Merino Gomez Aduriz 2008

Departament de Didàctica de la Matemàtica i de les Ciències Experimentals

ISBN: 84-920738-2-9

Colección Formación en Investigación para Profesores

Volumen I

Áreas y Estrategias de Investigación en la Didáctica de las Ciencias Experimentales

Universitat Autònoma de Barcelona 2008

Coordinadores

Cristian Merino Rubilar, Adrianna Gómez Galindo y Agustín Adúriz-Bravo

Impresión Universitat Autònoma de Barcelona

Servei de Publicacions E-08193 Bellaterra (Cerdanyola del Vallès), España

[email protected] http://publicacions.uab.es

Copyright © 2008 Contribuidores

Agustín Adúriz-Bravo / Fanny Angulo / Digna Couso / Mariona Espinet / Mª Pilar Garcia / Adrianna Gómez Galindo /

Mercè Izquierdo / Conxita Márquez / Cristian Merino Rubilar / Lizette Ramos De Robles / Roser Pintó /

Mª Carolina Pipitone / Mario Quintanilla / Marcel·la Saez / Neus Sanmartí / Anna Sardà / Montserrat Tortosa

Diseño y Maquetación Cristian Merino Rubilar

Primera edición: 2008

Impreso en España.

ISBN: 84-920738-2-9 Depósito legal: B.18.507-2008

Agradecimientos

Unidad Monterrey Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional-CINVESTAV

Monterrey, México

Unidad de Perfeccionamiento Docente, Programa de Becas de Ayuda Pontificia Universidad Católica de Valparaíso

Valparaíso, Chile

Ministerio de Planificacion y Desarrollo (MIDEPLAN) Becas de Estudio de Postgrado, Gobierno de Chile

Vicerrectoría de Investigación, Programa de Personal Investigador en Formación (PIF)

Universitat Autònoma de Barcelona Bellaterra, España

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Índice

Presentación.

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Parte I. Áreas de Investigación en la Didáctica de las Ciencias Experimentales.

Capítulo 1. Las concepciones alternativas, el cambio conceptual y los modelos explicativos del alumnado. Adrianna Gómez Galindo

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Capítulo 2. La organización y la secuenciación de los contenidos para su enseñanza. Mercè Izquierdo

33

Capítulo 3. La resolución de problemas. Digna Couso, Mercè Izquierdo y Cristian Merino Rubilar

59

Capítulo 4. Las tecnologías de la información y la comunicación. Roser Pintó, Marcel·la Saez, y Montserrat Tortosa

83

Capítulo 5. La naturaleza de la ciencia. Agustín Adúriz-Bravo

111

Capítulo 6. La comunicación en el aula. Conxita Márquez

127

Parte II. Estrategias de Investigación en la Didáctica de las Ciencias Experimentales.

Capítulo 7. Elaborar unidades didácticas incorporando la historia de la ciencia. Mario Quintanilla y Cristian Merino Rubilar

149

Capítulo 8. Favorecer la argumentación en la clase. Carolina Pipitone, Anna Sardà y Neus Sanmartí

169

Capítulo 9. Utilizar las narrativas en el trabajo experimental. Lizette Ramos De Robles y Mariona Espinet

197

Capítulo 10. Formar profesores mediante la investigación acción. Fanny Angulo y Mª Pilar Garcia Rovira

211

5

PRESENTACIÓN 1. Antecedentes de este libro.

Sin duda, el siglo XX, que hace bien poco hemos dejado atrás, se caracterizó por un crecimiento acelerado en el conocimiento científico y por la generación de tecnología; quisiéramos pensar que el siglo XXI, que apenas comienza, se caracterizará por un amplio acceso por parte de la población, especialmente niños y niñas, adolescentes y jóvenes, al conocimiento científico y a la comprensión de las aplicaciones tecnológicas. Estamos hablando aquí, no de una mera transmisión enciclopédica y de un uso mecánico de la tecnología, sino de que las nuevas generaciones de nuestros pueblos de habla hispana obtengan herramientas intelectuales que les permitan operar con la información, tanto para tomar decisiones relacionadas con la salud, el medio ambiente, el uso de la tecnología, o los apoyos a programas de investigación, por ejemplo, como para disfrutar de la comprensión del mundo desde el particular punto de vista que brinda el conocimiento científico.

Siendo así, la enseñanza de las ciencias1 se ha propuesto como uno de

sus objetivos primordiales la alfabetización científica de todos los niños y niñas, adolescentes y jóvenes de cada país. Esta labor se ha identificado como prioritaria, pero también como problemática. Por ejemplo, encontramos altos índice de fracaso (reprobación, repitencia, deserción) en el área de Ciencias en los diferentes niveles educativos. Además, estamos viendo que cobra una enorme importancia para la sociedad el desarrollo científico y tecnológico, pero ha disminuido la cantidad de alumnos y alumnas que entran a carreras científicas y, con ello, la formación de científicos y científicas. Por otra parte, aumentan cada día las desigualdades en el acceso a la ciencia y la tecnología entre los diferentes grupos sociales.

Encontramos, entonces, que enseñar ciencias de manera significativa y valiosa se ha convertido en un problema de relevancia. Este problema tiene, además, características especiales, distintas a las de la enseñanza de la matemática, las ciencias sociales o las artes. Al identificar la enseñanza de las ciencias como área problemática y al buscar soluciones y propuestas surgió, hace apenas alrededor de 30 años, una nueva disciplina, la Didáctica de las Ciencias.

1Al referirnos a “ciencia” hacemos alusión a las ciencias experimentales o naturales (química, física, biología, geología…). La matemática y las ciencias sociales tienen, a su vez, sus propias Didácticas Específicas.

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Coincidimos en este sentido con los planteamientos de algunos autores como Agustín Adúriz-Bravo y Mercè Izquierdo2, quienes han caracterizado la Didáctica como una “teoría aplicada”, comparable en muchos aspectos con la medicina o la ingeniería en tanto que tecnologías. La Didáctica de las Ciencias constituiría una práctica profesional que remite a un cuerpo de conocimientos básicos y aplicados.

La Didáctica de las Ciencias busca identificar y resolver las cuestiones relacionadas con la enseñanza de las ciencias. Tiene una doble labor, como actividad de investigación que genera conocimiento científico sobre qué y cómo enseñar, y como actividad de intervención en el mundo, en la práctica de la enseñanza de las ciencias, que involucra conocimientos que van más allá de los aspectos teóricos desarrollados por la misma Didáctica. Esta disciplina adapta, combina, transforma y profundiza las contribuciones teóricas de diferentes campos (ciencias experimentales, psicología, pedagogía, sociología, filosofía de la ciencia…) con el fin último de mejorar la enseñanza de las ciencias.

La aparición de la Didáctica, como hemos mencionado, es bastante reciente; podemos decir en términos generales que toma impulso en la década de los 80s. Sin embargo, en Latinoamérica es prácticamente imposible identificar grupos de investigación con proyección antes de la década de los 90s. Desde entonces se han venido dando colaboraciones e intercambios de nuestra región con otros países, lo que ha generado antecedentes importantes para el establecimiento de una red de investigación en el área. Esta Red de Investigadores Iberoamericanos en Didáctica de las Ciencias Experimentales y la Matemática3, RedIIDCyM, se conformó oficialmente en abril del año 2006, durante el Primer Encuentro de Investigadores Iberoamericanos en Didáctica de las Ciencias y la Matemática, celebrado en la ciudad de Medellín, Colombia.

Durante dicho encuentro se discutieron algunas de las finalidades de la RedIIDCyM, destacándose la necesidad de conjuntar esfuerzos para impulsar la investigación y la formación de recursos especializados en el área. En el presente año (2008) se planea realizar el Segundo Encuentro de la Red, en Montevideo, Uruguay, en el mes de mayo.

Actualmente, nuestra Red acoge investigadores e investigadoras procedentes de Argentina, Chile, Colombia, Brasil, Uruguay, México y España; muchos de ellos son autores de los capítulos de este libro. Un 2Adúriz-Bravo, A. e Izquierdo, M. (2005). Utilising the ‘3P-model’ to characterise the discipline of didactics of science. Science & Education, 14(1), 29-41. 3Cabe destacar que en este volumen los trabajos versan sobre la Didáctica de las Ciencias, pero en la RedIIDCyM confluyen investigadores e investigadoras de esta disciplina con otros que se dedican a la Didáctica de la Matemática.

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producto del interés de la RedIIDCyM en la formación de recursos humanos es el presente libro, primero de una colección dirigida a profesores y profesoras en formación y en actividad que estén interesados en la investigación y la innovación en la enseñanza de las ciencias y la matemática.

Con este libro queremos invitar a los estudiantes e investigadores noveles a sumarse a los esfuerzos de construir una comunidad articulada y reconocida en Didáctica de las Ciencias y la Matemática. Tal como ya mencionamos, la Didáctica de las Ciencias es una disciplina joven, con un campo de acción en reconstrucción y en pleno desarrollo. Si bien se ha nutrido de las teorías generadas en otras disciplinas que la antecedieron en la historia, es necesario remarcar que no se trata de una mera aplicación de los conocimientos generados en otras áreas, como por ejemplo en la pedagogía, la psicología educacional o las mismas ciencias experimentales. Nuestra disciplina no es una subárea de la pedagogía, ni una mera difusión de los conocimientos disciplinares en ciencias. Si bien se ha aceptado a la Didáctica como una ciencia por la comunidad de didactas, aún es necesario buscar su reconocimiento entre otros grupos.

Aceptar a la Didáctica de las Ciencias como disciplina implica también la formación de recursos humanos especializados para la investigación en dicha área. Ello conlleva la necesaria generación de más programas específicos de formación de investigadores en esta área, especialmente en Latinoamérica.

También es necesario establecer más y mejores formas de

comunicación entre los y las integrantes de la comunidad, especialmente los investigadores y el profesorado. Esto implica establecer vínculos significativos que permitan hacer llegar al aula los resultados de la investigación y abordar investidamente los problemas relevantes del aula.

Estos no son los únicos retos que les invitamos a asumir, pero queremos cerrar este apartado invitando a los lectores y lectoras a imaginar las múltiples posibilidades que también se presentan en una disciplina que se está inventando a sí misma. 2. Contenido del libro.

Se reúnen en este libro diversos trabajos de meta-análisis sobre la investigación y la innovación en la Didáctica de las Ciencias. Hemos pretendido hacer una aproximación a las orientaciones actuales en investigación didáctica que sea útil para la formación inicial y permanente del profesorado de educación primaria y secundaria. Ello supuso tomar algunas decisiones que nunca resultan fáciles. La compilación de los artículos presentes en este volumen no abarca todas las líneas de investigación en el

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área de la Didáctica, que son demasiado numerosas. Queda abierta la puerta para abordar algunas de las que han sido omitidas en volúmenes posteriores.

Las áreas de investigación aquí presentadas corresponden a líneas de

trabajo desarrolladas actualmente en Iberoamérica por grupos de investigadores e investigadoras que van ganando reconocimiento creciente. La forma en que está planteado cada capítulo permite conocer los antecedentes y el estado del arte de la línea, así como el tipo de investigaciones que actualmente realizan el autor o autora y su grupo de investigación.

Creímos pertinente organizar el volumen en dos partes. La primera contiene seis capítulos que abordan algunas áreas de investigación de manera bastante general. La segunda parte, cuatro capítulos más centrados en estrategias concretas de abordaje del trabajo didáctico, con el foco puesto en un nivel más concreto. Esperamos lograr, con la sucesiva edición de otros volúmenes, la incorporación de más líneas de investigación y grupos existentes en la comunidad de habla hispana. El contenido del libro se organiza de la siguiente manera:

• En el primer capítulo de la primera parte, Adrianna Gómez Galindo aborda la línea de investigación sobre las llamadas ideas alternativas como punto de partida para reconocer la importancia de los modelos explicativos del alumnado y para apreciar la dificultad de modificarlos mediante una instrucción tradicional. Posteriormente, presenta un panorama de la innovación educativa que busca formas nuevas de enseñar ciencias que apoyen la evolución de los modelos de los estudiantes.

• En el capítulo 2, Mercè Izquierdo nos invita a investigar en torno a nuevas programaciones para la enseñanza de las ciencias. En su capítulo, ella plantea una reflexión sobre el término “contenido científico de la clase” (¿qué enseñar?), proponiéndolo sustituir por el término “actividad científica escolar”. Con ello nos sitúa en una perspectiva de educación de competencias que, al desarrollarse y llevarse a la práctica, dan lugar a una “ciencia del profesor” (la Didáctica de las Ciencias, o Didactología).

• En el capítulo 3, Digna Couso, Mercè Izquierdo y Cristian Merino proponen reflexionar sobre la resolución de problemas científicos en el aula, reivindicando su importancia como una habilidad/competencia imprescindible para los estudiantes de ciencias. Los autores plantean que identificar un problema e intentar resolverlo ha sido considerado como el principal estímulo para la investigación científica. Consideran que en el proceso de resolución se producen variaciones conceptuales gracias a las cuales los conocimientos científicos (teorías,

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procedimientos y lenguajes) evolucionan. Este esquema puede aplicarse también a la enseñanza de las ciencias.

• En el capítulo 4, Roser Pintó, Marcel·la Saez y Montserrat Tortosa nos muestran cómo la naturaleza interactiva y dinámica de las nuevas tecnologías de la información y la comunicación (TICs) pueden facilitar a los alumnos y las alumnas la visualización de procesos y de relaciones cualitativas y cuantitativas entre las variables relevantes de un fenómeno. Señalan cómo fomentar que los estudiantes accedan a la explicación de procesos de forma más rápida y fácil, formulen nuevas ideas y las transfieran entre contextos.

• En el capítulo 5, Agustín Adúriz-Bravo nos dibuja un panorama general sobre la línea denominada “naturaleza de las ciencia” (NOS); en ese panorama, el autor repasa brevemente conceptos, ideas, propuestas y materiales generados desde la línea de investigación que intenta enseñar a diversas poblaciones la cuestión de qué es la ciencia y cómo trabaja.

• En el capítulo 6, Conxita Márquez nos invita a promover la competencia lectora de textos científicos de diversas procedencias que contribuyen a la alfabetización científica de los ciudadanos y ciudadanas. La autora nos plantea preguntas tales como: ¿qué significa leer en clase de ciencias?; ¿qué dificultades tienen los textos científicos?; ¿qué metodologías de investigación se utilizan?; y, particularmente, ¿qué actividades de aula promueven la lectura crítica?

• En el capítulo 7, el primero de la segunda parte de este libro, Mario Quintanilla y Cristian Merino Rubilar nos proponen algunas orientaciones teórico-metodológicas que permiten al profesorado de ciencias diseñar, elaborar e investigar sobre secuencias didácticas que incorporen la historia de la ciencia en la enseñanza. Para ello, sugieren analizar los criterios pedagógicos y didácticos a tener en cuenta y discuten el uso de instrumentos elaborados a partir de trabajos anteriores. Además proporcionan actividades específicas y orientan su implementación.

• En el capítulo 8, Carolina Pipitone, Anna Sardà y Neus Sanmartí nos presentan la argumentación como un elemento esencial en la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias, que permite al alumnado pensar sobre los fenómenos con planteamientos alternativos a los intuitivos. Las autoras enfatizan que la argumentación implica analizar diferentes puntos de vista y tenerlos en cuenta al momento de arribar a una conclusión.

• En el capítulo 9, Lizette Ramos De Robles y Mariona Espinet, moviéndose en le marco de la formación del profesorado bajo la óptica del Espacio Europeo de Créditos por Competencias (EECC), donde los contenidos disciplinares son enseñados en ambientes multilingües, nos muestran el uso de narrativas experimentales como instrumentos que

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pueden colaborar en la mejora tanto del aprendizaje de las ciencias como del dominio de una segunda lengua.

• En el capítulo final de este volumen, Fanny Angulo y Mª Pilar Garcia sugieren y desarrollan la idea de que la formación del profesorado de ciencias incluye la reelaboración personal de los modelos teóricos de la ciencia (modelización), así como la de los modelos didácticos desde los cuales el profesor o profesora toma decisiones cuando enfrenta la realidad de la enseñanza (modelización didáctica).

Finalmente, al encargar esta obra a una diversidad de autoras y autores,

hemos pretendido que cada tema estuviera desarrollado por investigadores e investigadoras con amplio conocimiento teórico y práctico del mismo. En efecto, las reflexiones aquí presentadas son, en buena medida, fruto de un trabajo continuado a lo largo de cada línea, a nivel de maestría, doctorado y posterior.

Otro factor que hemos tenido en cuenta ha sido garantizar una variada

procedencia disciplinar (entre quienes escriben hay biólogos, químicos, físicos, geólogos y pedagogos) y profesional (profesores de primaria, instituto y universidad), de manera que se incluyan e interrelacionen ricamente diversas perspectivas.

Es nuestro sincero deseo que puedan disfrutar de la lectura de este primer volumen de la Colección tanto como nosotros hemos disfrutado preparándolo.

Cristian Merino Rubilar (Bellaterra, España) Adrianna Gómez Galindo (Monterrey, México)

Agustín Adúriz-Bravo (Buenos Aires, Argentina)

Abril de 2008

Parte I. Áreas de Investigación

en la Didáctica de las Ciencias Experimentales


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CAPÍTULO 1 LAS CONCEPCIONES ALTERNATIVAS, EL CAMBIO CONCEPTUAL Y LOS MODELOS EXPLICATIVOS DEL ALUMNADO Adrianna Gómez Galindo

Unidad Monterrey-Educación en Ciencias Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados del IPN-Cinvestav Monterrey, México Resumen. En este capítulo se presenta el campo de investigación sobre enseñanza de las ciencias centrado en la figura del alumno. Inicialmente se aborda la línea de investigación sobre ideas alternativas del alumnado como punto de partida para reconocer la importancia de sus modelos explicativos y la dificultad para modificarlos mediante una instrucción tradicional. Posteriormente, se presenta la innovación educativa dirigida a la búsqueda de nuevas formas de enseñar ciencias que apoyen la evolución de los modelos de los y las estudiantes. Se muestra el diseño de actividades y unidades didácticas y su estudio a través del análisis del discurso y de la argumentación en el aula. Finalmente, se dan algunas recomendaciones para realizar investigación sobre actividades diseñadas para promover la evolución de las ideas de los y las estudiantes. 1. Introducción al campo de investigación.

Una de las autoras más reconocidas y citadas en el campo de la didáctica de las ciencias es Rosalind Driver. Nacida en Inglaterra el año de 1941, presenta su tesis de doctorado, desarrollada en la Universidad de Illinois, en 1973. En ella llama la atención sobre el hecho de que los alumnos llegan al aula con conocimientos generados en dominios específicos. Estos hallazgos se contraponían con las posturas aceptadas hasta ese momento que, siendo de corte piagetano, sostenían que las capacidades lógico-matemáticas eran globales y no suponían la existencia de diferencias en el conocimiento en dominios específicos. La tesis de Rosalind, sus trabajos posteriores (Driver, 1997 y Driver et al., 1999), así como los estudios generados a continuación, han dado lugar a una línea de investigación que se ha llamado genéricamente de “ideas previas”, “ideas alternativas” o “concepciones alternativas”. Esta línea no es solamente una de las más consolidadas en la investigación en la Didáctica de las Ciencias, sino que representa un amplio campo de acción en investigación e innovación y de posibilidades para la planeación educativa.

Al desarrollarse la línea de investigación sobre ideas alternativas,

empiezan a surgir otros estudios que reconocen las implicaciones de sus resultados en una escala mayor. Una de estas reflexiones versa sobre la relación entre cómo los alumnos aprenden y cómo los profesores enseñan.

Gómez Galindo, A.

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Estudios posteriores han venido mostrado que la concepción que tenemos sobre cómo aprenden nuestros alumnos nos lleva a concebir cómo debemos enseñarles, y por tanto influye fuertemente el diseño de actividades de aula. Cuando pensábamos que los alumnos llegaban a nosotros con una mente en blanco, que eran una tabula rasa en la cual escribir, dispuesta a interiorizar nuestras enseñanzas; enseñábamos en consecuencia: con un modelo de transmisión, donde la mente del estudiante era una pagina en blanco y aprender ciencias era asimilar contenidos (para una descripción de modelos de enseñanza y aprendizaje ver Jiménez, 2000).

Reconocer que los alumnos llegaban al aula con modelos explicativos4 sobre los fenómenos naturales y aceptar la dificultad para modificar o sustituir esos modelos durante la enseñanza nos brindó una nueva visión sobre cómo debería abordarse la enseñanza de las ciencias. Los profesores y profesoras llegan al aula con propuestas para explicar los fenómenos que se han generado desde la ciencia erudita; los alumnos, con explicaciones de sentido común. ¿Cómo transitar entre ambos discursos?

Si continuamos nuestro recorrido, podemos encontrar en el 2003, en el International handbook of science education (editado por Fraser y Tobin), que el artículo introductorio a la primera parte, a cargo de Reinders Duit y David Treagust, se titula: “Learning science: From behaviorism towards social constructivism and beyond”. Este artículo nos recuerda que desde finales de los años 70s la investigación en el aprendizaje de las ciencias empieza a buscar entender no solo los productos sino los procesos. Uno de los retos es el diseñar actividades que promuevan la evolución de los modelos explicativos de los alumnos y comprender los procesos que llevan a dicha evolución. Además de las aportaciones de Rosalind Driver ya mencionadas, los cambios en los currículos de ciencias y las aportaciones de la filosofía de la ciencia, las ciencias cognitivas y la pedagogía jugaron un papel relevante en la generación de esta nueva búsqueda.

Actualmente, el diseño de actividades didácticas innovadoras pone el acento en la interacción entre maestros, alumnos y contenido. Podemos ver en las revistas especializadas una creciente cantidad de trabajos que revisan la enseñanza de temas específicos y las interacciones docente-alumnos (ver, por ejemplo, Banet, 2000; Furió et al., 2000; Pedrinaci, 2000 y Saura y Pro, 2000). 4Algunos autores hablan sobre ideas alternativas, otros sobre modelos alternativos. La diferencia entre ideas y modelos no es trivial y es fuente de numerosas discusiones teórico-metodológicas. Las investigaciones en Didáctica han seguido, desde hace ya algunos años, diferentes caminos. Una perspectiva ampliamente desarrollada es la del cambio conceptual; otra menos conocida, pero bastante estudiada, es la de la modelización. Algunos autores encuentran reconciliables ambas perspectivas, otros no tanto. En este capitulo se menciona la perspectiva de cambio conceptual, pero no se desarrolla; para ello sería necesario otro capítulo. Tampoco se ahonda en la perspectiva de la modelización. Sin embargo, cabe aclarar que esta última es en la que está fundamentado mi trabajo de investigación, tanto respecto a las innovaciones como a su análisis, y es la que fundamenta las propuestas que hago en este capítulo.


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El análisis de actividades de aula busca entender cómo se construye el conocimiento compartido (ver, entre otros, Edwards y Mercer, 1998; Coll y Edwards, 1996; Candela, 1999; Jiménez y Díaz, 2003). Este es un tema que en los últimos quince años ha experimentado un desarrollado acelerado.

En este capítulo nos aproximaremos al análisis de la actividad en el aula centrada en el diseño y el desarrollo de actividades didácticas que buscan establecer puentes entre las ideas de partida de los alumnos y sus modelos explicativos y los modelos científicos eruditos. Inicialmente, revisaremos algunos aportes sobre ideas alternativas, para continuar con el análisis del trabajo en el aula y de los mediadores didácticos. Cabe aclarar que esta no es una revisión exhaustiva sobre el tema, sino que pretende iluminar algunos aspectos de interés con la finalidad de motivar a los investigadores e investigadoras jóvenes a adentrarse en el diseño y análisis de actividades innovadoras insertas en la complejidad del trabajo en el aula.

Muchos de los aspectos que pueden estudiarse en las innovaciones didácticas se presentan en otros capítulos de este mismo libro. Aquí tomamos algunos de ellos e incluimos otros, en los que el énfasis está puesto en el papel del estudiante como constructor de sus modelos explicativos, sin dejar de lado el papel del profesor o profesora como gestor de actividades y promotor de la incorporación de nuevas ideas y experiencias. 2. Estado del arte.

El estudio de las ideas con las que llegan los alumnos al aula y que utilizan para explicar los fenómenos naturales, las llamadas “ideas alternativas”, es uno de los campos de investigación con mayor consolidación en la Didáctica de las Ciencias. Daniel Gil y colaboradores, en la revisión de la Didáctica como disciplina emergente (2000), no dudan en considerarla como la línea con mayor consolidación e impacto. Tal como mencionan estos autores, ello puede deberse a dos cosas. Primeramente, a que los resultados obtenidos en estas investigaciones son más claros y convincentes que los derivados de otro tipo de estudios. En segundo lugar, y quizás más importante en el desarrollo de la Didáctica, a que sus resultados han cuestionado profundamente los modelos de enseñanza por transmisión y han llevado a un serio replanteamiento de la labor docente.

Podemos situar el inicio del estudio de las ideas alternativas en ciencias con la publicación de las tesis doctorales de Rosalind Driver (1973) y Laurence Viennot (1976). Esta última versa sobre las concepciones de los estudiantes de física sobre la idea de fuerza. De entonces a la fecha se han publicado cientos de trabajos sobre el tema. Las revisiones de Duit (1994) y Pfundt y Duit (1994), el monográfico de la revista Alambique número 7, de 1996, entre otros

Gómez Galindo, A.

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muchos textos, nos permiten observar el desarrollo exponencial de la línea. En sus inicios, estas ideas o concepciones fueron denominadas de diversas maneras; actualmente, y tras la propuesta de Wandersee, Mintzes y Novak (1994), parece que ha habido un acuerdo en llamarles concepciones alternativas.

En una revisión del tema, Carles Furió y colaboradores (2006: 67) presentan algunas de las características encontradas para estas concepciones alternativas:

• Están ampliamente representadas en el aprendizaje de las diferentes

áreas científicas. Estos autores mencionan, a manera de ejemplos: la estrecha relación entre la fuerza y el movimiento de los cuerpos en mecánica; la asociación entre la flotación de los cuerpos y su falta de peso; la poca materialidad de los gases, y de ahí que no se los considere como sustancias que intervienen en las reacciones químicas; la influencia del medio físico en los cambios del genotipo de los seres vivos, entre otras muchas ideas.

• Las más estables están organizadas en esquemas conceptuales coherentes y son más resistentes a la enseñanza habitual.

• Algunas se parecen a ideas existentes en épocas pasadas de la historia de la ciencia. Por ejemplo, en nuestros estudios hemos encontrado que algunos niños de 5º grado de primaria (11 años), al dibujar la recepción de estímulos en un ave, trazan una flecha del ojo del ave hacia lo que se supone que esta observa (Gómez, Sanmartí y Pujol, 2007). Esta forma de explicar la visión se encuentra en la Óptica de Ptolomeo, en la que se utiliza este “rayo de visión” inventado por los griegos (Guillaumin, 2005: 149).

Ante estos resultados, en la década de los 90s se hizo evidente que era

necesario ir más allá. Habíamos de utilizar nuestra nueva comprensión sobre las formas en las cuales los estudiantes aprendían para buscar que las concepciones alternativas se modificaran o se construyeran otras en paralelo, acercándose a las explicaciones aceptadas desde la ciencia. Se destacaba también que los alumnos habrían de encontrar sentido a la ciencia que se les enseña. Esto se refleja en los títulos –y el contenido– de los libros de Rosalind Driver y colaboradores, Making sense of secondary science (1999), y de Eduardo Mortimer y Philip Scott, Meaning making in secondary science classrooms (2003).

Inicialmente, los trabajos se orientaron a alcanzar un cambio en las concepciones, o cambio conceptual, y se estudiaron las posibles estrategias para lograrlo. Una vertiente posterior ha llevado a reconsiderar la complejidad de los procesos de aprender ciencia.


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Actualmente hemos reconocido que no es suficiente intentar que los alumnos cambien sus concepciones alternativas, sino que se busca que desarrollen una comprensión de los fenómenos en la que se consideran los ejes epistemológico, axiológico, praxiológico y retórico, integrando pensamiento, lenguaje y acción (Izquierdo, 2004). Se da importancia, también, a aprender a hablar y escribir ciencias y a argumentar (Sutton, 1992; Lemke, 1997; Jiménez, 2005). Igualmente importante es la reflexión sobre la construcción del conocimiento científico como actividad humana contextualizada y a la comprensión de esta actividad (Adúriz- Bravo, 2001). Una propuesta, que respaldo, es considerar las ideas y modelos alternativos como punto de partida con valor epistémico para el desarrollo de modelos escolares en los estudiantes; es decir, no como obstáculos en el aprendizaje sino como posibilidades para el trabajo en el aula.

Es en este contexto que podemos identificar, como un área de investigación, una de las líneas de trabajo consiste en el diseño y el análisis de actividades didácticas en condiciones “naturales”. En esta línea se busca un enfoque integral que considera como actor central al alumno, sin dejar de lado el papel del docente como gestor y guía de las actividades, y donde se considera el carácter específico del contenido a aprender.

En este cambio de paradigma, el diseño de actividades didácticas se

revela no solo como un ámbito de investigación sino también de innovación (ver el volumen 26, número 5, del año 2004, del International Journal of Science Education, dedicado al análisis de la implementación de secuencias didácticas). Muchas investigaciones en esta área se centran en el diseño, aplicación y análisis de secuencias para la enseñanza de temas específicos, muchas veces insertos en programas de desarrollo de materiales y de investigación-acción, buscando no sólo la comprensión sino la modificación de las prácticas.

Uno de los retos actuales es precisamente la vinculación entre innovación e investigación. El compromiso se presenta en una doble vertiente, por un lado, encontrar mejores formas de hacer y, por otro, estudiar las nuevas propuestas para comprenderlas, sistematizarlas y difundirlas (Gómez, 2006). La Didáctica de las Ciencias es concebida, por algunos autores, como una tecnociencia (Adúriz-Bravo e Izquierdo, 2005), donde el diseño de actividades didácticas efectivas pasa a ser tema de investigación. La innovación educativa y la investigación empiezan a ir de la mano (Perales, Sierra y Vilchez, 2002), aunque aún falta mucho camino por andar. Actualmente son numerosas las revistas de investigación que incluyen en su título la idea de “innovación educativa” o que dedican una sección a esta, así como son numerosos los congresos que alrededor de este tema se están organizando en todo el mundo.

Gómez Galindo, A.

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3. Aproximación de la autora al área de investigación.

En la línea de investigación que estoy desarrollando actualmente analizo, en el seno de actividades didácticas innovadoras, la construcción de explicaciones científicas escolares. Me interesa el análisis de la construcción del conocimiento científico en las aulas en condiciones naturales, tratando de incorporar la complejidad de estos escenarios y la transformación y mejora de las prácticas. Durante el seguimiento de las actividades de aula, he reflexionado sobre el camino seguido con la finalidad de comprender los procesos de innovación (Gómez, 2006a). Por otra parte, me interesa comprender cómo se construyen explicaciones científicas escolares (Gómez, 2006b); para ello identifico obstáculos epistemológicos y didácticos y busco proponer vías para su superación.

Algunos de los temas que he abordado en mis investigaciones, en

colaboración con diversos colegas, se relacionan con los siguientes puntos:

• Diseño y uso de mediadores analógicos (Adúriz-Bravo et al., 2005). • Desarrollo de actividades experimentales o de simulación, y relación

entre teoría y práctica (Gómez, Pujol y Sanmartí, 2006). • Uso y conceptualización de los materiales y equipos de laboratorio. • Definición, incorporación y uso de evidencias (Gómez y Guillaumin, en

preparación). • Incorporación y uso del lenguaje científico (Gómez y Sanmartí, 2006). • Argumentación y construcción de explicaciones (Gómez, 2006 y

Gómez, Sanmartí y Pujol, 2005). • Uso e integración de escalas de observación (especialmente en el área

de biología) (Gómez, 2005). • Procesos de regulación de las ideas, del lenguaje y de la acción (Gómez

y Sanmartí, 2007). • Gestión de las actividades y la conversación en el aula por parte del

docente. 4. Reflexiones metodológicas para la investigación en esta área.

En el campo del desarrollo de actividades didácticas innovadoras que pongan el acento en la actividad del alumno para la evolución de sus modelos explicativos, el docente o el investigador parten de una planificación donde han quedado claros el objetivo de enseñanza y el objetivo de investigación, aunque ambos pueden ir variando a lo largo de la aplicación.

Para esta planificación puede resultar útil identificar obstáculos específicos y tratar de definirlos de la manera más clara. En su identificación,


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así como al proponer posibles soluciones, la conformación de grupos de trabajo es muy enriquecedora (aunando docentes, investigadores, directivos, padres y madres de familia, etc.), pues posibilita incorporar diferentes miradas al mismo obstáculo.

Dado que la Didáctica de las Ciencias es una ciencia joven, la

adaptación de marcos teóricos provenientes de otras disciplinas es una tarea que concierne a los investigadores actuales. La adaptación de estos marcos para resolver problemas específicos en el aula resulta una tarea interesante. Cabe aclarar que consideramos que la relación entre las dificultades en el aula y la adaptación de marcos teóricos para su superación no es unidireccional. La ampliación de marcos teóricos nos permite a su vez identificar obstáculos en el trabajo en el aula; recordemos que la observación va cargada de teoría.

En nuestra experiencia, para el desarrollo de investigación en la cual la innovación es una parte inherente del proceso, identificamos, con fines de comunicación, cuatro etapas de trabajo. Al terminar las cuatro etapas o fases5 se cumple un ciclo de investigación. Dependiendo de nuestros intereses y del tiempo disponible para la investigación, podemos cumplir uno, dos o más ciclos (ver figura 1). La descripción de las etapas es:

a. El punto de partida. Se explicitan las motivaciones, intenciones y decisiones de partida. Se presenta el acercamiento a la escuela, los participantes, las decisiones que guiaron el diseño y el planteamiento general de la investigación (objetivos de la investigación6).

b. Planeación de la intervención. Se plantea la organización de las actividades o de la unidad didáctica, un bosquejo de los objetivos de aprendizaje, actividades y resultados de aprendizaje esperados.

c. Ejecución de la intervención. Se presenta la puesta en práctica de la propuesta didáctica en forma de unidad didáctica o las actividades específicas (experimentos, lecturas, ejercicios, etc.). Se trata de explicitar en lo posible el “conocimiento en la acción” y la “reflexión en la acción”.

Siguiendo a Schön (1992), el conocimiento en la acción se refiere al

conocimiento profesional que los practicantes utilizan corrientemente, que está implícito en su acción, y que es, a menudo, difícil de describir. Se refiere al saber cómo hacerlo que revelamos en nuestra acción inteligente.

5Philip Scott y Rosalind Driver (2003) mencionan por su parte dos fases: la fase preparatoria y la fase de intervención. 6Hacemos énfasis en que han de plantearse claramente dos tipos de objetivos: de investigación y de aprendizaje para los alumnos; si bien ambos se relacionan, es conveniente identificarlos y diferenciarlos explícitamente.

Gómez Galindo, A.

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La reflexión en la acción es el proceso central del “arte”7 por medio del cual los profesionales se relacionan con las situaciones “problemáticas”. Ocurre precisamente cuando una situación hace que el stock de conocimiento del profesional (su conocimiento en acción) ya no sea adecuado.

Schön dice que la “reflexión en la acción” surge cuando (Schön, en Carr, 1989: 13):

[…] respuestas rutinarias dan como resultado una sorpresa […] La sorpresa nos lleva a una reflexión dentro del tiempo real de la acción. Consideramos tanto el acontecimiento inesperado como la acción que nos ha llevado a él […] La reflexión en la acción tiene una función crítica que cuestiona la estructura conceptual del conocimiento en acción. Reflexionamos críticamente sobre el pensamiento que nos ha llevado a este punto […]

Figura 1. Diagrama que muestra dos ciclos de investigación. (Tomado de Gómez, 2004: 63.) Así pues, para Schön, la “reflexión en acción implica una reflexión sobre el

conocimiento en acción”. El conocimiento implícito se hace explicito, se examina críticamente en función de los marcos teóricos de referencia, se reformula y se comprueba mediante la acción posterior. En este sentido, la reflexión en la acción es un proceso investigativo a través del cual suceden, de

7La “competencia artística”, según Schön, es un proceso no técnico en el cual los practicantes clarifican sus concepciones de la “situación problemática” que se presentan de forma “indeterminada”, “confusa” y “problemática”, y que surgen de un conflicto de valores. La “competencia artística" les permite redefinir sus problemas en términos tanto de los fines a conseguir como de los medios para su consecución; para ello, este autor propone la investigación reflexiva.


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manera simultánea, el desarrollo del conocimiento profesional y la mejora de la práctica profesional. Nuevamente según Schön:

[…] cuando uno reflexiona al actuar, se convierte en un investigador dentro del contexto práctico. No depende de las categorías de la teoría y de las técnicas establecidas, sino que constituye una teoría del caso único […] No separa los medios de los fines, sino que los define interactivamente como trama de la situación problemática […]

Schön, en Carr, 1989: 14.

d. Modificación del estado de conocimiento. Durante las etapas anteriores se van estableciendo relaciones entre las experiencias, los resultados obtenidos y los marcos teóricos. Sin embargo, en esta fase se describen críticamente, detectando los obstáculos y las vías encontradas para su superación (en relación a los objetivos de la investigación). Este punto se puede considerar una reflexión holística, que retoma todo el ciclo sin separar teoría y práctica. Esto lleva a un nuevo punto de partida emergente que da como resultado la nueva propuesta y genera el siguiente ciclo de investigación.

Si bien la descripción clara y crítica de estas etapas, y su revisión

respecto al marco teórico actualizado, puede ser una investigación completa, el análisis en profundidad de lo que sucede en el desarrollo de las interacciones de los alumnos y los profesores es un trabajo que termina de dar fundamento al proceso de investigación e ilumina muchas áreas no consideradas en un primer acercamiento. Una posible vía para ello es a través del análisis del discurso.

El análisis del discurso de las interacciones, entre alumnos o entre alumnos y docentes, puede resultar una metodología adecuada para buscar la comprensión de los procesos de construcción de ideas y nociones por parte de los alumnos. Algunos ejemplos pueden encontrarse en: Candela, 1990 y 1999; Jímenez y Díaz, 2003 y Gómez, 2005. El análisis del discurso incluye las conversaciones, pero también los escritos, dibujos, y maquetas. El análisis multimodal abarca el uso interrelacionado de diversas formas comunicativas (se puede ver en el trabajo de Márquez, 2002).

El análisis de las interacciones entre docentes y alumnos y, específicamente, de los intercambios comunicativos y la conversación, empieza a tener interés en la investigación educativa en los años 80s, al considerarles variables importantes para la generación de los contextos de co-construcción del conocimiento, en los que el lenguaje es el instrumento por excelencia (Coll y Onrubia, 2001). Sin embargo, en esta época, el interés se centra en los procesos lingüísticos que se generan y las reglas de la interacción entre profesores y alumnos. El énfasis está colocado en el discurso del

Gómez Galindo, A.

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profesor, la generación de los contextos específicos en los que las aulas se consideran entornos comunicativos con características propias, y en los que se asume que la enseñanza es un proceso comunicativo asimétrico (Green, 1983).

Actualmente el enfoque etnográfico basado en “descubrir la clase como un espacio de investigación” (Mercer, 1996: 13) es ampliamente utilizado para el análisis de las interacciones en el aula. Si bien su empleo es polémico, recomendamos su uso, dado que el interés está centrado en la comprensión de los procesos implicados en la construcción de significados, más que en la definición de los cambios absolutos.

Para buscar la comprensión de los procesos de construcción de significados en el aula es útil, desde nuestro punto de vista, partir de definir la comunicación en clase como una actividad dinámica continua en la que hay una historia compartida entre docentes y escolares. Esta se desarrolla en un contexto que es entendido como escenario físico, es decir, como localización física espacial y temporal, pero también como escenario psicosocial, es decir, la imagen del evento elaborada por los participantes dada su pertenencia a un grupo cultural (Calsamiglia y Tusón, 1999). Sin embargo, reconocemos también que esta contextualización es acumulativa, continua e interactiva, por lo que el lenguaje no sólo se presenta en un contexto de acción y circunstancias, sino que es también a su vez contextualizador (Mercer, 1996).

Por ello, creemos que el análisis de las interacciones en el aula requiere un conocimiento no sólo del contexto como escenario, sino un seguimiento detallado de las interacciones que se producen y de su evolución. Bajo este enfoque, el investigador no puede ser un observador externo ajeno a la actividad misma que se desarrolla. Tal como lo han propuesto algunos etnógrafos, ha de ser parte de la comunidad que investiga, ya que de otra manera no podría comprender el sentido de las interacciones.

No hay duda que esta propuesta es polémica. Por una parte, ¿es posible que el investigador participe en el proceso mismo que analiza? Y de ser así, ¿cómo han de considerarse sus interpretaciones? Estas preguntas se encuentran en el centro de una de las principales preocupaciones sobre el empleo de los métodos etnográficos de investigación en educación, tal como menciona Mercer (1996: 14):

[…] El proceso analítico de la etnografía, consistente en pasar de las observaciones a conclusiones interpretativas, es difícil de explicar. En realidad sólo se puede comunicar mediante una explicación interpretativa de los sucesos, ilustrada mediante la trascripción de secuencias de habla seleccionadas: pero en estas explicaciones es difícil demostrar que se han considerado y evaluado debidamente otras explicaciones o interpretaciones alternativas. […]


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Efectivamente, la interpretación de los sucesos por parte del investigador o investigadora se encuentra inmersa en su propio marco de referencia teórico y práctico, y es desde este que ha de leerse dicha interpretación. El investigador ha de ser consciente de lo anterior y asumirlo de manera explícita en su trabajo. Con la finalidad de dar transparencia a la investigación se ha de explicitar el contexto de toma de datos, además de incorporar fragmentos de la trascripción textual de segmentos de la conversación, lo cual ayuda al lector a acercarse a la interpretación del investigador, al observar el aspecto de la realidad que este interpreta.

Una etapa previa al análisis consiste en la trascripción de las conversaciones. Existen muchas convenciones utilizadas en la trascripción de discurso. En el cuadro 1 reproducimos las utilizadas en Gómez, 2005.

Criterios de trascripción de las cintas de audio.

1. Numeración progresiva de las líneas a la izquierda. 2. Uso de grafías normales. 3. Uso de cursivas cuando se introducen frases en catalán mientras se habla en

castellano, o viceversa. 4. Respecto a los participantes: D1.- docente uno D2.- docente dos Na.- niña No.- niño Ns.- varios niños y/o niñas hablando a la vez 5. Símbolos prosódicos:

? entonación interrogativa ¡ entonación exclamativa | pausa breve || pausa mediana <…> pausa larga

6. Símbolos relativos a los turnos de palabra: = = al principio de un turno para indicar que no ha habido pausa

después del turno anterior =…= solapamiento de dos turnos

7. Otros símbolos: […] fenómenos no léxicos, tanto vocales como no vocales, p. ej.

[risas], [escribiendo en la pizarra] (???) palabra o frase inteligible o dudosa (( )) comentarios de la transcriptora

Tabla 1. Algunos criterios para la trascripción de las cintas. Tomamos de Tusón (1995) y Payrató (1995) (en Casamiglia y Tusón, 1999: 361-363) y ampliados por Gómez (2005). En las conversaciones grabadas se daba

la convivencia del castellano y el catalán: algunos criterios están destinados a resaltarla.

Gómez Galindo, A.

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Un ejemplo de trascripción se presenta a continuación: … 102 D1.- bueno muy bien Josy | ha empezado un incendio | pero bueno | qué pasaría

con todas 103 las plantas y animales que hay 104 Na.- los pájaros volarían | las animales saldrían huyendo | los que están más cerca

primero 105 D1.- -- pasa a moverlos || y cómo es que las aves saben que hay un incendio? 106 Na.- porque vuelan ((el niño mueve el ave)) 107 D1.- a ver porque vuelan no | vuelan porque saben que hay un incendio… 108 No.- porque lo ven = 109 Na.- = perquè fa olor 110 D1.- por la vista 111 Na.- por el olfato 112 Na.- = = por el olfato 113 Na.- porque sienten el calor 114 D1.- por ejemplo este que está aquí podría sentir el calor verdad? 115 Ns.- = = sí 116 D1.- cuando estamos hablando de que ven | de que sienten podría ser que

escucharan algo? 117 No.- sí las ondas 118 D1.- las ondas de que? 119 No.- del fuego

Un aspecto de capital importancia en el análisis de la construcción de significados en el aula es definir claramente qué se busca en las conversaciones. En una investigación que realizamos respecto de cómo los niños, niñas y maestras construyen en interacción significados relacionados con el modelo teórico de “ser vivo”, generamos cuatro categorías para el análisis del discurso. Para definirlas, realizamos aproximaciones sucesivas, tal como menciona Candela (1996: 101):

[…] La mirada etnográfica esta orientada por categorías teóricas que interesan al investigador, pero es el análisis fino de las situaciones de interacción, la búsqueda del sentido de los datos para los actores del proceso, en un ir y venir entre referentes teóricos y lecturas sucesivas de las transcripciones, lo que permite ir creando categorías analíticas que medien entre lo observado y la construcción teórica […], sin separarse del complejo carácter específico y circunstanciado de lo dicho en el discurso. […]

Finalmente delimitamos estas cuatro categorías: Explicaciones, Evidencias,

Regulación y Quién promueve la actividad. Cada categoría ha de delimitarse claramente para indicar qué se identifica en ella. Para cada una establecimos indicadores, es decir, posibles estados de la categoría definida. La tabla 2 ejemplifica la definición de categorías.


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Nombre de la categoría

Descripción Indicador

Explicaciones Se establece un patrón de un fenómeno observado y se indican los procesos y entidades que lo causan. En el caso del modelo de ser vivo que se construye tiene que ver con los procesos de: nutrición, relación y reproducción.

Generalización: Patrón de observaciones al nivel organismo. Mecanismo: Tendencia a explicar estableciendo relaciones con el nivel inferior a organismo. Constricción: Tendencia a explicar estableciendo relaciones con el nivel superior a organismo (ecosistema).

Evidencias

Fuente de relación con los hechos que apoyan las explicaciones.

Por observación: provenientes de una maqueta que fue construida por los niños. Otras fuentes: experiencias antecedentes o autoridad de maestros, libros, etc. Sin evidencia.

Regulación

Proceso de toma de conciencia o de reelaboración de ideas e incorporación y uso de nuevo lenguaje.

Transformación de las ideas y el lenguaje. Uso de nuevas ideas y del lenguaje. Regulación de las ideas y el lenguaje. Sin regulación.

Promotor(a) de la actividad

Persona o personas que tienen la mayor contribución para la generación del significado.

Maestras. Alumnos/as. Interacción entre maestras y alumnos/as.

Tabla 2. Categorías usadas en un estudio sobre la construcción de significados en el aula. Adaptado de Gómez, 2005.

La forma en que estos indicadores se compaginan en el discurso se

observa en la tabla 3, donde presento un fragmento que describe la forma en que se iban identificando. En este caso específico, se trata de una evidencia por observación. En cuanto a las evidencias por observaciones son claras, por ejemplo, en la actividad J ‘Nutrición en plantas’, los estudiantes han traído plantas provenientes de semillas que han puesto a germinar en su casa, en la línea 47 de la cinta 29, encontramos:

47 Na.- se está muriendo 48 D1.- pero cómo sabemos eso? 49 Na.- porque mira cómo esta 50 Na.- está doblada

En la línea 89, de la misma cinta tenemos:

89 D1.- pero éstas dijimos que se estaban muriendo || quizás necesitan ayuda | no? | cuál 90 puede ser la explicación | Marisol? 91 Na.- necesitan sol 92 D1.- dónde las teníamos 93 No.- en el laboratorio 94 D1.- cómo estaba?

Gómez Galindo, A.

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95 Ns.- oscuro 96 D1.- cuando apagamos la luz queda oscuro | no tenían suficiente luz | 97 D1.- y eso qué podía producir? 98 Na.- que no pudieran fabricar su alimento

Nota: las negritas sirven para resaltar las evidencias identificadas en el discurso.

Tabla 3. Fragmento en el que se describe cómo se identificaba en las transcripciones una categoría: las evidencias. Tomado de Gómez, 2005: 136.

Actualmente existe software de análisis cualitativo asistido por

computadora (por ejemplo, el MAXqda) que nos permiten ir señalando estos fragmentos y estableciendo relaciones entre ellos. 5. Implicaciones didácticas de la línea.

Para el trabajo en el aula es reconocida la importancia de tomar en cuanta lo que el alumno sabe. David Ausubel nos dice que un principio básico es investigar lo que el niño sabe y enseñarle en consecuencia. Sin embargo, si bien resulta relativamente sencillo identificar las ideas o los modelos explicativos de partida de los alumnos, la gestión de actividades tendientes a modificar o reorganizar sus ideas, para acercarse a los modelos explicativos de la ciencia no ha resultado nada sencilla.

Dentro de las sugerencias que se han derivado de la investigación didáctica mencionaré, a modo de ejemplo, las relacionadas con el uso de representaciones en clase. Entendemos por representación:

[…] La expresión concreta de un modelo en algún registro semiótico determinado (lenguaje natural, imagen, maqueta...). Esta expresión es creada con un propósito particular, ya sea comunicativo, para negociar significados, cognitivo, para razonar, u operatorio, para resolver problemas […]. Las representaciones son externas, es decir, ‘observables’ en sentido amplio (tienen soporte simbólico). […]

Adúriz-Bravo et al., 2005: 2.

Entre las ideas derivadas del uso de representaciones en clase, podemos mencionar:

• El uso de representaciones para que los alumnos comuniquen sus modelos. Se solicita que ellos realicen dibujos, maquetas, redacciones o comentarios, para explicar los procesos o para mostrar cómo se imaginan los eventos. Por ejemplo, lo que sucede dentro de un ser humano cuando este se come una manzana, o las partes que forman el agua u otros materiales, etc. También que realicen maquetas sobre lo qué sucede en un proceso. Estas representaciones sirven al maestro/a para identificar los modelos de partida de los alumnos o para identificar su evolución.


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• El uso de representaciones o modelos intermediarios. Llamamos modelos intermediarios a aquellos que se construyen en clase con la finalidad de ayudar a pensar, actuar y hablar en relación a los fenómenos y los modelos que los explican. En una investigación que realizamos en la escuela primaria, utilizamos una maqueta del bosque como modelo intermediario (Gómez, 2005). La maqueta fue elaborada y manipulada por los alumnos/as simulando un incendio y el posterior proceso de regeneración del bosque. La maqueta permitía que los alumnos partieran de ideas que les eran cercanas (los seres vivos del bosque, su distribución espacial) para ir hacia las ideas de un modelo de ser vivo que se construía. Se buscaba que los alumnos incorporarán la nutrición, la relación y la reproducción en sus explicaciones sobre lo que sucedía a los seres vivos en un incendio forestal.

• El uso de diferentes formas de representación de los fenómenos, de forma combinada, apoyándose mutuamente. Es sabido que una representación tridimensional de la célula nos permite resaltar ciertos aspectos, mientras una representación en dos dimensiones, otros. Igualmente en el área de física una formula y una gráfica pueden representar el mismo fenómeno, pero los jóvenes no pasan de una a otra representación de forma inmediata.

• La incorporación de procesos de regulación de la representación. Creemos que los modelos y sus representaciones evolucionan de forma conjunta. Las representaciones generadas en clase deben evolucionar, no han de ser estáticas. Para lo anterior se pueden agregar flechas, comentarios, sobreponer imágenes, etc. La regulación, además de apoyar la evolución de los modelos, permite la generación de conductas metacognitivas en los alumnos (Jorba y Sanmartí, 1994). Para ello, es importante el reconocimiento de la tarea y sus finalidades (qué se va a aprender y para qué) así como identificar los cambios que se van produciendo entre las representaciones generadas.

