo.

Sugieren un método para comprobar sus ideas sobre qué metal es el mejor conductor.

Puesta en común: se discuten las propuestas, analizando ventajas y posibles dificultades. El profesor propone un método y se analiza destacando las variables que deben controlarse: intensidad de la llama, grosor de las varillas, posición llama y varilla.

FASE DE REVISIÓN Y

SÍNTESIS

Precisa y aclara el procedimiento experimental que se va a seguir. Supervisa el trabajo de los grupos durante realización del experimento. Ofrece las ayudas necesarias, en cada grupo, para que se realice el experimento.

Siguen el diseño experimental que se propone: hacen y ejecutan el montaje, y toman medidas. Recogen los datos en la tabla. Responden a los interrogantes y aportan resultados provisionales.

Puesta en común: se comparten datos y resultados entre los grupos. Se destacan semejanzas y diferencias. Se buscan explicaciones en la experiencia. Se establecen resultados definitivos. Retorna los problemas y resultados relativos a los fenómenos 1, 2 Y3. Establece conclusiones definitivas sobre el comportamiento conductor o aislante de los materiales.

Revisan los conceptos trabajados: material conductor o aislante, conductividad calorífica. Aplican sus conocimientos para relacionar objetos conocidos, el material de que están hechos, su utilidad y si es conductor o aislante.

Puesta en común: se comparten respuestas y dan explicaciones.

Cuadro 13. Relación de tareas del profesor y alumnos en' las diferentes fases de la secuencia de enseñanza.

Por último, en el tercer nivel, las actividades seleccionadas deben concretarse en materiales escritos que guíen y faciliten su .desarrollo en el aula. Aunque estos materiales pueden adoptar diferentes formatos, nosotros proponemos el diseño de la guía del profesor y las hojas de trabajo del alumno, como se recoge en el Anexo.

La guía del profesor incluye la información necesaria para aclarar el sentido de la actividad y dirigir su desarrollo. Para ello hemos diferenciado los objetivos de la actividad, el tiempo estimado para su realización, el vocabulario que debe asociarse a las principales ideas que se estudian, el procedimiento didáctico o dinámica de aula que debe seguirse para el desarrollo de la actividad y el contenido de evaluación del aprendizaje de los alumnos. Dado el carácter abierto, flexible e inacabado que otorgamos a las actividades de una propuesta didáctica, debe ser el profesor el que reelabore las pautas de actuación que se recogen en la guía.

Las hojas de trabajo del alumno pensamos que deben incluir la información necesaria para realizar la actividad, con cierto grado de autonomía, y han de servir para que los alumnos recojan por escrito los conocimientos que se van elaborando con su realización. Lógicamente, es importante que su diseño sea atractivo, algo que se favorece incluyendo ilustraciones, utilizando un lenguaje próximo, ajustando los espacios en los que debe responder, estructurando su contenido con llamadas de atención del tipo: ¿Qué sabemos sobre…? El objetivo es... La pregunta que dirige la exploración es..., etc. En definitiva, las hojas de trabajo han de señalar con claridad las tareas a realizar por los alumnos, han de resultar atractivas en su presentación y deben recoger las respuestas de los alumnos a las cuestiones planteadas. En cualquier caso, la puesta a punto de las hojas de

trabajo requiere su implementación en el aula y consiguiente evaluación, como procedimiento para que los profesores puedan contribuir con su conocimiento práctico a la mejora progresiva de las mismas y, en último término, de las situaciones didácticas diseñadas.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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y cambios. Propuesta didáctica para la educación primaria". En la obra de Ec.Banet (dtor.). Perspectivas para las ciencias en la Educación Primaria. Madrid: MEC.

ANEXO

Explorando las propiedades para diferenciar unos materiales de otros Segundo Ciclo

Nombre:

MATERIALES CONDUCTORES Y AISLANTES (Los materiales se comportan de diferente manera frente al calor)

Hoja de trabajo 1: ¿Qué sabemos sobre los materiales conductores y aislantes?

Piensa en las cosas que te rodean y pon ejemplos de materiales conductores, que se utilizan en situaciones en las

que se transmite calor, como:

Una sartén de hierro donde se cocina Una cafetera de aluminio donde se hace café …………. ………….

Pon ejemplos de materiales malos conductores que se utilizan en situaciones cotidianas en las que nos interesa que no se

transmita calor, es decir, se utilizan como aislantes, como por ejemplo:

El recubrimiento interior y exterior de plástico de una nevera portátil …………. …………. ………….

Como habrás visto en los ejemplos, los metales son buenos conductores del calor.

Ahora bien, ¿crees que es una propiedad que tiene el mismo valor para todos los metales? Es decir, ¿todos los metales conducen el calor con la misma rapidez?

De la misma manera, ¿hay materiales que son mejores aislantes que otros, o todos se comportan igual, impidiendo la transmisión del calor?

¿Utilizaríamos diferentes materiales aislantes si queremos conservar un objeto frío o un objeto caliente aislado de la

temperatura ambiente? ¿Crees que se comportan de diferente manera en una u otra situación?