6. Actividades didácticas.

Retomando la última idea introducida –la regulación de las representaciones–, esbozamos una actividad, realizada en la escuela Coves d’en Cimany por la autora de esta capítulo y la profesora Teresa Pigrau, dirigida a niños de 5º año de educación primaria (10 a 11 años).

Durante diversas actividades en el aula se discutió la fotosíntesis en platas. Una actividad fue la realización de un dibujo sobre cómo las plantas producen su alimento. Este dibujo era una representación de los modelos explicativos construidos por los alumnos. La siguiente actividad fue la regulación de las representaciones. Para ello elegimos 8 dibujos de los

Gómez Galindo, A.

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alumnos/as, los fotocopiamos eliminando el nombre y reduciendo el tamaño y entregamos a los alumnos 2 hojas, con 4 dibujos de sus compañeros/as en cada hoja. La tarea consistía en evaluar los dibujos de acuerdo a los que les parecían más correctos para representar el proceso que habíamos estudiado. Los niños valoraban los dibujos utilizando una escala numérica.

Posteriormente realizamos una valoración grupal, de tal forma que identificamos los dos dibujos que a toda la clase nos parecían los mejores. Después discutimos sobre las razones de que estos dibujos nos hubieran gustado más (siempre insistiendo con los alumnos sobre considerar la explicación de un proceso y no lo bonito del dibujo). Finalmente los alumnos procedieron a mejorar su propio dibujo, en al menos tres cosas. Tras esta actividad hubo una evolución en las representaciones de los alumnos.

En esta actividad se buscaba que los alumnos analizaran las representaciones de sus compañeros y las compararán con las propias; además, que fueran adquiriendo elementos para la evaluación de las representaciones. La discusión sobre por qué se eligió un dibujo y no otro permite trabajar tanto la explicación de los procesos como la argumentación en clase y la toma de decisiones.

La discusión generada entre maestras y alumnos/as puede grabarse y después analizarse con fines de investigación.

El reconocimiento de los modelos explicativos de los alumnos no sólo

ha de realizarse, desde nuestro punto de vista, por los docentes, sino que en esta nueva manera de ver las actividades en el aula, donde el alumno se revela como protagonista central, hemos de plantearnos que el reconocimiento de los modelos de partida y su evolución ha de darse por el mismo alumno y también por sus compañeros de clase.

Este es un ejemplo entre muchas posibilidades abiertas ante esta forma

de abordar la enseñanza de las ciencias y la investigación en el área. Aquí, al igual que en muchas otras áreas de la vida “se hace camino al andar”, así que solo resta esperar encontrarnos en el camino. 8. Lecturas recomendadas. Driver, R. (1989). Ideas científicas en la infancia y la adolescencia. Madrid: Morata. Este libro introduce al estudio de las ideas alternativas de los niños y muestra las que comúnmente presentan en relación a diversos fenómenos naturales. Elliott, J. (2002). La investigación-acción en educación. Madrid: Morata. Este libro es una lectura clásica sobre el proceso de investigación-acción; presenta tanto los fundamentos como las estrategias para su desarrollo.


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Candela, A. (1999). La ciencia en el aula. México: Paidós. En este libro se presenta la argumentación en clase para la construcción de conocimientos compartidos en ciencias. Encontramos diversos ejemplos de aplicación de análisis del discurso para comprender las interacciones en el aula.

Los siguientes números monográficos de la revista Alambique nos presentan una recopilación de trabajos que complementan algunas de las reflexiones de este capítulo:

• Alambique (1996). Las ideas del alumnado en ciencias. No. 7. • Alambique (2002). Investigación e innovación en la enseñanza de las

ciencias. No. 34. • Alambique (2006). Viejos temas, nuevos enfoques. No. 48.

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Sobre la autora:

Adrianna Gómez Galindo

Es Bióloga Marina y Doctora en Didáctica de las Ciencias Experimentales por la Universitat Autònoma de Barcelona. Su línea de trabajo es el desarrollo y análisis de actividades de innovación para favorecer la construcción de explicaciones científicas escolares, con énfasis en el tránsito entre el fenómeno y la teoría, la definición y el uso de evidencias, la introducción de lenguaje científico, la generación de modelos analógicos como mediadores didácticos, el uso de diversas representaciones y la negociación de significados. Actualmente trabaja como Investigadora en la Unidad Monterrey del Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados del IPN (Cinvestav), México. Consultas y contacto: [email protected] Página web: www.mty.cinvestav.mx/index.html


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CAPÍTULO 2 LA ORGANIZACIÓN Y LA SECUENCIACIÓN DE LOS CONTENIDOS PARA SU ENSEÑANZA Mercè Izquierdo Departament de Didàctica de la Matemàtica i de les Ciències Experimentals Facultat de Ciències de l’Educació, Universitat Autònoma de Barcelona Bellaterra, España Resumen. En este capítulo planteamos una reflexión sobre el término ‘contenido científico de la clase’ (¿qué enseñar?), que proponemos sustituir por el término ‘actividad científica escolar’. Con ello nos situamos en una perspectiva de educación de competencias, que desarrollamos para dar lugar a una “ciencia del profesor” (la Didáctica de las Ciencias o Didactología). Vamos a tratar los aspectos siguientes: la oportunidad del tema, los elementos para una teoría de los contenidos y un ejemplo de programación. 1. Oportunidad del tema.

Hay ahora muchos indicios que muestran que los ‘contenidos de la clase’ son un problema que está haciendo fracasar reformas curriculares que habían despertado muchas expectativas. Lo mismo está ocurriendo al introducir la evaluación “por competencias”: el énfasis en lo que los alumnos son capaces de hacer de manera autónoma requiere nuevas estrategias docentes que ponen en evidencia la necesidad de nuevos temas de enseñanza y la dificultad de diseñar lo que se ha de enseñar en las clases de ciencias. Los nuevos currículos ‘para todos’ En España, por ejemplo, la LOGSE (Ley Orgánica General del Sistema Educativo) propuso un diseño curricular fundamentado en las ciencias cognitivas y en la epistemología, que consideraba, a la vez, cuatro aspectos: qué enseñar, cómo y cuándo enseñarlo y cómo evaluarlo. Se trataba de un currículo semiabierto, con posibilidades de adaptarlo a las diferentes tipologías de alumno y a diferentes proyectos educativos: la administración educativa debía determinar los objetivos finales de un ciclo, el equipo escolar se ocupaba de repartir los conocimientos a aprender a lo largo de los cursos del ciclo y el profesor/a se encargaba de diseñar su asignatura. Según el modelo de ‘conocimientos a enseñar’ (¿qué enseñar?) que se proponía, estos se diferenciaban según fueran hechos, conceptos y principios, procedimientos o actitudes.

Creo que ahora, con la perspectiva de casi veinte años, podemos afirmar que se trataba de una buena propuesta, aunque provocó rechazo en una parte del profesorado porque se aplicó sin tener en cuenta los recursos de

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todo tipo que necesitaba (económicos, de investigación, de formación del profesorado), porque no se ponderaron las dificultades reales de ajustar los conocimientos a los nuevos alumnos en una escuela que hubiera debido organizarse de manera diferente. En definitiva, se olvidó que existía una incipiente Didáctica de las Ciencias que podía aportar un poco de luz a este problema ya que, desde esta ‘ciencia del profesor de materia’8 se han hecho aportes de gran importancia, como veremos (transposición didáctica, PCK, ciencia escolar, Didaktik…). Los proyectos Los problemas que se acaban de mencionar, relativos a la aplicación de la LOGSE en España, no son el único ejemplo de desajuste entre intenciones adecuadas a los nuevos tiempos, las nuevas audiencias, los nuevos valores educativos. La necesidad de nuevos currículos ha dado lugar a numerosos proyectos de enseñanza de las ciencias que hacían gala de su intención transformadora frente a la enseñanza tradicional. Estos currículos ponen el énfasis en diferentes aspectos que los caracterizan, según la finalidad que quieren conseguir: la epistemología y la historia de la ciencia, la sostenibilidad y el medio ambiente, la relación entre ciencia, técnica y sociedad, la experimentación, la resolución de problemas, las moléculas, la ciencia cotidiana… Roberts (1982) se refiere a líneas que hablan por sí solas: Nature of Science, Solid Foundation, Self as Explainer, Scientific Skills, Science/Technology/Decisions,… Y, en 1998, muestra como estos ‘énfasis’ han dado lugar a currículos con contenidos nuevos y bien delimitados, como Salters, PLON, etc.

Siguiendo esta misma orientación, en nuestro departamento hemos desarrollado una determinada propuesta de ‘ciencia escolar’ (actividad científica escolar, ACE) fundamentada en un modelo cognitivo de ciencia. Diversos grupos de investigadores en Didáctica de las Ciencias en España han propuesto nuevos currículos CTS (Aureli Caamaño, Carpena y Lopesino, Daniel Gil, Jordi Solbes, Amparo Vilches, Eduardo García) y proyectos de ciencia integrada o coordinada (ver Alambique, “Nuevos tiempos, nuevos contenidos”, nº 29).

En conjunto, las aportaciones que se han hecho al tema han sido importantes, y van a serlo cada vez más porque el diseño de qué enseñar constituye ahora uno de los problemas de investigación más centrales en la Didáctica de las Ciencias, que va disponiendo de una fundamentación teórica adecuada para acometerlo.

8¿Cómo debemos llamarla? El nombre de ‘Didáctica de las Ciencias’ se confunde con la acción de enseñar ciencias y no representa la reflexión teórica que identifica esta área de conocimiento. Estany e Izquierdo (2002) propusieron llamarla ‘Didactología’.


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La evaluación por competencias La OCDE ha impulsado un sistema de evaluación externa de los conocimientos de los alumnos en la escuela secundaria obligatoria basado en las competencias básicas que el alumnado ha de haber adquirido. La novedad de este sistema es que se evalúa la capacidad de los alumnos de aplicar sus conocimientos y, para ello, se identifican las habilidades básicas, transferibles, transversales y evaluables que van a permitir hacerlo: la capacidad lectora, la resolución de problemas, el planteamiento y la contrastación de hipótesis, la argumentación…

La propuesta de evaluar “por competencias” (y no por conocimientos memorísticos) ha impregnado toda la enseñanza y ha llegado también a la Universidad. Los programas de los nuevos grados universitarios, correspondientes a la construcción de un Espacio Europeo de Educación Superior, plantean también este tipo de evaluación y, por ello, se estructuran a partir de las competencias que se consideran básicas para las diferentes especialidades, que se recogen en diversas listas que se ponen a discusión de los profesores y que está generando bastante desconcierto, porque, de nuevo, sugieren la necesidad de nuevos ‘contenidos’, y no sólo una manera diferente de evaluar.

Desde la Didáctica de las Ciencias, debemos alegrarnos de este énfasis en la competencia, puesto que con ello se está promoviendo el aprendizaje significativo frente al memorístico. Podemos comprender también la inseguridad que estos cambios generan en el profesorado: es debida a que no van acompañados de la necesaria reflexión didáctica, la cual, si bien no puede ofrecer soluciones mágicas, sí que puede orientar el diseño de la clase según estos nuevos requerimientos. Porque, efectivamente, la nueva clase de ciencias que se perfila es muy diferente de la clase tradicional que aún tiene vigencia en muchos centros escolares. El fin de ‘los conocimientos probados’ y del ‘conocimiento especializado’ Todas estas novedades van dando lugar a currículos renovadores, como acabamos de comentar, que se presentan como alternativa a los tradicionales, los que muestran una “ciencia de los conocimientos probados” o una “ciencia que explica cómo es el mundo”. Porque aún no se ha optado definitivamente por las innovaciones: la escuela y los libros de texto aún se apegan a la tradición. En general, a la sociedad le cuesta aceptar que los conocimientos que no admiten discusión ya están a disposición de los alumnos en diversos formatos (desde libros y revistas a Internet), y que el conocimiento que ahora interesa es el que permite discutir y tomar decisiones; este lo ha de construir cada cual, y la escuela ha de enseñar cómo hacerlo.

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A pesar de su indudable interés, los nuevos currículos se dedican o bien a conocimientos adecuados a nuevas finalidades (ciencia para todos, ideas claras, saberes prácticos) pero que finalmente no se concretan en nuevas estrategias docentes, o bien a cambios en la gestión de la clase en los que se difuminan los temas a aprender (como si la nueva manera de llevar la clase para llegar a evaluar competencias pudiera aplicarse a cualquier contenido). Porque en efecto, y de manera general, si la innovación se refiere a los temas, no se habla de la metodología didáctica y de la gestión de la clase y, al contrario, si la innovación es de estrategia docente, los temas pierden importancia. En cambio, la visión sistémica de la clase a la que nosotros adherimos muestra que un cambio en la metodología docente requiere nuevos temas, y que nuevos temas requieren un cambio en la manera de enseñarlos: cambiar uno de los dos aspectos no sirve, y cambiarlos los dos, de manera sincronizada, requiere un conocimiento específico, que apunta hacia lo que White denominó una “teoría de los conocimientos escolares”, y que es fundamental desde la perspectiva de la Didáctica de las Ciencias.

Lo que ocurre es que quizás estamos superando la época del “conocimiento especializado”, la cual, a su vez, había sustituido a la época del “conocimiento razonado”, al pasar de la filosofía natural de la Ilustración a las diversas disciplinas científicas del siglo XIX. Lo que ahora vamos viendo es que el conocimiento no es un retrato del mundo que es mejor cuanto más detallado, sino que es el resultado de una intervención experimental y cognitiva que se lleva a cabo con una intención precisa, según valores compartidos por un grupo de científicos. Por todo ello, depende de la perspectiva desde la cual se formulan las preguntas a las que responde. Por lo tanto, si bien el conocimiento especializado se ha de enseñar, no se puede hacer desde la lógica según la cual lo han elaborado los especialistas, puesto que los alumnos se plantean otras preguntas y tienen otras finalidades; a partir de ellas deberán generarse en el aula las ideas básicas de las ciencias. Sobre la palabra ‘contenido’ y como conclusión a este apartado En resumen, aunque se habla de una nueva “sociedad del conocimiento”, en la que todos los ciudadanos adquieran literacidad científica (es decir, conozcan la manera de “hablar” de la ciencia), se percibe que no es fácil construirla porque, como veremos, los conocimientos no se aprenden sólo leyendo libros, viendo museos, haciendo experimentos, aprendiendo a explicar científicamente los fenómenos cotidianos… Es necesario un cambio profundo de la clase de ciencias para que el qué enseñar, cómo hacerlo y cómo evaluar los resultados formen parte de una misma propuesta: que los conocimientos científicos lleguen a constituir una parte de la vida de nuestro alumnado.


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Si se piensa bien, la propia palabra ‘contenido’ sugiere que los conocimientos están en algún recipiente, probablemente un libro y que, por ello, ya están fijados; por ello, es un término que no corresponde a una concepción interactiva de la clase (considerada un sistema didáctico) ni al proceso histórico de formación de las disciplinas científicas, que se han estructurado y reestructurado a lo largo del tiempo en función de los conocimientos emergentes en la investigación y de la necesidad comunicarlos y divulgarlos.

Las nuevas estrategias de gestión de la clase y los nuevos temas emergentes han de adaptarse unos a los otros según criterios didácticos. Por ello, decidir qué enseñar requiere más atención de la que está recibiendo actualmente; este es el problema que vamos a analizar aquí y, para resolverlo, deberíamos avanzar hacia una teoría de los conocimientos escolares. 2. La ‘ciencia del profesor de materia’ para la evaluación de los alumnos por competencias.

El cambio en la manera de evaluar requiere otros cambios e incide de manera especial en los contenidos de la enseñanza. Es muy conveniente disponer de orientaciones teóricas que ofrezcan pautas para escoger y estructurar estos contenidos según criterios didácticos. Se requiere investigación para llegar a disponer de esta “teoría de los contenidos”, aunque ya existen algunos puntos de partida interesantes. Hacia una teoría de los contenidos escolares La primera referencia a una teoría de los contenidos se la debemos a White (1994), el cual se refiere a las dimensiones del contenido en uno de los capítulo del libro The content of science, del cual él mismo fue coeditor. Efectivamente, White propone que una “teoría de los contenidos escolares” (science content theory) sea una de los principales temas de investigación en Didáctica de las Ciencias. Los preludios de esta teoría proceden de la tradición europea (continental) de Didáctica de las Ciencias: de Klafki (1958) y de Chevellard (1991), y se han incorporado recientemente a la ‘Science Education’ a partir de las aportaciones de Lee Shulman.

Según Fensham (1999), el libro The content of science dejó el problema de los conocimientos escolares sin resolver porque, en sus diferentes capítulos, se limitó a comentar las ideas previas en las diferentes áreas del currículo. Sin embargo, él reconoce que el problema de los conocimientos escolares es importante y destaca la relevancia de las preguntas que en ese libro se plantean. Al mismo tiempo, muestra que la investigación actual en Didáctica de las Ciencias / Science Education (admitiendo que ambas tradiciones tienen elementos en común pero un énfasis diferente en el qué enseñar) aporta ahora

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nuevas ideas que son relevantes para formular con precisión el problema y para avanzar en la perspectiva adecuada para resolverlo. Tales ideas son las siguientes:

• La atención a las ideas previas, que se ha centrado en currículos “académicos” y poco en ideas más “populares” (agujero de ozono, crisis energética...).

• Los nuevos proyectos que abren nuevas perspectivas e incitan a integrar conocimientos.

• La voluntad de motivar a toda clase de alumnos, en grupos-clase heterogéneos y sin expectativas “universitarias”, y el reconocimiento de la importancia de la dimensión afectiva en la enseñanza, de negociar los objetivos, de avanzar hacia una educación científica intercultural.

• El desplazamiento de la atención hacia las habilidades superiores de razonamiento científico; al reconocer que es imposible la adquisición significativa de la enorme cantidad de conceptos científicos detallados, se considera que se ha de aprender a argumentar científicamente y que la comprensión de la ciencia requiere habilidad para participar en un discurso científico (Kuhn, 1993; Ohlsson, 1995) y se limitan las posibilidades de enseñar según un ‘método científico’ basado en la experimentación (Millar y Driver, 1987).

• El conocimiento metadisciplinar, que permite estructurar una propuesta de estructuración de los conocimientos (García, 1998; Izquierdo et al., 1999).

Todos estos aspectos se han de atender al diseñar la clase de ciencias; son tantos, que se comprende la diversidad de “énfasis curriculares” que han emergido recientemente, según se prioricen unos u otros. Al mismo tiempo, puede desconcertar la pérdida de unos conocimientos considerados, por todos, válida, imprescindible y común. En efecto, sería un problema que cada profesor, que cada escuela, optara por un currículo diferente que, además, no tuviera continuidad si el alumno cambia de profesor o de escuela. Por ello, a pesar de la variabilidad que ahora se va produciendo, los conocimientos escolares han de asegurar que se adquieren algunas ideas/competencias consideradas básicas e imprescindibles.

Por ello debemos hallar nuevos criterios para diseñar lo que se ha de enseñar, que ya no es sin más el conocimiento disciplinar, para poder asegurar que sea relevante y educativo. La transposición didáctica, el PCK, la ciencia escolar… la Didáctica de las Ciencias


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Contenidos

AlumnosDocentes

AULA

Podemos considerar que Wolfgang Klafki (1958) es el precursor de esta reflexión teórica sobre los contenidos de la clase. En su libro de Didáctica, con el que se formaron los profesores alemanes durante un cuarto de siglo, selecciona cinco preguntas que debe hacerse el profesorado, y cuya respuesta determina la elección de qué enseñar. Esas preguntas corresponden a un análisis didáctico de los conocimientos y continúan siendo importantes; son las que aparecen en el cuadro 1. Esto que voy a enseñar… I. ¿De qué profundo o general sentido de la realidad es ejemplo? ¿Qué fenómeno o principio fundamental, qué ley, criterio, problema, método, técnica o actitud se puede captar utilizándolo como 'ejemplo? II. ¿Que significado previo puede tener este significado para el alumnado de mi clase? ¿Qué significado puede tener desde un punto de vista pedagógico? III. ¿Qué aporta para el futuro de mis alumnos? IV. ¿Como se estructura pedagógicamente? V. a. ¿Qué hechos, fenómenos, situaciones, experimentos, controversias, intuiciones... son apropiadas para inducir al alumnado a plantear preguntas dirigidas a la esencia y estructura del contenido en cuestión? b. ¿Que imágenes, indicaciones, relatos, situaciones, observaciones, experimentos, modelos...son apropiados para ayudar al alumnado a responder de la manera más autónoma posible sus preguntas dirigidas a los aspectos esenciales del tema? c. ¿Qué situaciones y tareas son apropiadas para ayudar al alumnado a captar lo principal del tema mediante un ejemplo o un caso elemental, y para aplicarlo y practicarlo de manera que le resulte útil?

Cuadro 1.

Este planteamiento es coherente con las ideas de Chevellard (1991), que considera la clase como un sistema didáctico cuyos elementos son los alumnos, los profesores y los contenidos; la eficacia de la clase se consigue cuando los alumnos aprenden, y para ello es necesario conseguir la interacción óptima de estos tres elementos (figura 1). La profesionalidad del docente se manifiesta en la capacidad de organizar un escenario en el cual se aprenda la ciencia que se enseña, mediante un complejo proceso de transposición didáctica.

Figura 1. El triángulo didáctico.

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Con Klafki y Chevellard se hace evidente una nueva cualidad del conocimiento escolar: ha de poder ser aprendido, porque no todo puede serlo de manera significativa por todas las personas; las causas de esta dificultad son diversas y es imprescindible analizarlas, como haremos a continuación.

Al pretender que toda la población aprenda ciencias con el objetivo, novedoso, de poderlas aplicar a su vida para tomar sus propias decisiones, se pone en evidencia que el proceso de transposición didáctica es mucho más complejo de lo que fue hasta ahora: más que seleccionar conocimientos mediante una “transposición de conocimientos académicos”, va a ser necesario organizar un “escenario” en el cual pueda llevarse a cabo la actividad científica con la cual se aprendan conocimientos científicos que sintonicen con los intereses y las necesidades educativas de los alumnos. La reflexión que propone la Didáctica de las Ciencias ha de ofrecer fundamentos y orientaciones para poder organizar esta actividad científica escolar (ACE) y no, como algunos creen aún, ofrecer recursos para “tragarse” unos conocimientos que quizás fueron útiles a los científicos de la anterior generación pero que no lo son para futuros ciudadanos que no serán científicos. Los contenidos aparecen así como un problema de investigación para la Didáctica de las Ciencias, y no sólo como algo que viene dado y que los profesores han de comunicar de la mejor manera posible.

Gracias a las nuevas aportaciones de las ciencias cognitivas y de la comunicación, podemos ahora comprender mucho mejor los procesos de enseñanza-aprendizaje en la escuela e identificar los factores que van hacer que a ACE sea eficaz. Todo ello contribuye a que la Didáctica de las Ciencias adquiera las características propias de una nueva ciencia, la “ciencia del profesor”. La revolución cognitiva La ciencia cognitiva, en la cual convergen ciencias muy diversas (filosofía de la ciencia, psicología, neurociencias, lingüística, computación…), se interesa por la formación (y la emergencia) del conocimiento humano, tanto si se trata del conocimiento científico (logogenia) como del individual en el aprendizaje (ontogenia). Muestra que no es posible generar cualquier conocimiento ni de cualquier manera, y destaca la importancia de la motivación y de la capacidad de tomar decisiones para generar conocimientos significativos. Introduce el nuevo concepto de ‘representación mental’, haciendo ver que las personas tienen ideas, imágenes y diversos lenguajes en su cerebro-mente, que son las que articulan sus conocimientos y que estas representaciones (modelos mentales) pueden ser estudiadas y modificadas9. 9Filósofos como Platón, Aristóteles, Descartes o Kant habían creído siempre en estas representaciones mentales.


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Todo esto es una novedad, porque hasta hace poco (los años setenta) “lo que hay en la mente” era, para la educación, una “caja negra”: se guiaba por conductas y por pruebas de inteligencia (según Gardner, 1996). Con la revolución cognitiva, la “caja negra” deja de serlo. Todos los seres humanos piensan mediante representaciones mentales comunes (Chomsky, 1980): el lenguaje es un tipo especial de sistema cognitivo que tiene su propio sistema de representaciones psicológicas y (es de suponer) neurológicas, con las que se nace, y se supone que las personas disponen de otras estructuras mentales dedicadas a la conciencia del número, de las relaciones espaciales, de la música, a la comprensión de otras personas, las que proporcionan capacidad de reflexionar sobre la propia memoria y el propio pensamiento (metamnemónica y metacognitiva) y sobre las propias representaciones (metarrepresentación). Lo que es más importante para la educación es que las pautas de uso de estas diferentes dimensiones cognitivas se aprenden, porque dependen del contexto cultural.

La configuración de las inteligencias y la relación entre ellas pueden cambiar con el tiempo, según las experiencias vividas, y así se configura la personalidad. La educación se enriquece de manera muy notable con esta perspectiva. Porque el significado de lo que detecta el cerebro no está determinado por el propio cerebro, sino que las decisiones se toman en base a un conjunto de valores: las vivencias dan sentido al conocimiento, y proporcionar las vivencias adecuadas es ahora lo que debe preocuparnos cuando diseñamos la ACE. Un modelo cognitivo de ciencia La Filosofía de la Ciencia ha participado activamente en los debates promovidos por las ciencias cognitivas y desde esta perspectiva ha proporcionado explicaciones mejores de qué es lo que hacen los científicos. Con ello comprendemos mejor lo que es el conocimiento científico y la participación que tienen en su configuración las finalidades de “tener que enseñarlo” y de “tener que aprenderlo”.

Podemos identificar un ‘aspecto sintáctico’ de las teorías, es decir, el cuerpo de teoremas enunciados en el lenguaje particular elegido para expresar esta teoría. Y un ‘aspecto semántico’, formado por el conjunto de modelos que interpretan conjuntos de fenómenos a los que se vinculan mediante hipótesis teóricas que hacen que los modelos y los hechos sean similares unos a otros. Las teorías científicas son conjuntos de modelos caracterizados por lenguajes específicos y relacionados con los fenómenos mediante las reglas del juego con las que contrastan las hipótesis teóricas exitosas. Ambos aspectos son imprescindibles; en la enseñanza, sin embargo, a menudo se prioriza el aspecto sintáctico (las relaciones matemáticas entre las entidades científicas) y no se acierta a hacer ver a los alumnos a qué se refieren exactamente las

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Modelo

Lenguaje

HechosHipótesis teóricas

Caracterizan al modelo

fórmulas y ecuaciones que se les proporcionan: no se les ofrece el modelo adecuado.

Si sólo se tiene en cuenta el primer aspecto, puede parecer que el lenguaje es la teoría; pero si se consideran a la vez los dos, el lenguaje usado para expresar la teoría no es lo fundamental, sino que los modelos (los hechos del mundo que son sus ejemplos) ocupan el primer plano, porque muestran cuál es el problema y de qué se está hablando. En la enseñanza, los modelos van a ser lo primero, y los lenguajes deben ser los que permitan que se pueda caracterizar el modelo de manera adecuada a lo que se va a poder hacer en clase.

Figura. 2. Los científicos contrastan los modelos y la realidad mediante hipótesis teóricas.

Así, las teorías científicas tienen significado, pero no por los lenguajes, sino en relación a los fenómenos en los que se ha intervenido (son ‘experiencia’, no sólo experimentos), y por esto Giere (1988) insiste en que una teoría es un conjunto de modelos, adecuados, cada uno de ellos, a conjuntos de hechos del mundo que han sido interpretados por la teoría y que las formulaciones lingüísticas de las teorías son ‘verdaderas’ si lo que pretenden y consiguen es caracterizar la población de modelos, creando para ello los lenguajes apropiados que resultan, a la vez teóricos y especializados (ver Duschl, 1996).

Es importante hacer notar aquí que no existe una única “manera de mirar” (un modelo) que abarque todas las explicaciones de las diferentes ciencias. Si bien todas ellas ven en el mundo ‘cambios’, ‘estructuras’, ‘sistemas’ y ‘equilibrios’, no los identifican ni los caracterizan de la misma manera. Por ejemplo, la Física “ve” cuerpos, masas, fuerzas, campos… y la Química “ve” sustancias que desaparecen o aparecen y elementos que se conservan. La Biología se interesa por la vida y “ve” células, mientras que la Geología se interesa por la Tierra en su conjunto y “ve”, en las rocas y en sedimentos, indicios de su historia que se cuenta en millones de años.

Por esto, cuando se trata de enseñar los aspectos básicos de las ciencias a todos los jóvenes va a ser necesario empezar por mostrarles cuáles son estos


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diferentes enfoques y los diferentes fenómenos que, en consecuencia, resultan relevantes, así como las diferentes reglas que regulan la intervención experimental en ellos y las entidades y lenguajes que se derivan de ellas. Para ello va a ser necesario seleccionar ‘hechos relevantes’ para cada uno de estos enfoques, y hacer que encajen en la perspectiva adecuada, que va a ser el modelo tórico inicial que se deberá desarrollar al aplicarlo a nuevos ejemplos que deberán ir siendo interpretados a lo largo del curso, generando así una familia de modelos. Las familias de modelos que corresponden a un mismo modelo teórico representan conjuntos de fenómenos que pasan a ser el “mundo científico” de los alumnos, con diferentes grados de abstracción (según sean las posibilidades del alumnado).

Con todo ello se nos proporciona una manera de considerar la ciencia que es realista (hay un mundo de fenómenos que es necesario conocer y que se controlan según reglas precisas) pero que admite diversas perspectivas e intervenciones según las cuales se generan los lenguajes adecuados para explicarlas (ya no son sólo los lenguajes que se derivan de las ecuaciones matemáticas con las cuales se representan las relaciones entre las entidades más abstractas de las ciencias en las disciplinas científicas académicas).

Podríamos reconstruir la historia de la ciencia haciendo ver que ha habido diversidad de modelos y diversidad de lenguajes, y que todos ellos han intentado comunicar ideas y acciones sobre el mundo: todos ellos han transformado el mundo, porque se refieren a ideas y a acciones. Lenguaje y conocimiento Según Guidoni (1985), que aplica las ciencias cognitivas a la enseñanza de las ciencias, las tres dimensiones del sistema cognitivo humano que conviene considerar de manera principal al ‘enseñar para que se aprenda’ son las que permiten pensar (mediante representaciones o modelos mentales), actuar (adquirir experiencias significativas, personales) y comunicar (mediante diversidad de lenguajes). El conocimiento científico significativo requiere la coherencia entre las tres dimensiones, cuando “algo de fuera” tira de nosotros, nos sorprende, nos incita a conocerlo, y de esta manera permite hacer lo que se piensa y decirlo de tal manera que se transforma tanto lo que se ha hecho como lo que se ha pensado... para poder actuar y pensar de nuevo.

Desde esta perspectiva, se impone una reflexión sobre el lenguaje. Desde el punto de vista de la investigación en Didáctica de las Ciencias, se ha dicho que “es el principal observable del pensamiento” y, en efecto, la relación entre pensamiento y lenguaje es muy importante. En la clase de ciencias tradicional se ha creído que, actuando sobre el lenguaje, cambiando expresiones de lenguaje cotidiano por los lenguajes especializados de las

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ciencias, se podía conseguir cambiar también las ideas: el ‘qué enseñar’ se podía reducir a ‘qué saber decir’; sin embargo, al introducir también la experiencia como dimensión imprescindible de la cognición, la relación entre el pensamiento y el lenguaje debe revisarse y adquiere nuevas características, más sociales, más discursivas.

Para mostrar la diferencia entre estas dos maneras de considerar el lenguaje, veamos el “Discurso preliminar” que A.L. Lavoisier escribió como prólogo de su libro Éléments de Chimie en 1789, con el cual inició una nueva etapa científica en la cual los lenguajes especializados de cada disciplina sustituyeron a una manera de argumentar común a todas las ciencias que estudiaban el mundo físico:

[…] Y en efecto, mientras que sólo creía ocuparme de la nomenclatura, mientras que mi único objeto era perfeccionar la lengua química, el trabajo se transformó insensiblemente en mis manos, y sin poderlo evitar, en un tratado elemental de química. La imposibilidad de aislar la nomenclatura de la ciencia y la ciencia de la nomenclatura, se debe a que toda ciencia física se forma necesariamente de tres cosas: la serie de hechos que constituye la ciencia, las ideas que los evocan y las palabras que los expresan. La palabra debe originar la idea, ésta debe pintar el hecho: he aquí tres huellas de un mismo cuño. Y como las palabras son las que conservan y transmiten las ideas, resulta que no se puede perfeccionar la lengua sin perfeccionar la ciencia, ni la ciencia sin la lengua; y por muy ciertos que fuesen los hechos, por muy justas que fuesen las ideas que originasen, sólo transmitirían impresiones falsas si careciéramos de expresiones exactas para nombrarlas... ...y yo he designado, cuando me ha sido posible, a las substancias simples con palabras sencillas y, por lo tanto, éstas son las primeras que me he visto obligado a nombrar...Respecto a los cuerpos formados por la unión de varias substancias simples, los hemos designado con nombres compuestos, por ser así ellos mismos; pero caeríamos en el desorden y confusión si no hubiésemos establecido clasificaciones. […]

A.L. Lavoisier, Discurso preliminar, Traité Élémentaire de Chimie.

Lavoisier, de manera muy bella, se refería a las nuevas palabras ‘oxígeno’ u ‘óxido de mercurio’ con las cuales se podía “hablar” de la calcinación de los metales según una teoría que consideraba que no existía el flogisto, que los metales eran sustancias simples y no compuestas y que la cal, en cambio, era una sustancia compuesta. Efectivamente, una nueva idea que reinterpreta un hecho conocido necesita una nueva palabra, un ‘término especializado’.

Ahora bien, la relación que Lavoisier establece: del hecho a la idea, de la idea a la palabra... no funciona, en sentido contrario, como él suponía, en el aprendizaje: de la palabra especializada no se pasa fácilmente al hecho interpretado por la idea.


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Para nosotros, profesores de ciencias, lo más intrigante es la dificultad que aparece al interpretar la experimentación, que requiere que exista ya, previamente, la palabra, que se supone contiene a su vez la idea. El problema aparece porque la experiencia que fundamenta el conocimiento científico no es la que se deriva de la actividad cotidiana, sino algo mucho más sofisticado, que sólo tiene sentido cuando ya se dispone de una perspectiva científica; a los alumnos les falta una relación directa entre la ‘palabra especializada’ y el hecho. Por más que se proporcione la ‘palabra científica’ a los alumnos, estos no pueden utilizarla a la manera de los científicos, porque, para ellos, esta palabra no conecta con ninguna intervención cognitiva en los hechos a los que se refiere. En palabras de Wittgenstein, para que los términos especializados (científicos) tengan sentido para los alumnos éstos han de haber jugado “el juego de la ciencia” (Wittgenstein, 1997).

La relación entre pensamiento, experiencia y lenguaje no funciona fácilmente desde el punto de vista del alumnado. Se entiende mejor “el agua disuelve el carbonato de calcio” que “la disolución acuosa de dióxido de carbono está en equilibrio con ácido carbónico; por esto, reacciona con el carbonato de sodio y forma una sal ácida, el hidrogenocarbonato de calcio, que es soluble en agua”. Da la impresión de que la claridad y el rigor sean incompatibles en la clase de ciencias (Lemke, 1997).

Aprovechando los recursos que nos ofrece la representación del conocimiento mediante un círculo en el que se muestra la interacción entre experiencia, lenguaje y pensamiento (ver la figura 3), podemos decir que tanto las teorías como la experiencia científica son lo que son gracias al lenguaje, así como el lenguaje es lo que es porque es, a la vez, pensamiento y acción. La experimentación sólo es experiencia para quien sabe muy bien lo que hace y por qué. Vemos ahora que pensar que lo principal, en las ciencias, son sus lenguajes especializados es una trampa: el primer lugar lo ocupa el lenguaje, antes de poder ser ‘especializado’ y, según nos recuerdan Lakoff y Johnson (1980: 228-237 de la traducción española), este es, siempre, experiencia.

Figura 3. Relación entre las dimensiones cognitivas.

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El reto es conseguir que los alumnos aprendan a ‘hablar y escribir ciencias’, y para ello han de superar el mito de la “suprema bondad del lenguaje especializado”, para descubrir que el lenguaje es un juego (es, también, acción, además de ser pensamiento) con el que se puede generar una realidad pensable sobre la cual pueden actuar, de acuerdo con una intención. En realidad, han de descubrir que no existe el lenguaje especializado, sino sólo el lenguaje adecuado a un determinado juego, el de los químicos. Han de ser ‘aprendices’ de una actividad que incluye jugar el juego del lenguaje científico escolar. Como resumen de este apartado Las aportaciones de las ciencias cognitivas parecen indicar que la motivación, las emociones, la personalidad... son fundamentales para generar conocimiento, y estas aumentan cuando la experiencia de aprender es gratificante. Y que es imprescindible la estructuración del conocimiento en modelos de los cuales emergen las preguntas específicas que generan ‘maneras de hacer’ adecuadas para responderlas. En consecuencia, nos parece adecuado proponer que los alumnos han de “trabajar como aprendices” (es decir, han de implicarse en una actividad científica apropiada a su edad y al contexto escolar), pero potenciando las habilidades superiores en las que interviene su propia creatividad. Para ello, el profesorado ha de proporcionarles la manera de mirar propia de la disciplina que enseña y los recursos para incorporarse en los proyectos interdisciplinares o no disciplinares que forman parte de su vida como ciudadanos, mediante la construcción de un islote de racionalidad que oriente el trabajo. 3. Una epistemología escolar, fundamentada en valores ‘no cientistas’, para una actividad científica escolar (ACE).

El conocimiento no está en la naturaleza, que no es un libro, sino en nuestra interacción con ella, la cual da lugar a la cultura científica si se adapta a determinadas pautas; y consideramos que la ciencia, por sus características de verdad, de belleza y de utilidad, ha de ser enseñada a todos, en la escuela básica. La actividad de los alumnos en la clase de ciencias debe llevarse a cabo intencionadamente, en el marco explícito de un modelo científico para, así, obtener conocimiento que transforma la manera de mirar gracias a la generación de los lenguajes científicos adecuados.

Llegamos así al meollo del problema. Para ajustar el qué enseñar debemos preguntarnos qué pueden hacer tan significativamente los alumnos que puedan hablar de ello, cuando aún les faltan las palabras científicas adecuadas, las cuales, como hemos visto, son a la vez teoría y práctica, y son las que han transformado el mundo de los fenómenos en un mundo científico (Izquierdo y Adúriz-Bravo, 2003). La respuesta que demos a esta pregunta


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deberá integrar temas, experiencias, lecturas, visitas extraescolares…, y todo ello en un escenario que también deberá ser diseñado cuidadosamente. Como ya hemos adelantado, será un diseño de Actividad Científica Escolar (ACE), que ha de conseguir que el alumnado vea la clase de ciencias como una ocasión de entrar en una historia como protagonistas (de las vivencias de “su” ciencia), como narradores (de las historias que vivieron otros) y como guionistas (de lo que se proponen hacer). Además, como que su finalidad es educar, la ACE ha de proporcionar herramientas para ayudar a vivir, haciendo ver que la capacidad de conocer es una de las características más notables de todas las personas y un valor precioso.

Como que la ciencia escolar es una ‘ciencia para todos’, no puede ser una copia de ninguna de las disciplinas científicas tradicionales: el diseño de la ACE es más radical y multidimensional de lo que contemplaba la transposición didáctica de Chevellard o el análisis pedagógico del contenido de Klafki. Pero tampoco puede desconocer ni renunciar a las disciplinas: ha de rescatar los modelos básicos e irreducibles, que se han de identificar, seleccionar y reelaborar, y que no serán ni los más modernos ni los más antiguos, sino los que agrupan los conocimientos según la intencionalidad cognoscitiva y educativa del currículo. ¿Una ‘teoría’ del conocimiento científico escolar? Como ya vimos, White (1994) y Fensham (1999) se refirieron a una futura teoría de los conocimientos escolares. ¿Cómo debería ser esta teoría? Siguiendo las ideas de Giere, debería consistir en lo que tienen en común, y se puede justificar desde el punto de vista de la Didáctica de las Ciencias, un conjunto de modelos de la teoría junto con sus hipótesis teóricas: es decir, lo que han de tener en común los contenidos de clase son las diferentes disciplinas, que cumplan los requisitos que hemos ido perfilando en los apartados anteriores: han de ser actividad científica escolar en la que se genere lenguaje, experiencia y representaciones del mundo.

Podemos conectar fácilmente lo que se ha expuesto en los apartados anteriores de este capítulo y en otros artículos anteriores (ver Izquierdo, 2005) con las dimensiones que White otorgaba a estos contenidos en 1994; ambas aportaciones van dando sentido a lo que tienen en común los contenidos de la clase de ciencias, es decir, los elementos que configuran el ‘qué enseñar’ (ver tabla 1).

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Tabla 1. Dimensiones de los contenidos, aportaciones de la DC y elementos a tener en cuenta al diseñar ACE.

Los elementos de una teoría de qué enseñar Según la tabla 1, al diseñar el qué enseñar (es decir, los contenidos o, según nuestra propuesta, los conocimientos científicos que son ACE), se han de ajustar o definir los ‘elementos’ que configuran la enseñanza: las finalidades que se quieren alcanzar, los núcleos temáticos que se van a tratar y sus ejemplos paradigmáticos, los procesos epistemológicos que los van a justificar (para que sean racionales para los alumnos y para que los alumnos puedan razonar a partir de ellos) y los criterios para conectar con otros conocimientos del currículo. Estos ‘elementos del diseño de ACE’, desde nuestra perspectiva sistémica del aula, interaccionan entre sí; por lo tanto, no están ordenados de manera jerárquica: el primero no es el primero, ni el último es el último, ni son, cada uno de ellos, meras partes de un todo que se estructura como suma de partes independientes: cada cual los contiene a todos y participa, al interaccionar, en la configuración de una ACE que es, por necesidad, viva, compleja y diversa. Veamos sus características:

• Las finalidades destacan el énfasis curricular de la ACE que se diseña. Este énfasis puede ser diverso pero, como ha de tener en todos los casos una dimensión educativa, ha de proporcionar vivencias en las que aplicar valores básicos: democracia, no sexismo, respeto a la diversidad, sostenibilidad, razonabilidad…

Dimensiones del contenido (White, 1994)

Aportaciones de la Didáctica de las

Ciencias (Izquierdo, 2005)

Elementos del ‘qué enseñar’

Obertura a la experiencia común / Mezcla de diferentes conocimientos / Mezcla de diferentes conocimientos

Tener en cuenta las ideas previas, las inteligencias múltiples

Criterios para conectar con otros conocimientos

Abstracción / Modelos alternativos con poder explicativo / Complejidad

Modelos teóricos, ideas estructurantes / Hacer, pensar, comunicar

Núcleos temáticos accesibles

Demostrable, no arbitrario / Presencia de palabras comunes

Realismo y racionalismo ‘moderados’ / Discurso en clase y argumentación científica

Procesos epistemológicos

Aceptación social, poder emotivo, continuar aprendiendo

Motivación, metacognición, valores educativos

Finalidad


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• Los núcleos temáticos y sus vías de acceso; una vez seleccionados los temas, las vías de acceso pueden ser diversas porque los alumnos lo son. La selección de los núcleos temáticos viene condicionada por la posibilidad de intervenir en ellos (los ‘episodios’) para construir un hecho científico.

Se incluye en este punto:

• Los modelos teóricos y los conocimientos estructurantes que dan sentido a ‘conceptos transversales’ como energía, equilibrio, estructura, cambio…, que se miden de manera diferente en cada modelo teórico y adquieren, por ellos, su sentido específico (por ejemplo, la energía se mide de manera diferente en relación a un sistema vivo, o a un sistema químico, o a un sistema eléctrico; o el equilibrio, que se define de manera ligeramente diferente en estos mismos sistemas).

• Los episodios, que son situaciones en las que los alumnos pueden intervenir o conectan con su propia experiencia. Cuando esta intervención adquiere un objetivo, se genera un experimento con el cual se construye un hecho científico, es decir, un hecho-ejemplo del modelo teórico.

• Los hechos-ejemplo o hechos paradigmáticos, como acabamos de decir, son el resultado de un experimento en el cual se ha utilizado la manera de intervenir en el mundo que es propia de la Biología, de la Química, de la Mecánica, de la Geología…

• Los procesos epistemológicos: son el conjunto de procesos que determinan lo que se ha de saber hacer, lo que se ha de saber ‘escribir’, representar, decir; los problemas que se pueden resolver, los problemas que se llegarán a plantear. Lo que se ha de conseguir es que el alumnado ‘progrese’ y sea consciente de ello, y por ello se ha de diseñar una estrategia de progresión, que proporcione un ritmo al aprendizaje (según el ciclo de aprendizaje, ver Sanmartí, 2002).

• Los criterios para reconocer los conocimientos que son incompatibles entre sí o irrelevantes, para saber cómo conectar con otros conocimientos a fin de poder continuar aprendiendo, y para seleccionar nuevas informaciones de interés. Estos criterios son imprescindibles para coordinar los temas a lo largo de los años de escolaridad y orientar así la progresión de la ciencia escolar.

Como resumen de este apartado A pesar de que pueden diseñarse propuestas diferentes de actividad científica escolar según sean las finalidades educativas del currículo, nos parece que en la actualidad disponemos ya de criterios didácticos que nos permiten determinar las características que las pueden hacer eficaces, que son las que

Izquierdo, M.

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promueven genuina actividad escolar cognitiva y teórica. La diferencia principal respecto a otras propuestas sobre lo que se ha de enseñar se refiere al lenguaje. La actividad escolar ha de promover la lectura, el diálogo, el discurso científico escolar y la elaboración de explicaciones mediante estrategias argumentativas; el libro de texto tradicional se adapta con dificultad a este esquema. La ACE probablemente va a necesitar de otro tipo de libros.

En la escuela, debería planificarse un currículo coordinado, sin repeticiones y completo, a partir de reuniones de profesores que saben lo que es irrenunciable en sus respectivas materias pero, también, lo que no es imprescindible y por tanto “renunciable”. La consigna ha de ser: pocas ideas y bien relacionadas, con hechos relevantes que sean sus ejemplos, porque permiten actividad relevante y autónoma sobre la que se puede hablar y que se puede representar con diversidad de lenguajes. 4. Un ejemplo de ‘Química para Todos’.

Vamos a correr el riesgo de presentar un ejemplo. Se refiere a la introducción de la química en la enseñanza básica de manera que contribuya a comprender las ciencias naturales y actividades cotidianas como la cocina y la limpieza, así como que se pueda seguir aprendiendo en niveles superiores. Para ello, los diversos temas que se escojan han de estar orientados por el ‘Modelo Cambio Químico’, que ha de ayudar a los alumnos a ‘ver’ los cambios en los materiales y, en consecuencia, a interesarse por saber cómo son estos materiales, que son capaces de reaccionar o de no hacerlo.

Para la química, el cambio químico no es algo bien acotado y ya conocido, sino que es la fuente de innumerables problemas a resolver: identificar interacciones y controlarlas, clasificar sustancias, determinar propiedades químicas, establecer regularidades, proporcionar criterios que permiten seleccionar determinados fenómenos por su ‘similitud química’… Para ello, ha establecido sus propias reglas del juego del hablar y escribir, del hacer y del representar lo que ocurre cuando se interviene en este tipos de cambio; y lo hace mediante nuevas entidades abstractas, como las ‘sustancias’, los ‘átomos de los elementos’, los ‘enlaces’… Estas entidades proporcionan un lenguaje propio del Modelo de Cambio Químico, que se va consolidando a medida que se juega el “juego del lenguaje químico” en unas clases de ciencias en las cuales se va conociendo la manera de identificar algunos cambios químicos y de intervenir en ellos.

Estas reglas permiten, por ejemplo, ver el cambio químico como interacción entre sustancias, que cambian por más que se conservan los elementos; considerar el átomo del elemento químico como un “paquete” de masa irreducible a la de otro elemento, que participa entero en el cambio


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químico; imaginar estructuras de las sustancias para poder aplicar la conservación de la energía y, en general, los principios de la termodinámica, a los cambios químicos; caracterizar el estado de equilibrio químico a partir de las propiedades químicas de las sustancias que forman los sistemas; atribuir propiedades ‘eléctricas’ o ‘cuánticas’ a los átomos de los elementos a partir de fenómenos como la electrólisis del agua, las pilas o la conductividad eléctrica de algunas disoluciones.

Los temas del currículo en los cuales se puede producir una intervención química son diversos. Por ejemplo:

• las funciones de los seres vivos, • la estructura de las rocas, • los circuitos eléctricos, • la composición de las galaxias, • la alimentación humana, • la salud humana, • los nuevos materiales, • la polución ambiental, • la función clorofílica, • el ciclo del dióxido de carbono, • los reactores nucleares, • la energía, • la cocina, • la limpieza, etc.

Cualquiera de estos temas se va a estructurar y a desarrollar según sea la finalidad y los valores que van a entrar en juego. Por ejemplo, puede presentarse como parte de un problema planetario, económico, moral… o de una aventura en la cual se pone en juego un enigma, o una novedad tecnológica… o de una historia del pasado que ilustra algún episodio relevante para la historia del conocimiento.

Sea como sea, deberemos concretar el desarrollo del tema de manera que pueda conectar con el modelo teórico apropiado para la Química, es decir, llegar a verlo como un cambio químico según el modelo que nos han ido proporcionando otros casos químicos que ya conocemos: veremos en él materiales que interaccionan, elementos que se conservan, relaciones de masa constantes que son debidas a que los átomos de los elementos tienen masas características, cargas eléctricas que circulan pero se conservan…

Izquierdo, M.

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Tabla 2. La historia humana de la que formen parte los hechos seleccionados es

la que da interés a las entidades de la química, que fueron creadas precisamente para esto: para explicar algo que se estaba buscando, para responder alguna pregunta, para hacer algo que se consideró necesario. Se generan así episodios en los que se puede intervenir y que pueden ser reproducidos, previo diseño, en el laboratorio, para convertirse en hechos científicos y acabar dando lugar a un texto ritual.

Vamos a tomar como ejemplo el primero de los temas de la lista, Las funciones de los seres vivos. Lo escogemos con la intención de mostrar que la Biología proporciona muchas situaciones que pueden ser abordadas por la

Temas Problema planetario

Reto moral Problema económico

Aventura humana

Las funciones de los seres vivos

Miramos a los humanos desde la perspectiva científica

La estructura de las rocas

Reflejo de la evolución

Los circuitos eléctricos

Sacar electricidad de la materia

La composición de las galaxias

¿Somos polvo de estrellas?

La alimentación humana

De ella depende la salud

Los nuevos materiales

¿Hasta donde podremos llegar?

La polución ambiental

La Tierra no lo aguanta todo

La función clorofílica

Si pudiéramos llegar a “copiar” a las plantas…

El ciclo del dióxido de carbono

No es tan barato como parece…

Los reactores nucleares

Esconder el polvo bajo la alfombra no es higiénico…

La cocina Arte, artesanía y ciencia

La limpieza ¡Cuidado con los niños!


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química10. Vamos a suponer que los abordamos desde la perspectiva de la ciencia como aventura humana con la cual se da sentido al mundo. Esto significa que, para comprender cómo es el cuerpo humano y cómo funciona, debemos mirarlo desde la perspectiva del ‘Modelo Ser Vivo’, que nos proporciona algunas “reglas de ser vivo”: intercambian energía y materia con el medio, se relacionan, se reproducen. La química interviene aquí aportando informaciones para comprender cómo se producen los cambios materiales propios de la vida; a la inversa, estos cambios que todos conocen hacen que las entidades de la química tomen significado.

El modelo teórico genera las entidades científicas que se prevén en el

currículo (las fuerzas, la energía, los átomos, los electrones, los equilibrios químicos), no a la inversa. Esto ocurre también así en la formación histórica del conocimiento científico, aunque las entidades no eran previstas por nadie ni tan sólo son las únicas que podían haber emergido. Las entidades científicas funcionan como si fueran ‘objetos’, pero representan relaciones entre los fenómenos, y esto es lo que no se puede explicar, se ha de vivir. Se vincula con los hechos concretos mediante hipótesis teóricas, que tienen significado experimental y que permiten hacer previsiones; un hecho del mundo interpretado por un modelo teórico-teoría es ya un hecho científico y se habla de él en los términos que han surgido de esta interpretación. (El carbonato de calcio no se ha disuelto, porque en el agua no lo hay; se forma cuando calentamos el agua.) 5. Como resumen final.

La investigación en Didáctica de las Ciencias debería proporcionar los criterios que necesitamos para seleccionar lo que se ha de enseñar, ajustando el por qué enseñar a qué enseñar. Si bien en estos momentos de cambio este ajuste no es fácil, creo que la Didáctica de las Ciencias nos proporciona criterios para considerarnos preparados para emprender el camino hacia una ‘teoría de los contenidos de la clase’ que nos guíe no sólo en la elección de qué enseñar sino en la compleja construcción del escenario en el cual se pueda llevar a cabo la

10El currículo podría simplificarse de manera muy notable si se incidiera en temas relevantes desde perspectivas diferentes que lo enriquezcan; con ello, se identificarían y comprenderían mejor los fenómenos de los cuales se habla. No podemos profundizar aquí y ahora en este punto. Baste decir que una revisión de los libros de texto muestra hasta qué punto se ignoran materias que deberían ser complementarias y que, al hacerlo así, se introducen explicaciones que son no sólo confusas sino incluso erróneas.

Intercambio de energía y de materia Los elementos de la vida, el agua, los enlaces químicos y las ‘cascadas de electrones’

Reproducción Las estructuras gigantes, la regulación de los procesos

Relación Los iones y los electrones para propagar los estímulos y responder a ellos

Izquierdo, M.

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actividad científica escolar. Si bien para muchos profesores innovadores el conocimiento siempre ha tenido algo de ‘variable’ (y por esto se han organizado grupos de trabajo, seminarios, Escuelas de Verano, y se han escrito unidades didácticas diversas), ahora se ha de ir más lejos y encabezar una cierta “revolución de los contenidos” que dé lugar a una concepción de la clase como ACE en lugar de centrarse en lo que está contenido en el libro.

Una teoría de ‘qué enseñar’ (del conocimiento escolar) ha de referirse a una actividad científica (escolar) en la que se desarrolle la relación entre pensar, experimentar (vivir) y comunicar, al utilizar los conocimientos. Por ello, ha de tener en cuenta las aplicaciones de los conocimientos: las implicaciones que tienen o pueden tener en la vida de las personas y las tecnologías que se derivan de ellos.

Según hemos ido viendo hasta aquí, esta teoría de fundamentaría en las ideas que constituyen el ‘núcleo duro’ de la Didáctica de las Ciencias:

• La transposición didáctica, que adquiere un nuevo sentido a medida que se adquiere autonomía en el diseño de los contenidos ‘aprendibles’. En efecto, no se trata de adaptar las ideas de los científicos a la clase, sino de diseñar unas ciencias propias de la clase. Esta afirmación, que habría sido inaceptable hace un tiempo, ahora es razonable, porque tampoco existe “la” ciencia de los científicos, sino una determinada selección de temas que en algún momento ya lejano parecieron adecuados a alguien para la formación de los científicos y técnicos.

• Las ideas de los alumnos, para el aprendizaje significativo. Se trata de comprender los obstáculos que se van a presentar, pero también de aprovechar lo que el alumnado ya conoce y hacia lo cual está motivado. Una vez superada la exigencia de precisión del lenguaje, por imposible, se puede ‘jugar con el lenguaje’ para favorecer la interpretación más válida de un término de significado impreciso o demasiado amplio, pero no necesariamente erróneo del todo.

• La evaluación que conecta con la metacognición, para ‘aprender a aprender’. Siguiendo los requerimientos de la ‘revolución cognitiva’, la implicación personal, la gratificación recibida en clase, son esenciales para aprender. Desarrollar la habilidad cognitiva superior de ‘hablar con uno mismo’ es esencial para modificar las ideas, y por esto se le ha de dar la importancia básica, vinculando estrechamente a ella la evaluación, que pasa a ser, en gran parte, autoevaluación, y que ha de ser gratificadora.

• El lenguaje, liberado del requisito de ser ‘preciso’ para pasar a ser ‘honesto’. Entiendo por lenguaje deshonesto el del parte metereológico: miles de personas lo “leen” en la TV diariamente, pero cuántas podrían explicar el significado de las líneas que allí aparecen. Más o menos se sabe que si


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hay una D encima de nuestra ciudad, será que lloverá, o incluso alguien podrá relacionar la estructura del conjunto de líneas isóbaras con un posible vendaval… pero esto no tiene nada que ver con comprender el lenguaje simbólico que allí aparece. Lo ‘honesto’ sería o bien explicar bien lo que pasa, o bien utilizar la simbología adecuada a las conclusiones que finalmente van a retener y comprender los televidentes.

Todo lo que se ha dicho hasta aquí plantea un interesante trabajo a emprender, en el que podemos ser muy útiles: en educación a distancia, en contribuir a que los museos de ciencias sean más eficaces, en materiales didácticos TIC que funcionen mejor, facilitando el paso de niveles educativos… Podemos contribuir a ofrecer conocimientos que se puedan aprender a nuevas audiencias y mediante nuevos canales comunicativos. Referencias CHEVALLARD, Y. (1991). La transposición didáctica. Buenos Aires: Aique. CHOMSKY, N. (1980). Rules and representations. Nueva York: Academic Press. DE PRO, A. y SAURA, O. (2001). Nuevos tiempos, nuevos contenidos.

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Sobre la autora:

Mercè Izquierdo

Es Licenciada en Ciencias (Química) por la UB, 1963. Doctora en Ciencias (Química) por la UAB, 1982. Profesora de química en secundaria (desde 1964) y en la UAB (desde 1970) y de Didáctica de las Ciencias y de Historia de la Química en la UAB, desde 1987. Actualmente es Catedrática de Universidad (Didáctica de las Ciencias), en el Departamento de Didáctica de las Matemáticas y de las Ciencias Experimentales. Su búsqueda se ocupa prioritariamente de la fundamentación de la enseñanza de las ciencias (especialmente de la química), a partir de la filosofía y de la historia de la ciencia. Se dedica especialmente al lenguaje científico, al trabajo experimental y a los libros de texto. Consultas y contacto: [email protected]


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CAPÍTULO 3 LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS

Digna Couso

Centre de Recerca en Educació Científica i Matemàtica (CRECIM) / Departament de Didàctica de les Matemàtiques i les Ciències Experimentals Facultat de Ciències de l’Educació, Universitat Autònoma de Barcelona Bellaterra, España

Mercè Izquierdo Grup de Llenguatge i Ensenyament de les Ciències (LIEC) / Departament de Didàctica de les Matemàtiques i les Ciències Experimentals Facultat de Ciències de l’Educació, Universitat Autònoma de Barcelona Bellaterra, España Cristian Merino Rubilar Grup de Llenguatge i Ensenyament de les Ciències (LIEC)/ Departament de Didàctica de les Matemàtiques i les Ciències Experimentals Facultat de Ciències de l’Educació, Universitat Autònoma de Barcelona Bellaterra, España Resumen. Identificar un problema e intentar resolverlo ha sido considerado como el principal estímulo para la investigación científica: en el proceso de resolución se producen variaciones conceptuales gracias a las cuales los conocimientos científicos (teorías, procedimientos y lenguajes) evolucionan. Este esquema puede aplicarse también a la enseñanza de las ciencias. En efecto, la resolución de problemas viene siendo, en las últimas décadas, un ámbito de gran interés en la didáctica de las ciencias. Si bien la bibliografía especializada muestra claramente que, en general, los alumnos no aprenden a resolver problemas sino que mecanizan los procesos de resolución de algunos que les parecen relevantes, en la actualidad se revindica la importancia de la resolución de problemas como una habilidad/competencia imprescindible para los estudiantes de ciencias. En este capítulo se dibuja un sucinto panorama de este ámbito de investigación y se repasan brevemente conceptos, ideas, propuestas y materiales que a ella se refieren. En particular se discuten las aportaciones de Toulmin con respecto a la formación de conocimiento científico como modelo que puede inspirar el diseño de problemas, para aprender en la clase de ciencias.

1. Introducción al campo de investigación en ‘resolución de problemas’.

La resolución de problemas es una actividad habitual en el aula de

ciencias a la que se dedica una parte considerable del tiempo de enseñanza-aprendizaje. La importancia de la resolución de problemas queda patente

Couso, D., Izquierdo, M. y Merino Rubilar, C.

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desde diversos ámbitos. En los curriculums oficiales se ha incluido generalmente como procedimiento de las ciencias, al mismo nivel que la observación o la experimentación. Ocupa también un papel destacado en los libros de texto, donde la presencia de ejercicios y problemas es muy significativa, existiendo incluso manuales especializados y volúmenes dedicados íntegramente a la resolución de problemas (sobretodo para los niveles de bachillerato y universidad). Diferentes resultados de investigación muestran que para los profesores de ciencias los problemas constituyen un objetivo básico del aprendizaje de los alumnos (Campanario, 2002; Garret, 1988). En consecuencia, la resolución de problemas es uno de los instrumentos de evaluación sumativa más utilizados, tanto en el aula como fuera de ella (evaluaciones externas). También existen abundantes ejemplos de investigación de las ideas alternativas de los alumnos que utilizan los problemas como contexto privilegiado para “poner en funcionamiento” su pensamiento científico. Por todo ello, la resolución de problemas ha constituido durante cierto tiempo un área de investigación prioritaria en didáctica de las ciencias (Gil, Carrascosa, Furió y Martínez-Torregrosa, 1991). Así, en el primer Handbook de investigación en enseñanza y aprendizaje de las ciencias (Gabel, 1994) se dedican 6 de sus 19 capítulos a la resolución de problemas. Se han publicado abundantes libros a nivel internacional pero también en español (Carrascosa y Martínez, 1997, Gil y Martínez-Torregrosa, 1987; Oñorbe et al, 1993; Perales y Cañal, 2000; Pozo et al, 1994; Ramirez, Gil y Martínez Torregrosa 1994;), siendo numerosas las Tesis Doctorales dedicadas a ésta temática (Martínez-Torregrosa 1987; Ramírez, 1990; Reyes, 1991; Varela 1994) al tiempo que revistas como Alambique y Educación Química (XVI; 2; 2005) han publicado monográficos. Conviene destacar el Handbook of Research on Science Teaching and Learning en el se hace referencia a las aportaciones realizadas por los grupos de investigación españoles en este campo (Maloney, 1994: 344).

El escenario presentado muestra que han sido abundantes los esfuerzos

que se han realizado desde la didáctica de las ciencias y áreas afines, sobretodo la psicología, a explorar el complejo proceso de la resolución de problemas y obtener implicaciones para la enseñanza y aprendizaje. Si hacemos un repaso a la historia reciente de la investigación en éste ámbito y hasta nuestros días, se evidencia que a lo largo de las últimas décadas ha habido diversos cambios de enfoque teórico y metodológico (Good y Smith, 1987) que han tenido una gran influencia didáctica. Estos cambios, estrechamente relacionados entre sí, podemos resumirlos en: cambios respecto al tipo de problemas que se analizan (qué es un buen problema para investigar / aprender ciencias); cambios respecto al contexto en el que se realizan las investigaciones (cuál es un buen contexto de resolución de un problema de ciencias) y cambios respecto a las teorías psicológicas en las que se enmarcan estos estudios (cómo consideramos que se aprende a resolver problemas de ciencia). A


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continuación presentamos un breve resumen de la evolución de estas perspectivas.

En la década de 1960 la investigación se centró en la resolución de

problemas tipo, tales como juegos lógico-matemáticos sencillos, en contextos de investigación de tipo experimental. A partir de los 70 se comenzaron a realizar entrevistas para recoger los datos derivados del “pensar en voz alta” durante la resolución de problemas más complejos, en un contexto más naturalista y con mayor interacción. A pesar del cambio en la tipología de los problemas usados y en el contexto experimental, los estudios anteriores estaban en su mayoría inmersos en el conductismo psicológico, de forma que el objetivo de estas investigaciones era identificar las variables que permitían alcanzar la solución de problema (para, en consecuencia, deducir “las leyes” empíricas de resolución). Así, se investigaba exhaustivamente el papel de cada una de las posibles variables: la estructura del enunciado; el contexto de resolución (si había o no material de apoyo, objetos físicos, suficiente tiempo, interacción, etc.) y también las variables relacionadas con quien se enfrenta al problema (su conocimiento teórico, habilidades cognitivas, edad, sexo, etc.) para identificar su papel en la resolución (Perales 2000).

La investigación en resolución de problemas de ciencias en los ochenta

se enmarcó en la psicología cognitiva, en concreto en las teorías del procesamiento de la información y la inteligencia artificial. Desde este marco, se entendía la solución de un problema como la ejecución de dos procesos básicos: la recuperación de la información pertinente de la memoria y la correcta aplicación de la información para la solución del problema. Desde estos mismos marcos psicológicos y a partir del reconocimiento empírico de la crucial importancia del “solucionador” del problema en los procesos de resolución, sobretodo de su conocimiento conceptual y procedimental, en los noventa adquirieron enorme importancia las investigaciones entre expertos y novatos. En estas investigaciones se comparaban los procesos de resolución de problemas de ambos para intentar caracterizarlos e identificar características del “pensamiento experto”. Esta corriente ha sido fructífera en cuanto a ofrecer resultados concretos para la didáctica de las ciencias (ver Tabla 1). Sin embargo, como ya indicaron (Gil et al, 1991), al poner tanto énfasis en las características de quien soluciona el problema, resuena con algunas ideas espontáneas del profesorado que atribuyen el fracaso de los problemas a características intrínsecas de los alumnos, como falta de conocimientos teóricos científicos, de dominio matemático o de comprensión lectora. Otra importante influencia en la investigación en la resolución de problemas, que también ha demostrado ser especialmente útil en didáctica de las ciencias, es la centrada en el papel de las estrategias heurísticas de resolución, siguiendo a Polya (1945). Desde la heurística se ofrecen


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herramientas para la enseñanza y aprendizaje de este proceso y se investiga la eficiencia de estas herramientas.

Resumen de las principales diferencias entre expertos y novatos en resolución de problemas

Expertos Novatos

Respecto a su conocimiento - Grandes unidades de conocimiento conceptual, modelos globales - Representación de los problemas en base a la estructura fundamental de la disciplina

- Fragmentación, pequeñas unidades de conocimiento conceptual. - Representación de los problemas en base a características superficiales de los mismos

Respecto a las estrategias de resolución

- Se trabaja desde los conocimientos hacia las incógnitas - Resolución consistente en un ciclo de etapas cortas de lectura, análisis, realización, verificación. - Planificación - Se validan los resultados, a menudo a lo largo del problema - Se realizan descripciones detalladas - Importancia del enfoque cualitativo

- Se parte de las incógnitas a los conocimientos - Resolución consistente en una lectura corta seguida de una larga etapa de realización. - Ensayo y error - No se validan los resultados o sólo al final del problema. - Se realizan descripciones superficiales - Importancia del enfoque cuantitativo.

Tabla 1. Principales diferencias entre los conocimientos y estrategias de resolución entre expertos y novatos en el ámbito de la resolución de problemas de ciencias. Contenido adaptado de Campanario, 2002, Perales, 2000 y Sanmartí, 2002 (a partir de resultados de Blessing y Ross, 1996;

Camacho y Good, 1990; Genyea, 1982; Kempa y Nicholls, 1983, Larkin y Reiff, 1979; Mayer, 1992; Pozo, 1987; Shoenfeld, 1987; Simmons y Lunetta, 1993).

En las últimas décadas la investigación, éste área ha recibido diversos

aportes que la han modificado substancialmente. Por un lado, las componentes sociales, culturales y emocionales han ido tomando relevancia frente a la tradicional perspectiva únicamente cognitiva. Así, se ha hecho patente que en la resolución de problemas (como en el resto de actividades de enseñanza-aprendizaje) tiene una influencia fundamental el contexto: el contexto social (individual, cooperativo) en el se plantea la resolución, la


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relevancia del problema en el contexto socio-cultural de los alumnos, su influencia en la motivación y el interés de los mismo, etc. Por otro lado, los nuevos enfoques pedagógicos vinculados a la idea de evaluación por competencias han hecho que la resolución de problemas auténticos (aquí en el sentido de reales, complejos, profesionales, interdisciplinares, etc.) se convierta en un objetivo educativo primordial. Sin embargo, la verdadera revolución en el ámbito de la investigación en la resolución de problemas ha sido el empezar a entender este proceso no sólo como una competencia a conseguir, sino también como una estrategia de enseñanza y aprendizaje.

En resumen, la evolución de la investigación en el ámbito de la

resolución de problemas desde los 60 ha seguido una dirección concreta: los contextos de investigación naturalistas han ganado importancia frente a los experimentales; la resolución de problemas ha pasado a entenderse como un proceso multidimensional en el que operan aspectos cognitivos pero también emocionales, culturales y sociales; el interés por problemas reales, interdisciplinares, profesionales, con múltiples soluciones y/o estrategias diversas de resolución ha ido sustituyendo al interés inicial por la resolución de problemas tipo, mecanizados y mediante algoritmos determinados. Por último, asistimos a un interesante cambio de modelo, desde la investigación orientada a cómo mejorar el “aprender a resolver problemas” hacia un nuevo enfoque: “resolver problemas para aprender”. Estos cambios en la investigación han ido en paralelo a cambios didácticos en la concepción del papel de los problemas en la enseñanza y aprendizaje de las ciencias. Es en éste nuevo enfoque en el que se sitúa la contribución de este capítulo. 2. El problema de los problemas en el aula de ciencias.

En términos generales, un problema suele ser definido como un

obstáculo que hace difícil alcanzar un objetivo deseado, pero también puede ser entendido como una situación en la que se tiene la oportunidad de hacer algo diferente, algo mejor. Estas dos concepciones nos sirven como metáfora para situar, en un espectro definido, los diferentes aportes que desde la investigación en didáctica de las ciencias se hacen a la enseñanza y aprendizaje de la resolución de problemas y a la caracterización y forma de entender los problemas en el aula de ciencias.

Por un lado los problemas, tal y como se utilizan tradicionalmente en la

enseñanza y aprendizaje de las ciencias, resultan problemáticos. Existe consenso en la literatura en destacar que los resultados de los alumnos son altamente insatisfactorios (Gil et al, 1991). Además, el análisis de los problemas que se utilizan muestra grandes limitaciones y deficiencias, sobretodo con respecto al aprendizaje de conceptos o modelos globales y a la imagen de la naturaleza de la ciencia (ver ejemplos a partir de investigaciones clásicas en resolución de


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problemas de biología, química o física en la Tabla 2). Uno de los motivos principales es el hecho de que los problemas que se utilizan en el aula (los denominados problemas académicos) no son generalmente problemas en el sentido didáctico del término.

En el ámbito del aula de ciencias, diferentes autores han esbozado

diferentes definiciones sobre qué constituye un problema de ciencia (escolar), destacando que para que exista un problema que conlleve a un intento de resolución por parte del alumno en el que se “pongan” en marcha sus conocimientos conceptuales y procedimentales, debe haber:

• una pregunta o cuestión, es decir, algo que no se sabe, algo por resolver • deseo, motivación, interés en la resolución • un reto, de forma que la estrategia de solución no resulte evidente

A pesar de las dificultades de establecer buenos problemas (buenas

preguntas, preguntas relevantes, productivas, que pongan en funcionamiento los modelos y conceptos que se quieren trabajar etc.) en contextos motivadores que despierten su interés, es sobretodo respecto al último punto que la literatura de los problemas de ciencias los evidencia como problemáticos, o más bien, poco problemáticos. Así, con respecto al planteamiento de un reto, podemos decir que mayoría de los problemas tradicionales de aula no plantean realmente un problema al alumno: son problemas generalmente cerrados (problemas con una única respuesta acertada y en ocasiones una única estrategia de resolución posible) (Garret, 1988), con enunciados enormemente simplificados, datos escogidos a priori (generalmente solo aquellos que se necesitan), consignas de respuesta implícitas (Dumas-Carré, 1987) y muy repetitivos con respecto a sus algoritmos de resolución (Gil et al, 1991).

Algunos aportes de la investigación en la resolución de problemas en diferentes áreas de las ciencias (Biología, Química y Física) para la

caracterización de los problemas tradicionales en el aula de ciencias. Investigación en resolución de problemas de biología. La mayor parte los problemas de biología en la escuela secundaria tienen relación con la enseñanza de la genética. En un artículo sobre esta temática, Stewart analiza cómo diferentes tipos de problemas pueden contribuir a diferentes resultados del aprendizaje (1988). Así, el autor identifica dos tipos principales de razonamiento que intervienen en la resolución de problemas de genética: (1) el razonamiento de las causas a los efectos, y (2) el razonamiento de los efectos a las causas, y sostiene que la mayor parte los problemas que se plantean en clase son del tipo causa-efecto. Para el autor, esta limitación en el tipo de razonamiento que exigen los problemas tradicionales de genética tiene serias implicaciones al comunicar una visión distorsionada de la naturaleza de la biología. Generando información a partir de simulaciones por ordenador, se


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Por otro lado, y a pesar de este panorama aparentemente pesimista, es

el cambio de enfoque de los problemas de ciencias mencionado en el apartado anterior el que está propiciando actualmente las propuestas didácticas más innovadoras del campo de la Didáctica de las Ciencias: el aprendizaje basado en problemas, la enseñanza-aprendizaje por indagación, etc. Esto es debido al

podrían presentar a los alumnos problemas de genética del tipo efecto-causa, lo cual serviría para ayudales a comprender que la ciencia es una actividad intelectual. Investigación en resolución de problemas de química. Los cursos y libros de texto de química, parecen centrarse en los problemas cuantitativos, con una atención predominante a la estequiometría y al equilibrio químico. Muchos informes de investigación se centran en el uso de algoritmos, que son“… las normas que se pueden seguir más o menos automáticamente por sistemas inteligentes...” (Bodner, 1987:513) de los cuales, en general, se abusa. Nurrenbern y Pickering (1987) trabajaron en cinco clases diferentes de problemas de química general, en dos instituciones distintas, en la que los estudiantes recibieron exámenes con “preguntas tradicionales” que podían ser respondidas usando estrategias algorítmicas y preguntas de selección múltiple que requerían la comprensión conceptual de la química para la solución correcta del contenido. Los estudiantes tuvieron mucho más éxito en las respuestas “tradicionales” que en aquéllas en las que era necesario comprender los conceptos químicos a los que se referían las preguntas. Investigación en resolución de problemas de física. Gran parte de la investigación sobre los conceptos y cambio conceptual en la física, realizada entre los 70 y 90, se ha llevado a cabo en contextos de resolución de problemas, en muchos casos mediante problemas del libro de texto (Watts, 1988) y centrándose en las diferencias entre novatos y expertos. Sin embargo, aun cuando estos problemas tradicionales pueden haber resultado interesantes (aunque limitados) contextos de investigación, se han mostrado muy pobres como contextos de aprendizaje. En concreto, se ha discutido la capacidad de la enseñanza centrada en la solución de problemas para lograr objetivos intelectuales de la física. La no comprensión conceptual se ha demostrado en diversos estudios (Lawson y McDermott, 1987; McMillan y Swadener 1991; Schaffer & McDermott, 1992). Estos estudios sugirieron que los estudiantes aprenden a resolver problemas estándar de la física sin la aplicación de los conocimientos conceptuales y de su correspondiente interpretación. Por otro lado, diversos autores han denunciado que en muchos de los ejercicios tradicionales de física se introducen magnitudes con valores irreales, por ejemplo problemas en los que aparecen cargas eléctricas de varios Culombios concentradas en cuerpos de dimensiones reducidas o situados a corta distancia (Slisko y Krokhin, 1995). Según estos autores, tales ejercicios dan como resultado el que los alumnos no tengan una idea clara de los valores reales de las magnitudes, transformando los problemas de Física en meros ejercicios de Matemáticas.

Tabla 2. Adaptada del resumen de ERIC ED309049 (1988).


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enorme potencial que presentan los problemas de ciencias no como contexto de investigación o evaluación, sino como contexto de aprendizaje privilegiado. 3. Problemas para aprender: algunas propuestas para su análisis e implementación.

Resolver problemas como estrategia de aprendizaje implica repensar los

problemas como problemas para aprender, es decir, problemas que hacen posible la emergencia de nuevo conocimiento. Han de ser problemas auténticos (Garret, 1988), en el sentido de problemas que plantean buenas preguntas: que hacen pensar, que el estudiante puede entender y compartir, que puede formular con sus propias palabras (Roca, 2008). Los estudiantes han de tener ocasión de ensayar las estrategias de resolución y por ello estos problemas han de poder ser resueltos con autonomía por parte de los estudiantes (disponiendo de la ayuda del docente), es decir, son problemas que presentan un reto alcanzable: (se sitúan en la ZPD del alumno). Estos problemas no han de contener ninguna “trampa” que sólo puedan superar los estudiantes excelentes o aquellos que conocen las “reglas del juego” académico, sino que han de ser tareas que ayuden a construir conocimientos. Finalmente, han de ser relevantes para los alumnos en el contexto del aprendizaje de ciencias, es decir, problemas relevantes para la disciplina. Así, deben conectar con problemáticas globales que resulten interesantes para los especialistas, por qué también son problemas para ir aprendiendo a ser científicos. En resumen, han de incidir en las ideas clave de los programas, han de tener en cuenta los conocimientos previos de los estudiantes (en contenidos y en procedimientos) y han de plantear buenas preguntas

Si optamos por estos tipos de problemas, la forma de entender los

problemas de estudiantes y profesores cambia sustancialmente. Los estudiantes se han de dar cuenta de que, debido a su finalidad formativa y docente, no tiene sentido intentar memorizar las soluciones ni copiarlas del compañero. Preparar un examen no ha de ser repetir una y otra vez problemas que ya han sido resueltos por el profesor, por algún compañero o en el libro, intentando memorizar los mecanismos de resolución sin llegar a entenderlos. El profesorado se enfrenta a un reto mayor: inventar nuevos problemas, en los cuales aquello que quiere enseñar sea sugerido a partir de la situación problemática que se plantea, que el alumnado ha de poder interpretar (al menos en parte) gracias a los conocimientos que ya tiene para que, con la ayuda del profesor, de compañeros o de la guía del propio problema, pueda desarrollarlos al responder a las preguntas que esta situación les plantea. Los problemas para aprender, además, se han de enseñar a resolver explícitamente y de manera heurística, conectando con los modelos teóricos propios de la disciplina y no pasar únicamente por mecanismos rutinarios que oculten la reflexión.


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Pero ¿cómo conseguimos diseñar estos problemas para aprender?

¿cómo sabemos si un problema sirve para aprender? Podemos empezar por analizar los enunciados de los problemas a partir de las consideraciones que se han realizado hasta aquí y que se concretan en tres aspectos: la finalidad docente del problema; la pertinencia de su contenido y la aportación específica que hace su formato a la finalidad de aprendizaje que se persigue; la estrategia de resolución que se quiere potenciar. Así, proponemos una pauta de análisis de los problemas (ver cuadro 1) en la que se desarrollan estos tres aspectos los cuales, en un buen problema, han de estar relacionados de manera coherente.

A. Finalidad (docencia) • ¿Cuál es la finalidad docente? • ¿De que va el problema y qué tiene que ver con el programa del curso? • ¿Cuál es el concepto clave, desde el punto de vista del profesor? • ¿Cuál es el problema que se quiere plantear a los estudiantes? (¿un fenómeno

nuevo?, ¿establecer nuevas relaciones entre conceptos? ¿solucionar conflictos mediante el sentido común?, otros)

• ¿Qué conocimientos previos se necesita tener? B. Enunciado del problema (contenido científico) • ¿Cuál es la buena pregunta que ha de orientar hacia la solución? • ¿Cuál es el formato del problema? (abierto/cerrado; practico/de aula;

cuantitativo/ cualitativo; ejercicio/problema; “problema”/test ) • ¿Cómo está redactado? ¿Se puede comprender? ¿Hay muchos /pocos datos?

¿Queda clara la pregunta o es que no ha de quedar? • ¿Se proporciona una consigna al estudiante? ¿es la adecuada? C. Estrategias de resolución de problemas implícitos (aprendizajes esperados) • ¿Qué respuesta se espera obtener? • ¿Cómo se resolverá el problema? (mejorando la representación teórica?

¿generando un nuevo lenguaje?¿con nuevas estrategias experimentales?) ¿Qué estrategias de resolución se habrían de enseñar o de desarrollar?

• ¿Qué instrumentos didácticos se utilizarán? (bases de orientación, diagramas, mapas conceptuales, V de Gowin).

Cuadro 1. Pauta de análisis de problemas

Un ejemplo Veamos como ejemplo el análisis de un problema de química que es parecido a muchos de los problemas de estequiometría de los libros de texto de química general. Como veremos, el resultado del análisis nos conduce a la conclusión de que no alcanza los requisitos mínimos para ser considerado un problema para aprender sino que se trata simplemente de un ejercicio de cálculo sin demasiado interés para la química.


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Una muestra de 1.036 g de una sustancia orgánica (con un doble

enlace), que sólo contiene C, H, N, ha sido quemada dando 2.116 g de dióxido de carbono y 1,083 g de agua. Además, se sabe que 0.1366 g del compuesto fijan a la molécula todo el bromo que hay en 66,2 cm3 de agua de bromo (disolución de bromo en agua) que contiene 3,83 g de bromo por cada litro de solución. Si cada mol del compuesto fija un mol de bromo en su molécula, encontrar la fórmula empírica y molecular de la sustancia orgánica.

La finalidad del problema es “poner a prueba” la capacidad de ejecutar

un cálculo estequiométrico, para cual cosa se requieren los conocimientos previos siguientes:

• Los elementos (y la masa) se conservan en los cambios químicos. • El significado de la concentración de las soluciones, del bromo en

este caso. • La reacción que se produce entre el bromo y un doble enlace.

El enunciado presenta con claridad una situación que requiere un calculo

estequiométrico, expresada con un lenguaje correcto. La pregunta no recuerda al estudiante lo que debe razonar, ni le despierta interés científico por aquello que se le solicita. La consigna que se le entrega de manera implícita es que se puede saber la formula a partir de los datos empíricos que se le proporcionan en el enunciado, pero uno de estos datos (la relación de moles de bromo y moles de sustancia) no es empírica, sino didáctica: se proporciona para que se pueda resolver el problema, puesto que aquí estaría en realidad el problema: que no se sabe cuál es la masa molar de la substancia. Y la respuesta que se espera obtener es un determinado resultado: escribir dos formulas, una empírica y otra molecular.

El proceso de resolución requiere conocer unos cálculos determinados que

podrían provenir de rutinas. Si fuese así, podría ser que no haya ‘problema’ para el alumno, ya que sólo habría que repetir un esquema de calculo (cuadro 2) y que se tratara de un ejercicio en el cual no se genera nuevo conocimiento sino que se aplica y se consolida el que ya se ha visto en clase.

1. Cálculo de nCO2 y de nH2O; cálculo de nC y de nH; cálculo de gC y de gH; cálculo, por diferencia de gN y después de nN.

2. Fórmula empirica de la sustancia X 3. Formula molecular de X.

Cuadro 2. Pasos del proceso de resolución del problema de química.


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Tal como avanzábamos, como conclusión del análisis, podemos decir que se trata de un ejercicio de aula, cerrado, que demanda sólo un resultado cuantitativo sin una reflexión adecuada a la tarea a la que se refiere, la cual es crucial para la investigación química. Tal como está redactado no es un ‘problema para aprender’.

A partir de este análisis podemos hacer propuestas para transformar

este ejercicio en un problema para aprender (Izquierdo, 2005a). Para ello es necesario dar un sentido químico al cálculo estequiométrico que se ha de realizar proporcionando información sobre la finalidad que se persigue (determinar la fórmula de un substancia que se acaba de obtener), formular la pregunta de acuerdo a esta finalidad y pedir una respuesta justificada en relación a la operaciones químicas que se han realizado. En la nueva redacción del problema debe trabajarse sólo con los datos del análisis elemental, puesto que éstos son los únicos datos de que disponemos. Por ello la pregunta no puede ser cuál es la fórmula sino por qué no es posible saberla con certeza aunque se puedan hacer conjeturas. El alumno puede comprender de esta manera la dificultad de asignar fórmulas a las substancias y valorar la aventura intelectual que representó llegar a hacerlo para todas las substancias conocidas. Y también, que a pesar de disponer ahora de métodos y criterios químicos bien fundamentados, la dificultad se plantea de nuevo cada vez que se obtiene una substancia nueva que ha de ser caracterizada.

Ejercicio transformado en un problema para comprender. Se ha hallado una sustancia desconocida ha partir de un proceso natural y hay que identificarla. Es un sólido blanco, de punto de fusión bajo, que decolora el agua de bromo. Al quemarla se forma dióxido de carbono, agua y nitrógeno. El análisis elemental (por combustión) con una muestra de 1,036 g de una sustancia orgánica, da 2,116 g de dióxido de carbono y 1,083 g de agua. Además, se sabe que 0,1366 g del compuesto fija todo el bromo que hay en 66,2 cm3 de agua de bromo (disolución de bromo en agua) que contiene 3,83 g de bromo por cada litro de disolución: (C=12; H=1; O=16; Br=81). - ¿Cuál es la fórmula empírica de esta sustancia? ¿Cuál podría ser su formula molecular? ¿Cómo sabemos con certeza? ¿Qué más abría que hacer para comprobar si la propuesta que haces es correcta? Justifica tu respuesta. - Explica por qué es importante conocer las fórmulas moleculares de las sustancias y por qué son tan limitadas las posibilidades de conseguirlo. 4. ¿Qué es lo que caracteriza a un problema para aprender? Una aproximación filosófica desde Stephen Toulmin

En el ejemplo anterior hemos visto que resaltar la 'idea química'

esencial a la que se refiere el enunciado y hacer que los cálculos se relacionen con ella proporciona mucho más interés al problema. Al intentar generalizar esta idea nos damos cuenta que lo importante de un problema es que coloque


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al alumno en la frontera entre lo que sabe y lo que ha de aprender, de manera que el esfuerzo por resolver el enigma que se le plantea contribuya a hacer emerger el nuevo conocimiento que se está trabajando en clase. Así, los conocimientos del alumno cambian como consecuencia de haber resuelto el problema, de la misma manera que, según Toulmin y otros filósofos de la ciencia, las disciplinas cambian a medida que se resuelven los problemas que se plantean en su seno

Toulmin (1972) considera que el conocimiento científico evoluciona a

partir de la resolución de problemas.

La fuerza motriz de la evolución de la ciencia es la identificación de problemas, problemas que son el resultado de la diferencia entre la exposición de los ideales de la disciplina y lo que realmente se puede hacer en un momento dado…

Problemas = expectativas de resolución - capacidades actuales

Esta idea sobre filosofía de la ciencia nos resulta sugerente para la

didáctica de las ciencias, puesto que también así podría caracterizarse un buen problema que ayude a aprender ciencias, haciendo evolucionar el conocimiento del alumno. Ahora bien, los problemas para aprender han de poder ser resueltos: de la misma manera que la ciencia avanza por el logro de ideales explicativos particulares (las expectativas de solución de preguntas que se plantean), el logro de los estudiantes es llegar a aprender la ciencia de la escuela. Esto no significa que los problemas en la clase de ciencias sean idénticos a los problemas de la investigación científica; al contrario, el diseño de la ciencia escolar (Izquierdo, Sanmartí y Espinet, 1999) y de los problemas a resolver que les son propios no reproduce la dinámica de la ciencia a lo largo de la historia. Los problemas para el aula de ciencias han de adaptarse a las capacidades de los alumnos y a las finalidades y contenidos específicos de la enseñanza en cada uno de los niveles de enseñanza que el alumnado ha de ir superando.

Toulmin identifica cinco tipos diferentes de problemas conceptuales

comúnmente encontrados en las ciencias y tres mecanismos diferentes de resolución, con lo cual considera que hay quince posibles variantes conceptuales relacionadas con la resolución de un problema. Al utilizar como analogía para la evolución del conocimiento la Teoría de la evolución de Darwin, considera que estos nuevos conceptos emergentes sólo pueden consolidarse si encuentran el ‘nicho’ adecuado, es decir, si la comunidad científica los incorpora al corpus de conocimiento institucionalizado y si los transmite, a través de la comunicación científica y la enseñanza a los alumnos. Así, según Toulmin, aparecen nuevas disciplinas y evolucionan las ya existentes.


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Los cinco tipos de problemas a partir de Toulmin, son los siguientes:

1. La extensión de nuestros procedimientos explicativos actuales a nuevos fenómenos. Siempre hay ciertos fenómenos naturales que es razonable suponer que se van a poder explicar, pero para los que todavía no dispone de procedimiento para hacerlo.

2. La mejora de nuestras explicaciones sobre determinados fenómenos. Siempre hay algunos fenómenos que se explican sólo hasta cierto punto pero no de manera totalmente satisfactoria.

3. La integración intra-disciplinaria de las ideas dentro de una misma ciencia. Comprenden los problemas que se plantean cuando se considera la relevancia mutua de los diferentes conceptos que coexisten dentro de una misma rama de la ciencia.

4. La integración inter-disciplinarias de las ideas de diferentes disciplinas. Algunas veces, conceptos de una disciplina amplían su significado y pueden ser aplicados con éxito a otra.

5. La resolución de los conflictos entre científicos y las ideas extra- científicas. Estos problemas surgen como consecuencia de los conflictos entre los conceptos y los procedimientos actuales en especial las ciencias y las ideas y las actitudes actuales de las personas en general.

Para resolver éstas cinco principales tipologías de problemas, de

acuerdo con Toulmin las ciencias disponen de tres mecanismos principales de resolución, irreducibles unos a otros:

a) Mejorar la representación (modelos teóricos). b) Introducir nuevos sistemas de comunicación (nuevos lenguajes

simbología gráfica o matemáticas). c) Refinar los métodos de intervención experimental en los fenómenos

(las aplicaciones, los procedimientos, la tecnología). Los tres mecanismos de solución están relacionados con el hecho de

que para responder una pregunta (un problema) se ha de comprender el contexto en el que el ésta se genera, que se caracteriza por cómo se representa el fenómeno, cuál es el lenguaje con el cual se expresa la intervención en él y las aplicaciones que se pueden dar a estas intervenciones.

El enfoque de Toulmin se puede aplicar de manera muy clara a la

enseñanza de las ciencias: los conocimientos científicos de los alumnos también han de evolucionar y los problemas que identifican y que resuelven contribuyen a ello. Como que estos conocimientos han de permitir intervenir en los fenómenos de manera 'teórica' (a partir de los modelos científicos) y alcanzar competencias de pensamiento científico (Chamizo y Izquierdo, 2005),


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esta consideración nos conduce a destacar el proceso de 'modelización' como una de las principales manifestaciones de la manera de actuar en ciencias y, por ello, la necesidad de incorporarla en la educación científica (Carr, 1984; Grossligth, et al, 1991; Gilbert, 2000; Erduran y Duschl, 2004). Coll y Taylor (2005) reconocen:

[…] Cuando los científicos pretenden explicar la naturaleza macroscópica (por ejemplo,

las propiedades físicas y químicas de las substancias) recurren inevitablemente al uso de modelos. Así, los modelos y la modelización son características clave de la ciencia y por lo tanto lo son también de la educación científica cuando ésta pretende hacer que el alumno acceda al conocimiento científico. […]

Así, podemos decir que comprender la ciencia es comprender sus

'modelos': los 'hechos del mundo' idealizados que muestran el significado de las entidades científicas con las cuales se justifica su comportamiento (Harrison, 1996). El filósofo R. Giere (1999), en sus reflexiones acerca de los Modelos Teóricos en los libros de texto, propone el péndulo como ejemplo: se trata de un artilugio real pero idealizado, con un movimiento específico, en el cual las leyes generales de la Mecánica se expresan de manera simplificada pero, a la vez, generalizable a otros objetos del mundo que se comportan de la misma manera.

La tarea que ahora nos queda es identificar los ‘Modelos Teóricos’

(MT) propios de las disciplinas (Izquierdo, 2005b), que son los que los alumnos han de ir dominando a lo largo de su formación: los problemas para aprender que vamos a proponer a los alumnos deberán referirse a estos MT, que irán tomando significado y robustez a medida que conecten con 'hechos del mundo' que lleguen a ser ejemplos de comportamiento científico (es decir, que lleguen a ser explicados mediante les mismas entidades científicas porque se interviene en ellos mediante unos mismos instrumentos y una misma representación conceptual). Por ejemplo, todos los MT de la química comparten las mismas entidades teóricas del cambio químico: substancia simple y compuesta, propiedades y estructura, control del cambio… pero se aplican de manera ligeramente diferente según se refieran a reacciones en el agua, a la vida, a las relaciones entre los materiales y la electricidad, a la interacción luz-materia, a los gases o la industria química…

Los cinco tipos de problemas y los tres procesos de resolución a los

que se refiere Toulmin nos proporcionan ideas y recursos para diseñar auténticos problemas para aprender que impulsen el proceso de modelización en la ciencia escolar porque presentan situaciones en las cuales pueden plantearse 'buenas preguntas', es decir, aquéllas que dirigen la atención del alumno hacia las principales cuestiones que deberá resolver para comprender 'dónde está el problema'. Como veremos a continuación, tener en cuenta los cinco tipos de problema nos ayuda a superar la tendencia a presentar problemas


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pertenecientes a una sola disciplina y procurar que los problemas se resuelvan poniendo en juego los tres procesos de resolución (modificando la representación, refinando el lenguaje, introduciendo nuevas técnicas experimentales) asegura que la actividad escolar se asimile a la actividad científica.

En efecto, los cinco tipos de problemas que impulsan el cambio en las

disciplinas, según Toulmin, tienen relación con el proceso de modelización propio de la actividad científica escolar, centrada en la resolución de problemas auténticos y contextualizados. Algunos de estos tipos de problemas, que coinciden con los problemas más tradicionales en la clase de ciencias, plantean preguntas propias de la disciplina y del tema que se está estudiando: son los problemas del tipo 1, 2 y 3. Su relación con el proceso de modelización es evidente. Los problemas de tipo 1 se plantean en el marco de uno de los modelos teóricos de la disciplina y el 'caso' problemático que ha de llegar a ser explicado al resolver el problema es el 'hecho' que ha de llegar a ser considerado como parte del modelo. Los problemas del tipo 2 inciden en la propia argumentación que explica porque un hecho forma parte / es justificado en términos de las entidades del modelo. Los problemas de tipo 3 requieren la relación entre entidades del Modelo que, a su vez, sólo pueden comprenderse si se establecen las oportunas relaciones entre diferentes hechos o ejemplos paradigmáticos del Modelo.

Pero una gran parte de estos problemas (que podemos calificar de

'reales' porque tienen que ver con episodios que los alumnos conocen, han experimentado y pueden identificar) pertenecen a más de una disciplina simultáneamente: son los problemas del tipo 4 y 5. Los problemas del tipo 4 combinan conceptos de más de una disciplina y requieren un punto de vista o Modelo Teórico 'ad hoc' que permita dar sentido a la pregunta que formula el problema; son interesantes porque permiten desarrollar criterios para seleccionar los conocimientos adecuados y pensamiento crítico. Los problemas de tipo 5 plantean conflictos con el uso social del conocimiento: con el 'sentido común, con la opinión social, con las decisiones que se han de tomar… (Ver en la Tabla 3 algunos ejemplos de química)

1) La extensión de nuestros procedimientos explicativos a nuevos fenómenos: la identificación de una nueva sustancia 2) La mejora de nuestras explicaciones a determinados fenómenos: la irreversibilidad de algunos de ellos y sus consecuencias

3) La integración de explicaciones en una misma disciplina: por ejemplo, relacionar la 'electricidad' y la 'vida', ampliar el significado de 'oxidar y reducir'.

4) La integración interdisciplinar: entre la biología y la química, entre la física y la química…sin que se reduzca una de las explicaciones a la disciplina a la otra


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5) La resolución de los conflictos entre científicos y ideas científicas. Este es el caso más frecuente en el aula, ya que la escolarización es un proceso de "inculturación" que se ocupan siempre con el contraste entre las nuevas ideas científicas y de nuestra propia manera de interpretar. Por ejemplo, conflictos con una supuesta 'desaparición de la materia' al no tener en cuenta la existencia de substancias gaseosas.

Tabla 3. Ejemplos de tipos de problemas según la clasificación de Toulmin para la enseñanza de la química.

Si el objetivo principal es aprender a razonar en el marco de modelos

científicos, la ciencia en la escuela necesita problemas que contribuyan al desarrollo del conocimiento de hechos concretos que son relevantes para nuestra cultura, de tal manera que se adquiera competencia para intervenir en ellos. Pero debemos recordar que estos cambios en la enseñanza requieren cambios muy importantes en la evaluación y promoción de la autorregulación de los alumnos, aunque no podemos ocuparnos de ellos aquí y ahora. También requieren cambiar la manera de trabajar, tendiendo hacia una valoración positiva del trabajo cooperativo en la solución de problemas, que ha demostrado ampliamente su eficacia (Heller, Keith, y Anderson, 1992). Duit, Roth, Komorek, Wilbers (1998), por ejemplo, realizaron un estudio sobre el discurso de los estudiantes durante el experimento en un aula, e informan que el cambio conceptual se vió facilitado por las discusiones entre los estudiantes. En este sentido, si la enseñanza se propone desarrollar actividad científica representada por la capacidad de resolver problemas auténticos, lo que se ha de pedir finalmente a los alumnos es participación en las clases: pensar, actuar, tomar decisiones, hacer preguntas, escribir, argumentar, discutir…. En efecto, la discusión ayuda a los estudiantes a solucionar conflictos de ideas y ajustar la ampliación de sus conceptos, con lo cual se favorece la construcción de soluciones (Hestenes, 1987; Halloun y Hestenes, 1987).

También va a ser necesario promocionar una determinada imagen de

'Ciencia', como actividad humana y no sólo como conocimiento acumulado en los libros y susceptible de ser aprendido al margen de las intervenciones experimentales a las cuales se refiere. Hay historias interesantes que vivieron los científicos (hombres y mujeres) de todos los tiempos y que podrían ser utilizadas para trabajar en el aula como se desarrolla la actividad científica, pero también que cada estudiante llegue a darse cuenta de que tiene una historia que ha de ser vivida paso a paso a lo largo de la cual sus conocimientos se desarrollan, se revisan y, con ello, cambian.

Además de la resolución de problemas que involucra procesos de

modelización, la perspectiva de Toulmin tiene en cuenta dos procesos más que amplían enormemente el concepto de problema: se incluyen las prácticas experimentales y se da mucha importancia al lenguaje. Así, por un lado, se


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tienen en cuenta procesos de resolución de los problemas que son puramente lingüísticos: una buena argumentación, un uso creativo del lenguaje simbólico, la capacidad de leer de manera crítica un enunciado y completarlo son formas de resolver problemas. Por otro lado, la inclusión de problemas prácticos permite también aprovechar los conocimientos tecnológicos para explorar nuevas maneras de intervenir en los fenómenos para comprender mejor su funcionamiento. Con ello se contribuye también a la adquisición de una imagen de ciencia como actividad humana transformadora del mundo que se ajusta a lo que son actualmente las ciencias: unas ‘tecnociencias’ que están evolucionando hacia unas ‘big sciences’ con un impacto muy grande en la cultura del siglo XXI.

5. Consideraciones finales.

La resolución de problemas ha estado íntimamente relacionada, durante mucho tiempo, con los exámenes: eran una manera de determinar si los estudiantes podían superar el curso o debían repetirlo (Izquierdo, 2005a) Sin embargo, se ha visto que tener éxito en la resolución de un determinado tipo de problema (cuantitativo, descontextualizado, referente a situaciones poco significativas para los alumnos) no aumenta la competencia de éstos para resolver nuevos problemas ni para pensar de manera científica. Todo ello ha conducido a una nueva manera de enfocar la resolución de problemas: hacerlos más auténticos, más cercanos a los estudiantes y a sus conocimientos reales y relacionarlos con el lenguaje, la experimentación científica y sobretodo con el proceso de modelización, el cual ha de ser el núcleo de la actividad científica escolar.

Además de los problemas de aprendizaje, con el uso tradicional de los problemas las universidades se han convertido en academias para los estudiantes, los lugares en que el conocimiento científico actual no parece ser creado, se pierde… creemos en que se han de potenciar y convertirse en lugares donde se evidencia que se generan los nuevos conocimientos entre los estudiantes y los profesores. La importancia de este cambio de enfoque radica en la negativa influencia de los problemas tradicionales en la epistemología de la ciencia de los estudiantes (futuros científicos). Al mostrar problemas científicos como no problemático, cerrados, resuelto por rutinas algorítmicas, limitado en temática, a efectos de evaluación, desconectado de la teoría, con menos estatus que la teoría, etc., se está mostrando un pobre espectro de problemas científicos, y por tanto, un pobre modelo de ciencia y también un pobre modelo educativo.

Insistimos, por tanto, en la finalidad docente de los problemas. Como que 'son para aprender' ciencia, a hacer ciencia y sobre ciencia (Hodson 1998), han de poder ser resueltos con a máxima autonomia posible por los alumnos. Va a ser necesario, por tanto, enseñar explícitamente estrategias de resolución


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de problemas, que incluyan el análisis cualitativo y múltiples representaciones (Reif y Heller, 1984), así como el desarrollo de estrategias de lectura y escritura, y de metacognición: los estudiantes deben describir la forma en que va a resolver determinados problemas para, así, desarrollar tanto su capacidad de resolución de problemas como la comprensión conceptual de los mismos (Leonard, Dufresne y Mestre, 1996).

Las ideas de Toulmin nos han inspirado en el proceso de diseño de la ciencia en la escuela y también en el proceso de orientar y evaluar los resultados obtenidos por los alumnos. Hemos de continuar explorando las posibilidades que nos ofrecen las quince variantes conceptuales que Toulmin identifica para diseñar problemas que aprovechen todas las posibilidades de impulsar la emergencia de nuevos conocimientos en la clase de ciencia, gracias a una actividad conjunta, científica, de profesores y alumnos que se enfrentan a auténticos problemas en el contexto en el cual viven y esperan llegar a trabajar.