A las anteriores cuestiones trataremos de darle respuesta explorando diferentes situaciones en.los apartados siguientes.

Tiempo que tardan en derretirse las gotas de cera sobre la varilla Metal de la varilla 1ª. gota 2ª. gota Cobre Hacer aluminio

¿En qué metal se propaga más deprisa el calor? ¿Se confirman tus predicciones?

¿Puedes decir qué tejido se ha comportado como mejor aislante, impidiendo que el agua se enfríe deprisa?............

El tejido…………transmite peor el calor del agua caliente al exterior y, por tanto, hace que se enfríe más lentamente.

MATERIALES CONDUCTORES Y AISLANTES (Los materiales se comportan de diferente manera frente al calor)

Guía del profesor Objetivos. Los alumnos deben:

• Explorar la conductividad calorífica de diferentes metales y la capacidad conductora o aislante de diferentes materiales. • Comprender que las propiedades pueden tener diferentes valores;; el que varios materiales tengan una propiedad les

lleva a pertenecer a un mismo tipo (grupo de clasificación) pero no quiere decir que todos tengan el mismo valor (intensidad) de la propiedad.

• Seguir un diseño en la realización de las pruebas experimentales para la determinación de una propiedad de forma sistemática y rigurosa.

• Proponer un diseño para el estudio de una propiedad fundamentado en las variables que pueden influir en el comportamiento del material.

• Elaborar conclusiones basadas en los datos obtenidos de las observaciones experimentales.

Tiempo: Aproximadamente tres sesiones de clase, según conocimientos de los alumnos o una-dos sesiones con trabajo

complementario en casa. Material: Para el apartado A es necesario incluir: una colección de al menos tres varillas finas de metales diferentes (Se pueden

hacer con trozos de cables de l5 cm, o bien: clip, horquilla del pelo, agujas largas...). Cuidando que su sección sea semejante, ya que si no influirá en los resultados. Un plato, una vela y una pinzas de madera. Reloj.

Para el apartado B se necesitan: Tres tarros transparentes, tres cubitos de hielo y diferentes materiales a probar como

aislantes: lana, algodón, plástico (trozos), corcho,.... Para el apartado C se necesitan: tres latas de refresco, un termómetro y tejidos diferentes para envolver las latas.

Vocabulario: Calor, conductividad térmica o calorífica, conductor, aislante, variación de temperatura, termómetro.

Procedimiento:

l° El profesor inicia la actividad planteando la conducción del calor por algunos materiales, haciendo referencia a la transmisión de energía a través de ellos, y su importancia en muchas circunstancias cotidianas. Los alumnos han de proponer situaciones en las que se utilizan conductores y aislantes del calor.

Se termina la puesta en común planteando la diferente facilidad de conducir el calor de los metales aunque en general sean todos buenos conductores.

2° Los alumnos comentan en grupo y hacen predicciones sobre el comportamiento como conductor de varios metales y las comprueban utilizando el sentido del tacto (sensación térmica). En la puesta en común se ha de hacer hincapié en la deficiencia de los sentidos para tomar datos fiables. Se plantea la necesidad de realizar medidas más rigurosas.

3° Los alumnos, en grupo, inician la actividad B, proponiendo posibles diseños experimentales que nos permitan decidir qué metal es mejor conductor. En común se discuten las diferentes propuestas, analizando sus ventajas y sus inconvenientes para la consecución del objetivo propuesto y para una realización sencilla y fiable.

Se analiza la propuesta realizada por el profesor, insistiendo en las condiciones que se han tenido en cuenta según las variables que pueden influir (misma llama, sección semejante de los alambres, calentamiento en el extremo a 5 cm de la primera gota en todos los casos, mantener fija la posición del alambre, etc.).

Se realiza la experiencia por grupos, se anotan los resultados y conclusiones. En la puesta en común se analizan las diferencias y las posibles incidencias en la experimentación.

4° Con los apartados B y C el profesor tratará que los alumnos hagan predicciones derivadas de sus experiencias previas con esos materiales y sus percepciones de fenómenos cotidianos. Se planteará la necesidad en ambos casos.de realizar una comprobación sistemática del poder aislante de los materiales. En las puestas en común de los resultados, se debe insistir en la transferencia del calor del foco caliente al frio, en un caso, desde el medio, ambiente al hielo, y en el otro, del agua al medio ambiente. Se trata de que observen ambas-situaciones de transmisión del calor y el papel de un material aislante en ambas.

5° Para finalizar, se plantea la necesidad de revisar los conocimientos adquiridos, aplicándolos en la identificación de situaciones cotidianas, donde son necesarios materiales conductores o aislantes. Evaluación:

Se considerará la capacidad del alumno para identificar situaciones cotidianas relacionadas con la conductividad térmica; para poner en práctica diseños experimentales; para proponer diseños creativos y fundamentados en las variables a estudiar; para el análisis de los datos y la elaboración de conclusiones basados en los mismos.

Así mismo, se tendrá en cuenta su actitud de interés y participación en la realización de las actividades y aportación al grupo de trabajo.