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Sobre los autores: Digna Couso

Licenciada en Ciencias Físicas. Profesora Asociada del Departamento de Didáctica de las Matemáticas y de las Ciencias Experimentales e investigadora del Centre de Recerca en Educació Científica i Matemàtica (CRECIM) de la Universidad Autónoma de Barcelona. Realiza su docencia en la Facultad de Ciencias de la Educación, en Didáctica de las Ciencias y en asignaturas de itinerario de Ciencias de las especialidades de Educación Primaria e Infantil, en especial Física, así como en el Master de Formación de Profesorado de Secundaria y en el Master de Iniciación a la Investigación en Educación en Ciencias y Matemáticas de la misma universidad. Consultas y contacto: [email protected]

Mercè Izquierdo

Es Licenciada en Ciencias (Química) por la UB, 1963. Doctora en Ciencias (Química) por la UAB, 1982. Profesora de química a secundaria (desde 1964) y a la UAB (desde 1970) y de Didáctica de las Ciencias y de Historia de la Química a la UAB, desde 1987. Actualmente es Catedrática de Universidad (Didáctica de las Ciencias), al Departamento de Didáctica de las Matemáticas y de las Ciencias Experimentales. Su búsqueda se ocupa prioritariamente de la fundamentación de la enseñanza de las ciencias (especialmente de la química), a partir de la filosofía y de la historia de las ciencias. Se dedica especialmente al lenguaje científico, el trabajo experimental y a los libros de textos. Consultas y contacto: [email protected]

Cristian Merino Rubilar

Licenciado en Ciencias de la Educación y Profesor de Química y Ciencias Naturales por la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. Es Master en Didáctica de las Ciencias Experimentales y candidato a doctor adscrito al Departamento de Didáctica de las Matemáticas y de las Ciencias Experimentales. Se dedica especialmente al trabajo experimental y la enseñanza de la Química mediante el uso de las tecnologías de la información y de la comunicación (TIC) y al diseño de propuestas para la enseñanza de la química bajo un enfoque modelizador para la formación del profesorado de primaria y secundaria. Consultas y contactos: [email protected]


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CAPÍTULO 4 LAS TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN Roser Pintó, Marcel.la Saez y Montserrat Tortosa Centre de Recerca en Educació Científica i Matemàtica (CRECIM), Departament de Didàctica de la Matemàtica i les Ciències Experimentals Facultat de Ciències de l’Educació, Universitat Autònoma de Barcelona Bellaterra, España Resumen. Las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) brindan un espectro de herramientas diferentes para su uso en la didáctica de las ciencias, tanto por la gran cantidad de actividades de acceso libre en la red y recursos que ofrecen oportunidades para la práctica, dentro y fuera del aula, como por la incorporación de nuevos aparatos en los laboratorios. La naturaleza interactiva y dinámica de las TIC puede facilitar a los alumnos la visualización de procesos y de relaciones cualitativas y cuantitativas entre las variables relevantes de un fenómeno. Las TIC fomentan la autorregulación y el trabajo colaborativo de los alumnos. En el capítulo se exponen las características de las herramientas TIC más utilizadas en los procesos de enseñanza-aprendizaje de las ciencias. 1. Introducción.

Hablar de tecnologías de la información y la comunicación (TIC) y de su influencia en la Didáctica de las Ciencias es un tema complejo. Por un lado está la existencia de TIC con potencialidades muy diversas, y por otro lado, y extremadamente importante, está la manera de presentar los nuevos materiales al alumnado, y las actividades que con ellos se realizan en las aulas o fuera de ellas.

Las TIC proporcionan un espectro de herramientas diferentes para su

uso en la Didáctica de las Ciencias, tanto por la gran cantidad de actividades de acceso libre en la red y recursos que ofrecen oportunidades para la práctica, dentro y fuera del aula, como por la incorporación de nuevos aparatos en los laboratorios. 2. Estado del arte de las TIC para la enseñanza-aprendizaje de las ciencias.

La sociedad de la información en la que estamos inmersos propicia el uso de las nuevas tecnologías en todos los ámbitos. Su uso en la enseñanza-aprendizaje de las ciencias supone un reto, tanto para desarrollar sus posibilidades en el aula como para explorar los modelos de actuación que en la práctica lleva a cabo el profesorado de ciencias. Actualmente se acepta que las

Pintó, R., Saez, M. y Tortosa, M.

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TIC pueden mejorar las posibilidades de un aprendizaje significativo en ciencias en alumnos de todas las edades, ya que pueden ayudar a desarrollar habilidades cognitivas de alto orden (McFarlane y Sakellariou 2002).

La naturaleza interactiva y dinámica de las TIC puede facilitar a los alumnos la visualización de procesos y de relaciones cualitativas y cuantitativas entre las variables relevantes de un fenómeno. De esta manera pueden ayudar a los alumnos a acceder a sus ideas de forma más rápida y fácil, a formular nuevas ideas y a transferirlas entre contextos.

Además, estudios como los de Cox (1997) o Deaney et al. (2003) nos

muestran que, para los alumnos, las TIC son intrínsecamente más interesantes y excitantes que otros recursos. Como consecuencia, su uso aumenta la motivación y persistencia en la participación de los alumnos, que pueden percibir más control de sus propios aprendizajes. Así pues, son herramientas que pueden fomentar la autorregulación y el trabajo colaborativo de los alumnos.

Son diversas las potencialidades de las TIC para realzar aspectos

teóricos y prácticos de la enseñanza-aprendizaje de las ciencias, tanto por sus características técnicas como por la forma de utilizarlas en el aula. Algunas TIC, como por ejemplo la tecnología MBL, pueden agilizar y mejoran la producción de los alumnos, liberándolos de algunos procesos manuales en la toma de datos experimentales y proporcionándoles de esta forma más tiempo para la observación y análisis del fenómeno, así como para la discusión (alumno-alumno, alumno-profesor) e interpretación de los datos (Barton 1997a; Pintó, 2001; Finlayson y Rogers 2003). Esta tecnología permite tomar datos y estudiar un fenómeno de una forma rápida, precisa, fiable y exacta. Con el feedback inmediato que proporciona la toma de datos y su representación, facilitan e incrementan las probabilidades que los alumnos relacionen la actividad y sus resultados, apoyando de esta forma la exploración y experimentación.

Otras TIC, como las Simulaciones o los Laboratorios Virtuales hacen posible la realización de experiencias inviables por su peligrosidad, complejidad o alto coste para un laboratorio escolar. Posibilitan el estudio de fenómenos nuevos o, desde otra perspectiva, aumentando el nexo entre la ciencia escolar y la ciencia contemporánea.

A pesar de sus potencialidades, las TIC a menudo están infrautilizadas en los centros y poco eficientemente integradas en las prácticas docentes (Ofsted, 2001; Hammond 2001; Newton 2000). La motivación que demuestran muchos docentes para utilizar las TIC en sus aulas de ciencias, su contexto escolar (a nivel físico, sociopolítico y educacional) regula en mayor o


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menor medida el grado en que estos pueden integrarlas realmente. En ocasiones no se les proporciona suficiente tiempo para ganar confianza y experiencia en el manejo de TIC (Dillon, Osborne, Fairbrother y Kurina, 2000). Otras veces, la falta de disponibilidad de equipos y materiales TIC en la escuela o el acceso limitado a recursos fiables o de calidad son las causas para dificultar su uso. Un currículo sobrecargado de contenidos o la falta de soporte técnico son otros obstáculos para la implantación de las TIC en muchas aulas (Schofield, 1995; Williams et al., 2000; Dawes, 2001; Pintó, 2007).

No se puede pues, asumir que la simple introducción de las TIC en las

aulas necesariamente transformará la didáctica de las ciencias. A pesar del papel crítico del profesorado en la creación de condiciones para desarrollar una enseñanza mediada con TIC (seleccionando y evaluando recursos apropiados, diseñando, estructurando y secuenciando las actividades con TIC), a menudo las utiliza como un soporte para replicar experiencias sin TIC, mejorar o complementar sus prácticas en el aula, más que como una herramienta que les permita reelaborar los contenidos y objetivos, o las actividades y el enfoque didáctico de sus materiales docentes (Hennessy et al., 2003; Kerr, 1991; Watson et al., 1993; Hayes, 2004).

Moseley et al. (1999) exponen que los profesores escogen las

aplicaciones TIC, las actividades a desarrollar con ellas y el enfoque didáctico que usarán en función de sus perspectivas de enseñanza-aprendizaje. Parece pues que para conseguir una integración eficaz de las TIC es necesario desarrollar una apropiada pedagogía con los docentes. Estos deben asumir inicialmente los potenciales beneficios de las TIC para la enseñanza-aprendizaje de las ciencias y después empezar a incorporarlas progresivamente en sus prácticas de aula par llegar a transformarlas. El enfoque didáctico debe propiciar que los docentes seleccionen la TIC adecuada no en función de su atractivo visual sino según su potencial relevancia para la enseñanza-aprendizaje de la materia, de forma orientada a los objetivos de aprendizaje de cada tema (Ofsted, 2001).

Debe evitarse el diseño de secuencias didácticas con TIC donde la primera actividad se plantee como un uso pasivo de estas herramientas, por ejemplo, el visionado de una animación. Esto supone una demanda cognitiva muy baja para los alumnos. Tampoco debe diseñarse el uso de TIC como herramientas sustitutas de otras sino complementarias a estas, exponiéndolo en el aula.

Una secuencia didáctica que incorpore el uso de TIC, no supone por sí misma que los alumnos aprendan automáticamente, ya que los alumnos no aprenden de las herramientas informáticas sino pensando (Jonassen, 2006).


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Así, el objetivo principal en el diseño de actividades con TIC no es encontrar la mejor TIC que enseña más sino la que más se adecue a las forma de aprender de los alumnos.

Es necesario que el enfoque didáctico de las actividades con TIC tenga presente las prácticas existentes de los docentes y las concepciones iniciales de los alumnos. El diseño de estas actividades debería potenciar que los alumnos piensen en los conceptos implicados en el fenómeno analizado y sus relaciones, creando tiempo para razonar, discutir (entre grupos de alumnos, entre profesor-alumno, entre todo el grupo clase), analizar y reflexionar. Es importante también que contemple que los alumnos se responsabilicen de su aprendizaje y les proporcione oportunidades para la participación.

A continuación expondremos a lo largo del capítulo algunas de las herramientas TIC que se utilizan para el aprendizaje de las ciencias: las animaciones, las simulaciones, las Webquest, los laboratorios virtuales y los laboratorios remotos y la tecnología MBL. Presentaremos sus características y posibles implementaciones en el aula, basadas en investigaciones en Didáctica de las Ciencias. 3. Animaciones y Simulaciones informáticas.

Consideramos a las animaciones como aplicaciones informáticas formadas por imágenes dinámicas donde se representa o imita algún fenómeno real o irreal en un entorno virtual. Algunas animaciones pueden llegar a mostrar fenómenos imposibles en la realidad o contradecir alguna ley natural. Todas las animaciones solo pueden ser visualizadas y no permiten la interacción entre el alumno y el modelo que representan. A menudo, este modelo que se ejecuta no es transparente y nunca es posible la modificación de algunos de sus componentes.

En cambio, a las simulaciones y los applets11 que utilizamos en los cursos de Ciencias les otorgaremos la consideración de aplicaciones informáticas constituidas por imágenes dinámicas en las que el alumno puede interactuar (a través de “controladores” o campos numéricos) y modificar alguna de las variables de los componentes del sistema representado. El número de variables y componentes del sistema que el alumno puede modificar varían según el diseñador de la simulación, aunque sus objetivos pedagógicos, pericia informática, dominio del modelo teórico subyacente, etc., condicionan tal variedad.

11Un applet es un componente de una aplicación que se ejecuta en el contexto de otro programa, por ejemplo un navegador web. Un applet se puede cargar y ejecutar desde cualquier explorador que soporte JAVA. Ejemplos comunes de applets son las Java applets y las animaciones Flash.


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En una simulación se reproduce un determinado sistema o contexto en el cual se simula un objeto u organismo y algún fenómeno utilizando un determinado lenguaje (gráfico, textual, matemático, esquemático, etc.). Su diseño y comportamiento se basa en el modelo teórico de referencia que simulan. Así pues, constituyen un espacio intermediario que facilita la relación entre la realidad (lo concreto) y las teorías o modelos (lo abstracto) (Barberá y Sanjose, 1990; Valente y Neto, 1992). Nunca describen completamente la realidad, sino que son una idealización o aproximación a esta.

Cuando un alumno interacciona con una simulación, modificando alguna de sus variables, realiza una modelización exploratoria del fenómeno físico, analizándolo bajo ciertas condiciones e identificando variables o parámetros relevantes. El proceso de modelización del alumno se llevaría a cabo como resultado de la interacción entre el modelo mental que tiene respecto al fenómeno y el modelo científico subyacente en la simulación.

Según Monaghan y Clemens (1999), la interacción de los alumnos con

una simulación informática facilita que elaboren simulaciones mentales que después utilizaran en la resolución de problemas entorno al fenómeno tratado en la simulación. Entendiendo simulación mental como la visualización de imágenes mentales correspondientes a la recreación de una experiencia, que, como mínimo en algunos aspectos, se parece a una experiencia real percibida de un objeto o hecho. Los alumnos forman pues, un modelo general esquemático sobre el fenómeno, que depende de estas simulaciones mentales y que permite la elaboración de analogías adecuadas a nuevas situaciones para hacer inferencias. Potencialidades de las simulaciones para la enseñanza-aprendizaje de las ciencias Diversos autores (Jimoyiannis y Komis, 2001; Osborne y Hennessy, 2003; Bohigas et al., 2003; Pintó y Gutiérrez, 2004) indican que las simulaciones son una herramienta informática con importantes potencialidades para la enseñanza-aprendizaje de las ciencias:

• Permiten la exploración virtual de un fenómeno muchas veces imposible de conseguir en el aula o laboratorio, debido a su complejidad, peligrosidad, velocidad (muy lento o rápido) o falta de materiales.

• También sirven como herramienta didáctica que permite estudiar las consecuencias de una teoría cuando los alumnos no disponen todavía de herramientas matemáticas pero pueden visualizar el fenómeno.

• Posibilitan el estudio del fenómeno con diferentes tipos de representaciones simultáneamente (imágenes, gráficas, vectores, datos


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numéricos o animaciones) favoreciendo así la comprensión de los conceptos, las relaciones entre las variables implicadas y los procesos.

• Pueden contribuir a transformar las concepciones alternativas de los alumnos.

• Proporcionan a los alumnos, la oportunidad de desarrollar la comprensión de un fenómeno en particular y sus leyes físicas mediante un proceso de elaboración-verificación de hipótesis.

• Permiten que los alumnos puedan analizar y manipular diversos parámetros del sistema específico, bajo diferentes circunstancias. De esta forma pueden examinar a fondo las condiciones que afectan a su funcionamiento y aislar e identifican sus variables dependientes e independientes.

Orientaciones para la utilización de las simulaciones en el aula Para un eficiente uso de las simulaciones en el aula y desarrollar al máximo sus potencialidades educativas, el profesorado debería elaborar o seleccionar de internet alguna simulación o applet que se adecue a los objetivos de aprendizaje curriculares. Evitando seleccionar aquellas donde el alumno únicamente ha de seguir una serie de instrucciones sin ninguna cuestión a resolver (Pintó y Gutiérrez, 2004). Son recomendables aquellas simulaciones que incorporaran sistemas de ayuda sobre el funcionamiento de la simulación, ya que evitan que alumnos, con insuficiente conocimiento de la materia, actúen arbitrariamente y sin planificación (Reid et al., 2003).

Igualmente es interesante seleccionar aquellas simulaciones con gran

riqueza conceptual de los fenómenos simulados y variada propuesta de métodos de investigación para los alumnos (Sierra y Perales, 2007).

Para conseguir integrar una simulación de forma efectiva en el aula, es

conveniente familiarizar primero a los alumnos con el simulador, y asegurarse que también tengan unos conocimientos mínimos sobre el tema de la simulación y conozcan el modelo científico que utiliza (Monoghan y Clemens, 1999; Beaufils, 2001; Pintó y Gutiérrez, 2004). Además, la metodología de trabajo en el aula debe contemplar el uso de una guía de actividades o tareas que oriente el trabajo de los alumnos y favorezca su reflexión durante el proceso de manipulación de la simulación (Pontes, 2005).

Hay visiones muy diversas sobre el momento adecuado del uso de las

simulaciones. Algunos las consideran herramientas de refuerzo y aplicación de la teoría (Barton y Still, 2004), otros las consideran más útiles para predecir y planificar trabajos prácticos (Walker, 2002).


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Algunos materiales disponibles Se pueden elaborar animaciones con programas de edición gráfica como por ejemplo, Macromedia Flash® y Macromedia Captivate® (www.macromedia.com). Las simulaciones pueden desarrollarse directamente en lenguaje de programación Java o bien utilizando algún programa de autor, como por ejemplo Interactive Physics® (www.interactivephysics.com). Tanto las animaciones como las simulaciones pueden insertarse en páginas Web.

Existen una gran variedad de animaciones y simulaciones de libre acceso en Internet. Siendo posible encontrarlas para todos los niveles educativos (desde primaria hasta universidad) y para numerosos aspectos de la física, la química y la biología.

Las recopilaciones de animaciones y simulaciones, como la realizada

por M.I. Lacasa (2007), donde se han recogido, clasificado y evaluado gran cantidad de estos recursos para la enseñanza de la biología, son grandes puntos de búsqueda de estos recursos. Algunas webs con simulaciones para la enseñanza de la física interesantes son:

• http://www.xtec.net/cdec/actuals/TICs/d119/projec0405/portal.htm • http://baldufa.upc.es/baldufa/lbindex/lbindex.htm

4. Webquests.

Una webquest es una actividad guiada de enseñanza-aprendizaje que

básicamente consiste en presentar un problema al alumnado y proporcionarle un conjunto de recursos, principalmente de la World Wide Web (www), para resolverlo. Las webquests nacieron en 1995, ideadas por Bernie Dodge y Tom March de la Universidad Estatal de San Diego. Según sus creadores una webquest sigue la estructura general:

Figura 1. Estructura general de una webquest.

En algunas webquests también hay un apartado para los créditos y la

guía didáctica. Según Fernández-Hierro (2005a), el objetivo fundamental de este tipo de actividades es que el alumnado aprenda a seleccionar los datos de fuentes diversas y desarrolle su pensamiento crítico. Las palabras clave que utiliza la metodología son: transformar la información para construir el propio conocimiento y desarrollar en el alumnado un pensamiento de alto nivel (sintetizar, analizar, comprender, valorar, juzgar).

Introducción EvaluaciónTarea Proceso Recursos Conclusión


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En la introducción, el autor sitúa el problema dando información general. La tarea explica el producto final que deben obtener los alumnos (por ejemplo una presentación digital en el que se clasifiquen distintos elementos según sus propiedades). A veces es conveniente dividir la tarea en subtareas que ayuden a la planificación de la actividad. El proceso describe el camino a seguir para obtener el producto (por ejemplo cómo pueden trabajar cooperativamente) y describe los roles que cada estudiante deberá asumir. El apartado recursos proporciona una selección de recursos que el alumnado puede utilizar para realizar la tarea encomendada. En la conclusión se propone realizar una reflexión sobre lo que se ha hecho y dar aplicación o continuidad a lo que se ha aprendido. Finalmente en la evaluación se informa de los criterios de evaluación.

Las webquests pueden estar diseñadas para una sola materia o bien ser interdisciplinares, asimismo pueden ser de corta duración (una a tres sesiones lectivas) o larga (más de una semana a un mes).

Para preparar una buena webquest es recomendable identificar y proponer un tema o problema que pueda motivar al alumnado, y reflexionar sobre la manera de optimizar el trabajo de los estudiantes para que se centren más en el procesamiento de la información que en su obtención. Para su diseño no es necesario conocer técnicas de diseño de páginas web, ya que existen plantillas prediseñadas de libre distribución en la red, y fáciles de utilizar. La página pionera en la creación de webquests es la de la Universidad Estatal de San Diego (webquest.sdsu.edu). Respecto a las utilizaciones didácticas de las webquests en la enseñanza de la física y química, es notorio el trabajo de Fernández-Hierro (2005b). 5. Otros recursos de Internet: los laboratorios virtuales y los laboratorios remotos. Laboratorios virtuales (LV) o virtual laboratory experiment (VLE) Es una aplicación informática o sistema computacional que pretende aproximar el ambiente de un laboratorio tradicional o convencional, permitiendo la realización virtual de determinados procedimientos experimentales. De forma similar a un el laboratorio tradicional, cada paso que debe realizar un alumno se acompaña de instrucciones sobre qué debe hacer y de explicaciones de su finalidad.

Existen dos tipos de laboratorios virtuales: • Laboratorios virtuales software: son laboratorios virtuales desarrollados

como un programa de software independiente destinado a ejecutarse en la máquina del usuario y no requieren un servidor web.


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• Laboratorios virtuales web: son laboratorios virtuales basados en software que dependen de recursos de un servidor determinado. No son programas que un usuario pueda descargar en su equipo y ejecutar localmente.

La eficiencia y versatilidad de los laboratorios virtuales depende de su

diseño. En la interacción de los alumnos con los laboratorios virtuales, estos manipulan y visualizan los instrumentos necesarios para realizar la experiencia, así como los fenómenos que se van produciendo, mediante objetos dinámicos (applets de Java o Flash, javascripts,…), imágenes o animaciones. Obtienen resultados numéricos y gráficos, que pueden tratar matemáticamente.

Los laboratorios virtuales permiten simular fenómenos y modelos

físicos, conceptos abstractos, mundos hipotéticos, controlar la escala de tiempo, etc., ocultando el modelo matemático y mostrando el fenómeno simulado de forma interactiva. Con ellos los alumnos alteran las variables de entrada, configuran nuevos experimentos, aprenden “mentalmente” el manejo de instrumentos, personalizan el experimento, etc.

Las características propias de los laboratorios virtuales pueden

proporcionar en algunos alumnos una disminución del temor a sufrir o provocar un accidente o dañar alguna herramienta o equipo. Les permite también trabajar sin avergonzarse de realizar varias veces la misma práctica, ya que pueden repetirlas sin límite.

En los laboratorios convencionales, diversos grupos de alumnos

pueden obtener resultados más o menos diferentes al realizar un mismo experimento o un mismo grupo al realizar la práctica en varias ocasiones o producir cambios en algunas variables. Esto no puede suceder en el uso de un laboratorio virtual. Tampoco pueden observarse resultados no esperados o deseados ni ningún tipo de imprevisto. Todo lo anterior puede permitir a los alumnos de forma diferente, agudizar su capacidad de análisis, deducción e inferencia, en función de dicho análisis.

Para evitar que los alumnos se comporten como meros espectadores, es importante que las actividades a realizar en el laboratorio virtual, se acompañen de un guión que explique el concepto a estudiar, así como el del modelo teórico utilizado (Rosado y Herreros, 2005). Laboratorios remotos (LR) o real laboratory experiment (RLE) Es un laboratorio real que permite el manejo y obtención de datos través de una intranet o de Internet. En los laboratorios remotos los equipos de medida están conectados entre si mediante un ordenador, que se denomina servidor


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de instrumentación. Este ordenador se conecta a un servidor web que lo gobierna y alberga

el espacio web para trabajar con los recursos del laboratorio. Los alumnos acceden a estos recursos a través de una página web en la que encuentran una interfaz gráfica para acceder virtualmente al equipo. Entonces ellos pueden configurar los parámetros del experimento (dentro de unos límites que no supongan un peligro para la integridad de la instalación) y realizar las medidas oportunas, pulsando los botones de la interfaz gráfica. La interfaz simula con gran realismo el frontal de los instrumentos de medida, con sus diversos botones, barras, palancas, etc. Estos laboratorios suelen ofrecer imágenes en directo de la evolución del sistema. Los resultados de las medidas se pueden mostrar a los alumnos en forma de gráficas, tablas e imágenes. Pueden entonces guardar estos datos de forma local en su ordenador (Gómez-Arribas et al., 2005). A veces es necesario inscribirse en una lista de espera para utilizar algún laboratorio remoto ya que sólo es posible que un alumno acceda al experimento cada vez.

Los laboratorios convencionales ofrecen a los alumnos la oportunidad de percibir sensorialmente las características de los materiales o reactivos usados (textura, masa, olor, sabor, etc.) y los procesos (formación de un precipitado o de un gas, cambio de color o temperatura, ignición espontánea, etc.) que se producen utilizando un laboratorio virtual esto no es posible de apreciar. Por lo tanto el impacto que pueda producir un experimento mediante la manipulación real nunca podrá ser igualado por un laboratorio virtual. No son pues herramientas sustitutas de las prácticas experimentales tradicionales sino como complementos o ampliaciones de ellas (Rodríguez y Meza, 2006).

Tanto los laboratorios virtuales como los remotos facilitan el acceso a la realización de experiencias prácticas a un mayor número de alumnos, ya que pueden ser una solución parcial a los problemas de infraestructura que aparecen en las prácticas convencionales por congestión de los espacios físicos. Además su uso reduce el coste del montaje y mantenimiento de un laboratorio convencional. No precisan de la compra de reactivos químicos, materiales y equipos varios de laboratorio, que en ocasiones suponen grandes reembolsos de dinero del centro educativo, ni tampoco causan ningún problema o gasto en la recogida de los residuos producidos en el laboratorio. Asimismo, permiten realizar prácticas de laboratorio que de otra manera serian inviables por su coste, peligrosidad o grado de contaminación medioambiental. En resumen, la infraestructura que un centro debe tener para usar estos recursos multimedia son ordenadores con conexión a Internet o a una intranet.

Tanto los experimentos reales como los virtuales pueden servir para


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aprender diferentes partes del proceso experimental, pero los reales son más completos porque implican todas sus partes y a la vez son los únicos que permiten practicar el”estar en el laboratorio”, con todo lo que esto conlleva (normas de seguridad, de comportamiento, obtener y guardar el material, gestión de residuos, etc. (Aliberas, 2007).

La utilización de los laboratorios virtuales y los laboratorios remotos debe insertarse adecuadamente en las actividades didácticas de aula. Su uso propicia un cambio en el proceso habitual de enseñanza, en el que se suele comenzar por el modelo matemático.

Estudios como el de Triona y Klahr (2003) indican que no hay

diferencias significativas en el grado de aprendizaje y de transferencia a otros contextos, entre alumnos que realizan experimentos virtuales y los que realizan la misma experiencia de forma convencional. En cambio la adquisición de destreza en el manejo adecuado de equipo, reactivos y aparatos, el desarrollo de agudeza en la percepción espacial y en las habilidades necesarias para medir las diferentes magnitudes, son capacidades que pueden ser conocidas teóricamente mediante el uso de laboratorios virtuales y complementadas y ampliadas con la realización de prácticas en un laboratorio convencional. Materiales disponibles Mientras que las aplicaciones multimedia y los applets de Java y Flash que forman los laboratorios virtuales están bastante extendidos en Internet, no ocurre lo mismo con los laboratorios remotos. Estos laboratorios suponen un coste inicial de instalación y de mantenimiento superior ya que precisan de una infraestructura informática en tiempo real con procesadores potentes y tareas de actualización y protocolos de comunicaciones adecuados. Esto en ocasiones fomenta la ubicación física distribuida de los laboratorios remotos entre diversas instituciones.

Las imágenes muestran ejemplos de laboratorios virtuales y remotos con sus direcciones web actuales:


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Laboratorios Virtuales

http://clic.xtec.cat/qv_biblio/ act.jsp?activity_id=69

http://www.profesoresinnovadores.net/unidades/verUnidad.asp?id=

1107

http://web.educastur.princast.es/proyectos/fisquiweb/laboratorio/AccesoZV.htm

Figura 2. Ejemplos de laboratorios virtuales.

Laboratorios Remotos

http://remlab.me.stevens-tech.edu/website/index.php?id=home

Figura 3. Ejemplos de laboratorios remotos.

6. El trabajo con sensores.

El trabajo con sensores, que tiene diversas denominaciones: tecnología MBL (microcomputer based laboratories), dataloggers, probeware, EXAO (experiencias asistidas por ordenador) o experimentos en tiempo real, consiste en que los alumnos realicen un experimento, de manera que uno o más sensores capten las señales del fenómeno a estudiar. Estos sensores están, conectados a una interfaz que está conectada a su vez a un ordenador. De este modo, las señales recogidas por el sensor pueden pasar al ordenador que las convierte en datos y resultados del experimento y puede visualizarlos en su pantalla. El esquema de este tipo de equipos es el siguiente:


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Figura 4. Esquema de un equipo MBL. Los sensores o transductores transforman una medida física en una

tensión eléctrica. Se pueden utilizar sensores de la mayoría de magnitudes físicas que son de manejo habitual en los cursos de ciencias: posición/distancia, fuerza, presión, temperatura, radiación, intensidad de luz, de sonido, de campo magnético, pH, concentración de oxígeno, ritmo cardíaco etc.

La interfaz actúa de convertidor analógico-digital (A/D), transformando

la tensión eléctrica suministrada por el sensor a código binario, es decir de señal analógica a señal digital. Finalmente los programas informáticos del ordenador que están asociados a los equipos MBL, admiten dos funciones básicas: por un lado configurar la toma de datos frecuencia de recogida de datos, número de medidas cada segundo a captar por el sensor y tiempo total de toma de datos (también puede realizarse desde la interficie), y por otro permiten mostrar en pantalla tablas de datos, gráficos que se van generando. Si se desea, la grabación en vídeo del experimento también puede mostrarse.

La simultaneidad entre la obtención de la gráfica mientras el fenómeno físico se produce facilita la comprensión e interpretación de la gráfica (Brasell, 1987; Beichner, 1990).

Esta tecnología resulta fácil y rápida de manejar. Especialmente relevante resulta que la toma de datos no suela durar más de unos minutos y en algunos casos dura segundos.

Figura 5. Pantalla de resultados de medidas de presión (linea superior) y temperatura (linea inferior) en una experiencia para determinar la presión de vapor de un líquido con un equipo MBL de la casa comercial

MultilogPro®.


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Potencialidades de la tecnología MBL para la enseñanza-aprendizaje de las ciencias Desde los inicios del desarrollo de la tecnología MBL, en la década de los 80s, hasta la actualidad, se han realizado múltiples estudios respecto su potencial eficacia para la enseñanza-aprendizaje de las ciencias en el trabajo experimental (Thornton y Sokoloff, 1990; Rogers y Wild, 1996b; Barton, 1997b; Harrison, 1997; Newton, 1998; Miller, 1999; Kennedy, 2001; Kwon, 2002).

Los resultados muestran que esta tecnología presenta ventajas respecto a las prácticas convencionales, tanto en la recolección de los datos como en su visualización (Redish et al., 1997; Nakhleh y Krajcik, 1994; Euler y Müller, 1999). Las características técnicas de los sensores les permiten realizar medidas precisas de fenómenos muy rápidos (por ejemplo la caída libre) o muy lentos (por ejemplo los cambios de la presión atmosférica). Esta rapidez hace posible reproducir el experimento diversas veces durante una sesión de prácticas y aumenta el tiempo que se puede dedicar a la discusión de los resultados experimentales (entre profesor-alumno y alumno-alumno). Como consecuencia, los alumnos pueden mejorar la conexión cognitiva entre los aspectos teóricos involucrados y el fenómeno observado (Pintó y Aliberas, 1996).

Las diversas funciones del software del equipo posibilitan una

visualización múltiple de los datos del fenómeno, a través de opciones de selección de los datos que son representados, cambios de escala, ajustes matemáticos, etc. Esto promueve que sean los alumnos los que escojan la mejor manera de representar los datos en cada momento, propiciando la distinción entre sus modelos interpretativos y los datos experimentales.

En resumen, en el trabajo experimental con MBL, el fenómeno se hace

más tangible, próximo y real para el alumno, incrementando la conexión entre el mundo físico y el abstracto (representado por gráficos). Promueve la mejora de la habilidad para la interpretación de gráficos (Mokros y Tinker, 1987; McDermott et al., 1987; Mee, 2002; Sassi et al., 2005) y puede favorecer su capacidad de razonar (Friedler et al., 1990) y de la comprensión conceptual (Thornton y Sokoloff, 1990; Fernández et al., 1996; McRobbie, 2002; Marcum-Dietrich, 2002; Pintó y Saez, 2005; Saez et al., 2005). Orientaciones para la utilización del MBL para el trabajo experimental Para un buen aprovechamiento del MBL en los procesos de aprendizaje, es muy importante tanto el material de apoyo que se entrega a los estudiantes, como la estructuración y diseño de las actividades en el aula. Son varios los autores (Borghi et al., 2001, 2003; Bernhard, 2003; Ambrose, 2004; Russell et al., 2004; Pintó et al., 1999, 2004) que proponen una estructura de los guiones de prácticas para la tecnología MBL, basados en una visión constructivista de


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los aprendizajes, planteando las actividades prácticas como un ciclo de aprendizaje:

Figura 6. Ciclo de aprendizaje en un experimento (Pintó et al., 1999). Estudios sobre las dificultades que encuentran los profesores a la hora

de utilizar la tecnología MBL nos proporcionan una serie de recomendaciones para un uso eficaz en nuestras aulas (Pérez-Castro, 2001; Saez, 2006):

• La distribución de los alumnos en grupos pequeños (de tres o cuatro

alumnos) facilita el acceso de todos al equipo MBL durante la realización de la experiencia de laboratorio, aumentando las posibilidades de manejo individual del equipo y favoreciendo la discusión en grupo de los datos recogidos.

• Conseguir una dotación de equipos MBL adecuada al número de grupos que realizan la práctica hace posible su distribución en grupos pequeños y además puede suponer disponer de material de repuesto en caso de que algún componente del equipo falle durante una sesión de prácticas.

• Conviene utilizar un equipo MBL con un software de fácil puesta a punto y utilización sin el requerimiento de conocimientos electrónicos ni de asesoramiento de expertos.

• Es preferible utilizar un equipo MBL con un hardware con el mínimo número de componentes, resistente para el uso de alumnos poco diestros, gran resolución, amplio rango de entradas analógicas, facilidad de calibrado de los sensores e instrucciones para solución de problemas técnicos.

• Tener presente aspectos prácticos como: las horas lectivas dedicadas al trabajo de laboratorio y su periodicidad, quien realizará el montaje del equipo MBL para desarrollar la experiencia (los alumnos o el profesor), que secciones del guión de prácticas se podrán realizar en el laboratorio (por ejemplo la toma de datos) y cuales se pueden llegar a trasladar al aula ordinaria (por ejemplo, la discusión de los datos, resultados y conclusiones).


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Algunos materiales disponibles Existen gran cantidad de experimentos que pueden hacerse con los equipos de adquisición automática de datos. Muchos de estos materiales se pueden obtener libremente de páginas web en Internet. Una dirección útil es la del buscador de licencias del Departament d’Educació de la Generalitat de Catalunya (phobos.xtec.es/sgfprp/entrada.php), en el que se encuentran las memorias digitales elaboradas por profesores durante el período de licencia de estudios. De especial interés son los trabajos pioneros de A. Aparicio (1999) y de E. Lalana (2002), que incluyen experiencias de química y física; el trabajo de J. Oro (2004), que expone experiencias de física a realizar con distintos equipos MBL, y los de J. Broto (2004) y M. Tortosa (2005), enfocados al estudio de la biología y la química respectivamente. En la página web del CDECT (Centre per a la Documentació i Experimentació en Ciències i Tecnologia, www.xtec.es/cdec/index.htm) se pueden consultar materiales de MBL aplicados a las ciencias elaborados por distintos autores. 7. Ejemplos de prácticas y propuestas de montajes experimentales con tecnología MBL. Uso de equipos MBL en procesos de enseñanza-aprendizaje de la química Queremos mencionar que si bien hay pocas investigaciones acerca del uso de equipos MBL en el aprendizaje de la química, merece especial atención el trabajo pionero de Nakhleh y Krajcik (1994), diseñado para el aprendizaje de ácidos y bases. Más recientemente (Tortosa et al., 2007b) ha estudiado la integración, por parte del alumnado, de estos conceptos en situaciones contextualizadas.

A continuación exponemos montajes experimentales que permiten su adaptación a distintas partes del currículo. Queremos sin embargo volver a destacar la importancia de los materiales de apoyo o guiones de prácticas que se entregan a los estudiantes, que como hemos mencionado en este mismo capítulo (Figuras 7 y 8), creemos que es adecuado que tengan una estructura de ciclo de aprendizaje, e incluir las secciones que permitan la evolución de los alumnos en la construcción de su conocimiento; una propuesta con guiones completos que siguen las pautas mencionadas y con detalles experimentales puede encontrarse en Tortosa, 2005.

Los montajes que proponemos tienen una característica común: el

tiempo de ejecución del experimento es corto, de segundos o apenas minutos, hecho que permite que se puedan plantear experimentos en las que los alumnos tengan que identificar y controlar variables.


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Uso del sensor de presión La presión es una magnitud cuya variación es difícil determinar con los equipamientos clásicos de laboratorio docente. Sin embargo hay multitud de procesos químicos en los que la presión tiene un papel clave. A continuación proponemos un montaje sencillo, que sin embargo permite trabajar distintos contenidos relacionados con la presión en gases. El montaje consiste en un erlenmeyer tapado con un tapón de goma atravesado con dos agujas hipodérmicas. Una de ellas está conectada al sensor de presión y la otra a una jeringa. (Figura 7). Si se desea, puede también conectarse simultáneamente a la interfase un sensor de temperatura.

Figura 7. Montaje para la medida de la variación de presión en un proceso.

Con este montaje se puede medir la evolución de la presión al interior del erlenmeyer. Por ejemplo si se introduce carbonato de calcio sólido en el recipiente, y ácido clorhídrico en la jeringa, al empujar el émbolo de la misma, se produce la reacción entre los dos reactivos, y se obtiene dióxido de carbono. En la pantalla del ordenador observaremos las variaciones de presión dentro del erlenmeyer en función del tiempo. A partir de este gráfico de la variación de la presión (figura 8), pueden determinarse las velocidades de la reacción en distintos intervalos. Este montaje permite, por ejemplo, estudiar los factores de los que depende la velocidad de reacción y por tanto, estamos introduciendo los conceptos de cinética química de manera muy simple y visual.

)(2)(2)(2)()(3 lgacacs OHCOCaClHClCaCo ++→+

[ ]t

COvΔ

Δ= 2

tRTPvΔ

Δ=

Figura 8. Gráfico obtenido de la presión en función del tiempo para la reacción del carbonato de calcio sólido con ácido clorhídrico.


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El mismo montaje experimental permite trabajar con la presión de vapor de los líquidos, o la determinación de la masa molar de un líquido volátil. Se pueden encontrar los detalles experimentales en Tortosa, 2005. Uso del sensor de pH Una aplicación didáctica que se ha mostrado muy valiosa es el uso de los sensores de pH para el estudio de disoluciones reguladoras de pH. El esquema de la figura 9 corresponde a un montaje diseñado para comparar las variaciones de pH al añadir pequeñas cantidades de ácido o de base, a una disolución reguladora y a agua desionizada.

Figura 9: Montaje para comparar el comportamiento de las disoluciones reguladoras de pH y las que no lo son, utilizando sensores de pH.

Las observaciones directas a estudiantes la primera vez que trabajan con

equipos MBL, permiten afirmar que estos equipos no representan dificultades técnicas para los alumnos y su utilización es intuitiva, tienen pues un gran potencial de utilización en las aulas (Tortosa, 2007). Uso de equipos MBL en procesos de enseñanza-aprendizaje de la física Como ejemplo de una experiencia para realizar en el aula con la tecnología MBL, detallamos a continuación una práctica de laboratorio de física que forma parte del Proyecto REVIR12,13 (Realidad-Virtualidad) del CRECIM14 (Centre de Recerca per a l’Educació Científica i Matemàtica) de la Universitat Autònoma de Barcelona. Este proyecto consiste en la realización de talleres prácticos de ciencias utilizando nuevas tecnologías, en un laboratorio universitario informatizado. Los talleres se dirigen a jóvenes alumnos de secundaria de los centros educativos de Catalunya15.

A continuación exponemos una práctica de física contextualizada como 12http://antalya.uab.es/crecim/Revir/Revir.htm 13Pintó, R., Couso, D., García, P., Hospital, S., Oro, J., Saez, M., Tortosa, M (2006). El REVIR: Una aproximación Educación Secundaria- Universidad. Actas del congreso Encuentros de Didáctica de las Ciencias Experimentales, Zaragoza (España). 14http://www.crecim.cat 15Catalunya es una comunidad autónoma de España, situada al nordeste de la Península Ibérica.

Disolución Agua desionizada reguladora

Sensor de pH


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una actividad para la educación vial, donde se plantea el estudio del movimiento de un objeto desde el paradigma de la cinemática y de la dinámica. La práctica está diseñada para ser realizada durante una mañana (cuatro horas) con alumnos de entre 15-16 años que cursan 4º de ESO (Enseñanza Secundaria Obligatoria).

Presentamos las diversas secciones de la práctica y su contenido

siguiendo la estructura del guión de prácticas presentado en Tortosa, Saez, Pintó (2007a):

SECCIONES PRÁCTICAS CONTENIDO DE CADA SECCIÓN

Planteamiento del problema a resolver

Primero, se introduce para todo el grupo clase, el trabajo a realizar como un problema a resolver en el contexto real de la educación vial. El problema concreto planteado a los estudiantes es: ¿Qué factores hacen que la distancia mínima de seguridad entre dos vehículos sea más o menos grande? y ¿Cómo intervienen esos factores?

Proceso a estudiar

Entonces se procede a la concreción del fenómeno físico a estudiar durante la práctica (relación existente entre velocidad de un vehículo y su distancia de frenada) y a la presentación del dispositivo experimental no informático (sistema carrito-carril) que se utilizará como analogía del sistema real vehículo-carretera.

Descripción del sistema

Después se analizan los distintos elementos que constituyen el sistema carrito-carril (porta pesas, cuerda, polea, goma elástica, carrito y carril), y se realizan varios lanzamientos del carrito por el carril, a modo de exploración de su funcionamiento.

Primero se tira hacia atrás el carrito para iniciar su lanzamiento y después se le suelta. El carrito sigue un movimiento de ida hacia el sensor hasta que se para por efecto del contrapeso del rozamiento (movimiento de frenada). Finalmente se produce su movimiento de retroceso hacia la posición inicial (movimiento de aceleración).

Instrumento de medida a utilizar

Posteriormente se identifican los diferentes elementos del dispositivo experimental informático MBL a utilizar para la recogida de los datos experimentales, se muestra como deben manipularse y cual es su función. En esta práctica se recogen los datos del movimiento del carrito a lo largo del tiempo mediante un sensor de posición, que los enviará, en forma de señales digitales, a una interfície conectada a su vez a un ordenador. En él se encuentra el correspondiente programa que


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procesará y permitirá su manipulación y presentación en pantalla.

Descripción cualitativa del fenómeno a observar

En este apartado se solicita a los estudiantes, que deberán trabajar en grupos de tres o cuatro, que expliquen que fuerzas son las responsables del movimiento de frenada del carrito mediante notación verbal (por escrito) y notación vectorial (dibujando vectores). Para ello, se les propone que primero observen los elementos del sistema carrito-carril y realicen varios lanzamientos.

Predicciones

Llegados a este punto, se pide a los alumnos que expliquen la evolución del movimiento del carrito y que dibujen la forma que creen que tendrá el gráfico posición-tiempo de este movimiento en la pantalla del ordenador, cuando el dispositivo se ponga en marcha. Este ejercicio se propone como método para que los estudiantes puedan conectar sus ideas previas sobre el movimiento de un objeto con el movimiento real del carrito. Como tarea previa a la predicción de la gráfica experimental, se propone a los estudiantes, un ejercicio donde se les muestran diversas gráficas de movimiento y se les pregunta si representan a un movimiento en el que la velocidad aumenta o disminuye; si el móvil se acerca o aleja del origen; si se trata de un m.r.u o un m.r.u.a. Como final de esta sección se fomenta el debate en cada grupo entorno a las predicciones dibujadas por cada miembro.

Preparación del sistema de medida

Después se procede a la explicación de la configuración del equipo MBL para la captación de los datos necesarios sobre el movimiento del carrito, su proceso y presentación en pantalla.

Toma de datos

Terminada la configuración del equipo MBL se propone a cada grupo de estudiantes que empiece a recolectar datos correspondientes a todo el movimiento del carrito (de frenada y aceleración). Visualizan estos datos en forma de gráfica a medida que se toman.

Análisis de datos obtenidos e interpretación de las gráficas

Acabada la toma de datos, se pide a los alumnos que realicen un análisis cualitativo y cuantitativo de las gráficas obtenidas con el equipo MBL. Se pide que las comparen con sus gráficas dibujadas en las que predecían su forma y que justifiquen sus semejanzas y diferencias des del paradigma físico adecuado. Para realizar el análisis, se explican algunas de las opciones que ofrece el programa informático asociado al equipo MBL, como seleccionar partes específicas de una gráfica, obtener valores numéricos automáticos, como por ejemplo, el incremento de posición respecto dos puntos de la gráfica, etc. Con ello, se puede plantear a los estudiantes que decidan que trozos de la gráfica seleccionar para determinar la distancia de frenada del carrito.

Uso de términos científicos para explicar el fenómeno

En esta parte final se plantea a los estudiantes que realicen una comparativa entre la situación experimental (carrito-carril) y la situación real (vehículo-carretera). Para ello se pide a los alumnos que realicen la analogía, entre los diferentes elementos y fuerzas, que actúan en el movimiento del carrito y de un vehículo. Finalmente se pide a los estudiantes que respondan al problema inicial y que inventen un eslogan a modo de resumen de lo que han aprendido durante la práctica de laboratorio.

Tabla 1.


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8. Consideraciones finales.

En este capítulo hemos tratado brevemente algunas TIC, exponiendo sus potencialidades y dando algunas orientaciones didácticas para su uso. Con toda la información de este capítulo esperamos contribuir a fomentar el uso adecuado de las TIC para la enseñanza-aprendizaje de las ciencias. Por ello, a pesar de los inconvenientes señalados, creemos que merece la pena resaltar que las experiencias positivas de los profesores usuarios de diversas TIC superan con creces las dificultades de desarrollo en el aula y, por ello, animamos a los futuros docentes a integrar estas herramientas en su habitual desarrollo de aula. Referencias ALIBERAS, J. (2007). Recursos d’Internet per a l’aprenentatge: Els

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Sobre las autoras:

Roser Pintó Es Doctora en Física por la Universitat Autònoma de Barcelona y Profesora Titular de Universidad en Didáctica de las Ciencias en la UAB. Desde 1974 que se dedica a la docencia en la UAB, en formación de maestros de Primaria en Ciencias, particularmente en Física, y en formación de profesores de Física y Química de Educación Secundaria. Ha trabajado en los niveles no universitarios de Educación Primaria y Secundaria. Desde 2002 es también Directora del Centre de Recerca per a l’Educació Matemàtica i Científica (CRECIM). Las líneas de investigación prioritarias son: análisis de la implementación de nuevas tecnologías en la enseñanza de las Ciencias y análisis y superación de algunos obstáculos para la enseñanza de ciertas leyes o conceptos físicos fundamentales. Consultas y contacto: [email protected] Página web: antalya.uab.es/crecim

Marcel.la Saez

Licenciada en Biología y Magister en Didáctica de las Ciencias Experimentales por la Universitat Autònoma de Barcelona, actualmente en proceso de tesis doctoral, dirigida por la Dra. Pintó. Trabaja como Profesora Asociada del Departament de Didàctica de la Matemàtica i les Cièncias Experimentals de la Facultad de Educación de la UAB, y como Técnica de Soporte a la Investigación en el CRECIM. Su línea de interés es el e-learning, actualmente en un contexto de aula hospitalaria. Consultas y contacto: [email protected]

Montserrat Tortosa Moreno

Es Doctora en Ciencias Químicas y Licenciada en Biología. Actualmente trabaja como investigadora en el CRECIM y como profesora de Física y Química en el IES Ferran Casablancas (en Sabadell). Asimismo ha sido profesora durante 15 años en el Departamento de Ingeniería Química en la Universidad Politecnica de Cataluña. Su interés en investigación se centra en los aprendizajes de la química con equipos EXAO o MBL (Experiencias Asistidas con Ordenador, o Microcomputer Based Laboratory). También es editora de la revista para el profesorado de primaria y secundaria Ciènces: http://antalya.uab.es/crecim/revista_ciencies/revista/index.htm Consultas y contacto: [email protected]


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CAPÍTULO 5 LA NATURALEZA DE LA CIENCIA Agustín Adúriz-Bravo Grupo de Epistemología, Historia y Didáctica de las Ciencias Naturales (GEHyD), Centro de Formación e Investigación en Enseñanza de las Ciencias (CEFIEC) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEyN), Universidad de Buenos Aires (UBA) Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina Resumen. Los profesores y profesoras de ciencias experimentales estamos asistiendo, en los últimos veinte años, a una importante producción intelectual, de carácter tanto teórico como práctico, que tiene como fin fomentar la incorporación de la Filosofía y de la Historia de la Ciencia en la educación científica para todos y todas. Esta producción, que constituye por derecho propio una nueva área de trabajo dentro de la Didáctica de las Ciencias Experimentales, se conoce colectivamente con el nombre de “naturaleza de la ciencia”. En este capítulo se dibuja un sucinto panorama de tal área y se repasan brevemente conceptos, ideas, propuestas y materiales provenientes de ella. 1. Introducción: La naturaleza de la ciencia como área de investigación.

En los últimos veinte años surge y se consolida dentro de la Didáctica

de las Ciencias Experimentales16 una extensa y pujante área de investigación, innovación, docencia y extensión, área que comparte el nombre con su objeto de reflexión teórica: la naturaleza de la ciencia (en inglés, “nature of science”, muchas veces denotada mediante su acrónimo NOS) (Matthews, 1994; McComas, 1998; Flick y Lederman, 2004; Adúriz-Bravo, 2005b). Esta área tiene como objetivo principal dar respuestas educativamente válidas a la famosa pregunta epistemológica de “qué es esa cosa llamada ciencia”, formulada de esa manera tan sugerente por el filósofo Alan Chalmers (2000).

Hoy en día existe un acuerdo generalizado entre los didactas de las ciencias acerca de que tanto esa área de trabajo como el objeto que ella estudia se han tornado indispensables y vertebradores en la discusión sobre la calidad de la educación científica de todos los ciudadanos y ciudadanas. Para Mercè Izquierdo (2000), por ejemplo, es necesario que los profesores y profesoras de ciencias nos preguntemos qué es la ciencia si queremos enseñarla adecuadamente, y de allí la necesidad que ella reconoce de una mirada 16A lo largo de este capítulo se utilizará la expresión de “ciencias experimentales” para referirnos a la Física, la Química, la Biología, la Geología, la Astronomía, etc., y la expresión “Filosofía de la Ciencia” para referirnos a la “metaciencia por excelencia” (Klimovsky, 1995), esto es, aquella disciplina que se pregunta por la ciencia como proceso y como producto. Dados los propósitos y alcances de este libro, la elección de estas dos expresiones se hace para atender a las formas que son quizás más usuales en España y en Latinoamérica. Sin embargo, en Argentina (y en algunos otros países de la región) usamos en su lugar las expresiones “ciencias naturales” y “Epistemología” respectivamente, que consideramos más correctas desde el punto de vista metacientífico (ver Klimovsky, 1995; Adúriz-Bravo, 2001).

Adúriz-Bravo, A.

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fuertemente metateórica (esto es, de “segundo orden”) que acompañe a la reflexión de carácter didáctico.

El reconocimiento de la naturaleza de la ciencia (de aquí en más, NOS) como núcleo importante de la enseñanza de las ciencias comienza también a producirse en otros campos profesionales cercanos a nuestra disciplina: especialistas en las llamadas metaciencias (Filosofía, Historia, Sociología y Psicología de la Ciencia, entre varias); investigadores educacionales; científicos y científicas en actividad; decisores y políticos de la educación; diseñadores del currículo de ciencias; formadores de formadores; divulgadores y periodistas científicos; y profesorado de ciencias de los distintos niveles educativos, desde el infantil hasta el universitario.

Como campo de problemas, la NOS se ocupa de la integración de las metaciencias –principalmente, de la filosofía de la ciencia y de la historia de la ciencia– en los diversos espacios de acción de la educación científica (Adúriz-Bravo, 2001): el diseño curricular; la producción de materiales didácticos; la escritura de los libros de texto; el establecimiento del perfil de competencias de la ciudadanía científicamente alfabetizada; la formación inicial y continuada del profesorado de ciencias; el estudio de las ideas de sentido común de los y las estudiantes; la fundamentación de los marcos teóricos de la Didáctica de las Ciencias.

Como área curricular emergente, la NOS se puede entender como un conjunto de contenidos metacientíficos funcionalmente transpuestos y seleccionados por su valor para la educación científica de todos y todas (Adúriz-Bravo, 2005b). Es decir, la NOS agrupa saberes que sirven a modo de herramientas intelectuales para poder pensar sobre las ciencias en el ámbito de la formación de personas científicamente cultas, pero esos saberes han sufrido un proceso de selección y de transformación adaptativa desde su formulación originaria en el espacio académico de las metaciencias.

La NOS, en su doble vertiente de reflexión didáctica y de contenido a enseñar, viene a responder a una serie de “nuevas finalidades” proclamadas para la educación en ciencias experimentales, finalidades que se engloban comúnmente bajo el nombre genérico de alfabetización científica. Una ciudadanía científicamente alfabetizada sería capaz de los siguientes logros, entre otros: dar sentido a los fenómenos naturales por medio de modelos teóricos; tomar decisiones informadas en asuntos sociocientíficos relevantes; incorporar competencias tales como el pensamiento crítico, la autonomía intelectual, la solidaridad y el cuidado del medio ambiente; valorar las ciencias como producto cultural humano; establecer una vigilancia ética sobre los alcances y límites de la ciencia (Acevedo Díaz, 2004). Para todo ello, son necesarios modelos NOS aprendidos significativamente junto con la ciencia.


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De allí el interés que este tipo de estudios NOS, que enriquecen la Didáctica de las Ciencias Experimentales con otra mirada, han venido suscitando en las últimas dos décadas entre algunos didactas de las ciencias. Quienes investigamos e innovamos en este campo reconocemos en él un área específica de trabajo, con personalidad distinguible, que posee ya marcos teóricos y metodológicos compartidos, e incluso cuenta con su propio foro (el International History, Philosophy, and Science Teching Group17) y su propia publicación periódica (la revista Science & Education). 2. Estado del arte: Aportaciones de la NOS en inglés y en español.

La NOS es un área de investigaciones de origen y carácter netamente anglosajones que, sin embargo, comienza a florecer, ricamente “reinterpretada” desde la perspectiva didáctica, en Europa continental y en América Latina. Actualmente, desde estos países hay una producción sugerente ocupada de los “fundamentos epistemológicos” de la enseñanza de las ciencias (ver Izquierdo y Adúriz-Bravo, 2003).

A mediados de la década de los 80s, el didacta de las ciencias estadounidense Richard Duschl (1985) denunciaba un “desarrollo mutuamente excluyente” de las metaciencias, por un lado, y de la educación científica, por otro. A menos de una década de esa denuncia, el didacta australiano Michael Matthews (1994), uno de los más destacados especialistas en NOS a nivel mundial, reconocía ya una “aproximación” entre estos dos campos, señalando la existencia de un corpus de investigaciones e innovaciones más que interesante que puede incidir positivamente en la calidad de la educación científica en todos los niveles educativos.

Históricamente, la NOS se inició como una serie de investigaciones que pretendían detectar las imágenes de ciencia y de científico sostenidas por diversas poblaciones (en una primera época se trabajaba sobre los y las estudiantes, para luego dar paso al profesorado de ciencias, a los científicos y científicas, y al público general). El diagnóstico, como es usual en la perspectiva de las llamadas concepciones alternativas (misconceptions), ha venido siendo abiertamente pesimista: se identifican imágenes distorsionadas, de cariz positivista y empiroinductivista, instaladas en lo profundo del imaginario social y manifestándose, por ejemplo, en los medios de comunicación masivos, en los libros de texto y en las prácticas de aula en la escuela y en la universidad (Fernández Montoro et al., 2002).

17Ver el portal oficial del grupo: www.ihpst.org; en esa página web hay un link a la revista Science & Education y se informa de las reuniones periódicas que el grupo organiza.

Adúriz-Bravo, A.

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Actualmente, la NOS queda incluida en una aproximación más genérica a las aportaciones que puede hacer el pensamiento metacientífico a la investigación de los problemas que plantea la propia educación científica. Este campo más amplio, al que muchos se refieren con las siglas HPS (por la versión inglesa de “Historia y Filosofía de la Ciencia y enseñanza de las ciencias”) está integrado por trabajos tan variados como los que se refieren a:

• las teorías implícitas y el cambio conceptual (inspirados en

modelos de cambio científico); • la resolución de problemas y los trabajos prácticos (nutridos por

la reflexión sobre el método científico); • las propuestas curriculares para aprender competencias y

habilidades científicas (por ejemplo, con juegos de “caja negra”); y

• los materiales para analizar y discutir casos paradigmáticos de descubrimiento o invención (usando la historia de la ciencia como fuente) (ver Matthews, 1994, 2000).

En nuestros días, la NOS se ocupa fuertemente de avanzar más allá del

diagnóstico de lo que piensan distintas “poblaciones blanco” relevantes, para intentar “intervenir” en ellas ayudando a crear imágenes de ciencia y de científico más compatibles con la producción metateórica reciente, alejadas de la visión neopositivista ingenua, en el entendimiento de que estas imágenes “novedosas” son más potentes para poder desempeñarse como ciudadanos y ciudadanas en el mundo científico-tecnológico actual.

Además de los mencionados Duschl y Matthews, podemos señalar como autores importantes del área HPS/NOS a los estadounidenses Norman Lederman y William McComas, al canadiense Derek Hodson, a las españolas Mercè Izquierdo y Marilar Jiménez Aleixandre y, en Sudamérica, a Mansoor Niaz.

Como producciones ya clásicas e instituidas en el campo, deberíamos mencionar diversas líneas de trabajo relevantes que siguen siendo muy activas: a. Reflexiones acerca de la necesidad y la urgencia de incorporar la NOS como contenido

en la alfabetización científica. En esta línea se trabaja en debates públicos y abiertos, con la participación de distintas “voces”, con el fin de encontrar consensos acerca de la inclusión de la NOS en la formación de ciudadanía.

b. Discusión acerca de qué NOS enseñar. En esta línea se discute qué escuelas, autores, modelos, ideas y textos metacientíficos de diversas épocas acercar a las aulas de ciencias para mejorar la calidad de la educación científica.


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c. Diagnósticos acerca de las imágenes de ciencia y de científico circulantes en diversas poblaciones. En esta línea se estudia empíricamente qué piensan estudiantes y profesores acerca de la actividad científica y de quienes la llevan adelante, tratando de rastrear los posibles orígenes y consecuencias de estas ideas usualmente distorsivas.

d. Propuestas curriculares con una fuerte componente NOS. En esta línea se trabaja a nivel curricular general, con grandes programas y proyectos apoyados, fundamentados e “informados” desde la NOS, y a nivel más micro, generando asignaturas y unidades didácticas que enseñan sobre la ciencia.

e. Producción de actividades didácticas para enseñar la NOS. En esta línea se generan intervenciones específicas que enseñan la naturaleza de la ciencia como contenido particular (por ejemplo, el famoso “método científico”) o en relación con contenidos científicos socialmente validados.

f. Diseño de materiales atravesados por la NOS. En esta línea se producen, por una parte, materiales didácticos y textos para apoyar la enseñanza de la NOS en las aulas y, por otra parte, insumos para enseñar ciencias con una mirada fuertemente epistemológica e histórica.

3. Algunas aportaciones: Las ideas clave NOS.

Una posible contribución de carácter práctico al área de innovación NOS está constituida por lo que hemos dado en llamar ideas clave de la naturaleza de la ciencia (Adúriz-Bravo, 2005a, 2006). Se trata de afirmaciones sencillas, formuladas en un lenguaje poco técnico, que expresan algunas características de la ciencia que se desea enseñar dentro del contexto de la educación científica.

La propuesta es enseñar estas ideas claves ajustándolas a las poblaciones, finalidades y contextos específicos en los que nos toca desempeñarnos. Para ello nos hemos de plantear tres preguntas ineludibles desde el punto de vista didáctico: para qué enseñar la NOS, qué enseñar de la NOS, y cómo enseñar eso.

En el caso de la primera pregunta, resulta indispensable pensar en si el foco está puesto en saber algo más sobre la dinámica de la propia ciencia (qué es el conocimiento científico, cómo se produce y valida, en qué se diferencia de otros tipos de conocimiento), o bien en establecer juicios de valor sobre alguna porción concreta del saber científico –teoría o modelo– (de qué manera representa al mundo real, cuáles son sus alcances y límites, qué cuestiones éticas suscita).

En el caso de la segunda pregunta, cada idea clave evoca una escuela metacientífica en particular y conecta con una determinada respuesta a una

Adúriz-Bravo, A.

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cuestión NOS. Por tanto, nos posiciona en una determinada manera de ver la ciencia que no es neutral, ingenua ni aséptica. Así, las afirmaciones que hagamos sobre el carácter provisorio, teórico, experimental, hipotético, pragmático, idealizado, objetivo, moderadamente racional, etc., de las ideas científicas nos acercan o nos alejan de planteamientos como el realismo ingenuo, el instrumentalismo, el realismo pragmático, el racionalismo hipotético, el relativismo... planteamientos que se han de seleccionar fundamentada y coherentemente para la escuela, en equipo de trabajo.

En cuanto a la tercera pregunta, una restricción fuerte queda impuesta por la necesidad de que la reflexión NOS en nuestra aulas no se reduzca a una “reproducción” de posturas filosóficas famosas. Se trata de que nuestros destinatarios puedan usar flexible y significativamente la NOS para operar sobre el saber científico que van teniendo en cada etapa de escolaridad. Por tanto, las lecturas críticas, los debates, las dramatizaciones, las analogías y metáforas, las argumentaciones orales y escritas, entre otras herramientas, pueden resultar potentes para conseguir nuestros objetivos (Adúriz-Bravo, 2007). 4. Orientaciones prácticas: Elicitación de las imágenes de ciencia y de científico.

Para iniciarse en la temática de la NOS desde la práctica de enseñar ciencias experimentales, una aproximación valiosa puede ser diagnosticar las ideas de nuestros estudiantes sobre la ciencia (es decir, relevar el constructo de imagen de ciencia). Primeramente, por medio de diversos instrumentos disponibles, propuestos por investigadores e investigadoras del campo (entre otros: escalas Likert, cuestionarios, entrevistas clínicas e incidentes críticos). De entre estos instrumentos, hay ya algunos muy estandarizados y validados en la comunidad NOS/HPS (ver McComas, 1998; Manassero et al., 2001), de los que podemos echar mano.

En una segunda etapa, se puede intentar diseñar pequeños instrumentos originales, en grupo de trabajo. Esta es una propuesta potente tanto en la etapa de formación inicial18 que atravesamos como docentes, como en la etapa de formación profesional, cuando nos reunimos en colectivos de discusión y de innovación didáctica.

Una vez hecho el diagnóstico, se habría de pasar a la “segunda fase” del trabajo: atacar las concepciones detectadas y promover en nuestras clases la reflexión sobre la NOS desde marcos más adecuados. Para ello se pueden 18En el caso de llevar adelante esta propuesta de indagación en el marco de la formación inicial del profesorado –en institutos de educación superior o universidades– el profesor o profesora de Didáctica de las Ciencias puede contribuir fuertemente al diseño, conducción, evaluación y comunicación del proyecto.


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diseñar pequeñas intervenciones utilizando las ideas reportadas en este capítulo y las propuestas presentes en las referencias bibliográficas sugeridas más abajo.

A modo de ejemplo, presentamos una pequeña secuencia de trabajo para el caso de las llamadas imágenes de científico. En un primer momento, la propuesta podría ser utilizar el “instrumento de indagación” ya validado por nuestro grupo GEHyD, proveyendo a los destinatarios la siguiente consigna (Adúriz-Bravo et al., 2006):

Por favor, dibuja una persona que hace investigación científica tal como te la

imaginas en un día de trabajo. Los resultados “típicos” (ver figura 1) pueden ser luego estudiados críticamente

en términos de los siguientes ejes de análisis: género, edad, vestimenta, aspecto físico, carácter, entorno (físico y social), finalidades, etc., del “personaje” representado.

Figura 1. Imagen “estereotipada” de científico (varón de mediana edad, en bata blanca y con gafas, trabajando solo en un laboratorio de química-biología) típicamente obtenida como respuesta a la consigna

de indagación que utilizamos en nuestras intervenciones con el GEHyD.

En segundo lugar, se trataría de realizar una variación de esta indagación original añadiendo ingredientes propios, consensuados en el equipo de trabajo (grupo-clase de formación inicial o colectivo de formación continuada).

Por último, se podría realizar una intervención acotada, con voluntad educativa, y evaluar en qué medida ella contribuyó al cambio de los resultados iniciales (esto sería lo que llamamos una estrategia “pre-post”). La intervención podría ser, por ejemplo, conversar con científicos y científicas reales en una “jornada científica” realizada en la escuela donde se está trabajando o haciendo prácticas.

Adúriz-Bravo, A.

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5. Implicaciones didácticas: Directrices para el diseño de unidades NOS.

Las diversas reflexiones y resultados de investigación en la NOS van perfilando un panorama de recomendaciones, que nosotros llamamos directrices didácticas (Adúriz-Bravo e Izquierdo, 2002), a tener en cuenta cuando se integran la filosofía y la historia de la ciencia a la enseñanza de las ciencias experimentales en los distintos niveles educativos.

En este capítulo señalaremos cuatro de estas directrices (Adúriz-Bravo, 2001, 2005a, 2005b, 2006), que pueden ser de ayuda para que los profesores y profesoras de ciencias nos incorporemos a estas “formas de hacer” novedosas:

a. Muchas escuelas de la filosofía de la ciencia del siglo XX tienen

aportaciones valiosas para la educación científica; por tanto, los profesores y profesoras de ciencias estamos autorizados a ser un poco eclécticos y bastante pragmáticos en nuestro diseño de la enseñanza de la NOS, tomando aquellas ideas y autores que nos parecen más valiosos para cada nivel, objetivo y finalidad, y transponiéndolos con libertad para conseguir objetivos estrechamente relacionados con la alfabetización científica que consideremos “deseable”.

b. Los contenidos de la NOS conforman una red compleja y altamente jerarquizada, no exenta de dificultad teórica. Un punto de entrada interesante a esta red es tratar en la educación científica lo que hemos denominado más arriba ideas clave de la naturaleza de la ciencia, a modo de ideas-fuerza o conceptos estructurantes para pensar sobre la ciencia. Estas ideas admiten un tratamiento didáctico muy rico en nuestras clases de ciencias.

c. La selección de las ideas epistemológicas clave puede obedecer a diversas finalidades: algunas ideas son valiosas en tanto que productos culturales; otras sirven para pensar metacientíficamente la ciencia; otras sirven para aprender mejor los contenidos científicos (Adúriz-Bravo, 2001, 2006). Antes de lanzarnos de lleno a incorporar la NOS a nuestras prácticas, los profesores y profesoras deberíamos reflexionar sobre qué aporta ella concretamente a nuestras clases.

d. La naturaleza de la ciencia puede ser entendida como el aprendizaje de una mirada de carácter mayormente epistemológico, ambientada en episodios seleccionados de la historia de la ciencia, y “advertida” por la sociología de la ciencia contra el dogmatismo y el elitismo de la posición cientificista tradicional.


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6. Actividades: Pensar sobre la modelización.

Nuestro grupo de trabajo GEHyD19 ha venido desempeñándose unos diez años en la producción de unidades didácticas para enseñar la NOS al estudiantado y profesorado de ciencias (ver, por ejemplo, Adúriz-Bravo, 2002, 2004; Adúriz-Bravo e Izquierdo, 2004). En esta sección presentamos una de esas unidades, referida a la siguiente idea epistemológica clave: que la explicación científica se realiza en relación con un modelo que “carga” de teoría las observaciones e intervenciones sobre el mundo.

La unidad tiene entonces como objetivo principal reflexionar sobre los

modelos y la modelización en ciencias experimentales. Inicialmente, se trabaja con una analogía entre un cuento de terror y la investigación científica, que nos sirve para pensar en las diferentes operaciones cognitivas, discursivas, materiales y sociales involucradas en el proceso de modelización.

En la unidad que presentamos aquí, el realismo pragmático (Giere, 1992) es entendido como una relación de semejanza o similaridad entre un modelo teórico y el sistema real que él pretende representar, que, al ser visto desde el modelo, queda “cargado” de teoría. La construcción de un sistema abstracto e idealizado que funciona como objeto para la investigación científica se apoya en la selección de los hechos tenidos como relevantes desde el modelo teórico, su transformación y su estructuración mediante relaciones inferenciales.

Para enseñar este contenido NOS al profesorado de ciencias trabajamos sobre el cuento fantástico “La patrona”, del escritor galés Roald Dahl (1990). Inicialmente se les pide a los profesores y profesoras que lean el cuento completo, o este se les narra en clase; alternativamente, se les puede entregar un apretado resumen (presentado para los lectores en el cuadro 1). Tras haber tomado contacto con el argumento, los profesores tienen que proponer y justificar una respuesta a la pregunta de qué le pasará probablemente a Billy Weaver, el protagonista del cuento. El acuerdo en la respuesta es total, los profesores coinciden en que Billy morirá envenenado y será embalsamado por la macabra patrona. Se trata entonces de reflexionar acerca de los razonamientos por los cuales los profesores han llegado a construir esa respuesta.

19 Formado por una veintena de profesores y profesoras de ciencias, en formación y en actividad, para todos los niveles educativos.

Adúriz-Bravo, A.

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Resumen del cuento “La patrona” de Roald Dahl (1990) que se entrega como material en nuestra unidad didáctica. A fines de la década del ’50 del siglo XX, el joven Billy Weaver viaja de Londres a Bath, en el oeste de Inglaterra, para incorporarse a su nuevo empleo de viajante de comercio. Llegado a Bath en tren al anochecer, pregunta dónde hospedarse, y los lugareños le recomiendan una posada. En su camino a la posada, Billy pasa frente a una acogedora casita donde se ofrecen alojamiento y desayuno, y decide probar suerte allí. Es recibido por una incongruente patrona, que parece haber estado esperando su llegada. Tras acomodar a Billy en su habitación, la patrona le pide que se registre en el libro de huéspedes. Allí él encuentra sólo dos entradas: los nombres de los jóvenes que se alojaron en la casa años antes, Chris Mulholland y Greg Temple. Estos nombres le resultan a Billy extrañamente familiares; él tiene la impresión de haberlos leído en el periódico, mencionados juntos en una misma noticia de carácter policial. La patrona invita a Billy a bajar a la sala para tomar el “té de las cinco” con ella; allí el joven encuentra un perro y un loro primorosamente embalsamados. Mientras Billy sorbe su taza de té, la patrona le habla extensamente sobre los antiguos huéspedes, alabando su belleza física, así como la del propio Billy. A Billy le resultan chocantes tanto el marcado olor a productos químicos que exhala de las manos de la patrona como el notorio sabor a almendras amargas de la infusión. En un momento dado, la patrona le dice como al descuido que los antiguos pensionistas todavía están en la casa, juntos, en el tercer piso.

Cuadro 1.

La discusión que se genera en la clase alrededor del cuento permite introducir, como se dijo, un constructo epistemológico famoso: la llamada carga teórica de la observación. Para construir un sistema de ideas coherente (la respuesta al enigma, debidamente fundamentada) se procede primeramente a seleccionar solo algunos de los hechos narrados, cuya relevancia viene dada por un marco teórico identificado previamente, y a descartar todos los demás, asumiendo que no participan de ese sistema. A su vez, los hechos seleccionados son “leídos” desde la teoría, que los transforma significativamente. Por ejemplo, los profesores de ciencias dicen que el “olor a pasillos de hospital” que emana de la patrona es un hecho relevante, puesto que ayuda al proceso de construir la solución, pero esto sucede solo si se acepta la pertinencia explicativa de un determinado modelo teórico (“la anciana señora, aparentemente inofensiva y querible, que resulta ser una psicópata envenenadora”), en el seno del cual ese olor remite a las sustancias usadas para embalsamar.

Una vez recolectados los hechos que cuentan a la luz del modelo, es necesario darles una estructura relacional. Esta estructura es explicativa, esto es, justifica satisfactoriamente todos esos hechos con referencia a un cierto marco de suposiciones, que es el final “fantástico” postulado por los profesores, e inferencial, pues reconstruye los huecos faltantes en la trama por medio de


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vínculos generados en procesos de razonamiento. Por ejemplo, los profesores de ciencias formulan aserciones tales como: “suponemos que la patrona embalsama jóvenes guapos porque tiene olor a formaldehído en las manos y porque sus anteriores huéspedes desaparecieron y porque el té tiene sabor a almendras amargas y porque ella conoce al dedillo las técnicas de embalsamamiento”.

Sin embargo, y dado que Dahl nunca desoculta este modelo en el cuento, la estructura de relaciones entre los hechos reconstruidos es además hipotética, vale decir, se necesita de una serie de intervenciones activas para contrastar su validez. A modo de ejemplo, los profesores pueden proponer “entrar por la fuerza en el tercer piso para encontrar los cuerpos prodigiosamente conservados de Greg y Chris”, o “analizar químicamente el contenido de la taza de té de Billy para descubrir el ácido prúsico introducido por la maléfica patrona”.

De este modo, el modelo teórico funciona a modo de “núcleo” que guía (figura 2):

a. la construcción de los hechos; b. la predicción de eventos derivados; y c. la intervención sobre el mundo que puede robustecer, expandir, limitar o

descartar tal modelo.

Figura 2. Los diversos elementos del llamado modelo teórico: hechos (re)construidos, predicciones del tipo “si…

entonces…”, e intervenciones observacionales y experimentales.

Hasta aquí hemos expuesto lo que sería la “fase exploratoria” de la actividad (Sanmartí e Izquierdo, 1997), en la cual hemos trabajado siempre dentro del campo semántico de la ficción literaria, en pequeños grupos y en plenario, con discusiones y puestas en común. A partir de este punto se procede a analogar los elaborados procesos cognitivos y lingüísticos identificados en la tarea con los que se usarían típicamente en la metodología científica. Resulta interesante, por ejemplo, utilizar el célebre caso Semmelweis –

Adúriz-Bravo, A.

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el descubrimiento de las causas de la llamada fiebre puerperal– tal cual lo narra Carl Hempel (1973), para establecer dicha analogía.

En el cierre de la actividad, se invita a los profesores y profesoras a proponer otros episodios famosos de la historia de la ciencia que ellos recuerden en los cuales puede hacerse una reflexión NOS similar, es decir, que “caigan” bajo el espacio de la idea clave discutida. 7. A modo de conclusión

La línea de trabajo NOS de la didáctica de las ciencias es, sin lugar a dudas, una de las más relevantes actualmente y, al mismo tiempo, una de las más promisorias a futuro. A lo largo de estas últimas dos décadas de trabajo, los profesores y profesoras de ciencias hemos llegado a un consenso acerca de la centralidad que tiene la mirada metacientífica a la hora de diseñar, llevar adelante y evaluar una enseñanza de las ciencias experimentales de mayor calidad, que “sintonice” con los ambiciosos, y un poco utópicos, objetivos que hoy en día nos planteamos para nuestros y nuestras estudiantes, especialmente durante la educación obligatoria (en muchos casos, de los 5 a los 16 años).

En estas páginas hemos tratado de acompañar a los lectores y lectoras –considerando que son futuros o actuales colegas– en un “sendero” por el campo HPS/NOS, destacando algunos logros, planteando interrogantes pendientes, y proveyendo “puertas de acceso” a quienes quieran profundizar en los derroteros aquí iniciados. 8. Lecturas recomendadas Matthews, M. (1994). Science teaching: The role of history and philosophy of science. Londres: Routledge. Este libro se ha establecido como el clásico fundacional del área general de investigaciones HPS, con multitud de secciones dedicadas a la NOS. Se trata de la primera reflexión teórica extensiva, sistemática y profunda de los diferentes aspectos involucrados en la incorporación de la naturaleza de la ciencia dentro de la educación científica. Duschl, R. (1997). Renovar la enseñanza de las ciencias: Importancia de las teorías y su desarrollo. Madrid: Narcea. Este libro presenta reflexiones y propuestas para acercar la naturaleza de la ciencia al aula. Se articula en torno a la aceptación del carácter teórico de la ciencia como aquello que la distingue de otras empresas humanas y, por tanto, como aquello que se ha de poner en relieve en nuestras clases.


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McComas, W. (ed.) (1998). The nature of science in science education: Rationales and strategies. Dordrecht: Kluwer. Este libro funciona a modo de handbook para el campo de la NOS, pues reúne una importante diversidad de trabajos dedicados a los tipos de investigación e innovación disponibles (diagnóstico, diseño, intervención, evaluación, currículo). Adúriz-Bravo, A. (2005). Una introducción a la naturaleza de la ciencia. La epistemología en la enseñanza de las ciencias naturales. Buenos Aires: Fondo de Cultura Económica. Este libro presenta doce actividades didácticas para introducir la naturaleza de la ciencia en las clases de ciencias experimentales de los distintos niveles educativos. Las actividades se organizan a lo largo de tres ejes: qué es la ciencia, cómo cambia en el tiempo, y cómo se relaciona con la sociedad y la cultura. Referencias ACEVEDO DÍAZ, J.A. (2004). Reflexiones sobre las finalidades de la

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Sobre el autor:

Agustín Adúriz-Bravo Es Profesor de Enseñanza Media y Superior en Física por la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires y Doctor en Didáctica de las Ciencias Experimentales por la Universitat Autònoma de Barcelona. Sus áreas de investigación giran en torno a la epistemología y a la historia de la ciencia en la formación del profesorado de ciencias. Forma parte de numerosas redes de trabajo tanto a nivel anglosajón como iberoamericano. Conocida es su trayectoria y producción científica en libros, artículos y conferencias. Actualmente trabaja en Argentina en la formación inicial y continuada del profesorado en todos los niveles educativos (desde inicial hasta universitario) y como consejero en proyectos y programas de divulgación científica. Consultas y contacto: [email protected]


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CAPÍTULO 6 LA COMUNICACIÓN EN EL AULA Conxita Márquez Grup de Llenguatge i Ensenyament de les Ciències (LIEC), Departament de Didàctica de la Matemàtica i de les Ciències Experimentals Facultat de Ciències de l’Educació, Universitat Autònoma de Barcelona Bellaterra, España Resumen. Promover la competencia lectora de textos científicos de diversas procedencias (Internet, prensa, libros de divulgación, libros de texto, etc.) contribuye a la alfabetización científica de los ciudadanos y ciudadanas. Para desarrollar esta competencia será necesario diseñar, planificar y evaluar actividades específicas que permitan a los alumnos aprender a leer textos científicos, es decir, identificar preguntas, evidencias y argumentos en los textos y evaluarlos críticamente. Este capítulo plantea y propone algunas respuestas a las siguientes preguntas: ¿qué significa leer en clase de ciencias?; ¿qué dificultades tienen los textos científicos?; ¿qué trabajos de investigación se están desarrollando en este ámbito?; ¿qué metodologías de investigación se utilizan?; ¿qué actividades de aula promueven la lectura crítica? 1. Introducción al campo de investigación.

Enseñar y aprender es, básicamente, un proceso de comunicación entre el alumnado y el profesorado y entre los mismos estudiantes. En función de lo que los alumnos dicen, escriben, dibujan, hacen... los profesores evaluamos la calidad de sus trabajos y proponemos cambios. También los alumnos comparan y contrastan las opiniones y textos que elaboran sus compañeros sobre el mismo fenómeno. Este proceso de comunicación y evaluación es lo que promueve la construcción del conocimiento, y por ello se dice que el lenguaje es el instrumento mediador del aprendizaje por excelencia.

Asimismo, una constatación cada vez más evidente, en relación a cómo

las personas aprendemos, es que el proceso de aprendizaje se realiza a través de la interacción de distintos modos comunicativos. Siendo el modo lingüístico (oral o escrito) un medio fundamental para aprender, no es el único. También aprendemos de las representaciones visuales de todo tipo, estáticas y dinámicas (dibujo, pintura, gráficos, fotos, películas, videos, simulaciones en 3D). Y aprendemos al observar y al participar en actividades (escuchar, pensar, hacer, gesticular, sentir). Es decir que se accede al conocimiento a partir de integrar significados, a través de todas las modalidades comunicativas. Esta integración no se produce de manera natural y automática, sino que debe ser enseñada y aprendida (Lemke, 2005).

Márquez, C.

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Situados en este paisaje comunicativo, el aula se convierte en el espacio en el que se desarrolla una actividad comunicativa conjunta de profesores y alumnos y en la cual los distintos lenguajes presentes contribuyen a construir significado. Profundizar en la contribución del lenguaje en el proceso de la enseñanza y del aprendizaje de las ciencias es, según Fensham (2004), una nueva y prometedora frontera en el ámbito de la Didáctica de las Ciencias.

En los últimos tiempos, cuando se reformulan los objetivos de la educación científica, estos se acostumbran a expresar en términos de alfabetización científica. El término ‘alfabetización’ es usado de manera cada vez más generalizada, pero no siempre con el mismo significado. Para Norris y Phillips (2003), la alfabetización es entendida como la conjunción de dos aspectos o sentidos. Tiene un sentido que denominan fundamental, que significa la capacidad para leer y escribir. Y otro, que denominan derivado, que significa conocimiento, aprendizaje y educación. Los dos sentidos están relacionados, y estos autores defienden que el fundamental es central para conseguir la alfabetización científica, ya que en el estado actual de la ciencia occidental, una persona que no sea capaz de leer y escribir tendrá serias limitaciones para adquirir y profundizar conocimientos. Así, para estos autores, estar alfabetizado científicamente implica no sólo dominar las grandes ideas de la ciencia, sino también ser capaces de leer y escribir ciencia. 2. Estado del arte.

[…] La relación entre pensamiento y palabra no es un hecho sino un proceso, un ir y venir continuado del pensamiento a la palabra y de la palabra al pensamiento […]; el pensamiento no se expresa simplemente en palabras, sino que existe a través de ellas […]

L.S. Vigotski, Pensamiento y lenguaje, 1925.

La relación tan intensa entre pensamiento y lenguaje hace que sean mutuamente dependientes; el lenguaje ayuda a construir modelos o teorías más elaboradas y estas ayudan también a configurar un lenguaje más idóneo (Locke, 1992). Para Vigotsky (1925), lenguaje y pensamiento son los extremos de un continuo. Este es uno de los motivos que hacen que el lenguaje ocupe una posición clave en el aprendizaje de las ciencias.

Muchas veces se piensa que las personas “aprendemos” un determinado conocimiento y posteriormente lo expresamos a través de palabras, y que de hecho “conocer” y “hablar” son dos procesos bien diferenciados. Es muy habitual creer que se puede “saber” ciencias, u otra disciplina, y no necesariamente saber comunicarlas. Y a veces podemos opinar “que un alumno sabe pero que no lo sabe decir”. Pero de la propia experiencia como profesores de ciencias, se constata que a veces no hemos acabado de entender un concepto que se nos resistía hasta que nos hemos encontrado en situación de tenerlo que explicar, de construir un discurso coherente (Sanmartí, 1995). Elaborar este discurso implica relacionar de manera


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convincente los elementos que intervienen y de hacerlo utilizando un lenguaje comprensible para el receptor. Este proceso provoca una intensa reelaboración del contenido.

El lenguaje, por tanto, juega un papel esencial en el proceso de construcción de las ideas ya que es el medio a través del cual se regula dicha construcción. En el campo de la Didáctica de las Ciencias, empiezan a ser numerosas las investigaciones que adjudican al lenguaje un papel fundamental en el proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias (Fesham, 2004; Sanmartí, 2003; Lemke, 1997; Sutton, 1996; Arcà et al, 1990).

El lenguaje científico es un lenguaje específico diferente del que se utiliza en situaciones cotidianas y debe ser enseñado de manera explicita (Lemke, 2004, 1997; Locke, 1992). Para hablar, escribir, leer... ciencia hay que ir aprendiendo a utilizar este lenguaje para favorecer la comunicación.

Una de las peculiaridades del lenguaje de la ciencia es que tiende a expresar con una sola palabra una idea compleja y extensa. En sus trabajos, Sutton (1992, 1996) analiza la progresión existente desde el estilo personal de escritura de los científicos, en sus primeras afirmaciones provisionales en una investigación, hasta la forma convencional y neutra de presentación del conocimiento público, una vez consolidado, que aparece en los libros de texto. Al primer tipo de lenguaje lo denomina lenguaje como sistema interpretativo y al segundo, lenguaje como sistema de etiquetaje. Así, los modelos científicos, que tienen inicialmente una voluntad interpretativa se convierten para las personas no expertas en un conjunto de “etiquetas” no significativas. Por ello, Sutton propone que el estadio inicial del lenguaje científico no sea escondido a los estudiantes para que así puedan ver como se construyen los significados, y como consecuencia permitirá mostrar una visión de la ciencia más dinámica: la ciencia abre la posibilidad de entender el mundo de otras maneras y estas nuevas formas de ver los fenómenos requieren de nuevas maneras de expresión.

La ciencia tiene unas exigencias propias. Elabora el conocimiento con métodos sofisticados que requieren tecnología compleja e investigaciones costosas y refinadas. Estos conocimientos son expresados a través de: mucha terminología, estadísticas complicadas, fórmulas, ecuaciones, tablas de datos, fotografías, simulaciones por ordenador, etc. Este lenguaje es tan especializado que sólo lo puede usar el científico especialista en el tema. De hecho, aprender a ser científico es aprender a dominar este lenguaje, aprender a leerlo y a escribirlo.

Sin embargo, la ciencia, necesita divulgar sus avances y acercarse a la comunidad, por ello la ciudadanía debe poder leer y comprender ciencia para poder adquirir conocimientos sobre áreas que tienen enormes repercusiones en sus vidas. Y en este sentido el papel de la educación obligatoria es fundamental.

Márquez, C.

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3. La lectura de textos científicos.

Tal como se ha comentado anteriormente, adquirir una buena competencia lectora contribuye a la alfabetización científica. La lectura ha sido, y continua siendo, uno de los recursos más utilizados en la clase de ciencias. Asimismo, cabe considerar que leer no es un simple instrumento de transmisión de la ciencia, sino que es una parte constitutiva de la ciencia y una manera de aprenderla (Norris y Phillips, 2003).

Leer toda clase de textos (Internet, periódicos, libros de divulgación científica...) es una vía de acceso a la producción científica por parte de la población no especializada. Incorporar esta amplia gama de documentos en la formación del alumnado debería ser un objetivo de la enseñanza de las ciencias porque prepararía a los lectores del futuro, formando sujetos lectores (Da Silva y Almeida, 1998), con interés para seguir leyendo, estudiando, una vez terminados los estudios obligatorios. Mediante la lectura autónoma y significativa de textos y documentos de divulgación las personas pueden actualizar el conocimiento de los nuevos saberes científicos, sustentando la formación de opiniones y la toma de decisiones. ¿Qué significa leer? ¿Qué significa leer en clase de ciencias? Enseñar a leer es una tarea que el profesorado de ciencias, históricamente ha dejado en manos de los profesores de lengua. Ya que se partía de la premisa que un buen dominio del proceso lector, sobretodo del proceso de descodificación, permitiría al alumnado comprender cualquier tipo de texto (acorde con su edad, por supuesto). Pero hace ya algún tiempo que se oyen voces a favor de que a partir del aprendizaje del proceso lector, cada disciplina enseñe a leer sus propios textos (Sanmartí, 2003).

La lectura es un proceso complejo que requiere el uso de funciones cognitivas y metacognitivas. (Prat, 1998). Desde el campo de la lingüística se plantean tres concepciones de la lectura, dependiendo del procedimiento para obtener significado (Cassany, 2005):

a. Concepción lingüística. Según está concepción el significado está en el texto. El contenido del texto surge de la suma de los significados de todas las palabras y oraciones. Así, el significado es único, estable, objetivo e independiente de los lectores y las condiciones de lectura. Según está concepción, aprender a leer es una cuestión lingüística.

b. Concepción psicolingüística. El significado del texto no está en las palabras, ni es único, ni es estable ni es objetivo. Se ubica en la mente del lector. Se elabora a partir del conocimiento previo que el lector aporta, y por este motivo varia según el individuo y las circunstancias. Así, leer requiere desarrollar las habilidades cognitivas implicadas en el acto de


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comprender: aportar conocimientos previos, hacer inferencias, formular hipótesis y saber verificarlas o reformularlas, etc.

c. Concepción sociocultural. La orientación sociocultural entiende que la lectura y la escritura es una “construcción social, una actividad socialmente definida”. Leer es una práctica cultural que se da en una comunidad particular que tiene su historia, una tradición, unos hábitos y unas prácticas comunicativas especiales. Aprender a leer exige aprender estas particularidades, propias de cada comunidad. No es suficiente saber descodificar las palabras y hacer inferencias. Es necesario conocer la estructura de cada género textual en cada disciplina, cómo lo utilizan el autor y los lectores, qué funciones desarrolla, cómo se presenta el autor, qué conocimientos se dicen y cuáles se presuponen, cómo se citan las referencias bibliográficas, etc.

Desde la Didáctica de las Ciencias, Olson (1994) entiende el proceso

lector como un encuentro entre tres mundos distintos: el mundo del lector (con sus conocimientos, sus creencias, sus emociones), el mundo de papel que viene definido en el texto y el mundo exterior. Esto significa que el significado del texto no está en el propio texto, sino que cada lector tiene que construirlo a partir de sus referentes. Esto podría llevarnos a pensar que a partir de un mismo texto se pueden construir multitud de significados, y si bien es cierto que cada lector construirá su propio significado, también lo es que lectores que compartan los mismos referentes, construirán significados muy parecidos.

Para ayudar a los estudiantes, a leer siendo consciente del proceso lector, es útil la propuesta de Wilson y Chalmers-Neubauer (1988) de los diferentes niveles de lectura, propuesta que los autores diseñaron para la lectura de manuales de laboratorio de química. Los cuatro niveles, con posibles preguntas para cada ámbito son:

• Lectura literal: ¿Qué dice el texto? • Lectura inferencial: ¿Qué informaciones no da el texto, pero necesito

saber para entenderlo? • Lectura evaluativa: ¿Qué ideas son las más importantes? ¿Qué ideas

nuevas me aporta el texto? ¿Qué valoración hago de las ideas del texto? • Lectura creativa: ¿Para qué me puede servir está lectura? ¿Son útiles las

ideas que se exponen para interpretar otros fenómenos? La capacidad de analizar críticamente los textos -datos y argumentos

que aportan-, y de justificar el propio punto de vista, requiere el desarrollo del pensamiento crítico, campo en el cual se está investigando desde distintas perspectivas (Paul y Elder, 2003; Phillips y Norris, 1999). Leer críticamente supone reconocer que el texto es un instrumento cultural contextualizado en

Márquez, C.

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una época, corriente, historia. Reconocer que el autor no es un ser neutro, sino que tiene unos conocimientos, cultura e intenciones que se plasman en el texto y que el lector debe interpretar. Y también reconocer la ideología, el grado de certeza y el estatus de las afirmaciones científicas que aparecen en el mismo (diferenciar, por ejemplo, afirmaciones, hipótesis, especulaciones, predicciones, etc.) (Cassany, 2006).

En el este sentido y para conseguir una lectura crítica, Bartz (2002)

propone el acrónimo CRITIC. Su intención es proporcionar a los estudiantes un instrumento paso a paso para aplicar el pensamiento crítico a una lectura. El autor elaboró la siguiente correspondencia:

• C— Claim? o ¿Cúal es la idea principal que expone el texto? • R— Rol of the claimant? o ¿Quién es el autor? ¿Qué interés tiene en escribir el

texto? • I— Information backing the claim? o ¿Qué evidencias da el texto para

justificar aquello que dice? ¿Es una información pública que puede ser verificada? • T— Test? o En caso de dudar sobre lo que expone el texto, ¿qué test o prueba se

podría diseñar para comprobarlo?, • I— Independing testing? o ¿Se puede considerar que aquello que se afirma ya a

sido demostrado y validado ha través de un test independiente? • C— Cause proposed? o La explicación causal que se da ¿es consistente con el

conocimiento científico actual?

Un lector poco experto dispone así de un recurso mnemotécnico que puede aplicar en sus lecturas o visionado de materiales de todo tipo (texto escrito, documentos internet, materiales audiovisuales, documentales, etc.). La mecanización del esquema puede dar profundidad a sus lecturas. La lectura dentro de la actividad científica escolar La lectura y la escritura de textos deben estar integradas en el conjunto de la “actividad científica escolar” que se desarrolla en el aula (Izquierdo et al., 1999; Izquierdo y Aliberas, 2005). A menudo se parte de considerar el texto didáctico como material básico de aprendizaje. Puede que sea un punto de partida erróneo. Confiamos demasiado en el valor del texto para alfabetizar científicamente al alumnado. Las situaciones de enseñanza aprendizaje son mucho más complejas, variadas y dinámicas y disponen de más recursos que la simple lectura: el conocimiento científico también se construye cuando se habla, se discute de ciencia en el aula, cuando se trabaja, se observa, se experimenta en el laboratorio, cuando se comparten tareas, cuando se realizan búsquedas a Internet, cuando se piensa, cuando los alumnos escriben y el profesor revisa, cuando se escucha (Márquez y Prat, 2005).


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Los textos científicos dirigidos a estudiantes suelen comportar un grado de dificultad superior a la mayoría de lecturas que efectúan en otros contextos. Por eso es muy importante la actuación del profesorado, los puentes que tiene que tender para relacionar todas las actividades de aula con los referentes que aparecen en las lecturas, para así conseguir que cada alumno vaya reconociendo en el texto aquello que ha experimentado, hablado, discutido en el aula.

Las características del lenguaje de la ciencia suelen actuar más de barrera que de puente para facilitar el conocimiento a una mayoría de alumnado. Un alumnado acostumbrado a la conversación directa, contextualizada, que combina conjuntamente recursos lingüísticos con gestos, miradas, tonos de voz y que a través del diálogo tiene la posibilidad de reformular o pedir aclaraciones, se encuentra en una situación muy distinta ante un texto científico. Ante él, cada lector sólo dispone del bagaje de sus conocimientos (no siempre coincidentes con los que presupone el autor) y de su habilidad para interpretar y dar sentido a lo desconocido. Difícilmente se pueden imaginar significados para palabras desconocidas, o se pueden hacer hipótesis sobre el contenido de los textos, puesto que las inferencias nos pueden conducir a deducciones equivocadas. Más difícil todavía es relacionar el contenido de un texto con un modelo científico si no se expresa de manera explícita.

Asimismo, en los textos aparecen muchos conceptos e ideas científicas expresadas de una manera “comprimida” a través de un nombre o término. La mayoría de estos términos científicos son el resultado de un largo proceso, de la necesidad de encontrar una palabra que definiera un conjunto de relaciones, una idea, una manera particular y nueva de ver un fenómeno. Para las personas que las proponen por primera vez y para los científicos son palabras llenas de significado. Estas mismas palabras, tan significativas para la ciencia, pierden parte de su sentido para los lectores no expertos.

El proceso de descodificación puede ser muy complicado para el alumno si no tiene más referencias que el texto que esta leyendo porque los alumnos elaboran el conocimiento científico a lo largo de su vida. Una palabra, un concepto remite y se relaciona con otros significados y así va adquiriendo consistencia, porque el significado de los términos se va construyendo.

4. Antecedentes.

La importancia de la lectura en el aprendizaje de las ciencias ha sido puesta de manifiesto en el informe PISA. En el caso de Finlandia –los mejores resultados en 2000 y 2003- es significativa la correlación entre el gusto por la lectura y la capacidad de los escolares finlandeses para interpretar y analizar el

Márquez, C.

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material escrito. Algunos trabajos de investigación en este ámbito son:

• Los que se refieren a estrategias de metacognición y el control de la lectura. Koch (2001) y Baker (2004) muestran correlación entre estas destrezas y los resultados en la comprensión de mensajes científicos textuales (Yore y Treagust, 2005). Asimismo, Sardà et al. (2006) muestran la importancia de plantear preguntas de tipo inferencial, evaluativo y creativo para ayudar a los alumnos a reflexionar sobre el contenido conceptual de los textos y para hacerlos conscientes de la dificultad de las distintas demandas cognitivas que estas plantean.

• La capacidad de analizar críticamente los textos –datos y argumentos que aportan–, especialmente los textos de Internet, y de justificar el propio punto de vista, requiere el desarrollo del pensamiento crítico, campo en el cual se está investigando desde distintas perspectivas (Paul y Elder, 2003; Phillips y Norris, 1999). También hay investigaciones que consideran el potencial de la prensa en la alfabetización científica. Ya que sus artículos nos sitúan en los problemas reales de nuestro entorno y nos permiten el contacto continúo con los avances científicos. Y los estudiantes no pueden quedar al margen de la información derivada de la prensa. Hay algunos estudios que muestran los usos del periódicos en las clases de ciencias, pero pocos profesores usan los artículos de periódico para desarrollar la habilidad de leer críticamente (Elliott, 2006). En este sentido, Prat, Márquez y Marbà (2007) han investigado el uso del CRITIC en la lectura de anuncios que se basan en evidencias pseudocientíficas.

• También hay estudios que tratan de caracterizar y evaluar las estrategias lectoras como variables que influyen en el aprendizaje de las ciencias. La identificación e interpretación de evidencias es una competencia que también se aplica y se desarrolla a partir de lectura de textos de distintos tipos (de divulgación, periodísticos, Internet, libros de texto). El desarrollo de la competencia lectora se relaciona con la capacidad de aplicar conocimientos al análisis e interpretación de situaciones y problemas diversos, ya que el lector ha de inferir el modelo teórico que ha de activar al leer para comprender la argumentación (Kamil y Bernhardt, 2004).

5. Aproximación de la autor al área de investigación.

El interés en este campo de investigación tuvo su origen en la

incorporación en las prácticas de aula de actividades de coevaluación entre el alumnado. Observamos que cuando un alumno debía evaluar un trabajo escrito de un compañero/a era muy exigente. A menudo manifestaba que lo que escribía su compañero no se entendía, asimismo cuando el compañero


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recibía su evaluación no aceptaba las críticas puesto que pensaba que ya estaba bien escrito y que era el compañero el que debía esforzarse para leer entre líneas.

Está constatación nos llevó a interesarnos en la importancia de escribir en la clase de ciencias. Puesto que si una de las principales finalidades del proceso de enseñanza aprendizaje es que los alumnos aprendan a preguntarse sobre los fenómenos que suceden en el mundo físico y a dar respuestas a estas preguntas en función del conocimiento científico actual, deben ser capaces de comunicar sus ideas y conocimientos oralmente y por escrito, de forma clara y comprensible para ellos mismos y para los que los escuchan o leen.

Al escribir, los alumnos suelen seguir las mismas pautas que cuando hablan, sin respetar las estructuras sintácticas que rigen el texto escrito. Así, escriben improvisando y acomodando su discurso, continuamente, a un hipotético receptor que entienden como concreto y real. No son conscientes de que el texto escrito debe tener una coherencia global, una planificación y una progresión en las ideas que se quieren expresar y que el destinatario es general e indefinido. Tampoco tienen en cuenta que la volatilidad de las palabras del discurso oral no tiene nada que ver con su permanencia en el texto escrito; al escribir, las frases pueden ser más o menos largas, pero no existen periodos de silencio, ni gestos mímicos, ni entonaciones de voz. De hecho, escribir conlleva una reelaboración del discurso oral y un ejercicio de abstracción, requiere configurar una determinada estructura y realizar un juego de relaciones distinto del empleado al hablar. Si además, lo que se pretende es escribir un texto científico, las dificultades aumentan, dado que también hay que apropiarse de las características del discurso científico.

Asimismo, en las clases de ciencias es necesario producir diferentes tipos de textos, cada uno con sus finalidades. Una descripción, una definición, una explicación, una justificación, una argumentación se realizan con fines distintos pero a la vez con características formales distintas.

Las demandas “explica cómo es….”, “explica qué es…”, “explica cómo

funciona….y saca una conclusión”, “explica por qué ….”, etc... requieren respuestas que ponen en acción distintos mecanismos intelectuales de relación y que se comunican a través de textos también distintos.

Las habilidades cognitivolingüísticas (HCL) (Jorba et al., 1998) son aquellas habilidades que se activan y se manifiestan mediante la producción de textos, ya sean descriptivos, expositivos, argumentativos, justificativos, etc. Estas habilidades son válidas para todas las áreas curriculares pero se concretan de manera diferente para cada una de ellas.

Márquez, C.

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En nuestra experiencia (Sanmartí et al., 2003) hemos vinculado la actividad de aprender ciencias a través de la actividad de modelización con la producción de textos de diferentes tipologías, es decir, con las diferentes habilidades cognitivo lingüísticas tal como se muestra a continuación:

• Describir es producir enunciados que enumeren cualidades, propiedades, características, etc, de un objeto, organismo o fenómeno, que responda a las preguntas cómo es y cómo pasa en función de un modelo. Implica dibujar el escenario.

• Explicar o exponer consiste en relacionar los hechos entre si y con las ideas. Producir razones o argumentos de manera ordenada según una relación causa-efecto.

• Justificar es relacionar los hechos con el modelo, producir razones o argumentos en relación a un corpus de conocimiento o teoría.

• Argumentar es discutir la relevancia del modelo utilizado para interpretar los fenómenos con la voluntad de convencer, es decir producir razones o argumentos con la finalidad de convencer. (Sardà y Sanmartí, 2000)

• Definir es describir conceptos a partir de sus propiedades o características, indicando sólo las necesarias y suficientes y utilizando el lenguaje propio del lenguaje científico.

En las clases de ciencias combinamos los diferentes tipos de texto

continuamente, pero cada uno tiene unas finalidades específicas en el proceso que comporta la construcción de modelos teóricos. Así, la descripción nos sirve para situar al manera de mirar el fenómeno, de empezar a hablar de él, de identificar aquello que es relevante; la explicación, para relacionar los hechos en el espacio y el tiempo, la argumentación, para identificar aspectos que son o no relevantes en el modelo; la justificación, para organizar bien la historia; la definición, para generalizar, para abstraer los aspectos más relevantes.

Actualmente en el seno del grupo de investigación LIEC (Llenguatge i

Ensenyament de les Ciències, de la UAB)20 estamos desarrollando otra línea básica de investigación relacionada con la competencia lectora en ciencias. Nuestro objetivo es caracterizar, diseñar y evaluar las estrategias lectoras como variables que influyen en el aprendizaje de las ciencias.

Más concretamente estamos interesados en dos ámbitos de actuación. El primero, relacionado con el alumnado para que sea capaz de:

a. identificar preguntas, evidencias y argumentos en los textos y evaluarlos críticamente; e

b. inferir y transferir los conocimientos teóricos que posibilitan comprender textos.

20Página Web del Grupo de Investigación: http://antalya.uab.es/liec


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Y el segundo relacionado con los textos, para conseguir:

c. la identificación de las características del texto que lo hacen adecuado

para desarrollar estas capacidades. 6. Reflexiones metodológicas para la investigación en esta área.

Puesto que las metodologías de investigación deben adaptarse al problema planteado, estas evidentemente son variadísimas.

Las consideraciones que se harán a continuación están, pues, relacionadas con el trabajo realizado por los miembros del grupo LIEC. El objetivo es investigar el efecto de la utilización en el aula de estrategias de instrucción y tareas, basadas en la lectura de textos, en el desarrollo de las competencias científicas, tanto de forma cualitativa como cuantitativa.

Un primer ámbito metodológico, de tipo cualitativo, está relacionado con el análisis de textos, tanto los propuestos para la lectura, como los elaborados por los propios alumnos.

En relación al análisis del contenido del texto son de gran utilidad las propuestas de análisis conceptual de Thagard (1992), Olson (1994) y García, Izquierdo y Sanmartí (2002), Marbà (2004). También es de interés analizar los textos en función de variables como, por ejemplo comunicabilidad, racionalidad, modelo didáctico.

Asimismo, en al caso de los textos elaborados por los alumnos que requieran justificar sus opciones será necesario el análisis de respuestas a estos cuestionarios a partir de los argumentos utilizados por los alumnos al valorar la credibilidad y grado de fiabiliadad de la información aportada por el texto (Sardà y Sanmartí, 2000; Norris y Phillips, 2003). Las categorías de análisis que se utilicen en estos casos ayudarán a evaluar la competencia científica de los alumnos.

Un segundo ámbito está relacionado con el estudio del discurso en el aula (Mortimer y Scott, 2003; Mortimer, 2000; Lemke, 1998), en el caso de estudios, como el nuestro, en que la recogida de datos se realiza en contextos reales, el estudio del discurso de aula permite un análisis en profundidad en la situación real de las aulas y laboratorios de Ciencias.

En nuestro proyecto, estos datos cualitativos se complementarán con un análisis cuantitativo, comparando los resultados, en la realización por escrito de tareas PISA, de los grupos experimentales con los de la muestra

Márquez, C.

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española en la base de datos PISA en 2000, 2003 y 2006 (que estarán disponibles en 2007). En el caso en que las pruebas PISA de 2006 –que ponen, por primera vez, énfasis en las Ciencias– incluyan algunas tareas de carácter experimental, como indica Harlen (2002), la comparación conllevaría la realización de estas tareas (las que sean hechas públicas) por parte de los grupos experimentales. 7. Implicaciones didácticas de la línea.

Actualmente, los curriculums de ciencias se plantean facilitar al estudiante una serie de competencias útiles para que siga formándose a lo largo de la vida, se pretende formar personas interesadas y con capacidad para conocer y entender los cambios que se producen día a día en el campo científico, con interés para buscar información y capacidad para participar en los debates de la sociedad.

No hay duda de que una de las competencias básicas que debe adquirir el alumno en clase de ciencia es en el campo de la comprensión lectora. La lectura es una parte fundamental en el proceso de adquisición del conocimiento científico. El profesorado debe ser consciente que el estudiante modeliza cuando habla, cuando escribe, cuando lee, cuando escucha, cuando piensa o actúa.

El reto que como profesores tenemos en la formación del lector debería ser conseguir que los chicos y chicas lean, se informen, intenten interpretar la realidad por el puro placer de saber, por curiosidad, por el deseo de participar a su manera de los avances de la ciencia. Deberíamos conseguir que dentro o fuera de los centros escolares, el lector disfrute con los textos científicos, con los reportajes, con los documentales, con las noticias de avances científicos, que podemos conocer a través de Internet casi en el mismo momento en el que se producen. Leer, mirar, consultar documentales de ciencia puede ser tan apasionante como leer una novela o mirar una película. El problema es como conseguir que nuestros alumnos disfruten y aprendan leyendo y muy especialmente, leyendo ciencias. No es tarea fácil ya que, además de las resistencias del alumnado hacia la lectura debemos ayudarles a superar muchas dificultades y malos hábitos lectores adquiridos. Pero valoramos que nuestra tarea es enseñar a partir de estos condicionantes.

La idea de formar ciudadanos comprometidos con su tiempo, interesados en aprender a lo largo de la vida nos conduce a plantear cómo tienen que ser los textos objeto de trabajo y también a reflexionar sobre las actividades que pueden promover una lectura crítica.

Así, una implicación didáctica será la necesidad de trabajar con una tipología de textos amplia, de manera que contengan contenidos más


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próximos a los que interesan a cualquier persona adulta. Por eso será necesario combinar el libro de texto con otros de divulgación y con material de todo tipo que se pueda encontrar en Internet. Son textos mucho más reales, con dificultades superiores por el hecho de no haber sido escritos pensando en un público joven, pero tienen un plus de motivación porque ponen a los estudiantes en contacto con los problemas del mundo real.

Otra implicación didáctica deriva de la reflexión entorno a la comprensión lectora. A ésta le adjudicamos un significado acorde con las orientaciones del informe PISA (OECD, 2003) en el que se considera que comprender un texto presupone poner en funcionamiento cinco procesos: encontrar información, comprender globalmente un texto, desarrollar una interpretación, reflexionar sobre la forma del texto y evaluarlo. Comprender un texto, pues, no implica únicamente acceder a la información que el autor nos transmite, sino elaborarla de manera personal, utilizando conocimientos adquiridos en otras situaciones y circunstancias y en última instancia hacer una evaluación de la misma.

Entender la lectura como un proceso más complejo que la

descodificación, implica que desde cada una de las materias deberíamos enseñar a leer para conseguir que una amplia mayoría del alumnado sea capaz de entender, y de aprender, a partir de un texto. Aprender a leer ciencias es una actividad realmente compleja y multimodal (Màrquez, Izquierdo y Espinet 2006): las ciencias tienen un lenguaje y una manera de comunicarse propias (gráficas, fórmulas) a parte de las propias características del conocimiento científico, por lo que es desde las clases de ciencias desde donde se puede enseñar a leer o a escribir ciencia.

Asimismo, las características del conocimiento científico hacen

recomendable idear estrategias que permitan al estudiante reconocer la naturaleza del mismo. De está manera, los alumnos puedan discriminar qué valor tiene la información que están leyendo, así como reconocer cual es la intención del autor, favoreciendo así la evolución de su modelo científico, permitiéndole participar de la ciencia del momento.

El profesorado de ciencias tiene que ser consciente de la importancia

del lenguaje (leer, escribir…) para aprender. Se tienen intuiciones sobre el uso del lenguaje en clase puesto que en todas se habla, se escribe, se lee. Pero no son suficientes. Afortunadamente disponemos actualmente de trabajos de investigadores en este campo, por ejemplo, Lemke, (1998) que nos abren caminos de reflexión, pero también nos orientan en la práctica. Si se asume la responsabilidad de compartir la formación lingüística del alumnado, si se entiende, como dice Lemke, que se hace ciencia a partir del lenguaje, en este caso cada profesora, cada profesor, debe procurarse una formación lingüística

Márquez, C.

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adecuada que le permita orientar actividades lingüísticas de todo tipo. 8. Actividades didácticas.

A continuación se exponen algunas estrategias que pueden ayudar a nuestros alumnos a leer comprensivamente textos de ciencias, es decir a establecer relaciones entre la información que proporciona el texto y la adquirida en otras situaciones o contextos, a promover la reelaboración de un nuevo texto a partir de seleccionar, generalizar y construir. Y todo ello en un proceso de construcción personal pero realizada en interacción. Estas actividades han sido diseñadas y llevadas a la práctica por miembros del grupo LIEC (Márquez y Prat, 2005).

Las actividades se han agrupado según 3 ejes distintos: Organización del proceso de lectura, tipos de actividad/preguntas promovidas y metarreflexión sobre las implicaciones de una lectura. Organización del proceso de lectura y, muy especialmente, de la interacción entre los alumnos. Diversos autores han establecido (Dansereau, 1987; Colomer, 2002) que los alumnos entienden más un texto y retienen mejor la información cuando el texto ha sido analizado en grupo que cuando únicamente ha sido trabajado individualmente. El aprendizaje es social ya que se aprende en la medida que se comparten tareas y actividades con otras personas, contando con el apoyo de expertos. Por ello es conveniente plantear actividades de lectura cooperativa. Las actividades de lectura cooperativa también sirven para hacer conscientes a los alumnos de la complejidad del proceso de leer, en el cual necesariamente ha de descodificar el texto pero también comprender, interpretar y participar.

Una manera posible de organizar un proceso de lectura cooperativa es el siguiente. Se organizan grupos cooperativos de cuatro alumnos. Cada miembro del grupo lee individualmente todo el texto pero cada uno se encarga de una parte del proceso lector: buscar la idea principal, preguntas que plantea el texto, respuestas que propone y consideraciones que van más allá del texto, por ejemplo proponer como podría continuar. Posteriormente cada alumno da a conocer su trabajo a los compañeros. Esta estrategia se puede aplicar especialmente en la lectura de entrevistas periodísticas y artículos que incluyen informaciones con distintos contenidos (por ejemplo, sobre un personaje y sobre el contenido de su trabajo) o tipología gráfica (subtextos separados del global, gráficos con ilustraciones y datos…) (Monereo y Duran, 2001).


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Tipos de actividad / preguntas promovidas Tras la lectura de un texto, la estrategia más general es la de promover la identificación de la idea principal del texto. Algunas de las posibles órdenes son: redactar la idea principal, poner un título al texto o escribir una frase que resuma el contenido. En algunos casos se pide escribir un resumen del texto, en el que tienen que referirse a la idea principal, a la argumentación y a las conclusiones. Esta manera de proceder puede mejorarse si se plantea la actividad lectora como un proceso en el que es conveniente plantear actividades, antes de la lectura, durante y al finalizar la lectura.

Las actividades antes de la lectura tendrán como finalidades principales activar la información que ya tiene el lector, anticipar las posibles dificultades que se pueden encontrar en el texto, predecir que información aportará el texto, a partir del título, subtítulo, autor, imágenes, etc... Durante la lectura, las actividades deben ir encaminadas a verificar las predicciones a regular y modificar las hipótesis y finalmente después de la lectura se debería reorganizar e integrar toda la información.

Tampoco favorece la comprensión del texto el tipo de preguntas que a

veces se plantean. Por ello, tal y como se ha comentado anteriormente, es interesante

plantear preguntas que favorezcan diferentes niveles de lectura: literal, inferencial, evaluativa y creativa (Wilson y Chalmers, 1988). Esta estrategia la hemos aplicado, por ejemplo, en los guiones de las prácticas de laboratorio, en lecturas del libro de texto y artículos periodísticos.

Concretamente, un grupo de alumnos de primero de ESO (12 años) tenían que leer una lectura del libro de texto sobre jabones y detergentes (Sardà, Márquez y Sanmartí, 2005). Después tenían que contestar individualmente un cuestionario con preguntas de los cuatro niveles. Las respuestas de los alumnos, así como su valoración de la dificultad de las preguntas, se recogieron y analizaron.

En el debate posterior, los estudiantes expresaron que eran conscientes

que las preguntas literales eran más fáciles porqué la respuesta estaba en el mismo texto y sólo tenían que copiarla. Valoraron que las creativas comportaban más dificultad porqué para contestarlas tenían queutilizar argumentos científicos y pensar en otras situaciones para poder aplicar sus conocimientos. Metareflexión sobre las implicaciones de una lectura. Otra de las estrategias que valoramos como interesantes son las que promueven la metareflexión sobre el propio proceso de lectura y que nos

Márquez, C.

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permiten también situarnos en la óptica de los estudiantes.

Preguntar, por ejemplo, por qué creen que les hacemos leer un determinado texto, suscita el desconcierto a los alumnos. Están acostumbrados a que los profesores les inviten a leer textos sin ningún tipo de aproximación previa: explicitación de intenciones, motivaciones del texto por parte de la profesora o profesor, interés respecto a los contenidos que se están trabajando, orientación para facilitar la lectura. La preparación de la lectura activa las estructuras de conocimiento y permite un acceso más fácil a los contenidos que se expresan. También se interesante preguntar cómo leen textos de ciencias.

La profesora anima a un grupo de 6è de primaria a explicar cómo leen.

Reproducimos un fragmento del diálogo:

P.- ¿Cómo leéis? A1.- Lo primero que leo son las negritas y otras palabras o frases destacadas porque sé que es lo más importante. A2.- Sólo leo los pies de foto y las negritas o letras destacadas de alguna manera. A3..- Si no lo entiendo, lo pregunto. Y si no, no hago nada. Me da igual porque ya lo explicaremos. A4.- Me hago esquemas para comprenderlo, excepto en matemáticas porque no me es posible. A5.- Leo las primeras líneas y, si concuerdan con el título, ya sé de qué va, y si siguen concordando un poco más, ya no lo acabo de leer. A6.- Leo deprisa o despacio según las instrucciones que nos das para leer: para explicarlo después, por si tenemos que hacer alguna definición, o si sólo tenemos que leerlo para comentarlo después.

Cada alumno tiene sus estrategias. Conocer las estrategias lectoras del

alumnado es útil para el mismo chico o chica que las hace explícitas, para los demás que aprenden otras nuevas y las comparan con las suyas, para el profesor que puede interpretar el origen de algunos errores o actitudes habituales. En esas intervenciones de los estudiantes abundan actitudes de poco control de la comprensión, de lectura mecánica, de mínimo esfuerzo, que contrastan con los que evidencian capacidad de poner en práctica estrategias de experto. Además, una ayuda por parte del profesor puede mejorar las habilidades individuales y colectivas.

Aplicar esta actividad al aula no quiere decir, trabajarlos todos siempre, sino que el objetivo es más a largo plazo: que cuando el alumnado abandone la escuela sea capaz de pensar sobre lo que lee, pensar de qué le sirve lo que lee, pensar en porqué debe leerlo o de qué influencias hay en el autor. En el fondo, es hacer consciente al alumnado de lo que hay detrás de las líneas.


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Sobre la autora:

Conxita Márquez

Es licenciada en Ciencias Geológicas el año 1979 y Diplomada de Formación del Profesorado de EGB. Obtuvo el Doctorado por la UAB, especialidad Didáctica de las Ciencias Experimentales, en el año 2002. Ha sido maestra de Primaria y de Secundaria en diferentes centros de enseñanza pública. Actualmente, está en excedencia y es profesora del Departamento de Didáctica de la Matemática y de las Ciencias Experimentales de la Universitat Autònoma de Barcelona, donde colabora desde hace años en la docencia y participa en diferentes proyectos de investigación. Sus intereses de investigación y formación están relacionados con el lenguaje y la enseñanza de las ciencias, y con el análisis de clases de ciencias desde una perspectiva de comunicación multimodal. Es miembro del grupo y coordinadora del grupo consolidado de investigación LIEC (Lenguaje y Enseñanza de las Ciencias) de la UAB. Consultas y contacto: [email protected]

Parte II. Estrategias de Investigación

en la Didáctica de las Ciencias Experimentales


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CAPÍTULO 7 ELABORAR UNIDADES DIDÁCTICAS INCORPORANDO LA HISTORIA DE LA CIENCIA Mario Quintanilla Grupo de Reflexión en Enseñanza de las Ciencias y Didáctica Aplicada (GRECIA) Facultad de Educación, Pontificia Universidad Católica de Chile Santiago, Chile Cristian Merino Rubilar Instituto de Química Facultad de Ciencias Básicas y Matemáticas, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso Valparaíso, Chile Resumen. La historia de la ciencia alerta a los profesores que tienen una actitud crítica frente la enseñanza de las ciencias, sobre la necesidad de una aproximación fenomenológica de las representaciones e ideas científicas que se han de comunicar en el aula, esto es comprender que los estudiantes necesitan saber con qué y cómo se relacionan dichas ideas y poderlas así confrontar con situaciones de su vida cotidiana, o mejor aún con situaciones de la vida real en otros momentos de la evolución de la ciencia misma (García, 2003). En este trabajo proponemos algunas orientaciones teórico-metodológicas que permiten al docente de ciencias la elaboración de unidades didácticas que incorporen la historia de la ciencia en la enseñanza. Para ello se analizan los criterios pedagógicos y didácticos a tener en cuenta y se sugieren instrumentos, contenidos y actividades específicas para poder implementarlas debidamente. 1. Introducción

Haciendo uso de una analogía esencial, planteamos que la historia de la ciencia se convierte en una estrategia válida e interesante para la formación inicial y continua de docentes ya que no sólo están estudiando su saber erudito en particular, sino que se están cuestionando con base teórica en la didáctica de las ciencias, la manera como se genera el conocimiento (epistemología) promoviendo cambios conceptuales que se espera queden reflejados en la manera en que abordan los conceptos y/o modelos científicos con sus estudiantes desde una visión naturalizada de la ciencia (Quintanilla y García, 2005). Abordar hoy la historia de la ciencia como un componente curricular y didáctico nos permite adelantar polémicas y debates sobre la noción actual de ciencia y conocimiento que se proyecta en el aula en todos los niveles educativos. Esto requiere asumir el carácter metacientífico de la historia de la ciencia en la enseñanza y en el aprendizaje. Para Rodríguez (2007), las dimensiones funcional y de eficiencia proyectadas hacia el conocimiento desde los procesos y la ideología de la economía financiera actual han puesto entre

Quintanilla, M. y Merino Rubilar, C.

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paréntesis a la historia. Sin embargo, como lo plantea el mismo académico, se trata de una perspectiva restringida del conocimiento, de los procesos humanos y de la historia, una perspectiva que carece de una epistemología que vaya más allá de lo instrumental. Si bien es un saber que tiene poder para coaccionar el desarrollo de los conocimientos y orientar la funcionalidad de éstos hacia una teleología de la instrumentación, no logra configurar en su ideología, a lo menos explícitamente, que se trata de una construcción cultural que se revierte sobre sí misma (Rodríguez, 2007). En el prólogo se su libro, Quintanilla (2007) hace suyas las ideas de Rodríguez (2007) quien insiste en señalar que:

[…] las ciencias naturales han proyectado, por su parte, una imagen y han creado un imaginario de conocimiento verdadero neutral en la población, como prolongación de la construcción epistemológica del siglo XVII, en la que se consideraba a sujeto y objeto como una interactuación natural, existía una presencia inmediata y directa del objeto en el sujeto; el conocimiento era concebido como un proceso natural producto de la relación sujeto – objeto. Sin embargo, en el mismo siglo XVII Immanuel Kant cuestiona la naturalidad e inmediatez del conocimiento. Indaga sobre la razón humana marcada por la tragedia en cuanto no puede evitar plantearse preguntas que no puede resolver – así inicia su libro Crítica de la razón pura-, por cuanto la razón no tiene un conocimiento de totalidad, no puede conocer la totalidad, si bien ello no limita al pensamiento sino al conocimiento. Es esta tensión entre conocer y pensar la que sustenta al conocimiento y en esa tensión se establecen regularidades que articulan los extremos. En este contexto, la historia de la ciencia nos hace concebir la esperanza que existen regularidades en los fenómenos humanos colectivos, porque no tenemos una comprensión de totalidad, no tenemos una compresión de las expresiones fenoménicas de la libertad de la voluntad; ello lleva a producir finalidades en la historia, que no son sino la elaboración de los sujetos […]

Rodríguez, 2007: 6.

Hemos planteado la idea de la historia de las ciencias como una disciplina meta científica. También podemos pensar que la historia de las ciencias (HC) es el arte de narrar historias, es decir, que la HC que es la historia de la cultura, de los valores, de la historia de personas que han hecho ciencias para explicar una historia, narrativas ‘bonitas’ y estéticamente convincentes. Narrativas en las cuales se vea la ciencia en su contexto, en un contexto de ideas, de valores, que nos dan ideas para inventarnos historias que ayuden ha aprender y a comprender el mundo. La historia nos ayuda a ver la ciencia en un contexto de tecnología y sociedad y a lo largo del curso debemos de prever que nos proporcione recursos para lo nuestro y lo nuestro es la clase de ciencias. No dar clase de historia de las ciencias. Ni tampoco para hacer una didáctica de la historia de las ciencias, sino de la didáctica de las ciencias.


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2. Algunas nociones para hacer una ‘buena historia’ en la clase de ciencias.

En primer lugar, queremos dirigir nuestra atención a la propia 'Historia de las Ciencias', para no confundir la historia de la ciencia con la propia ciencia que se enseña en diferentes niveles educativos y, diríamos con finalidades similares. La pregunta que nos hacemos es ¿cuáles son las limitaciones que el rigor científico impone a un didactólogo/ profesor de ciencias cuando éste se aventura en una disciplina en la cual no se ha formado y que va a utilizar en su beneficio y en el de sus estudiantes?

En lo que proponemos a continuación nos guiamos por las aportaciones de Helge Kragh (1987) sobre la historiografía de las ciencias. La primera cuestión a considerar en este sentido, es el significados del término historia. Como que en ningún caso es posible la observación directa del pasado ni acceder por completo a lo que fue (tampoco podemos hacerlo por completo con lo que ocurre en nuestra propia época), no existe una historia totalmente objetiva. Kragh llama H1 al conjunto de datos 'en bruto' que se refieren a algo que conocemos imperfectamente y a partir de fuentes diversas que pueden ser combinadas de manera diversa, que han de ser necesariamente interpretados por diferentes públicos y audiencias en determinados contextos de comunicación y aprendizaje. Y llama H2 a esta interpretación teórica del pasado. Por ejemplo, la identificación de 'períodos históricos' (la revolución científica, por ejemplo) es obra de los historiadores, no de la historia. Siguiendo con el ejemplo, podemos destacar que hay dos maneras de organizar la historia de la ciencia: verticalmente, considerando diversos problemas específicos en un mismo período de tiempo, u horizontalmente, analizando la evolución de un 'problema' científico a lo largo del tiempo. O bien, debido a que los objetivos y métodos de organizar los datos recopilados no surgen del pasado, pueden ponerse al servicio de una ideología que puede ser externa (determinar los aspectos institucionales o políticos que se supone determinan el desarrollo científico), interna (dirigiendo la mirada exclusivamente a la comunidad científica) o intrínseca, combinando ambos aspectos según adquieran importancia en el desarrollo de una disciplina concreta. Es fácil ver que se ha de ser cauteloso al tomar cualquiera de estas opciones.

Al afirmar que los datos históricos en bruto aún no son historia sino que se han de interpretar (hay pocos del tipo 'Darwin nació en 1802' y, en todo caso, son poco interesantes), podríamos suponer que no existe nada objetivo en la historia y que por lo tanto 'todas las interpretaciones son posibles'. Esto no es así; hay una 'teoría de la historia' que decide si las fuentes son fiables, si son suficientes y qué interpretaciones son válidas o han de


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rechazarse; es decir, que puede distinguir entre juicios históricos verdaderos o falsos.

Una de las principales tendencias que puede conducir a juicios históricos erróneos (y así ha sido muy a menudo) es la visión anacrónica del pasado, según la cual éste se estudia y se valida a la luz del presente; su contrapartida, la visión diacrónica, consiste en estudiar la ciencia del pasado de acuerdo a las condiciones que existían realmente en ese pasado. Pero esta difenciación plantea importantes problemas a los profesores y no es de extrañar que aparezcan tanta 'historias anacrónicas' en los libros de ciencias. El mismo Kragh indica que la historiografía diacrónica estricta es un ideal, puesto que el historiador no puede liberarse de su tiempo ni evitar completamente el empleo de patrones contemporáneos. Es más, una historia estrictamente diacrónica no tendría ningún interés para el profesor y muy poco para el didácta. Sin embargo, es evidente que una historia anacrónica no sólo es falsa, sino que podría utilizarse para sustentar toda clase de retóricas (de progreso constante de la ciencia, de exclusión o no de las mujeres, de conflictos entre ciencia y religión) en lugar de favorecer una reconstrucción serena y documentada de los datos, y un reconocimiento de la falta de ellos, cuando sea así.

¿Qué hacer, para no presentar el presente como consecuencia directa del pasado pero, a pesar de ello, poder vincular de alguna manera el pasado al presente, en interés de la formación científica de los alumnos? Vamos a ver los diferentes caminos que se han ido tomando para avanzar por este camino tortuoso que va abriendo el profesor /didactólogo por el que avanza de la mano del historiador.

Admitir que una historia positivista no es posible ni tampoco lo es la historia diacrónica estricta, sin valorar suficientemente la teoría de la historia , nos podría llevar a una visión ‘presentista’ de la misma, según la cual la historia ha de estar forzosamente comprometida con el presente para tener sentido y razón de ser. Al suponer que la historia se justifica sólo si aporta algo al presente se puede caer tanto en el idealismo como en un pragmatismo extremo, como si la historia en si no tuviera ningún interés y que sólo su reconstrucción (para 'dar vida' a situaciones pretéritas al intentar revivirlas uno mismo) la hiciera interesante. Algo de esto puede haber, si se controla bien.

Bachelard (1993), propuso el término 'historia recurrente' o 'historia sancionada' a una historia del pasado evaluada según los valores de la ciencia actual; es, por lo tanto, una historia que se está escribiendo constantemente, pero sin pretender que el pasado se desarrolló de manera continua hasta llegar al presente. Con ello, da a entender que un historiador de la ciencia no es un historiógrafo de 'hechos', sino un historiógrafo de la verdad. Esto puede llevar


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a no explicar episodios de la ciencia que han resultado falsos y a distorsionar de manera importante el significado de la actividad científica al vincularla exclusivamente al éxito; o, aún más grave, a mostrar la ciencia como un proceso que avanza sin cesar, dejando de lado las supuestas desviaciones de este paseo triunfal.

3. La historia de la ciencia en la enseñanza.

Al diseñar una unidad didáctica que incorporen historia de las Ciencias ¿Cuál(es) errores resultarían más tentadores? Es fácil darse cuenta de los peligros pero, a la vez, la seducción de estas posturas, que soluciona el problema de limitarse a una historia anticuarista que no interese a los profesores pero que presenta muchos otros problemas; puede parecer, por ejemplo, que los conceptos del pasado tienen relación directa o son los mismos (aunque en una etapa menos desarrollada) que los actuales. O podemos olvidar que cuando Harvey imaginó la circulación de la sangre sólo le apoyaron los místicos y alquimistas, mientras que el atomista Gassendi se opuso a ella; haciéndolo así, se pierde la ocasión de comprender bien las relaciones entre las ciencias, la cultura y los valores que condicionan las vidas de las personas en una determinada época (Uribe, Quintanilla, 2005).

Es importante destacar, sin embargo, que los conocimientos actuales permiten analizar conocimientos históricos de una manera que sería imposible desde una postura diacrónica estricta, puesto que se pueden estudiar relaciones entre conocimientos que no se dieron durante la vida de un científico concreto, con lo cual sus ideas conjuntamente con otras, se transformaron y dieron lugar a un 'descubrimiento'; o simplemente hacer ver similitudes entre las obras de científicos de épocas diversa, cosa que hubiera sido imposible en vida de ninguno de ellos. Todo ello da lugar a 'reconstrucciones' que sin haberse dado en el pasado, constituyen una interpretación seria del mismo de gran interés para la enseñanza de las ciencias.

Así, la historia que se utiliza en DC ha de ser la historia que surge del trabajo de los historiadores, procurando huir del anacronismo y de la hagiografía. Si bien es legítimo que los profesores hablen en clase de los ‘héroes’ de las disciplinas, deben hacerlo teniendo en cuenta el conjunto de aportaciones científicas en su época; si han de plantear determinadas preguntas y enfoques adecuados a la docencia, se ha de procurar que haya un trabajo historiográfico serio que permita abordarlas. Aparece así un importante ámbito de colaboración entre disciplinas, que es justamente el que deberíamos desarrollar conjuntamente, sabiendo que el didactólogo/ profesor no va a ir más allá de lo que permita la historiografía ni el historiador va a ir más allá de lo que le permita la didactología (exigiendo determinados niveles de exactitud histórica


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en las unidades docentes, por ejemplo, o prohibiendo determinadas preguntas o hipótesis que la historia quizás no puede ni debe responder pero que pueden tener interés docente).

A partir de estas reflexiones hemos desarrollado un instrumento de evaluación (ver cuadro), que nos permita reflexionar sobre la historia de la ciencia en la enseñanza, que ayudará al profesor a revisar sus criterios historiográficos y generar una base para comenzar a elaborar las Unidades Didácticas desde narraciones breves y lecturas complementarias que colaboren en la motivación inicial, para un contenido especifico determinado, para promover comparaciones en la sociabilización del hecho histórico, desde cómo se abordaba en el contexto seleccionado y cómo se aborda en la actualidad en el currículo formal de la escuela. Aunque, de todas maneras, vamos a explicar una historia de la manera que más conviene y nunca será 'toda la verdad y nada más que la verdad' sino que ayudará a los alumnos a plantearse preguntas y a evitar una imagen de la ciencia excesivamente triunfalista, con poco espacio a la creatividad y sin futuro, al menos para el estudiantado que se encuentra aún muy lejos de ser científicos.

Se ajusta Contenido de las Preguntas

Mucho Poco Nada1. ¿Se describen los acontecimientos concretos que se produjeron en el pasado en su propio contexto?

2. ¿Se analiza la investigación y sus resultados sin olvidar los objetivos, los motivos y los valores?

3. ¿Es una interpretación de los hechos según planteamientos actuales?

4. ¿Es una colección de expresiones empíricas y formales acerca de la naturaleza adecuada al conocimiento científico de la época?

5. ¿Se describen las actividades o comportamientos ‘científicos’ según criterios históricos?

6. ¿Se hace referencia a cuando un acontecimiento es una interpretación histórica o es un hecho objetivo?

7 ¿Se presentan los acontecimientos de un modo que pueden recrearse, porque se muestran los datos de que se dispone?

8. ¿Se presenta la periodización como obra de los historiadores, no de la ciencia?

9. ¿Se presentan los temas agrupados según el criterio del historiador, sin pretender que refleje una tendencia del desarrollo de la ciencia?

10. ¿Se manifiesta que la ciencia del pasado no debería estudiarse a los ojos de la ciencia de hoy, a menos que haya buenas razones para ello?

11. ¿Se seleccionan temas según los patrones y valores contemporáneos?

12. ¿Se justifica la presentación de sucesos ficticios?


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13. ¿Se plantean cuestiones que son problemáticas, desde un punto de vista histórico?

14. ¿Identifica una idea conductora y se justifica? 15. ¿Se pone en evidencia que no hay suficientes fuentes y que, por lo tanto, la reestructuración histórica es especulativa?

Tabla 1. Quince preguntas para analizar las aportaciones históricas a la DC

Con estas 15 preguntas no sólo podemos evaluar nuestros criterios historiográficos, sino además revisar materiales o libros de texto de uso frecuente ya elaborados para evaluar el enfoque presente en los materiales en la inclusión de la historia de la ciencia en cada uno de ellos, identificando cuales son sus finalidades educativas específicas. 4. Orientaciones teóricas y prácticas en la construcción de unidades didácticas que incorporen la historia de las ciencias en la clase de ciencias.

La Unidad Didáctica (UD) surge como método estratégico debidamente fundamentado desde la nueva Didáctica de las Ciencias (NDC) para planificar y sistematizar, en la práctica escolar, las diferentes tareas que un profesor lleva a cabo con un grupo específico de alumnos; lo que implica la determinación de qué se pretende enseñar, cómo hacerlo y cómo y con qué procedimientos evaluarlo (Sanmartí & Jorba, 1996).

A continuación vamos a presentar algunas ideas centrales y de carácter muy general que, una vez cumplimentadas, permitirán visualizar, de forma esquemática, cuantos elementos conforman una unidad didáctica concreta y durante este proceso incorporar elementos de historia de la ciencia tras la invitación a reflexionar las 15 preguntas para el análisis de las aportaciones históricas a la didáctica de las ciencias. Como es lógico, cada profesor podrá ajustar a sus necesidades específicas nuestras sugerencias e introducir en dichas ideas a las concreciones que considere más oportunas. Las desarrollaremos en formato “tablas”, ya que creemos que de esta manera será más asertiva en su aplicación y finalidades específicas. Ítem 1 Integración de la unidad al proyecto curricular del centro Ejemplo La semana de los instrumentos científicos Descriptor Eventos a

preveer Principales características psicopedagógicas de los alumnos (niveles de instrucción, grados de madurez, etc.).

Aspectos socioculturales y valóricos de los alumnos. Principales diferencias individuales de los alumnos que pueden incidir en los procesos de enseñanza-aprendizaje.


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Ítem 2 Introducción

Estructura y Finalidades de la UD Descriptor Eventos a

preveer Justificación para la elección de la unidad didáctica. (história en nuestro caso).

Descripción de la unidad didáctica (contextualización de la misma y logros educativos que se pretenden alcanzar).

Incursión inicial con finalidad de diagnóstico. (KPSI, V de Gowin, Bases de Orientación).

Ítem 3 Formulación de objetivos

¿Para qué enseñar HC? Descriptor Eventos a preveer

Objetivos didácticos específicos de la unidad. Interrelación de los objetivos didácticos con los objetivos generales de la asignatura.

Interrelación de los objetivos didácticos y de los objetivos generales de la asignatura de ciencias con los objetivos generales de etapa específica del ciclo de aprendizaje de la UD.

Ítem 4: Determinación de los contenidos

¿Qué HC enseñar? Descriptor Eventos a preveer

Competencias curriculares básicas vinculadas con los diferentes bloques de contenido.

Formación en valores y temas transversales: - Valores antropológicos ( a través de la historia). - Valores sociológicos ( en el marco de un

contexto CTS).

Interrelación de los objetivos didácticos y de los objetivos generales de la asignatura de ciencias con los objetivos generales de etapa.

Ítem 5: Modalidades y estrategias de aprendizaje, y planificación de actividades ¿Cómo enseñar HC? Descriptor Eventos a

preveer Métodos y estrategias de aprendizaje (para adquirir información, interpretarla, analizarla, organizarla conceptualmente, y comunicarla de forma coherente y sistematizada).

Diseño de actividades (clasificadas según su naturaleza y niveles de dificultad.).


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Ítem 6: Planificación de las estrategias didácticas ¿Qué materiales utilizar para el uso de la HC en la enseñanza?

Descriptor Eventos a preveer

Duración de la unidad (temporalización).

Espacios materiales para desarrollar la unidad.

Recursos bibliográficos y técnicos. - Para uso del profesorado - Para el uso del alumnado

Ítem 7. Evaluación ¿Qué y cómo evaluar los aprendizajes vinculantes con la HC?


Fijación de unos criterios de evaluación como expresión de los contenidos mínimos de la unidad.

Determinación de las técnicas y procedimientos e instrumentos de evaluación más idóneos.

Ítem 8. Competencias de pensamiento científico Actividades Descriptor Eventos a

preveer De comprensión. De expresión y socialización De reflexión. De analisis De síntesis De resolución de problemas Ítem 9. Valoraciones e Incidencia en el aprendizaje Observaciones, incidencias, valoraciones y evaluación de la propia UD


Observaciones e incidencias más significativas habidas en el desarrollo de la unidad.

Coevaluación (profesor-alumnos) de la “rentabilidad educativa” obtenida con la realización de la unidad.

Introducción de “elementos de mejora” para la futura realización de la unidad.

5. Las estrategias de aprendizaje para promover la HC en el aula.

Las estrategias de aprendizaje pueden agruparse en los bloques o dimensiones que se recogen a continuación, y en los que se detalla su amplia variedad:

• Para adquirir la información. • Para interpretar la información. • Para analizar la información


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• Para comprender la información y organizarla conceptualmente • Para comunicar la información.

En la siguiente tabla 2 se resumen las características de estas dimensiones:

Bloque o dimensión

Características más evidentes

Para adquirir la información.

Selección de información de textos o gráficos mediante la realización de subrayados, toma de apuntes, resúmenes, esquemas y mapas conceptuales. Búsqueda de información en libros de texto de las asignaturas correspondientes, en la biblioteca, en textos facilitados por el profesorado, en textos dirigidos, en revistas y materiales especializados, en soportes informáticos y en medios de comunicación (prensa, TV, Internet...). Repaso y memorización de la información adquirida mediante la realización de ejercicios de repaso y repetición, y el empleo de técnicas de memorización.

Para interpretar la información.

Establecimiento de conexiones entre la nueva información y los contenidos que el estudiantado ya posee, mediante la traducción, transformación e interpretación de informaciones del código verbal al gráfico, del verbal al numérico, del gráfico al verbal, del numérico al verbal, etc.; la comprensión y realización de la aplicación de un “modelo” a una situación real; la comprensión y aplicación de determinados conceptos, hechos, teorías, fórmulas, etc., a una situación práctica dentro del contexto escolar; y la comprensión y producción de analogías y metáforas utilizando los diversos lenguajes.

Para analizar la información.

Este análisis supone la realización de inferencias, con el fin de extraer nuevos conocimientos implícitos en la información con la que se trabaja, forma ésta de potenciar la destreza del razonamiento. Lo que implica ejemplificar modelos; sacar conclusiones de datos diversos, haciendo ejercicios de deducción, inferencia lógica, causal, predictiva, etc., como desarrollo del pensamiento hipotético; considerar las soluciones alternativas que pueden tener diversos problemas planteados y las consecuencias que se siguen de ello; realizar trabajos de investigación planificándolos y diseñándolos, formulando hipótesis y comprobándolas a través de la evaluación de los resultados.

Para comprender la información y organizarla conceptualmente.

Para la comprensión de la información: diferenciación de diversos tipos de expresión; identificación de la estructura de textos de diferente naturaleza; distinción de las ideas principales respecto de las secundarias, para extraer informaciones específicas; realización de subrayados, resúmenes y esquemas de textos; integración en un texto de síntesis de la información obtenida en varias fuentes. Para el establecimiento de relaciones conceptuales: análisis de un determinado hecho o fenómeno desde distintos niveles; análisis y contraste de las distintas explicaciones de un mismo fenómeno. Para organizar


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conceptualmente la información: realización de clasificaciones, mapas conceptuales y redes semánticas; establecimiento de relaciones jerárquicas.

Para comunicar la información.

En el ámbito de la expresión oral: planificación y elaboración de guiones expositivos; realización de ejercicios de exposición, empleando diversas técnicas y diferentes recursos expresivos; respuesta a preguntas concretas referidas a las diferentes asignaturas del currículo; justificación y defensa de la propia opinión, oralmente. En el ámbito de la expresión escrita: empleo de técnicas de expresión escrita, tales como resúmenes, esquemas, informes, trabajos monográficos, desarrollo por escrito de respuestas a preguntas de las diferentes asignaturas del currículo, etc.; análisis de textos escritos; exposición y defensa por escrito de la propia opinión. Puede, igualmente, recurirse a otras formas de expresión -al margen de la oral y de la escrita-: empleo de recursos gráficos (mapas, diagramas, cuadros sinópticos, mapas conceptuales, etc.), así como de recursos procedentes de nuevas tecnologías (ordenador, vídeo, fotografía, transparencias, diapositivas, etc.).

Tabla 2. Características de las dimensiones

Entre los diferentes tipos de actividades que pueden proponerse -y al margen de las específicas de evaluación- nos resultan particularmente atractivas las siguientes:

• Actividades de introducción. • Actividades de identificación. • Actividades de profundización y refuerzo. • Actividades de ampliación. • Actividades de transferencia. • Actividades de síntesis.

A continuación desarrollamos brevemente cada una de ellas:

a. Actividades de introducción. Sirven de ‘marco de presentación’ de los

contenidos concretos que se van a abordar, y conectan, por tanto, con el tópico específico del saber erudito en que dichos contenidos científicos se inscriben.

b. Actividades de identificación de conocimientos previos, es decir, de aquello que los estudiantes conocen, y han de permitirles establecer las oportunas relaciones con los nuevos contenidos de aprendizaje que está introduciendo paulatina e intencionadamente el docente.

c. Actividades de profundización y refuerzo. Permiten atender las diferentes demandas informativas y de conocimientos a lo largo del proceso de


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enseñanza-aprendizaje. Sirven para responder a las diferencias individuales de los estudiantes y a sus distintos ritmos de aprendizaje. Téngase presente que refuerzo no equivale a reiteración: las actividades de refuerzo no son “más de lo mismo”, sino que con ellas se persigue alcanzar los objetivos y trabajar los contenidos mediante otras estrategias y otros tipos de actividades.

d. Actividades de ampliación. Son actividades de aprendizaje que -además de poder utilizarse como consolidación o como profundización y refuerzo- sirven para “saber más” y, sobre todo, para “saber mejor” sobre y acerca de los contenidos científicos.

e. Actividades de aplicación. Mediante este tipo de actividades, el alumno “pone en práctica”, organiza, integra o utiliza los conocimientos adquiridos durante el proceso de enseñanza aprendizaje.

f. Actividades de transferencia. Permiten ‘proyectar’ los conocimientos a nuevas situaciones, trascendiendo el contexto en el que se produjo su adquisición, y mediante el establecimiento de analogías, inferencias, etc. En consecuencia, son actividades con cierto nivel de complejidad, ya que por medio de ellas se puede comprobar la funcionalidad de los aprendizajes. Son actividades de transferencia a nuevas situaciones o a ‘nuevas audiencias o públicos’.

g. Actividades de síntesis. Aglutinan e integran varios contenidos científicos. Son muy adecuadas para poner en marcha la capacidad creadora y metacognitiva de los estudiantes.

Algunas de estas propuestas y ejemplos se pueden encontrar con mayor

desarrollo en: ww2.educarchile.cl/eduteca/planificador/index_conc.htm 6. Orientaciones para desarrollar pequeñas investigaciones.

Con el propósito de garantizar la mayor rentabilidad didáctica (racional y razonable) de las diferentes actividades de aprendizaje y evaluación, consideramos oportuno incluir en la unidad didáctica de HC determinadas estrategias de aprendizajes orientadas a adquirir información, interpretarla, analizarla, organizarla conceptualmente, y comunicarla de forma coherente y sistematizada; y por medio de los cuales se pretende lograr una mayor autonomía en los aprendizajes de los estudiantes.

Con respecto al diseño actividades y la reflexión entorno a las 15 preguntas, podrían evocar en pequeñas investigaciones entorno a el diseño y la inclusión de la historia de las ciencias en Unidades Didácticas. Podemos ir desde el estudio de las transiciones en las actividades y su vinculación con los hechos históricos o episodios seleccionados que forman parte de la unidad. Por ejemplo, algunas preguntas para debatir, contextualizadas al saber erudito específico, serían las siguientes:


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• ¿En que grado, o cómo afecta las concepciones de ciencia de los

estudiantes, la inclusión de la historia de las ciencias en las Secuencias de Enseñanza Aprendiza (SEA), en la comprensión del cambio químico, en el contexto escolar?

• ¿Cómo abordar la reproducción de experimentos científicos del siglo XVII-XVIII, para la enseñanza de la química?

• ¿Cómo adecuarse a las características psicológicas del alumnado al que van destinadas las unidades didácticas en las cuales hay una aproximación desde la historia de las ciencias?

• ¿Cómo presentar diferentes grados de dificultad, con el fin de ajustarse a los distintos ritmos de aprendizaje de los alumnos? (Nos referimos al carácter progresivo de las actividades de aprendizaje que ha de afectar tanto a la complejidad de los contenidos como a las estrategias para la resolución de las mismas.)

• Podríamos estratificar las actividades con inclusión de la historia de las ciencias para cada caso en la que mejor convenga su contenido.

7. Actividad.

Para mayor información sobre cómo desarrollar las actividades de investigación ingresa al sitio web: www.puc.cl/sw_educ/educacion/grecia

Te invitamos a que revises el siguiente material con las 15 preguntas que aparecen el recuadro trabajado anteriormente. Qué elementos se aproximan mucho, poco o nada a una visión historiográfica de la ciencia. Si se aproximan, menciona cuáles son. De lo contrario, cómo crees que habría que se debería haber abordado.


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Comentarios al texto (optativos)

8. Algunas reflexiones finales.

En consecuencia, el paradigma de investigación en el campo de la enseñanza y del aprendizaje de la HC plantea la formación del profesorado de ciencia con ciertos conocimientos específicos en el ámbito profesional, pedagógico, didáctico y erudito. De aquí surge la necesidad de proponer y discutir un modelo teórico-metodológico para introducir la historia de la ciencia en una etapa temprana de la formación profesional del profesorado de ciencias tal y cual lo ha venido sosteniendo uno de los autores de este capítulo (Quintanilla et als, 2005). Al respecto, insistimos en la importancia de un cambio teórico en los modelos de ciencia y de enseñanza de las ciencias que se derivan de la construcción del conocimiento profesional. En esta misma línea se siguiere que profesores presenten ‘modelos para enseñar’, que a menudo son modelos que habían sido consensuados por los científicos en otras etapas históricas que se ofrecen a los alumnos para hacer más ‘digerible’ las ciencias (química); el problema es que los alumnos no los toman como ‘modelos’ sino como ‘realidad’ (Quintanilla, Izquierdo y Adúriz-Bravo, 2007). Y ocurre también que los modelos acaban siendo, para algunos profesores, algo más que se ha de enseñar. Los profesores jóvenes deciden a veces no enseñar ‘modelos químicos’ o dejar que los alumnos se los inventen.

La formación de profesores de ciencia ha de hacer ver que un ‘modelo’ no es sólo una manera de representarse los fenómenos mentalmente sino también una forma de pensar y de actuar en el mundo: se han de mostrar los aspectos ontológicos, epistemológicos y praxiológicos de la ciencia y su enseñanza. Los ejemplos que se proponen han de ser adecuados al modelo,


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para poder comprender las similitudes y diferencias entre ambos: por ejemplo, hay demasiada distancia entre la electrólisis y su ecuación o entre la molécula de oxígeno representada por dos bolas unidas y su función en la combustión y las ‘historias’ que encierran su descubrimiento, negociación y sociabilización. Al respecto hay un fértil camino de innovación que se empieza a trabajar basado en la investigación en la nueva didáctica de las ciencias (NDC). Este es simplemente un pequeño aporte en ese sentido. Referencias BACHELARD, G. (1993). La formación del espíritu científico. Siglo XXI

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Sobre los autores: Mario Quintanilla

Es Especialista en Didáctica de las Ciencias Experimentales. Su principal línea de investigación está vinculada al discurso científico, la resolución de problemas científicos en el aula y la inclusión de la historia, filosofía y epistemología de las ciencias en las enseñanza de las ciencias En este sentido ha publicado artículos de divulgación e investigación relacionados con el discurso profesional del profesor de ciencia, las ideas científicas en los adolescentes, las representaciones de la ciencia y la enseñanza de las ciencias en profesores en formación y profesores en ejercicio. Actualmente se dedica a la docencia e investigación en la Facultad de Educación de la Pontificia Universidad Católica de Chile desde donde dirige y coordina al grupo de reflexión en enseñanza de las ciencias e investigación en didáctica aplicada GRECIA. Consultas y contacto: [email protected] Página web: http://www.puc.cl/sw_educ/educacion/grecia/

Cristian Merino Rubilar Licenciado en Ciencias de la Educación y Profesor de Química y Ciencias Naturales por la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. Es Master en Didáctica de las Ciencias Experimentales y candidato a doctor adscrito al Departamento de Didáctica de las Matemáticas y de las Ciencias Experimentales. Se dedica especialmente al trabajo experimental y la enseñanza de la Química mediante el uso de las tecnologías de la información y de la comunicación (TIC) y al diseño de propuestas para la enseñanza de la química bajo un enfoque modelizador para la formación del profesorado de primaria y secundaria Consultas y contacto: [email protected]


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CAPÍTULO 8 FAVORECER LA ARGUMENTACIÓN EN LA CLASE Carolina Pipitone, Anna Sardà y Neus Sanmartí Grup de Llenguatge i Ensenyament de les Ciències (LIEC), Departament de Didàctica de la Matemàtica i les Ciències Experimentals Facultat de Ciències de l’Educació, Universitat Autònoma de Barcelona Bellaterra, España Resumen. En el siguiente capítulo trabajaremos la argumentación como una forma de enseñar y aprender ciencias desde diferentes puntos de vista y a pensar sobre ellas con planteamientos alternativos a los intuitivos, es aquí donde la argumentación implica analizar las diferentes visiones y tenerlas en cuenta al momento de arribar a una conclusión. Desarrollar esta competencia científica permitirá no sólo la movilización del conocimiento científico para poder comprender los problemas de la sociedad, sino también para actuar responsablemente, desarrollando un pensamiento crítico, que posibilitará en el alumnado evaluar la información, ideas y conceptos, y a partir de la cual podrán decidir qué aceptar, qué creer y qué actuaciones promover. 1. Introducción

Desde el programa de evaluación PISA, la competencia científica se define como “la capacidad para utilizar el conocimiento científico para identificar preguntas y obtener conclusiones a partir de evidencias, con la finalidad de tomar decisiones sobre el mundo actual y los cambios que las actividad humana produce en él” (OCDE/PISA, 2000). Desde esta perspectiva, será importante que el alumnado aprenda a participar en los debates ciudadanos y a actuar de manera reflexiva y crítica, teniendo en cuenta tanto conocimientos científicos actuales y datos como también valores, y sabiendo situarse en el punto de vista de los demás para poder encontrar los argumentos que mejor puedan convencerlos.

Ello conlleva la necesidad de desarrollar la capacidad de argumentar en

nuestras clases de ciencias. Sin embargo, demasiadas veces éstas sólo se reducen a promover que el alumnado sepa reproducir un conocimiento que se le da como el único verdadero y sobre el que no hay nada que discutir. Pero ni toda la ciencia forma parte del llamado ‘núcleo duro’ de teorías científicas bien consensuadas, ni todos los problemas del entorno tienen una única posible respuesta fundamentada científicamente.

Como dice Kuhn (1991), el uso válido de la argumentación no se da de

manera natural sino que se adquiere mediante la práctica. La enseñanza de la argumentación en las clases de ciencias depende tanto del dominio del lenguaje de la ciencia como de los conceptos, por lo que su aprendizaje se ha de promover de forma interrelacionada.

Pipitone, C., Sardà, A. y Sanmartí, N.

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Como profesores de ciencias, frecuentemente comprobamos que

nuestros alumnos y alumnas tienen grandes dificultades para pensar, hablar y escribir con el lenguaje de la ciencia. Por eso nos preguntamos: ¿Es posible ayudar a los alumnos en su proceso de aprender a hablar y escribir y, en concreto, a argumentar de manera fundamentada científicamente? ¿Aprender a argumentar tiene alguna relación con el aprendizaje de modelos teóricos? ¿Qué nos dice la investigación realizada en este campo? ¿Qué tipo de actividades pueden ser útiles en los procesos de enseñanza? ¿En que grado los alumnos aprenden a partir de las actividades que les proponemos? ¿Qué aspectos deberían continuar siendo investigados? En este capítulo plantearemos posibles respuestas a estas preguntas. 2. La argumentación y la génesis del conocimiento científico.

Desde el punto de vista de la epistemología, la argumentación es una herramienta básica en el proceso de génesis del conocimiento científico, ya que permite construir relaciones significativas entre evidencias y modelos teóricos (Revel et al., 2005).

Actualmente se está de acuerdo en que en la construcción del

conocimiento científico, es importante el proceso de negociación que tiene lugar entre los miembros de la propia comunidad cuando se comunican modelos y teorías con la finalidad de validar representaciones sobre el mundo (Sutton, 1997; Duschl, 1997; Sanmartí, Izquierdo y García, 1999). En este proceso, el razonamiento interviene de manera fundamental como instrumento para relacionar las observaciones experimentales con los modelos teóricos existentes (Jiménez, 1998). Podríamos afirmar que el discurso de la ciencia se va elaborando entre el racionalismo y la retórica de la argumentación, en un proceso que es necesario entender como continuo.

Giere (1999) entiende que el razonamiento científico es un proceso de

elección entre los modelos teóricos que se proponen y que compiten, con el fin de optar por el que en un momento histórico determinado presenta la explicación más convincente para un fenómeno particular del mundo. En la evaluación de los modelos teóricos, son más importantes el conjunto de argumentos y las interrelaciones que se elaboran para construir un razonamiento, que no el posible proceso de inferencia. Este proceso de elección entre modelos se puede producir debido, fundamentalmente, a tres factores (Duschl, 1997):

• A interpretaciones diferente de unos mismos datos que se dan dentro

de la comunidad científica.


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• A avances tecnológicos que posibilitan nuevas formas de observar y obtener datos.

• A cambios en los objetivos de la ciencia como una extensión de los cambios en los problemas sociales que se plantea la humanidad.

Pero los cambios en las teorías aceptadas, generalmente, no se

producen de forma radical, por revoluciones, como proponía Kuhn, sino de forma gradual a través de una cadena de razonamientos, dado que en ciencia algunas discusiones tardan años en resolverse y que a veces no se resuelven nunca. Muy a menudo es necesario esperar mucho tiempo para demostrar que las evidencias son suficientes para dar fuerza a una argumentación y poder establecer un nuevo modelo teórico.

De la misma manera que las ideas evolucionan al formular un modelo

teórico, la manera de hablar de ellas también evoluciona. Sutton (1997) señala que el lenguaje inicial es muy personal, con mucho uso de analogías y metáforas, y los razonamientos utilizados tienen finalidades especulativas y persuasivas. En cambio, cuando las ideas ya están consolidadas, el lenguaje para comunicarlas se hace más formal, impersonal, preciso y riguroso y las palabras que identifican las nuevas ideas –quark, DNA o cualquier otra- se utilizan como etiquetas de algo que tiene una existencia real indiscutible.

Se puede pasar del primer tipo de lenguaje, el más individual, al

calificado de más ‘científico’ porque ambos tienen en común un patrón de relaciones de significado que describen el contenido científico incluido en la primera interpretación y que se concretará en conceptos y en un modelo teórico determinado. A este patrón de vínculos semánticos Lemke (1997) lo denomina patrón temático. Lo que los distingue es el patrón estructural, que se refiere al tipo de discurso. Es obvio que las estructuras retóricas (silogismos, analogías, metáforas...) y de género (descripción, justificación, argumentación, elaboración de informes...) han de ser diferentes en uno y otro caso, porque primero deben convencer a la comunidad científica y después se han de comunicar al resto de las personas.

En la escuela y en los libros de texto se tiende a presentar la ciencia

como un cuerpo de conocimiento acabado y bien definido, y a comunicarla utilizando un lenguaje muy abstracto, que empaqueta mucha información. Las teorías científicas se dan a conocer como el resultado de un proceso experimental más o menos bien definido –el “método científico”- que posibilita identificar determinadas regularidades o leyes en la naturaleza.

Pero en la génesis tanto del conocimiento científico y como del

conocimiento científico escolar es también muy importante el proceso que


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lleva a elaborar explicaciones de los fenómenos observados y de las regularidades identificadas, así a como la evaluación de la calidad de cada explicación. En este ámbito el lenguaje tiene una doble función (Izquierdo y Sanmartí, 2000): como instrumento que da sentido a los hechos y como medio para contrastar diferentes explicaciones y consensuar la que se considera más idónea en función de los saberes propios del momento histórico en el que se discute (o de la edad de los alumnos).

Tal como indican Arcà et al. (1990), experiencia, conocimiento y lenguaje son

tres palabras emblemáticas en la educación científica. Cada uno de estos conceptos presupone de algún modo los otros dos ya que están íntimamente interrelacionados, sin un orden jerárquico entre ellos. Aprender ciencias comporta aprender a mirar y ver las experiencias desde puntos de vista distintos y a pensar sobre ellas con planteamientos alternativos a los intuitivos. Este mirar y pensar diferente se genera al hablar, aunque sea al hablar con uno mismo, y se concreta en el uso de un vocabulario y de unas expresiones también distintas. Pero es también en el proceso de intentar comunicar coherentemente unas ideas, que éstas se reformulan y que se priorizan unos datos sobre otros (figura 1).

Figura 1.

Por ejemplo, chicos y chicas de 14 años que se están iniciando en el

estudio de la Química discuten si una pastilla efervescente reacciona con el agua o se disuelve en ella. Cuando hablan empiezan diciendo que se ha disuelto y sus razones son que no se ve, que está repartida, que el agua tiene el gusto de la pastilla… Pero también reconocen que estas razones no son suficientes para explicar si se ha producido un cambio químico o no. Para encontrar nuevos argumentos más válidos tienen que pensar en sus modelos iniciales de ‘disolución’ y de ‘cambio químico’, y pensar en si sus observaciones del fenómeno las confirman o no. Una alumna dice que “ha salido un gas que no estaba antes y no puede ser una disolución”, otro alumno le dice que cuando “se abre una botella de gas, también sale gas que estaba disuelto” y así se inicia un debate en el que se van introduciendo argumentos. La conversación pone de manifiesto que sin haber observado cuidadosamente el fenómeno no hubiera sido posible hablar de sus características, y que sin tener un primer


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modelo de ‘disolución’ y de ‘cambio químico’ tampoco, pero que es en el proceso de contrastar las diferentes maneras de ver y de pensar que se avanza en la conceptualización de dichos modelos (Jiménez-Aleixandre y Diaz, 2003).

Al mismo tiempo, al intentar hablar de sus ideas con más precisión

reconocen que son necesarios nuevos términos para expresarlas, tanto para abstraer las ideas generales como para nombrar aspectos específicos. De hablar de que la pastilla “se ha disuelto” e incluso de que “se ha fundido”, se pasa a decir que ”ha reaccionado químicamente”, y de hablar de “pastilla” y de “agua” se pasa a hablar de reactivos y de productos, de disolvente y de soluto, etc.

Pero nos equivocaríamos si pensáramos que sólo se trata de incorporar

un vocabulario nuevo, más preciso y abstracto. Cada una de estas palabras empaqueta mucha información, mucho conocimiento, que el alumno tiene que haber construido. Las palabras tienen sentido cuando tiene sentido el conocimiento que resumen y generalmente se llega a ellas cuando se demuestran necesarias para hablar de un fenómeno o de una idea.

Este proceso de construcción de significados requiere de la

argumentación, un procedimiento que posibilita encontrar semejanzas entre un modelo teórico y unos hechos (Revel et al., 2005) y consensuar las formas de mirar, de pensar y de hablar que mejor ‘expliquen’.

3. La argumentación y el desarrollo del pensamiento crítico.

La competencia científica se relaciona no sólo con la capacidad de

movilizar el conocimiento científico para poder comprender los problemas de la sociedad en la que vive el alumnado, sino también para actuar en función de utilizar responsablemente los recursos naturales, consumir racionalmente y proteger la salud individual y colectiva, entre otros muchos aspectos.

La actuación comporta un proceso de toma de decisiones en relación a

problemas que se caracterizan por su complejidad. Requiere también desarrollar un pensamiento crítico, que posibilite evaluar la información y las ideas, para decidir qué aceptar, qué creer y qué actuaciones promover. Como dice Lawson, 2002:

[…] La costumbre de pensar científicamente puede ayudar a las personas en todos los momentos de su vida introduciendo sensatez ante los problemas que a menudo requieren identificar evidencias, cuantificar, formular argumentos lógicos y afrontar la incertidumbre. Sin la habilidad de pensar crítica e independientemente, los ciudadanos son fácilmente atacados de dogmatismo o magia y dan soluciones simples a problemas complejos. […]


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La argumentación comporta analizar puntos de vista alternativos y tenerlos todos en cuenta en el momento de deducir unas conclusiones, cosa que no excluye reconocer que puede haber un cierto grado de incertidumbre acerca de su validez. Un enfoque crítico conlleva identificar tanto los aspectos positivos como los límites, las carencias, las rupturas, las incoherencias, los juegos de poder, etc., con el objetivo de transformar las realidades problemáticas.

Según Facione (2001), las habilidades básicas del pensamiento crítico

son el análisis, la inferencia, la explicación, la interpretación, la evaluación y la autorregulación. Incluyen la capacidad de elaborar conjeturas e hipótesis, examinar ideas, detectar argumentos, considerar que información es relevante, reconocer evidencias, justificar el razonamiento, emitir juicios…

Pero según este mismo autor, los buenos pensadores críticos pueden,

además, explicar cómo llegaron a estos juicios y aplicar estas habilidades a ellos mismos, para así mejorar sus opiniones anteriores. Es decir, son capaces de autorregularse metacognitivamente a partir de revisar tanto los objetivos, la planificación y los resultados de, por ejemplo, una argumentación, como los propios criterios utilizados para evaluar su calidad (Sanmartí y Jorba, 1995). De la misma forma, los buenos aprendices son aquellos que son capaces de reflexionar metacognitivamente acerca de su propio aprendizaje (Duschl y Osborne, 2002).

Por tanto, una de las finalidades importantes de la enseñanza de la

argumentación en las clases de ciencias es que el estudiante se implique en la toma de decisiones que sean coherentes con sus argumentos y, al mismo tiempo, tome conciencia de los procesos implicados en su elaboración. El conocimiento científico posibilita un tipo de participación en la sociedad que no se reduzca a reproducir o consolidar relaciones ya establecidas sino que promueva plantearse nuevas preguntas y transformar actuaciones (Martins, 2007).

En estos momentos una fuente importante de argumentos se encuentra

en Internet. Sin embargo, el uso de esta información requiere aprender a analizarla críticamente. Es indispensable evaluar lo que se ha leído e integrar esa comprensión en el conocimiento previo que se tiene del mundo (Kurland, 2003). Se deben tener criterios para decidir qué se puede aceptar como argumento fiable y útil. Muchas veces estos criterios pasan por identificar quien ha escrito un texto y con qué finalidades y, muy especialmente, por evaluar que tipo de evidencias aporta.

En síntesis, enseñar a argumentar en las clases de ciencias formaría

parte del desarrollo de las capacidades que según la OCDE/PISA (2000) son


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el objetivo de la enseñanza de las ciencias para toda la población. Desde esta perspectiva, la finalidad es formar personas que, haciendo uso del conocimiento científicos, sean capaces de actuar de manera reflexiva y crítica y de posicionarse en roles diferentes al suyo con el fin de encontrar los argumentos que mejor puedan convencer a otros.

4. Argumentar en el contexto de las clases de ciencias.

En las últimas dos décadas se ha venido estudiando en el campo de la

didáctica de las ciencias el papel que juega la argumentación en su aprendizaje (Duschl y Osborne, 2002; Sampson y Clark, 2006). Ello ha comportado también profundizar en los aspectos que caracterizan una argumentación científica.

Como hemos visto, la argumentación se considera que es un proceso

central en la construcción social del conocimiento, y que este proceso puede ser visto como una actividad individual o como una actividad social dentro de un grupo (Driver et al., 2000). La capacidad de comprender y formular argumentos de naturaleza científica es un aspecto crucial de literacidad (alfabetización) científica (Simon et. al., 2006) y todos los nuevos currículos para la enseñanza de las ciencias incluyen la habilidad de argumentar como una de las básicas que definen la competencia científica. Se puede afirmar pues que hay un gran consenso en torno a la importancia de enseñar y, por tanto, de aprender a argumentar en las clases de ciencias.

Una argumentación tiene como objetivo convencer a otros de la

idoneidad de una idea sobre la que pueden haber posturas distintas. Requiere ser capaz de reconocer el punto de vista de los demás, identificar evidencias y razones que avalen la propia argumentación o que refuten las contrarias, evaluarlas y organizarlas en un discurso que sea persuasivo. Jorba el at. (2000) definen la argumentación como “Producir razones o argumentos, establecer relaciones entre ellos y examinar su aceptabilidad con el fin de modificar el valor epistémico de la tesis desde la postura del destinatario”.

En la argumentación científica se pueden reconocer cuatro

componentes: un componente teórico, ya que la argumentación requiere la existencia de un modelo teórico que funciona como referencia al proceso explicativo; en segundo lugar, un componente lógico, que hace referencia a la estructura sintáctica que puede ser ‘formalizada’ en diferentes tipos de razonamientos: deductivos, causales, funcionales, entre otros; en tercer lugar, un componente retórico ya que al argumentar existe la intensión de persuadir al interlocutor, y en cuarto lugar, un componente pragmático puesto que la argumentación se produce en un determinado contexto, al cual se adapta y en el cual adquiere sentido (Revel et al., 2005).


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Simon (2006) distingue entre argumento y argumentación. Los argumentos

se refieren solo a la sustancia de las afirmaciones (“claims”), hechos, garantías y antecedentes (“backings”) que contribuyen al contenido de un argumento, mientras que la argumentación se refiere al proceso que reúne estos componentes.

El discurso argumentativo se puede analizar desde diferentes

perspectivas. Una de las más extendidas es la propuesta por S. Toulmin (1958), cuyo modelo se fundamenta principalmente en el análisis de los componentes lógicos de la argumentación. Otros modelos son, por ejemplo, los propuestos por Van Dijk (1978 o por Adam (1992), que desde la lingüística textual se plantean el análisis de las unidades comunicativas que van más allá de los límites de las oraciones gramaticales.

Según S. Toulmin hay normas universales para construir y evaluar las

argumentaciones, que están sujetas a la lógica formal. Según él, el esquema de una argumentación (Fig. 2), está constituida básicamente por los siguientes elementos:

• Datos (D): Son los hechos que se utilizan para validar, y/o justificar la

tesis que se desea legitimar. • Conclusión (C): El valor al que se desea llegar a partir de la tesis. • Justificaciones (J): Razones que se proponen para justificar las

interrelaciones entre los datos y la conclusión. • Calificadores modales (Q): Aportan comentarios implícitos de la

justificación, son el refuerzo que le otorga la justificación al argumento. • Refutadores (R): Comentarios implícitos de la justificación, pero

señalan las circunstancias donde las justificaciones no son ciertas, se encuentran debajo del calificador modal porque son excepciones.

• Fundamentos (F): Son los conocimientos básicos, son las bases de la justificación.

Según este modelo, en una argumentación, a partir de unos datos obtenidos

o de unos fenómenos observados, justificados de forma relevante en función de razones fundamentadas en el conocimiento científico aceptado, se puede establecer una afirmación o conclusión. Esta afirmación puede tener el apoyo de los calificadores modales y de los refutadores o excepciones (Figura 2).


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Figura 2 Esquema del texto argumentativo (Toulmin, 1958).

Sin embargo, tal como indican Driver et al., (2000), el modelo toulminiano presenta el discurso argumentativo de forma descontextualizada sin tener en cuenta que depende del receptor y de la finalidad con la cual se emite. Por lo tanto, es útil para tomar conciencia de la estructura de una argumentación, pero no de su validez.

El modelo de Toulmin, adaptado a la práctica escolar, permite

reflexionar con el alumnado sobre la estructura del texto argumentativo y aclarar sus partes, destacando la importancia de las relaciones lógica que debe haber entre ellas. Es decir, posibilita una metareflexión sobre las características de una argumentación científica racional, profundizando sobre cómo se establecen las coordinaciones y las subordinaciones, sobre el uso de los diferentes tipos de conectores (adversativos, causales, consecutivos...), sobre la no-linealidad de los razonamientos, etc.

Desde el modelo de Van Dijk (1978) lo que define al discurso

argumentativo no es su carácter lógico sino su finalidad: convencer a otra persona. Para él, los componentes fundamentales son la justificación y la conclusión. La justificación se construye teniendo en cuenta razones que el emisor considera que son compartidas por el receptor, por lo que depende de las circunstancias. Por ejemplo, en el contexto del aula no sería válido, normalmente, que un alumno reforzara un argumento diciendo “tal como dijo Newton…”, hecho que en cambio sí que sería aceptable en el contexto de un artículo científico. Como las circunstancias son diferentes, también lo es la argumentación construida.

El modelo de Van Dijk resulta muy interesante para trabajar el texto

argumentativo en el aula. El hecho de que la intención comunicativa del texto responda a convenciones sociales puede ayudar a trabajar las normas de una sociedad democrática, basada en el diálogo y la comprensión de los otros, donde no debería haber lugar para las falacias ni engaños.


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Finalmente, Adam (1992) se centra en analizar como se consigue que una argumentación sea persuasiva. Toma como base el modelo de Toulmin, pero analiza los textos como secuencias argumentativas encadenadas en las que se puede dar el caso de que la conclusión de una secuencia sea la premisa de la siguiente. Considera que en una argumentación tienen cabida secuencias introductorias descriptivas, narrativas o de otros tipos, pero lo importante es que el mensaje que le llegue al lector u oyente sea el argumentativo, a pesar de que tenga que hacer varias inferencias debido a que muchas de las razones sean implícitas.

Esta visión es importante para no caer –ni el profesorado ni el

alumnado– en intentar escribir textos con una estructura muy rígida –hecho que podría suceder si se enseña el modelo toulminiano de forma mecanicista. La finalidad es no eliminar la creatividad y ser capaz de analizar la validez de un texto de manera flexible.

Como indican Driver et al., (2000), se puede distinguir entre

argumentos retóricos y dialógicos, según su finalidad sea convencer a otros o analizar distintas ideas alternativas, y entre argumentos racionales o persuasivos según se pretenda demostrar que la solución a un problema es racional o llegar a un consenso sobre una determinada solución. En el contexto de las clases de ciencias nos interesa especialmente promover los discursos dialógicos y racionales. En esta línea, Revel et al. (2005) definen la argumentación científica escolar como “la producción de un texto en el cual se subsume un fenómeno natural bajo un modelo teórico por medio de un mecanismo de naturaleza analógica”.

Sin embargo, no podemos dejar de tener en cuenta la importancia de

los argumentos retóricos y persuasivos, especialmente cuando el objeto de la argumentación sea el análisis de un problema relevante socialmente, realizado con la finalidad de defender alguna de las posibles opciones de actuación.

En el trabajo realizado hemos utilizado un esquema de texto

argumentativo, adaptado a partir del modelo de Toulmin, como instrumento para la reflexión con nuestros alumnos sobre como elaborar buenos textos argumentativos en clases de ciencias (Figura 3). 5. Implicaciones para el aula: Enseñando a argumentar.

El desarrollo de la habilidad de argumentar en ciencias es un proceso complejo que para que los alumnos la aprendan se requiere el diseño actividades de enseñanza con esta finalidad específica (Kuhn,1991). Normalmente es un proceso largo, que lleva tiempo y no es fácil. Inicialmente las chicas y los chicos no comprenden porque su profesor o profesora de


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ciencias quiere que aprendan algo que les parece más propio de las clases de lengua.

Al principio, escriben pocas frases y sin conectores textuales entre ellas, incluyen pocas ideas justificadas, utilizan pocos contraargumentos y muy a menudo los hechos y las conclusiones no concuerdan. Pero poco a poco los textos son mucho mejores y los chicos y las chicas (y sus profesores) se sienten satisfechos al reconocer su calidad. El precio de la tarea es una dosis gigante de paciencia y una profunda convicción por parte de los que enseñan que sus alumnos lograrán el objetivo. La condición primera es la de no renunciar a conseguirlo, aunque se perciba como muy difícil.

Lo que se busca en el proceso de enseñar a argumentar en clases de

ciencias es que el estudiante tome conciencia de los procesos implicados en la elaboración de una argumentación. Si se consigue, podrá posicionarse de manera activa para evaluar sus propias producciones y estrategias de trabajo, siendo una consecuencia final la autorregulación de su aprendizaje. Toda actividad de autorregulación de tipo metacognitivo promueve la autonomía de los que aprenden (Sanmartí y Jorba, 1995).

Como se ha mencionado anteriormente, lo que caracteriza al texto

argumentativo es la intencionalidad que tiene el emisor y su propósito de convencer al receptor. Enseñar a elaborar textos argumentativos, implica trabajar para que el estudiante sea capaz de justificar un hecho determinado, en función de un marco teórico que le da sentido a las razones que se aportan para fundamentar las conclusiones a las que se pretende arribar.

En las clases de ciencias los alumnos necesitan argumentar en diferentes

campos:

• Sobre hechos para las que aun no hay un cuerpo teórico científico consensuado para explicarlos, como por ejemplo, sobre las posibles causas que explican el cambio climático.

• Sobre como dar respuesta a problemas abiertos o auténticos (Reigosa y Jiménez-Aleixandre, 1988), cuya solución admite más de un punto de vista. Por ejemplo, ante problemas ambientales, que comportan tomar posturas frente a las formas de actuar.

• Sobre las ideas iniciales para explicar determinados hechos, aunque en estos casos la finalidad de la actividad argumentativa no será tanto la de convencer a los demás del interés de un determinado razonamiento, sino la de favorecer la toma de conciencia de la diversidad de argumentaciones, del posible interés de argumentos ajenos y de las limitaciones de los propios.


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Para el aprendizaje de la argumentación hemos utilizado distintas

estrategias. Inicialmente se puede empezar por pedir a los alumnos que, ante un problema conocido por ellos, argumenten sus ideas iniciales sobre como explicarlo, sobre sus hipótesis de partida o sobre sus predicciones. También se puede proponer el análisis de artículos de prensa o de revistas especializadas que argumenten la idea objeto de estudio (ver ejemplos en los anexos I y II). En los dos casos el análisis colectivo de los textos de los alumnos pasaría por ayudarles a tomar conciencia de la estructura argumentativa (al mismo tiempo que de la validez de los argumentos).

Cuando los alumnos empiezan a comprender que se entiende por

afirmación por argumento, por evidencia, por contraargumento, por justificación, por conclusión…, se introduce el esquema de referencia de la figura 3, que es una adaptación del modelo de Toulmin. Se llega a un consenso con los alumnos acerca de su significado y se utiliza colectivamente para valorar la calidad de algún texto argumentativo-tipo, reconociendo que tiene en cuenta las partes de esquema pero insistiendo en que cada persona puede redactarlo con su propio estilo, creativamente.

Figura 3. Esquema de texto argumentativo utilizado con alumnos de 12-16 años.

Se les ayuda a reconocer algunas de las características gramaticales de los textos argumentativos como, por ejemplo, el uso de verbos del tipo: decir, creer, pensar, opinar, etc.; de oraciones subordinadas, entre otras, causales, consecutivas y adversativas; de conectores de distintos tipos; de recursos como las interrogaciones con el fin de cuestionar los distintos puntos de vista; etc. (Prat, 2000).


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A partir de este momento se les pide que redacten sus argumentaciones teniendo en cuenta el esquema. En la actividad del anexo III (Campos de Golf), se da al alumnado distintos tipos de argumentos, y han de saber seleccionarlos y organizarlos en un texto que convenza.

En la actividad del anexo IV (radiactividad), los argumentos los han de

encontrar los alumnos a partir de acceder a Internet. Esta actividad tenía como finalidad que los alumnos encontraran información en Internet sobre ventajas e inconvenientes de las radiaciones y que, a partir de la información obtenida, elaboraran un texto argumentativo.

Esta actividad se diseñó de manera que los estudiantes realizaran en todo momento un proceso consciente de búsqueda de información, estimulando su autorregulación. Se les pidió que reflexionaran sobre sus estrategias o criterios de búsqueda de argumentos y cómo escogían las palabras clave o textos que utilizaron en los buscadores (Google, Altavista, etc.). También se les pidió que autoevaluaran tanto, los criterios utilizados para la búsqueda como la pertinencia de la información obtenida en función del objetivo de la actividad. Esta información la organizaron en proargumentos y contraargumentos y, teniendo como referencia el esquema de la estructura del texto argumentativo que ya conocían (figura 3), elaboraron su escrito.

Finalmente, es importante que los instrumentos que se propongan para

evaluar los aprendizajes finales sean coherentes con los objetivos de aprendizaje. En el anexo V se reproducen dos preguntas planteadas en un examen final, después de afrontar con los alumnos el análisis del problema que representa la eliminación de los residuos urbanos.

Las actividades mostradas son sólo algunas de las realizadas en distintos

cursos con alumnos entre 12 y 16 años. También se han planteado juegos de rol (por ejemplo, para argumentar que tipo de industria conservera se podría instalar en un pueblo para el tratamiento de embutidos, teniendo en cuenta tanto las ventajas de cada método de conservación, como de tipo ambiental, costes, etc.), debates para valorar teorías o ideas históricas (buscando las evidencias que las demuestran o contradicen en función de los conocimientos actuales), evaluaciones de textos que han escrito otros chicos y chicas (con la finalidad de convencerlos de los aspectos que tendrían que mejorar y porque), etc.

Todas estas actividades se enmarcan en el aprendizaje de un

determinado contenido científico, pero conectándolos con problemas relevantes del entorno del alumnado o de la historia de la ciencia.


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Al realizar estas actividades es muy importante estimular la reflexión sobre sus objetivos, sobre como planificar la acción y sobre criterios de evaluación, condiciones para que puedan autorregularse Sanmartí y Jorba, (1995). Se trata de promover que los alumnos se pregunten por qué se les pide que realicen la tarea y qué aprenderán, qué harán primero y sucesivamente (teniendo en cuenta el esquema consensuado), y en qué se fijarán para reconocer si el texto final es un buen texto argumentativo.

Aprender a plantearse buenas preguntas en cada momento de la

actividad es útil para guiar la acción, pedir o buscar la ayuda adecuada y regular el proceso. También es muy rentable que los estudiantes se intercambien sus producciones y se ayuden mutuamente con la finalidad de mejorarlos. Analizar los errores es una tarea que requiere mucho esfuerzo y que la mayoría estudiantes, inicialmente, no quieren hacer. Pero en cambio, si que están interesados en detectar los aciertos y dificultades de los textos de compañeros y compañeras, y haciéndolo reconocen muchas veces sus propios errores.

Pero como hemos dicho, conseguir que los alumnos autorregulen los

textos que escriben (tanto las ideas que se explicitan en ellos, como la forma de comunicarlas) es un objetivo que requiere que el profesorado tenga una gran capacidad para animar a sus alumnos constantemente, y un convencimiento de que es posible. Si ante las primeras dificultades pensamos que “con mis alumnos eso no es posible” o que “no hay tiempo para ello” o que “mi trabajo es enseñarles ciencias, no a leer y escribir”, es evidente que no aprenderán.

6. Algunos ejemplos y resultados.

En los últimos 4 años hemos realizado un estudio para comprobar la hipótesis de que si se enseña a los alumnos a hablar y escribir ciencia y a autorregularse, se obtienen buenos resultados. Para ello se ha hecho el seguimiento de un grupo de alumnos desde los 12 a los 16 años, en las clases de ciencias. Su profesora fue la misma en los 4 años, con lo cual se aseguró la coherencia en el planteamiento de las clases, y desde el inicio se fijó como objetivo el desarrollo de competencias, especialmente las relacionadas con la capacidad de comunicarse aprendiendo a describir, justificar, argumentar..., y con la capacidad de autorregular sus aprendizajes.

Al finalizar este período se evaluó a estos alumnos, comparándolos con

los de otras 9 clases de características diversas pero de un mismo nivel sociocultural. Se aplicó a todos un cuestionario con 4 preguntas “PISA” cuyos resultados se muestran en la tabla 1. Se puede comprobar que los del grupo piloto son especialmente buenos para los alumnos con mayores dificultades, mientras que el porcentaje de alumnos con mejores resultados también es alto


183

si se tiene en cuenta que era un grupo con problemas. Es decir, los buenos alumnos no se vieron perjudicados y al mismo tiempo, muchos alumnos fueron capaces de responder con éxito a buena parte de las cuestiones planteadas.

Grupo clase Nivel inferior (%)

Nivel medio (%)

Nivel alto (%)

Piloto 11,5 73,1 15,4 A 53,3 40,4 6,3 B 50,0 46,4 3,6 C 56,7 40,0 3,3 D 72,4 27,6 0.0 E 67,9 32,1 0,0 F 32,0 48,0 16,0 G 35,7 57,1 7,2 H 32,1 57,1 10,8 I 24,0 68,0 8,0

Tabla 1. También se realizó un estudio comparativo sobre la calidad de los

textos argumentativos elaborados por los alumnos del grupo piloto (P) y de otro grupo-clase (X) al realizar la actividad recogida en el anexo 3 (Radiactividad) y descrita en el apartado anterior (Pipitone, 2006). Los dos grupos-clase pertenecían a la misma escuela, eran del mismo nivel y habían estudiado los mismos contenidos, pero el grupo piloto había trabajado además, de manera explícita, la habilidad argumentativa, interrelacionando el aprendizaje de los patrones estructurales y temáticos.

Analizamos los textos por un lado desde su estructura y por otro desde

los contenidos. Un resumen de los resultados es el siguiente.

Respecto a la estructura del texto argumentativo realizado • En relación a la secuencia global de los textos se encuentran diferencias

considerables entre los dos grupos. En el grupo P el 100 % de los textos cumplen con las reglas y las incluyen todas, mientras que en el grupo X sólo el 66 % de los textos presentan la secuencia global completa.

• Los textos del grupo P presentan un mayor número de secuencias parciales frente a los del grupo X. Los hechos de dichas secuencias están justificados en todos los casos del grupo P, sin embargo, no todas las secuencias del grupo P están completas.

• El 80 % de los textos del grupo P el hecho principal esta justificado y expresado de manera clara. En el grupo X, el 46 % de los textos expresan el hecho principal de manera clara.


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• En el grupo P el 100 % de los textos tienen conclusión general, en cambio en el grupo X, el 40 % de los estudiantes plantean una conclusión general. En las secuencias parciales, el 60 % de los textos del grupo P y el 46 % del grupo X presentan conclusiones parciales, pero en todos los casos, en ambos grupos, estas conclusiones son pertinentes al hecho planteado en la secuencia.

Respecto a los contenidos del texto argumentativo realizado

• Los proargumentos más mencionados son los dos grupos-clase hacen referencia a los usos médicos y al consumo de energía eléctrica de origen nuclear. Los proargumentos con mayores errores conceptuales fueron los relacionados con uso de los “rayos X”. Los alumnos, a partir de la información recogida no supieron diferenciar entre radiaciones que son de origen nuclear, como es el caso de las partículas alfa, beta, y gamma, y las radiaciones que son de origen orbital, como es el caso de los rayos X. Los profesores reconocieron no haber trabajado en el aula estas diferencias. El número de proargumentos utilizado fue similar en ambos grupos-clase.

• Los contraargumentos más utilizados en ambos grupos fueron los relacionados con el uso de las armas nucleares y su poder de destrucción masiva. En el grupo P utilizan una mayor variedad de contraargumentos.

• Las conclusiones fueron planteadas en todos los textos del grupo P. Los alumnos reflejaron su visión sobre los diferentes usos de las radiaciones de origen nuclear y se posicionaron mayoritariamente a favor del uso para realizar investigaciones que favorezcan la calidad de vida y para fines relacionados al campo de la medicina. En cambio, en el grupo X los textos que presentaban conclusiones en su mayoría no tomaban una postura crítica definida.

En este estudio se ha podido comprobar que muchos de los errores

conceptuales detectados provenían de las mismas páginas de Internet consultadas. Como los alumnos no disponían de conocimientos conceptuales suficientes para diferenciar entre radiaciones no tuvieron criterios para analizar críticamente la información recogida. Ello nos muestra la importancia de enseñar a leer críticamente los textos que se encuentran con Internet. Algo a tener en cuenta es la importancia que tiene el origen de la información que utilizan para argumentar y que los alumnos han de disponer de criterios para identificar que tipo de páginas Web son más o menos confiables, y que ideas son aceptadas desde la ciencia actual.

Los resultados de estos dos estudios muestran que la enseñanza de la

argumentación, interrelacionando el aprendizaje de los patrones estructurales y


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temáticos, ayuda al desarrollo de la competencia científica tal como se define y evalúa desde el programa PISA. Pero también demuestra que es necesario ayudar a los alumnos en el proceso de construcción de las ideas de la ciencia, ya que sólo a partir de recoger informaciones no se aprende (aunque sea de libros de texto). En esta línea, la argumentación es también una buena estrategia para aprender, ya que a partir de la discusión sobre las diferentes maneras de interpretar una idea (en el caso analizado, la radiactividad), es posible avanzar en su conceptualización.

7. Implicaciones didácticas: Enseñar a argumentar, un campo de investigación abierto.

La enseñanza y el aprendizaje de la argumentación en las clases de

ciencias es una línea de investigación muy fructífera. Duschl y Osborne (2002) señalaban tres campos en los que consideraban era necesario profundizar:

• Cómo enseñar a los alumnos a crear mejores argumentos. • Cómo ayudarles a juzgar la fuerza que tienen. • Cómo evaluar el efecto de la argumentación en el aprendizaje del

razonamiento y de los conceptos de la ciencia.

En estos momentos añadiríamos dos nuevos campos:

• Cómo promover que los alumnos y alumnas aprendan a aplicar un pensamiento complejo y crítico en sus argumentaciones.

• Cómo ayudarles a apropiarse de los criterios que les posibiliten evaluar la calidad de las evidencias y, en general, de los argumentos incluidos en textos provinentes de distintas fuentes.

• Se trata pues de un campo de investigación abierto, con muchas ramificaciones, ya que se relaciona con una visión del aprendizaje que interrelaciona marcos teóricos de índole socioconstructivistas y cognitivos junto con otros relacionados con la literacidad crítica y la complejidad.

Incorporar la enseñanza de la argumentación compromete al que

enseña no sólo a la inclusión de un tipo de actividades específicas en el diseño de sus unidades didácticas, sino a un replanteamiento global de su metodología de enseñanza y, por tanto, a una revisión de sus ideas y prácticas. Pero como hemos visto, es un trabajo al que no se puede renunciar.


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ANEXOS

Ejemplos de actividades realizadas en las clases de ciencias con alumnos entre 12 y 16 años para promover el desarrollo de su capacidad de argumentar.

Anexo I. Actividad 1: “Argumentando alrededor del contenido de una noticia periodística”.

La actividad 1 consistió en la elaboración de una argumentación sobre un hecho para el cual todavía no hay una explicación aceptada por toda la comunidad científica: el aumento de la cantidad de medusas encontradas en el mar. Se pretende que los alumnos aprendan a analizar críticamente las informaciones de los medios de comunicación para poder tomar decisiones fundamentadas científicamente y comprometidas. Para ello, los chicos y las chicas leyeron una noticia que apareció en un periódico sobre este problema. Realizaron la lectura y las 4 primeras actividades individualmente, pero la argumentación la realizaron por parejas, pudiendo así discutir sus puntos de vista. Finalmente, se propuso a los alumnos que evaluaran la calidad de la argumentación de otra pareja, así como la valoración de esta evaluación. - Responder individualmente y brevemente las siguientes preguntas:

1. Lee el título de la noticia y escribe: “de qué va la noticia?” 2. Lee la introducción y escribe lo que te parece que concreta sobre la

noticia. 3. Observa los gráficos, dibujos y fotografías y escribe si crees que

aportan alguna evidencia a la noticia o si te clarifican algún argumento.

4. Antes de continuar leyendo, intenta plantear dos o tres preguntas relacionadas con el tema o cuestión que se plantea en esta noticia y, escríbelas.

- Escribir, por parejas, un texto que responda a la demanda siguiente:

5. Argumenta si la existencia de las medusas en el ecosistema del Mar Menor representa un problema y de qué tipo. ¿Qué evidencias se dan en el texto del aumento de la cantidad de medusas? ¿Qué solución crees que sería razonable para este problema? Razona cuáles son los proargumentos y los contraargumentos de tu opción, y justifícalos utilizando conceptos de ecología que has estudiado y argumentos que aportan algunos personajes de la noticia.


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- Revisar el texto (grado de comprensión, coherencia, uso de los

conceptos científicos, uso de los signos de puntuación, conectores argumentativos, ortografía...).


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6. Evaluación mutua: ¿La argumentación que han escrito los compañeros y compañeras es una buena argumentación?

Comentarios del grupo que evalúa Estamos de acuerdo con la evaluación

de los compañeros?

Anexo II: “¿Cómo argumenta el autor o autora del texto?”.

Esta es una actividad-tipo utilizada para reconocer la estructura argumentativa de un texto y promover la discusión y el consenso acerca de los distintos componentes. Las preguntas pueden variar en función de las características del texto seleccionado y del tipo de problemática que trata. Se han utilizado textos de revistas y periódicos, pero también los escritos por otros alumnos en cursos anteriores o los redactados por la profesora para favorecer el intercambio de pareceres entre los estudiantes.

¿Cómo argumenta el autor o autora del artículo? Localiza en el texto las partes que lo caracterizan como una argumentación y señala las que son afirmaciones, razones a favor, razones en contra, justificaciones y su fundamentación, conclusión mientras vas respondiendo a las siguientes preguntas: 1. ¿Cuál crees que es la idea que defiende el artículo o afirmación que hace? Descríbela con tus palabras. 2. ¿En el texto se dan razones a favor de dicha idea? ¿Cuáles son? ¿Cómo se justifican estas razones? ¿Estás de acuerdo con ellas? ¿Por qué? 3. ¿En el artículo se exponen posibles razones en contra de la afirmación inicial o aspectos que podrían considerarse inconvenientes o no ventajosos? ¿Cuáles son? ¿Cómo se justifican? ¿Crees que se recogen suficientes puntos de vista diferentes? ¿Por qué? 4. ¿A qué conclusión llega el autor del artículo? ¿Es coherente con todo lo que ha ido argumentando? ¿Te convence?

Anexo III: “Qué opinamos sobre la instalación de un campo de golf en un espacio determinado”.

La actividad II se diseñó como actividad de aplicación de una unidad didáctica par el estudio de ecosistemas, con el objetivo de analizar los distintos argumentos que se dan en una situación que afecta a varias entidades. Es un problema real del lugar en el que viven los alumnos, que conocen superficialmente y cuya solución admite más de un punto de vista. Se les dio a los chicos y las chicas distintos argumentos y se les animó a analizarlos los no tanto desde su propia opinión, sino teniendo en cuenta posibles evidencias, marcos teóricos y valores. Para ello, trabajaron en grupos de 4 y prepararon conjuntamente la justificación de los distintos argumentos, de manera que


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tuvieran en cuenta los distintos pareceres. Posteriormente redactaron individualmente su argumentación, que después compararon y discutieron. Argumentos de las distintas partes. Hechos y razones del Club de golf

1. Durante el franquismo se trasladó a unos terrenos del Ministerio de Defensa situados muy cerca del aeropuerto

2. Debido a la ampliación del aeropuerto se ha trasladado nuevamente a una zona verde de una gran finca que ahora está abandonada

3. La expropiación tiene un coste de más de 18 millones de euros 4. La mayoría de socios son grandes empresarios y jefes del ejército. Su

presidente era el director regional de un banco muy conocido, y ahora preside un grupo de construcción de centros residenciales

5. La cuota de socio es entre 30.000 – 60.000 euros 6. Se han manipulado las encuestas y se ha dicho que 6-8 de cada 10

ciudadanos no estaban en contra de la construcción del golf, pero en las entrevistas no les informaban ni de la ubicación, ni de la superficie que comprendía, ni del consumo de agua, ni de la cuota de socio, ni del número de árboles que se debían cortar...

Hechos y razones del Banco

1. Es el propietario de la finca, regalada por un Patronato para la lucha contra la tuberculosis con la finalidad de dedicarla al uso hospitalario o educativo

2. Ha vendido una parte de las hectáreas al club de golf y ha cedido gratuitamente una parte al Ayuntamiento para uso público.

3. La fundación social del banco promueve campañas de sensibilización para ahorrar agua.

Hechos y razones del Ayuntamiento

1. Le parece poco serio hacer un referéndum, tal como pide una parte de la población.

2. Recalifica los terrenos de no urbanizables a urbanizables en el año 1999 3. Amplía la zona para la construcción del campo de golf de 2 ha a 3,6 ha,

para poder construir, además, un hotel. 4. Debe instalar alrededor del campo de golf una valla metálica de 3 metros

de altura 5. Ya hay tres campos de golf en esta provincia: uno municipal y dos

privados 6. Se privatiza un espacio público


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Hechos y razones de los que defienden la necesidad de un corredor biológico 1. Es un espacio verde que permite la conexión entre zonas naturales y el

paso de especies entre un lugar y otro 2. El campo se construiría en el medio de este corredor verde que existe

entre dos zonas montañosas 3. En el siglo pasado la temperatura aumentó cerca de un grado y se han

modificado las áreas de distribución de varias especies por lo que tienen que poder migrar

4. Las vallas de 3 metros de altura no garantizan el mantenimiento del corredor biológico

5. Los herbicidas y plaguicidas que utilizan en el campo de golf contaminan los acuíferos subterráneos

Hechos y razones en relación a las necesidades de agua del campo de golf

1. Necesitan unos 940 millones de litros al año, 30 l/s (es el consumo de una ciudad de 40.000 habitantes)

2. Se prevé el uso de aguas depuradas, pero poseen demasiada sal. 3. Se ha previsto la construcción de una desalinizadora y una red de cañerías

de 9 Km. 4. Coste de la planta: 24.000 euros, coste del colector: 24.000 euros (a pagar

también por los municipios ya que se ha decidido que los utilizarán). 5. Esta planta se está construyendo en terrenos públicos y se está

vulnerando el planeamiento urbanístico de la ciudad más próxima. 6. Para poder utilizar el agua salina se tendría que diluir al 50% con agua

dulce (del acuífero). 7. El sistema previsto para regar a partir de los efluentes de la depuradora

no está en funcionamiento y se está bombeando agua de la balsa que llena el acuífero.

8. La normativa no permite aplicar agua residual a menos de 50 m de un río. Al lado del campo de golf circulan 5 torrentes .

9. Está previsto regar por aspersión, pero se forman aerosoles (pequeñas partículas líquidas o sólidas suspendidas en un gas), y las casas mas cercanas están situadas entre 100 y 500 m (un restaurante, el mercado, diferentes centros educativos, una hípica, huertos...), pueden afectar a caminos y carreteras que están en contacto físico con la zona…

10. Las aguas de riego del campo se eliminarán por escorrentía superficial . 11. Se puede producir un aumento de nitratos en los acuíferos, en los pozos

y en los ríos, porque el mantenimiento del césped necesita un aporte constante de fertilizantes y biocidas (herbicidas, plaguicidas, fungicidas, insecticidas...).


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Hechos y razones en relación a la vegetación 1. Desaparición de 9 km de caminos públicos, substituidos por un anillo de

circunvalación al campo, por tanto, se pierde accesibilidad territorial y conectividad entre los caminos.

2. Pérdida de biodiversidad: se han cortado unos matorrales de una especie de estepa muy rara y escasa que necesita unas condiciones especiales; pérdida de la vegetación asociada; tala indiscriminada de aproximadamente unos 50.000 árboles: pinos, encinas y robles. Se han talado árboles de más de 50 cm (encina) y 75 cm (pino) de diámetro y de más de 50 años (prohibido por la normativa).

3. Se han eliminado especies en los espacios entre "greens", donde debía respetarse la vegetación original.

4. Están transplantando árboles de otras zonas no afectadas por las obras del campo de golf para repoblar las áreas donde se ha eliminado la vegetación ilegalmente.

Aspectos a analizar antes de empezar a escribir la argumentación:

• ¿Cuál es vuestro punto de vista? • ¿Por qué pensáis que queréis defenderlo? • ¿Cuál es vuestro principal argumento que fundamenta vuestra idea? • ¿Podéis pensar en otros argumentos en defensa de vuestro punto de

vista? • ¿Podéis pensar en argumentos en contra de vuestro punto de vista? • ¿Cómo lo sabéis? • ¿Qué es evidente para vosotros? • ¿Lo que es evidente para vosotros, puede ser que no lo sea para los

demás? • Entre los distintos argumentos en los que pensáis, ¿cuál os parece más

convincente? Escribe un texto que responda a la siguiente demanda:

Argumenta si la construcción del campo de golf representa un

problema y de qué tipo, y qué solución crees que sería razonable. Razona cuáles son los pro y contraargumentos de tu opción y justifícalos utilizando conceptos de ecología que conoces y que has estudiado, los personajes y entidades que están implicados, etc. Recuerda cómo es la estructura que hemos estado trabajando del texto argumentativo: (Se incluye aquí el esquema de la figura 3.)


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Anexo IV: “Usos de la radiactividad”. Objetivo: Escribe en un texto en el cual argumentes tu opinión sobre la conveniencia de utilizar la radiactividad en usos diferentes al de obtención de energía de eléctrica de origen nuclear. Normas:

• El texto ha de tener entre 400 y 800 palabras • La investigación de la información se ha de hacer exclusivamente en

Internet, siguiendo las instrucciones que se dan en el procedimiento • Se ha de enviar a la profesora por correo electrónico el guión del

“procedimiento” cumplimentado y el texto argumentativo escrito, y una copia en papel sólo del texto (impresión a doble cara).

Procedimiento: 1 Antes de hacer la investigación en Internet, con los conocimientos que ya tienes sobre la radioactividad, escribe tu opinión inicial: 2. Mientras buscas en Internet, anota las palabras claves o el texto que introduces y los buscadores que utilizas:

- Buscadores: - Palabras clave o texto:

3. Rellena la siguiente tabla, que te ayudará a recoger y sintetizar les ideas que podrás utilizar en tu argumentación:

Datos o informaciones recogidas:

Tipos de documentos: Referencias: Dudas:

4. Realiza una breve descripción de cada un de los usos que has encontrado con los cuales elaborarás tu argumentación. 5. Según la opinión que quieras defender, elige las razones que te servirán como proargumentos y las que te servirán como contraargumentos, y escribe tu argumentación. Recuerda que la estructura de un texto argumentativo puede seguir el siguiente esquema: (se incluye el esquema de la Figura 3) 6. Finalmente, valora si este guión de trabajo que has completado mientras buscabas la información en Internet te ha ayudado a hacer una investigación más útil, a seleccionar la información, a reconocer si los argumentos eran adecuados...


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Anexo V: “Preguntas para evaluar la capacidad de argumentar del alumnado”.

En este anexo reproducimos dos preguntas de evaluación final

planteadas a los alumnos para identificar sus aprendizajes después de haber abordado el estudio del problema del tratamiento de los residuos urbanos. En esta ocasión se diseñaron dos versiones de la demanda de argumentación y los resultados se utilizaron para discutir las diferencias respecto al grado de formalidad y al tipo de argumentos teóricos, evidencias, analogías, metáforas y otros recursos retóricos utilizados en cada uno de los casos para convencer a los distintos destinatarios. Versión 1 “En un planeta lejano semejante al nuestro no saben que hacer con los residuos que generan y cada vez mas, se están quedando sin recursos. Con todo lo que has aprendido en esta unidad didáctica, redacta un escrito bien argumentado científicamente, para convencerlos de lo que tu piensas acerca de la problemática de los residuos y de lo que deberían hacer con los que generan. El escrito más convincente se publicará en una revista que pueden llegar a leer muchos de los habitantes de este planeta. Versión 2 Con todo lo que has aprendido en esta unidad didáctica, redacta un escrito bien argumentado científicamente, para a tu Ayuntamiento de lo que tu piensas acerca de la problemática de los residuos y de lo que deberían hacer con los que generan.


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Sobre las autoras: Maria Carolina Pipitone

Es Profesora de Enseñanza Media y Superior en Física, por la Universidad Nacional de San Luis y Master en Didáctica de las Ciencias Experimentales por la Universitat Autònoma de Barcelona. Su área de estudio e interés giran en torno a la enseñanza de la argumentación científica escolar en contextos específicos. Es investigadora del Grupo Lenguaje y Enseñanza de las Ciencias (LIEC), del Departamento de Didáctica de las Matemáticas y de las Ciencias Experimentales de la Univesritat Autònoma de Barcelona. Consultas y contactos: [email protected]

Anna Sardà Jorge Es Licenciada en Biología y Master en Didáctica de las Ciencias por la Universidad Autónoma de Barcelona. Actualmente su actividad docente como investigadora se centra entorno al desarrollo de habilidades cognitivo-lingüísticas enfocado hacia las ciencias. Es investigadora del Grupo Lenguaje y Enseñanza de las Ciencias (LIEC), del Departamento de Didáctica de las Matemáticas y de las Ciencias Experimentales de la Univesritat Autònoma de Barcelona. Consultas y contacto: [email protected]

Neus Sanmartí Es Doctora en Ciencias Químicas y profesora de Didáctica de las Ciencias a la Facultad de Ciencias de la Educación de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). Trabaja especialmente en investigar entorno a la evaluación formativa, el lenguaje en relación al aprendizaje científico y la educación ambiental. También se desenvuelve entorno al desarrollo de proyectos de innovación curricular y de formación permanente del profesorado de ciencias. Consultas y contacto: [email protected]


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CAPÍTULO 9 UTILIZAR LAS NARRATIVAS EN EL TRABAJO EXPERIMENTAL Lizette Ramos De Robles Grup de Llenguatge i Ensenyament de les Ciències (LIEC), Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales Universitat Autònoma de Barcelona Bellaterra, España Instituto Superior de Investigación y Docencia para el Magisterio (ISIDM) / Universidad Pedagógica Nacional Guadalajara, México Mariona Espinet Blanch Grup de Llenguatge i Ensenyament de les Ciències (LIEC), Departament de Didàctica de la Matemàtica i les Ciències Experimentals, Universitat Autònoma de Barcelona Resumen. La formación del profesorado de ciencias de primaria y secundaria es tema prioritario en la investigación sobre didáctica de las ciencias y a pesar que en los últimos años se han desarrollado numerosas investigaciones en torno a ella aún representa un campo con severas dificultades y preguntas por resolver. Nuestra investigación se desarrolla dentro de la formación inicial de futuros docentes de ciencias de educación primaria y tiene como característica particular que las sesiones se trabajan bajo la utilización del enfoque CLIL (Content Language Integrated Learning), el cual intenta desarrollar habilidades tanto en los contenidos disciplinares (nuestro caso ciencias) como en el lenguaje en el que son enseñados (inglés), dando la misma importancia a ambos. En este contexto y con la finalidad de enfatizar en la importancia de la actividad experimental dentro de la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias, valoramos el uso de narrativas experimentales como instrumentos en la mejora de la formación de docentes de ciencias de educación primaria dentro de contextos multilingües. 1. Introducción.

Enseñar y aprender ciencias en el contexto escolar implica trabajar hacia el logro de una alfabetización científica de los estudiantes, la cual se caracteriza por la integración de los conocimientos científicos, las prácticas y los valores que se consideran potencialmente valiosos para comprender determinados fenómenos del mundo natural y poder intervenir en ellos con un nivel de competencia propicio, así como para participar y tomar decisiones fundamentadas dentro de los distintos ámbitos de la sociedad actual. Dada la

Ramos De Robles, L. y Espinet, M.

198

importancia de las ciencias en la formación de los ciudadanos éstas tienen un papel prominente dentro del currículum escolar, sin embargo las investigaciones desarrolladas en el campo de didáctica de las ciencias ponen de manifiesto las numerosas carencias en la formación científica de los estudiantes y consideran que la forma de enseñar es una de las causas principales dado que enfatizan en el dominio del conocimiento de los temas científicos y descuidan el desarrollo de habilidades para la resolución de problemas, por tanto no contribuyen al aprendizaje de la ciencia para la comprensión (Anderson, 2007).

Uno de los medios que ha sido considerado de los más potenciales para el logro de los propósitos de la educación científica es la realización de actividades experimentales dado que promueven el interés para cuestionarse sobre los fenómenos del mundo natural, contribuyen al conocimiento de conceptos y procedimientos científicos, al uso de importantes herramientas y habilidades para desarrollar nuevos entendimientos, y ayudan a los estudiantes a vislumbrar ideas a cerca de la naturaleza de la ciencia (Lunetta et al., 2007: 394). Sin embargo, el desarrollo de la actividad experimental comparte las problemáticas de la enseñanza de las ciencias y otras propias de su implementación ya que se han convertido en actividades cuyo principal propósito es que los estudiantes sigan las instrucciones para verificar conclusiones previamente presentadas en el libro o por el maestro, son prácticas de baja calidad donde raramente se reflexiona (Weiss, et al. 2003). Esta poca eficacia aunada a percepciones de docentes que no les otorgan valor alguno lleva en muchas ocasiones a prescindir de la actividad experimental tanto en educación primaria como secundaria.

La propuesta que presentamos pretende contribuir a la formación del profesorado de educación primaria a través de la realización de actividades experimentales. Los datos analizados permiten valorar algunos de los efectos que tiene el uso de las narrativas experimentales como instrumentos para la construcción del modelo de ser vivo, la adquisición de una nueva lengua (inglés) y las implicaciones de la futura labor docente.

Antes de presentar el análisis de los datos es necesario delinear dos

aspectos fundamentales para comprender nuestro contexto y forma de trabajo: la visión de ciencia escolar y el enfoque metodológico CLIL.

Nuestra visión sobre la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias experimentales se nutre del llamado modelo cognitivo de ciencia (Giere, 1988, 1992), modelo teórico de la filosofía de la ciencia reciente que viene resultando de gran ayuda para entender las relaciones mutuas, y las similitudes y diferencias, entre la ciencia “de los científicos” y la ciencia escolar (Izquierdo et al., 1999; Izquierdo y Adúriz-Bravo, 2003). Siguiendo las ideas de un


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“modelo cognitivo de ciencia escolar”, reconocemos que ambos tipos de ciencia comparten una meta –entender y representar el mundo con teorías–, sin perder de vista que el “hacer” ciencia de los científicos no es el mismo que el de los estudiantes en la clase de ciencias.

Desde este enfoque teórico de la didáctica de las ciencias experimentales, es de suma importancia la modelización, es decir, el proceso de dar significado al mundo mediante entidades teóricas y comunicarlo a través de representaciones simbólicas altamente elaboradas. Dichas representaciones, de diversa naturaleza –entidades lingüísticas, modelos materiales, mapas, analogías, gráficas, entre otras muchas– “funcionan” a modo de modelos teóricos escolares. En el contexto de la clase de ciencias, el proceso de modelización se caracteriza por la construcción de significados a través de “mediaciones” que acerquen los modelos iniciales de los estudiantes a los modelos científicos escolares prescritos en el currículo (Izquierdo y Aduriz-Bravo, 2003; Adúriz-Bravo et al., 2005).

En consecuencia, en el camino de construir los modelos teóricos escolares, la experimentación juega uno de los roles más importantes, ya que su realización implica la producción de procesos cognitivo-lingüísticos sustentados por el lenguaje en todas sus modalidades, hecho que contribuye a que poco a poco, y con la ayuda del profesorado, las maneras de pensar y representar de los estudiantes se vayan acercando a las “reglas de juego” de la ciencia (Izquierdo et al., 1999).

Por otra parte y como respuesta a las necesidades de un mundo cada vez más globalizado que ha establecido nuevos retos en materia educativa y en específico dentro de la formación del profesorado, impartimos el curso de Didáctica de las Ciencias en inglés aplicando un nuevo enfoque denominado CLIL (Content Language Integrated Learning) que representa una plataforma para un acercamiento metodológico innovador mucho más amplio que la enseñanza de las lenguas; es un aprendizaje integrado de contenidos y lengua, por tanto se utilizan por lo menos dos idiomas dentro del proceso de enseñanza a través de los cuales se desarrollan algunos contenidos del plan de estudios. Este enfoque intenta desarrollar habilidades tanto en los contenidos como en el lenguaje en el que son enseñados, dando la misma importancia a ambos (Eurydice European Unit, 2005). A través de estas prácticas promovemos el multilingüismo, el cual representa uno de los retos educativos más importantes desde la consolidación de la Unión Europea dado que la capacidad de entender y comunicarse en más de una lengua es considerada como "habilidad de vida deseable para todos los ciudadanos europeos" que debe ser promovida principalmente durante la escolarización (Commission of the European Communities, 2007). Además el multilingüismo permite que los individuos se puedan desenvolver con comodidad y ser cada vez más


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competentes, contribuye al acercamiento con los otros, a sus culturas y puntos de vista, mejora las habilidades cognoscitivas y ayuda a consolidar las habilidades de la lengua materna, incluyendo la lectura y la escritura; por tanto se convierte en una de las competencias que un profesional egresado de cualquier universidad europea debe poseer.

Para el desarrollo de este tipo de propuestas partimos de una visión de lengua que reconoce que la capacidad de utilizar una lengua es mucho más que saber sus palabras, su gramática y hablar oraciones perfectamente formadas (Marsh & Lange, s.f.). La lengua es un recurso y una herramienta para comunicarnos y aprender al mismo tiempo, la perfeccionamos en la medida que la utilizamos y el objetivo principal es “usar el lenguaje para aprender y aprender para usar el lenguaje”(Marsh, 2002).

En este panorama y con la finalidad de atender las necesidades educativas actuales presentamos a través del presente capítulo parte de los resultados obtenidos de la implementación y valoración del uso de narrativas experimentales dentro de la formación inicial de docentes de ciencias de educación primaria desarrollada bajo el enfoque CLIL. Algunas preguntas que orientaron el análisis fueron: ¿Qué ventajas ofrece el uso de narrativas como instrumentos para reportar las prácticas de laboratorio? ¿Ayudan a desarrollar competencias comunicativas en otra lengua como el inglés? ¿Contribuyen al desarrollo de la reflexión sobre la futura profesión docente? 2. Nuestro contexto específico y el trabajo con narrativas experimentales.

La investigación se desarrolló en la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) durante el curso de Didáctica de las Ciencias, el cual es una de las asignaturas troncales con un valor de tres créditos y se imparte durante el segundo semestre del primer curso de la “Titulación de Maestros Especialidad Lengua Extranjera”. Dicha asignatura se imparte en inglés utilizando un enfoque CLIL. Las sesiones de clase se distribuyen en dos momentos: uno para la reflexión didáctica de los temas (sesión de aula) y otro para la experiencia directa con los fenómenos (prácticas de laboratorio).

El contenido del curso de formación se centra en el desarrollo de modelos teóricos escolares a partir de la experiencia directa con los fenómenos y de modelos didácticos socioconstructivistas que sean útiles para trabajar las ciencias en la escuela primaria. Uno de los modelos teóricos escolares que se trabaja con más intensidad en la formación docente y también en la educación primaria es el de “Ser vivo”. Las actividades experimentales que realizan los estudiantes de magisterio se organizan por fases que favorecen la construcción de dicho modelo. En un primer momento se


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confronta a los estudiantes con actividades muy abiertas, enfocadas a nivel individual y en contextos cotidianos fuera de la universidad. Con ellos se pretende que los estudiantes tomen conciencia a nivel individual de los modelos mentales a través de la utilización de un lenguaje cotidiano. Estas actividades experimentales van acompañadas de actividades de representación que pueden ser textos, maquetas, representaciones corporales, murales, etc. Posteriormente se plantean actividades de contrastación de los modelos mentales individuales para construir interpretaciones colectivas con un nivel de abstracción mayor y con la introducción de un modelo teórico escolar también de mayor alcance. Finalmente se proponen actividades experimentales en las que se enriquecen los modelos escolares construidos colectivamente en base a introducir nuevos fenómenos que abordan los aspectos macro y micro de los seres vivos.

Para el presente trabajo se analizó una actividad inicial que consistió en entregar a los 37 estudiantes cinco semillas de judías para que trataran de hacerlas crecer en un contexto familiar usando las estrategias que consideraran convenientes. Posteriormente se les pidió que escribieron una historia de redacción libre (narrativa experimental): A story of five beans and how they helped me to become a science teacher, la cual compartieron en el grupo de clase como inicio para la socio construcción del modelo de ser vivo.

La narrativa experimental es considerada como una manera de reconstruir la experiencia con los fenómenos para dotarlos de significado a través del lenguaje. La decisión de utilizarla se apoya en el reconocimiento de que en los últimos años ha tenido un papel importante dentro de la educación en ciencias porque representa un medio para facilitar los procesos de modelización (Millar y Osborne, 1998); una estrategia que mejora la memoria e incrementa el interés en el aprendizaje y la comprensión de lo aprendido (Norris et al. 2005); y es un instrumento que permite reflejar la estructura fundamental de nuestra mente: hacer público lo privado (Eisner, 1994). Asimismo las narrativas facilitan la apropiación de saberes culturales diversos aportando un marco para el diálogo entre emociones, razón y experiencia (Egan, 1994) y se utiliza como una herramienta que permite jugar con la mente y las experiencias en dos sentidos: hacer comprensible lo incomprensible y hacer incomprensible lo comprensible considerando que ambas acciones contribuyen a conocer nuestro mundo y la interacción que tenemos con él (0chs, 1997). También la narrativa se ha utilizado con fines de conocer la cultura docente, utilizando el análisis narrativo como una metodología innovadora que permite el acercamiento con las experiencias y las creencias docentes Cortazzi (1993), y se han abordado cuestiones de identidad a través del estudio de la autobiografía o de la autoetnografía, con una visión dialéctica entre lo individual y lo colectivo (Roth y Tobin, 2007).


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Se optó por una redacción libre con la finalidad de identificar el mayor número de detalles que permitieran conocer las formas en que los estudiantes se enfrentan al conocimiento de los fenómenos naturales, las relaciones que establecen con sus conocimientos previos y las reflexiones que surgen en torno a su futura profesión como docentes. Además una narrativa libre sobre un fenómeno permite, a diferencia de otras modalidades utilizadas para reportar las prácticas de laboratorio más estructuradas, que la persona refleje elementos dialécticos entre sus vivencias pasadas, su presente y su visión a futuro.

Una vez que los estudiantes elaboraron las narrativas se realizó un análisis estructural considerando los elementos: introducción, desarrollo y conclusión. 3. ¿Qué nos dicen las narrativas? Un acercamiento a través de su análisis estructural.

Se identifica como describe Ricoeur (1995), que las narrativas representan una particular reconstrucción de la experiencia por la que, mediante un proceso reflexivo, se da significado a lo sucedido o vivido, ya que las producciones muestran una gran diversidad de formas de narrar la experiencia científica. La caracterización de las 37 narrativas se ha realizado a partir de sus elementos estructurales: a) introducción, b) desarrollo y c) conclusión. Formas de introducir: la relación con el conocimiento. El primer elemento estructural que se analizó fue la introducción, la cual permite identificar los distintos puntos de partida y las formas en que los estudiantes se enfrentan al hecho de conocer; mientras algunos sólo describen las indicaciones recibidas, o la fecha de realización, otros inician con el planteamiento de reflexiones sobre el fenómeno y acuden a sus experiencias pasadas como elementos previos de conocimiento. Los que inician el relato sólo con la información de la clase y siguiendo las indicaciones (29%), parten de descripciones como:

• La maestra de ciencias propuso que hiciéramos un experimento: hacer crecer unas semillas, utilizando las estrategias que cada uno quisiera.

Algunos recurren al pasado y a sus conocimientos previos como punto de partida antes de desarrollar la actividad (21.6%):

• Cuando me dieron las cinco semillas yo no sabía qué hacer para que crecieran, pero después de algunos días


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recordé que una vez cuando era niña y estaba en la escuela primaria mi maestra me había enseñado.

Otros se detienen en la reflexión y además de describir la actividad se cuestionan sobre la misma (8.1%):

• El paquete de semillas me estaba esperando, lo abrí y tomé las cinco pequeñas semillas después me pregunté a mí misma cómo podría hacer para que crecieran.

Otra parte de estudiantes opta por la búsqueda de información (8.1%):

• Lo primero que hice antes de hacer crecer las semillas fue buscar en Internet cómo hacerlo.

Y por último hay quienes desde el inicio de la redacción recurren a la utilización de metáforas para relacionar la actividad con su futura labor docente (5.4%).

• Esta situación trajo muchas ideas a mi cabeza. Primero que todo relacioné el crecimiento de las semillas con el proceso de aprendizaje de los niños.

Algunos trabajos carecen de introducción. Formas de desarrollar: la relación con el fenómeno. El desarrollo contiene la parte más extensa e incorpora mayoritariamente descripciones procedimentales, formas de enfrentar el fenómeno y toma de decisiones. En este apartado se identifica un diálogo libre entre el estudiante y la actividad realizada, se describen los pasos que siguieron para hacer crecer sus semillas, las reflexiones que hicieron durante el proceso, los elementos que los llevaron a tomar decisiones, los éxitos o fracasos e incluso narran algunas anécdotas. Este apartado permite identificar una variedad en las narrativas que va desde las meramente descriptivas (48%) como:

• Planté mis cinco semillas y usé dos métodos diferentes, tres en algodón y dos en la tierra… Con el primer método puse tres semillas en un frasco pequeño y puse algodón extendido con agua y cubrí las semillas. Con el otro método usé otro frasco igual, puse tierra y cubrí las dos semillas. Después de plantar las semillas las estuve regando cada dos días. Desafortunadamente ninguno de


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los dos métodos ha dado resultado y las semillas no han crecido.

Otras que son más emotivas y reflejan preocupaciones o alegrías (13.5%):

• El recipiente era perfecto porque podía ver las cinco semillas dentro de él. Las observé cada día durante una semana más o menos; ¡estaba muy emocionada! ¡Las semillas estaban creciendo!

Las reflexivas que se caracterizan por el uso continúo de hipótesis y cuestionamientos sobre el fenómeno (35.1%):

• Yo no se por qué mis semillas no crecieron, quizá porque necesitaban más tiempo para desarrollarse, más sol o más agua, posiblemente mi balcón no es el mejor lugar para hacer crecer las semillas.

Y por último las metafóricas (2.7%):

• Yo pensé que las semillas eran diferentes y por eso podrían crecer en diferentes lugares. De la misma manera los niños son únicos y aprenden a diferentes velocidades. Dependiendo de las características de cada semilla, necesita diferentes condiciones y cuidados para crecer; lo mismo pasa con los niños, cada uno tiene diferentes formas de aprender.

Formas de concluir: su relación con su profesión. En la conclusión de los relatos identificamos la parte donde aparecen las reflexiones de los estudiantes en torno a las implicaciones de la experiencia con su futura labor docente. En este sentido y valorando lo que Bruner (1990), denomina como la “apariencia de verdad” o la “similitud a la vida” se identifican algunas tensiones entre las necesidades y experiencias del “yo estudiante” y las del “yo docente” relacionadas con elementos como: Las concepciones sobre los experimentos y el docente (20%):

• El experimento me ha ayudado a convertirme en maestro de ciencias porque he estado al pendiente de los pasos que los estudiantes deben seguir.

• Esto me permite concluir que antes de proponer un experimento a los alumnos en mi clase de ciencias


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tengo que probarlo y observar las posibilidades relacionadas con el proceso de plantar semillas y su crecimiento.

La motivación para el aprendizaje (10%):

• Una cosa importante es motivarme en el aprendizaje de las ciencias porque cuando el docente está motivado con su trabajo esta motivación se transmite a los alumnos. Los experimentos contribuyen a esto.

La importancia de la actividad experimental (8.1%):

• En conclusión pienso que es importante hacer experimentos como este, porque: cómo puedo yo ser maestro de ciencias si no hago experimentos.

El dominio del contenido (24.3%):

• Pienso que esto me ayuda para llegar a ser maestro de ciencias porque es una buena manera de mostrar a los estudiantes los factores esenciales del crecimiento de semillas como: agua, luz solar; y cuando la semilla llega a ser planta, tierra fértil para obtener nutrientes.

La relación con el proceso enseñanza-aprendizaje (16.2%):

• Pienso que este experimento lo podemos comparar con los alumnos: así como las semillas crecen diferente…la forma en que aprende la gente es diferente: unos rápido otros lentos; cada alumno es distinto.

Sólo el 21.6% de los relatos no presenta conclusión. 4. Implicaciones didácticas.

No obstante la variedad de narrativas producidas, es posible identificar ciertas características que dan cuenta tanto del proceso desarrollado por los estudiantes al conocer un fenómeno como de la reflexión que éste provoca en torno a la consolidación de su futura labor docente.

Si partimos de la primera parte del análisis relacionado con la forma en que abordan la actividad, nos damos cuenta que casi su totalidad la asumen con tarea y responsabilidad de estudiantes, es decir, como algo que se tiene que hacer porque es parte del curso y porque esas fueron las actividades


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asignadas por la docente; a pesar de las diferentes formas de abordar la actividad los une el hecho de cumplimiento. Una vez asignada la actividad la forma más común antes de su desarrollo es recurrir a los conocimientos previos, principalmente a experiencias escolares de la primaria, éstos representan el punto de partida para enfrentar la actividad. Son muy pocos los que recurren a la búsqueda de información en textos o Internet.

En el segundo elemento (desarrollo), que representa la parte más extensa podemos identificar que la narrativa libre permite a los estudiantes una mayor fluidez en el uso del lenguaje, ya que no están presionados por la utilización de la terminología científica correcta, en este sentido podemos valorar que además promover el desarrollo de las competencias escritas de otra lengua los estudiantes dan cuenta detalladamente de cómo fue su relación con el fenómeno y aunque en este momento no es nuestra intención valorar la construcción del conocimiento científico, consideramos que las narrativas son instrumentos muy valiosos para el desarrollo de la construcción de modelos (modelo de ser vivo) y saber cómo los estudiantes “hablan de ciencia” (Lemke, 1993) . Este apartado permitió comprobar que la riqueza de la narrativa permite además la expresión de estados emocionales, reflexiones, auto valoraciones y metáforas. Los estudiantes hacen público lo privado y no sólo la parte académica que comúnmente se trabaja en la escuela sino también la emotiva.

Por último, en el análisis de las conclusiones es donde identificamos las reflexiones en torno a las implicaciones de la actividad en su futura labor docente, donde establecen el puente entre su situación actual como estudiantes y su próxima profesión. De acuerdo con lo manifestado por los estudiantes este tipo de experiencias las deben saber como estudiantes para enseñarlas como docentes, lo que viven hoy lo imaginan en un escenario futuro. Se identifica el concepto de imaginación que propone Wenger (1998), como uno de los principales componentes de la identidad que permite ampliar nuestro yo trascendiendo nuestro tiempo y nuestro espacio y creando nuevas imágenes del mundo y de nosotros mismos; imágenes del mundo que trascienden al compromiso. En sus reflexiones aparece una tendencia a resaltar cuestiones de dominio de contenido y de reproducción de lo aprendido más que de cuestiones didácticas. No obstante, el hecho de que pongan por escrito este tipo de implicaciones representa el primer paso para el inicio de una reflexión más profunda. Coincidimos con Brown (2000), en la necesidad de escuelas en las que el aprendizaje gire en torno al pensamiento y en donde los alumnos aprendan reflexionando sobre lo que aprenden y consideramos de especial importancia implementar actividades que favorezcan el “alfabetismo reflexivo” en los espacios de formación docente.


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En síntesis, las narrativas experimentales permiten desarrollar competencias comunicativas en otra lengua como el inglés, recoger dimensiones diferentes de la experiencia experimental de los estudiantes (emociones, lenguaje, acciones, etc.) y propiciar la reflexión en torno a las implicaciones de la actividad dentro de su futura labor docente. Reconocemos además que la construcción de modelos científicos escolares de los estudiantes va pareja a la construcción de su identidad como docente de ciencias. Para ello el lenguaje que se utiliza en las aulas de formación del profesorado ha de facilitar la construcción de ambas dimensiones de forma paralela. 5. Perspectivas.

Reconocemos que este análisis de producciones escritas de los estudiantes representa sólo el primer paso del proceso de modelización en este caso desarrollado en el ámbito del laboratorio y con una actividad específica. Para tener una visión más completa y compleja de los acontecimientos es necesario dar seguimiento sobre las acciones desarrolladas, creemos que la utilización de una perspectiva de cognición situada y un enfoque sociocultural son elementos valiosos para ampliar la comprensión de nuestro contexto específico o de nuestra “comunidad de práctica” (Lave & Wenger, 1991). De acuerdo con Moschkivich (2002), la perspectiva situada-sociocultural en contextos bilingües puede ampliar la visión de análisis y generar diferentes cuestiones sobre los recursos situacionales que los estudiantes usan y las maneras en que sus discursos sobre las ciencias son relevantes para una situación específica. Referencias ADÚRIZ-BRAVO, A., GÓMEZ, A., MÁRQUEZ, C. y SANMARTÍ, N.

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Ejemplo de actividad realizada por los estudiantes


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Sobre las Autoras:

Mariona Espinet

Es licenciada en Ciencias Químicas el año 1979 y obtuvo el grado en la especialidad de Química Inorgánica el año 1981. Obtuvo el doctorado en Didáctica de las Ciencias a los EE.UU. el año 1990 gracias a una beca Fulbright-La Caixa. Ha realizado docencia a la educación primaria y secundaria, a la Universitat Oberta de Catalunya (UOC) y actualmente es profesora titular del Departamento de Didáctica de la Matemática y de las Ciencias Experimentales de la Universidad Autónoma de Barcelona. Sus intereses de investigación y formación se centran en la divulgación científica para el público infantil, y en la formación de maestros de Educación Infantil en Didáctica de las Ciencias y en Educación Ambiental. Consultas y contactos: [email protected]

Lizette Ramos De Robles

Es licenciada en Educación Primaria por la Benemérita y Centenaria Escuela Normal de Jalisco en el año 2000 y en Educación Medica Básica en el Área de Ciencias Naturales por la Escuela Normal Superior de Jalisco en el 2002. Obtuvo el Master en Ciencias de la Educación por el Instituto Superior de Investigación y Docencia en el año 2005. Ha realizado docencia en educación primaria y en educación superior dentro de la formación y actualización del profesorado. Actualmente es candidata a Doctora en Didáctica de las Ciencias Experimentales por la Universidad Autónoma de Barcelona. Su línea de investigación se inserta dentro de la formación del profesorado de ciencias y enfatiza en el análisis de la construcción de significados dentro de las actividades experimentales en contextos multilingües. Consultas y contacto: [email protected]


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CAPÍTULO 10 FORMAR PROFESORES MEDIANTE LA INVESTIGACIÓN-ACCIÓN Fanny Angulo Grupo de Investigación Educación en Ciencias Experimentales y Matemáticas (GECEM) Facultad de Educación, Universidad de Antioquia Medellín, Colombia Mª Pilar García Rovira Institut de Ciéncies de l’Educació – ICE, Universitat Autònoma de Barcelona Bellaterra, España Resumen. En este documento se sugiere que la formación de los profesores de ciencias, incluye la reelaboración personal de los modelos teóricos de la ciencia (modelización), así como la de los modelos didácticos desde los cuales toma decisiones cuando enfrenta la realidad de la enseñanza (modelización didáctica). 1. Introducción.

La formación de profesores de ciencias es un campo de investigación

que surgió hace aproximadamente veinte años, cuando se pasó de investigar lo que piensan y hacen los alumnos, a investigar lo que piensan y hacen los profesores (Duit, 1993; Furió, 1994). Desde entonces, se reconocen dos líneas de investigación en este campo:

• El pensamiento del profesor, creada por Lee Schulman (1986),

abarca estudios sobre las creencias y juicios de los profesores, desde un enfoque psicológico. El concepto de Pedagogical Content Knowledge (PCK) acuñado por Schulman es el que identifica esta línea de investigación.

• El conocimiento profesional del profesor, recoge estudios sobre la práctica, los sistemas personales de constructos en torno a la enseñanza y el aprendizaje, ubica la profesor como un ‘sujeto epistemológico’ que genera teorías sobre su práctica e incluye estudios sobre el papel de los contenidos escolares. En esta línea, se han identificado unos componentes de conocimiento: Pedagógico, del Contenido, del Contexto y Didáctico del Contenido (PCK). Esta línea se ha soportado en enfoques histórico-epistemológicos y socioculturales –entre otros.

Angulo, F. y García Rovira, M.P.

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Las propuestas de formación del profesorado de ciencias, se pueden identificar con alguna de estas líneas, no obstante, los resultados de las investigaciones suelen trascender de la mera adscripción a una u otra, en cuanto se entiende que la formación del profesores es un proceso complejo. La revisión de literatura muestra interesantes propuestas que han sido desarrolladas en el marco de proyectos de investigación o de innovación en España (El Profesor como Investigador: Porlán et al, 1988; Martín del Pozo & Rivero, 2001; Furió & Gil, 1989); en Australia (El Desarrollo Metacognitivo de los Profesores en Formación Inicial: Gunstone et al, 1993), en Norteamérica (Constructivismo y Práctica Reflexiva: Hewson et al, 1999) y en el Reino Unido (Profesores que se Autoevalúan: Woolnough, 2000). Todas ellas buscan producir cambios en los futuros profesores, pero se diferencian en la forma de alcanzar dichos objetivos; varios de ellos los han venido desarrollando equipos de investigación bastante grande y de reconocida trayectoria. Esto les ha permitido diseñar y llevar a cabo estudios que abarcan la formación inicial y continuada del profesorado de primaria y secundaria, así como también, algunos se refieren a los niveles de primaria, secundaria y universidad, a lo largo de varios años. A modo de contribución al campo de investigación sobre la formación de profesores de ciencias, presentamos una propuesta centrada en la idea de que aprender a enseñar ciencias a lo largo de la vida profesional, implica pensar la realidad de la enseñanza a través de modelos teóricos. A este proceso lo hemos denominado ‘modelización didáctica’. 2. Estado del arte. El Profesor de Ciencias como Investigador En España encontramos el trabajo con el Proyecto Curricular IRES, del Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales de la Universidad de Sevilla y no menos importante es la propuesta Enseñanza – Aprendizaje por Investigación, que se lleva a cabo en la Universidad de Valencia.

Porlán et al (1996) han hecho una caracterización del conocimiento que consideran deseable para los profesores de ciencias, sugieren los niveles de formulación de dicho conocimiento y los obstáculos que suelen aparecer en su construcción. Su propuesta, tiene como meta estratégica una concepción investigativa del trabajo docente, entendida desde la Investigación – Acción en el aula. Constructivismo y Práctica Reflexiva. Uno de los números de Science Education (Vol. 83, Nº.3, 1999), se dedicó completamente a la presentación de una investigación desarrollada por Peter Hewson, Robert Tabachnick y Kenneth Zeichner, durante la década de los noventa, a raíz de un proyecto para la formación del profesorado de ciencias, tanto de primaria como de secundaria, que estos investigadores presentaron a


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la National Science Foundation, en 1991. El proyecto se fundamentaba en dos conjuntos de ideas: el constructivismo y la práctica reflexiva.

Para estos autores (Hewson et al, 1999) lo que el profesor piensa sobre la ciencia, la enseñanza, el aprendizaje y los contenidos, influye en la forma en que enseña ciencias – y al parecer, todos los que estudiamos la formación del profesorado, estamos de acuerdo con esto. De hecho, ellos argumentan que:

• si la finalidad de la enseñanza de las ciencias - desde alguna de las

disciplinas – es mejorar la educación de los alumnos y, • si la enseñanza depende de lo que piensa el profesor y, • si se puede influir sobre el pensamiento del profesor a través de los

programas de formación. Entonces, es necesario investigar cómo se puede ejercer dicha influencia sobre el pensamiento de los futuros profesores, para modificar y/o profundizar las metas de estos programas.

Partiendo de estas premisas, Hewson y su equipo diseñaron y aplicaron un programa de formación inicial del profesorado de biología a nivel de primaria y secundaria, en la Universidad de Wisconsin – Madison (Estados Unidos). El programa reunía dos aspectos de particular importancia. El primero, era que el constructivismo determinaba el enfoque del programa a través de un modelo de aprendizaje entendido como cambio conceptual, que a su vez, fundamentaba diferentes facetas de la formación del profesor, principalmente, todo lo relacionado con los cursos de didáctica de las ciencias y la práctica. El segundo aspecto, era que los futuros profesores estaban comprometidos en una práctica reflexiva a través de la investigación – acción, cuya finalidad era la de que estudiaran su propia práctica y la mejoraran. El Desarrollo Metacognitivo de los Profesores en Formación Inicial. Hacia 1987, un grupo de profesores de la Universidades de Melbourne y de Monash, en la provincia de Victoria (Australia), inició un proyecto de investigación que duró tres años. Uno de los contextos de ese proyecto, era seguir el desarrollo de la metacognición de los estudiantes (comprensión y control consciente sobre el propio aprendizaje) y de los aspectos implicados en ello, de manera que el futuro profesor se convirtiera en un aprendiz activo y autónomo, capaz de reconocer, evaluar y tomar decisiones respecto a sus concepciones sobre la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias. Los resultados están recogidos en varias de sus publicaciones entre las que nos interesa principalmente: A Case Study Exploration of Development in Preservice Science Teachers (Gunstone et al, 1993). Quince años después, las reflexiones de estos investigadores siguieron teniendo vigencia, y los ha llevado a plantearse


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más ampliamente los aspectos a considerar en la formación de los profesores de física (Gunstone, 2000). Un Profesor de Ciencias que se Autoevalúa. En el Reino Unido se ha venido cuestionando en los últimos años la formación que reciben los profesores de ciencias y de otras áreas. Los programas de formación se critican porque son demasiado académicos, alejados de la realidad del aula y a veces muy técnicos. Al parecer, se trata de programas en los que se les dice a los profesores – formadores qué deben hacer y cómo deben enseñar.

Quienes trabajan la formación del profesorado en ese país (Woolnough, 2000), comentan que la visión que hay detrás de este modelo, es la de que sólo hay una forma de enseñar ciencias que es la mejor, independientemente de las condiciones del profesor, de los alumnos y de la escuela. Este modelo, que a nuestro modo de ver coincide con la descripción de los modelos de ‘racionalidad técnica’ (Mellado, 2001), para muchos investigadores resulta particularmente inapropiado (Porlán et al, 1996; Furió & Gil, 1998), en una época en la que se forman profesores para enseñar en un mundo y en una escuela que cambian con rapidez (Woolnough, 2000; Mellado, 2001).

En consecuencia, un grupo de profesores del Departamento de Estudios Educativos de la Universidad de Oxford (Woolnough, 2000), propuso un programa de formación de profesores de física, como profesionales autónomos, preparados para que la educación cumpla con las demandas de esa realidad que cambia rápidamente. Con esta intención, estos autores han llevado a cabo cambios significativos en los programas de formación inicial y continuada de los profesores de ciencias, especialmente en lo relacionado con su formación como profesores que se autoevalúan.

La propuesta de que aprender a enseñar ciencias implica un proceso de modelización didáctica, coincide con elementos teóricos y metodológicos de los diferentes enfoques resumidos en este breve estado del arte. 3. Aprender a enseñar ciencias.

Las reflexiones que se presentan en este documento, proceden de una investigación21 desde la cual, aprender a enseñar ciencias comporta adquirir conocimientos sobre las bases teóricas en que se fundamenta la didáctica de las ciencias experimentales. Los futuros profesores deben saber que hay más de una forma de explicar qué es la ciencia y que las discusiones sobre qué contenidos enseñar en el aula y para qué enseñar ciencias a los alumnos, se 21ANGULO, F. (2002). Aprender a enseñar ciencias. Análisis de una propuesta para la formación inicial del profesorado de secundaria, basada en la metacognición. Tesis Doctoral. Universidad Autónoma de Barcelona.


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toman –entre otros aspectos-, con base en una de las posibles explicaciones sobre la naturaleza de la ciencia. Esto requiere de un profesional habituado a cuestionar y a cuestionarse sobre su pensamiento y su práctica; un profesor con autonomía para aprender desde su hacer, al reconocer aciertos y fallas, y que es capaz de tomar decisiones apoyándose en la teoría.

Por otra parte, el futuro profesor debe ser capaz de reflexionar sobre cómo aprenden los alumnos y conocer las teorías actuales sobre el aprendizaje, en particular las propuestas desde el campo de la didáctica de las ciencias, para interpretar las dificultades de los alumnos en su aprendizaje, así como los factores personales y sociales que influyen en dicho proceso.

Además, ha de aprender que las decisiones sobre cómo enseñar, no son independientes de los aspectos antes mencionados y que en función de éstos, el profesor tiene que preparar y seleccionar actividades de aprendizaje, de evaluación y decidir cómo las secuenciará y cómo las gestionará en el aula.

Desde el punto de vista metodológico, también es necesario que conozca instrumentos, recursos y estrategias para organizar los contenidos, preparar actividades de evaluación adecuadas a la fase del ciclo de aprendizaje en la cual se encuentren sus alumnos, a las características del grupo e incluso de la institución.

Del mismo modo que hoy en día un alumno que se educa científicamente, es capaz de pensar sobre la realidad a través de modelos teóricos (y a ello se dedican los esfuerzos investigativos de autores como John Gilbert y Rosaria Justi (2003, 2004) para explicar la modelización), un profesor de ciencias tendría que aprender a pensar la enseñanza desde modelos didácticos. La modelización. El concepto de modelización que se aborda en este capítulo, procede de los trabajos de Ronald Giere (1988) sobre el modelo cognoscitivo de ciencia. Para Giere, los modelos teóricos intentan ser modelos de algo - y no solamente ejemplares para la construcción de otros modelos teóricos -, funcionan como los medios que los científicos usan para representar el mundo y son entidades abstractas que no tienen más realidad que aquella que les concede la comunidad científica. Siguiendo a Izquierdo & Adúriz-Bravo (2005), la modelización es el proceso de transformación del mundo que se produce como consecuencia del pensamiento científico y es característico tanto de la ciencia, como de su enseñanza y aprendizaje. Según M. Pilar García (2005) aprender a pensar a través de modelos supone establecer relaciones entre lo “real” y lo “construido” y desarrollar una visión multicausal considerando simultáneamente más de una variable, con la finalidad de poder predecir y


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explicar. Así entonces, es necesario para un profesor de ciencias de educación básica, tener una idea aceptable sobre los modelos y la modelización en ciencias, sobre todo cuando se pretende que los modelos enseñados sean significativos para los estudiantes, en el sentido de que les digan algo sobre el mundo. La modelización didáctica. Desde nuestro punto de vista, para un profesor de ciencias es necesario reelaborar para sí mismo los modelos teóricos de la ciencia, tanto desde el contexto universitario –en cuanto tendría que ser un par académico en el terreno científico- como desde el contexto escolar –porque ese será su espacio y su tiempo de influencia-, entendiendo su naturaleza y alcance explicativo en cada caso. No obstante, son escasas las oportunidades que el profesor tiene para hacer esta reconstrucción, de manera que cuando enfrenta la realidad de la enseñanza de las ciencias, puede llegar a asumir que los modelos teóricos como entidades reales y se limita a la capacidad del modelo para describir los fenómenos, pero no para entenderlos.

Pero las exigencias para el profesor de ciencias no se detienen aquí. Además de esto y como decíamos anteriormente, el profesor debe entender que:

• puede enseñar ciencias desde diferentes perspectivas teóricas; • que dada la enorme influencia de su experiencia como alumno, aquella

que suele privilegiar es la que corresponde a modelos tradicionales de enseñanza y aprendizaje, pero,

• que las metas curriculares lo ponen en situación de aprender a enseñar de otros modos, es decir, debe hacer una modelización didáctica, en cuanto se trata de comprender la realidad de la enseñanza de las ciencias, desde diferentes modelos didácticos. Estos modelos son la base desde la cual el profesor toma decisiones respecto a la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias.

En este sentido, un profesor de ciencias tendrá que saber pensar el

mundo y sus fenómenos a través de modelos teóricos (de la ciencia), además de saber pensar la enseñanza de las ciencias a través de modelos didácticos. En efecto, ambos son procesos de modelización de una realidad y por eso, tienen un carácter epistemológico, además de que demandan la puesta en escena de capacidades cognitivas como la representación, la anticipación, la planificación o la regulación. Pero estos procesos se diferencian en la naturaleza del conocimiento implicado en ellos: podríamos decir que a través de la modelización didáctica, el profesor de ciencias aprende a enseñar en cuanto aborda la realidad del aula desde distintas perspectivas y elige aquella/s desde la/s cual/es, la ciencia, la enseñanza, el aprendizaje y la evaluación,


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hacen posible una educación científica más pertinente para sus alumnos, dadas las condiciones del mundo de hoy. El tipo de conocimiento implicado en la modelización didáctica, no es solamente el de los modelos teóricos propios de la ciencia que enseña, también requiere de conocimientos de orden epistemológico, cultural, psicológico, pedagógico y social –entre otros, y que hacen parte de los modelos didácticos que aprende a lo largo de su vida profesional.

4. Una propuesta para la modelización didáctica.

Cuando los futuros profesores se enfrentan por primera vez a una

nueva forma de enseñar ciencias, intentan traducirla al modelo que ya traen por su experiencia como alumnos y que generalmente, es tradicional. Según parece, en los primeros momentos, el nuevo modelo no les dice nada, porque está cargado de una gran cantidad de nuevos significados que no tienen referente en aquel que ellos conocen. El reto está en presentar ese nuevo modelo, de manera que conecte con sus significados, pero que a su vez les ayude a ver la naturaleza de las relaciones entre sus concepciones de ciencia, enseñanza, aprendizaje y evaluación y las de la nueva perspectiva y los prepare para aprender a enseñar ciencias.

Las actividades de enseñanza – aprendizaje – evaluación del curso Didáctica de las Ciencias22, que se diseñó para poner a los estudiantes en situación de llevar a cabo esta modelización didáctica, reunían las siguientes características:

a. Cada actividad del curso era una oportunidad para aprender a enseñar ciencias: porque se ayudaba al estudiante a poner en marcha alguna estrategia metacognitiva (anticipar, planificar, regular…), a la vez que aprendía sobre el conocimiento didáctico.

b. Los contenidos del curso estaban organizados por unidades didácticas

que correspondían a secuencias de aprendizaje. Cada una de estas secuencias tenía una serie de actividades ajustadas a un ciclo de aprendizaje que comprendía las siguientes fases: exploración, introducción de nuevos conocimientos, estructuración y aplicación. Las actividades de la fase de exploración, tienen por objetivo la explicitación de las ideas de los estudiantes y se inicia con la comunicación de los objetivos de aprendizaje; las de la fase de introducción han de servir para que ellos conozcan los nuevos puntos de vista que se proponen sobre la enseñanza, desde la didáctica de las ciencias; en la fase de

22 Este curso lo diseñó y realizó M. Pilar García en el marco del Certificado de Aptitud Pedagógica – CAP que ofrecían los ICE en España.


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estructuración, las actividades están orientadas a que el estudiante realice una síntesis y una elaboración personal de las nuevas ideas, contrastándolas con su propio punto de partida y finalmente, en la fase de aplicación, se realizan actividades que permitan llevar las nuevas ideas a situaciones distintas o a la práctica (Jorba & Sanmartí, 1996).

En cada fase del ciclo, se utilizaban situaciones de aula, próximas a la

realidad, no sólo para facilitar la transferencia de este conocimiento, sino la construcción de los significados que le daban sentido a las nuevas relaciones que se les pedía a los estudiantes que establecieran, entre sus concepciones de ciencia, enseñanza, aprendizaje y evaluación. En la secuencia de aprendizaje sobre ‘Las Actividades de Aprendizaje’, se puede apreciar la relación entre el ciclo de aprendizaje, los objetivos y las actividades, de acuerdo con las fases de la Teoría de la Actividad. Esta teoría permitía entender cómo podían aprender a enseñar los estudiantes.

a. Averiguar lo que los estudiantes conocen sobre la enseñanza de las ciencias, era siempre la primera actividad a realizar, cuando comenzaban las unidades didácticas más relevantes. Intentamos propiciar oportunidades para que los futuros profesores expliciten sus ideas y las puedan criticar, en el marco de los conocimientos producidos por la investigación en didáctica de las ciencias. Consideramos que en la formación inicial es de suma importancia para el futuro profesor y para el profesor-formador, conocer las ideas que el primero maneja y usar esa información para diseñar actividades que le permitan construir nuevos significados y/o reestructurarlos, de acuerdo con el modelo de enseñanza que se pretende que aprenda.

b. La actividad está diseñada para que el estudiante aprenda a identificar elementos esenciales para el aprendizaje, que desde un modelo tradicional no son tenidos en cuenta. Estos elementos esenciales son por ejemplo, las fases del ciclo de aprendizaje, la presencia de la evaluación a lo largo del ciclo o la exploración de las ideas alternativas de los alumnos para usarlas como punto de partida en la enseñanza. El reconocimiento de este tipo de elementos, asociado al papel que juega en el aprendizaje de los alumnos, le ayudaba al profesor a diferenciar el modelo de enseñanza que se le presentaba, de aquellos que él/ella ya conocía. Creemos que este proceso de diferenciación era el punto de apoyo sobre el cual el estudiante construía las nuevas relaciones entre ciencia, enseñanza, aprendizaje y evaluación.

c. Muy en relación con la característica anterior, está la de que el desarrollo de la actividad implicaba que el estudiante usara el nuevo conocimiento didáctico que estaba aprendiendo sobre modelos de enseñanza y lo relacionara con otros contenidos como la imagen de ciencia y la evaluación.


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De este modo, el nuevo modelo empezaba a tener sentido y referentes propios dentro de los esquemas de pensamiento del estudiante.

Con las actividades, se buscaba una reflexión metacognitiva. El gran problema de nuestra propuesta, era el de conseguir que los estudiantes pasaran de utilizar los nuevos conocimientos didácticos, sólo por sugerencia o enseñanza de su profesora – formadora / tutora, a utilizarlos de manera espontánea y con autonomía frente a una situación de enseñanza, representándose las condiciones de su acción y el objetivo; eligiendo entre un repertorio de estrategias a seguir, planificando su actuación y controlando constantemente sus resultados y los que esperaban. También teníamos que ayudarles a asumir la responsabilidad de su propio aprendizaje (Gunstone et al, 1993; Jorba & Sanmartí, 1996; Gunstone, 2000), pasando progresivamente la regulación de manos de la profesora – formadora, a la autorregulación, apoyada por el grupo de trabajo, tanto durante las clases en la universidad, como durante las prácticas en el instituto. La clave de la resolución de este problema, estaba en la reflexión de orden metacognitivo. Se pedía a los estudiantes que reflexionaran sobre alguno de los aspectos del proceso de enseñanza-aprendizaje-evaluación, en vez de imitar o repetir el buen-hacer de sus profesoras. Esto no significa que hayamos solucionado el problema de una propuesta como la nuestra: no podemos suponer ni menos asumir, que durante la formación inicial, el estudiante adquiera de una vez por todas, las capacidades metacognitivas necesarias para aprender a enseñar ciencias. Consideramos que la posesión de estas capacidades es un objetivo a largo plazo, que abarca la vida profesional del profesor de ciencias. Lo que sí se puede hacer durante la formación inicial es potenciarlas, a través de las estrategias de la evaluación formadora (evaluación mutua, coevaluación y autoevaluación) que implican a la interacción social, y de la evaluación, vista como un dispositivo de regulación de los aprendizajes.

a. Se intentaba comunicar a los estudiantes el objetivo que se buscaba con cada una de las actividades: De este modo, el estudiante se hacía una primera representación de lo que se esperaba de él/ella y de la finalidad de llevar a cabo la actividad. Por lo general, la profesora – formadora les comentaba a los estudiantes de qué se trataba, pero sabíamos que este comentario pocas veces era suficiente para que ellos se hicieran una buena representación de los objetivos, de manera que se llevaron a cabo algunas actividades de comunicación de objetivos (para la realización de la memoria de fin de curso; sobre los modelos de enseñanza de las ciencias,…). Esta primera representación iba cambiando a medida que el estudiante avanzaba sobre la actividad y a lo largo del curso, cuando se hacía alusión a ello. Los autores franceses (Paquay et al, 1990), dicen que gran parte del éxito en el aprendizaje del estudiante, radica en la proximidad de sus objetivos a los del profesor. De ahí que en esta


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propuesta, fuese tan importante lo que al respecto, Nunziati (1990) llama ‘trabajar en la transparencia’. También lo era tener presente que la regulación (ya sea externa por parte de los compañeros, por la profesora – formadora o por el instrumento que mediatiza la actividad), no puede faltar, porque va ligada a la generación de una postura metacognitiva por parte del futuro profesor (autorregulación).

b. A su vez, el lenguaje que se usaba para redactar los enunciados de la actividad,

tenía que facilitar al estudiante el reconocimiento de las demandas que se le hacían: Además de que la actividad estuviese contextualizada en situaciones próximas al futuro profesor y/o a aquellas que seguramente enfrentará en su vida profesional, era necesario presentarlas en un lenguaje oral y escrito, con la precisión suficiente para que los estudiantes supiesen qué se les estaba pidiendo hacer. Las carencias explicativas que pudiera tener el discurso de la profesora, se podían suplir a través de la presentación escrita de la actividad y de la interacción que tenía lugar en la coevaluación y en la evaluación mutua.

c. Con respecto al lenguaje y a la comunicación entre profesora – formadora y estudiante, la actividad se comentaba y se redactaba de modo que las ideas allí expuestas, persuadieran al estudiante de que el nuevo modelo de enseñanza que se le presentaba era convincente. De este modo, había un esfuerzo por llevar a la práctica el poder de la argumentación (Márquez, et al, 2001; Tamayo & Sanmartí, 2001).

d. La actividad debía en lo posible, propiciar oportunidades para la modelización didáctica. Por un lado, era muy importante que la actividad permitiera al estudiante, la apropiación significativa del modelo didáctico presentado y por otro, que le ayudara a explicitar su representación del modelo de enseñanza de las ciencias que conocía y la contrastación de sus formas de pensar y actuar. Las actividades estaban diseñadas de manera que el futuro profesor expresara sus puntos de vista sobre la enseñanza y no, respuestas que podían ser la evocación de los contenidos que se habían abordado durante la clase. Así, podía contrastarlos con los de sus compañeros y con los que la profesora – formadora le presentaba, darse cuenta de las diferencias y tener una base para elaborar las nuevas relaciones entre los significados que hacen parte del nuevo modelo de enseñanza.

e. Por otra parte, la actividad tenía que aportar elementos para la reflexión, desde el conocimiento específico en ciencias y desde el conocimiento didáctico. Esta característica es muy importante, porque tiene que ver directamente con el aprender a transponer el conocimiento científico y con el papel de la ciencia en la escuela. Esta reflexión implicaba las finalidades de enseñar ciencias en la secundaria, la formulación de los objetivos, el papel de los currículos CTS, la toma de conciencia sobre el dominio de


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ciertos conocimientos científicos e incluso, sobre cómo ha cambiado la imagen de la ciencia.

f. Las estrategias de evaluación formadora favorecían la metacognición: La evaluación mutua, la coevaluación y la autoevaluación, se convirtieron en los modos fundamentales de gestionar las actividades para que los estudiantes aprendieran a hacer una reflexión metacognitiva. La metodología del curso tenía una fundamentación teórica que procede de las ideas de Vygotski y sus seguidores: planificamos las clases teniendo en cuenta el papel mediador del lenguaje, a través de la interacción social y del diseño mismo de la actividad. Nuestra intención era la de favorecer o potenciar la metacognición a través de la interacción social, pero no más allá, porque sabíamos que a pesar de que ésta interacción tuviera lugar, esto no nos garantizaba que los estudiantes aprendieran, pues muchos de ellos no llegan a internalizar los significados que se van construyendo.

5. Implicaciones didácticas de la propuesta para la formación inicial de profesores de ciencias

En el cuadro 1, aparece la estructura de la secuencia de aprendizaje de la unidad didáctica relacionada con ‘las actividades de aprendizaje’ del curso de Didáctica de las Ciencias. En esta secuencia se puede observar que a los futuros profesores se les pidió que analizaran respuestas de los alumnos, que diseñaran actividades para ellos, que hicieran una evaluación mutua de dichas actividades, etc., pero siempre se tenía cuidado de explicarles qué se esperaba de ellos al realizar su tarea. De este modo, la comunicación de objetivos y la negociación de los criterios de evaluación eran constantes.

Como sugieren varios investigadores que trabajan con la metacognición

o con la regulación de los aprendizajes (Nisbet & Schucksmith, 1987), el problema no es tanto hacer nuevos programas basados en las habilidades intelectuales o en la resolución de problemas para aplicar las estrategias metacognitivas. Consideramos que vincular la metacognición a la formación inicial de nuestros estudiantes, supone introducir nuevos enfoques didácticos, nuevos puntos de vista desde los cuales ver la formación del profesorado. Uno de estos enfoques, que es el que suscribimos en este estudio, consiste en incorporar a lo largo del curso de ‘Didáctica de las Ciencias’, la enseñanza de estrategias (Monereo, 1999) para aprender a enseñar, a través de las actividades de enseñanza – aprendizaje – evaluación, que actúan de acuerdo con el ciclo de aprendizaje, tal y como se muestra en esta secuencia de aprendizaje, para que el estudiante entre en un proceso de modelización didáctica.


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SECUENCIA DE APRENDIZAJE: ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Fases dela Acción

Secuencia deAprendizaje

Objetivos Actividades de Aprendizaje

Representación

Anticipación yPlanificación

Ejecución

Regulación

Exploración delas Ideas de losEstudiantes

Introducción deNuevosConocimientos

Estructuración

Aplicación yGeneralización

Explicitar ideas sobreactividades de enseñanza -aprendizaje en relación con sumodelo de enseñanza.

Establecer la finalidad didáctica delos distintos tipos de actividadesde aprendizaje.

Identificar las actividades delcurso con las fases del ciclo deaprendizaje.

Anticipar las dificultades que unalumno puede tener, cuando seenfrenta a una actividad deaprendizaje.

Diseñar actividades de acuerdo conla finalidad del aprendizaje.

Diseñar una actividad específicapara las prácticas en el instituto.

Coevaluar/Evaluar mutuamente la actividad segúnlos criterios propuestos

Autoevaluar los aprendizajes sobre el diseño yaplicación de actividades de E-A-E

Redacción: ‘El Profesor de Ciencias Ideal’

Explicación: ‘’Para qué, Qué y Cómo serealizan Actividades de Aprendizaje- Explorar Ideas Alternativas- Introducir Conocimientos Nuevos- Estructurar- Aplicar y Generalizar

Trabajo Grupo: ¿Qué actividades del cursocorresponden con cada fase del ciclo deaprendizaje?

- El grupo recibe una muestra fósil- Escogen una fase del ciclo deaprendizaje y diseñan una actividadusando el fósil. - Puesta en común de actividadesdiseñadas y valoración general.

Cada grupo diseña una actividad para supropia unidad didáctica (Ej. Exploraciónsobre Reproducción. Meritxell y Marta)

Presentación de la actividad diseñada antetoda la clase. Profesora-formadora /Compañeros comentan características dela actividad, según criterios de evaluacióna reunir.

(Durante el practicum) Autoevaluar lasactividades aplicadas

Cuadro 1. La Secuencia de Aprendizaje sobre ‘Actividades de Aprendizaje’, sintetiza algunos de los principales contenidos del curso de ‘Didáctica de las Ciencias’.

6. Ejemplo de una actividad que promueve la modelización didáctica.

Explorar las ideas de los alumnos, significa poner en evidencia las explicaciones que les sirven para interpretar cómo funciona el mundo. Para indagar los puntos de vista de los estudiantes sobre la importancia de explorar estas ideas, les presentamos un instrumento sobre la respiración, con la correspondiente respuesta de un alumno y acompañada de las interpretaciones de un grupo de profesores, de manera que los estudiantes pudieran elegir y argumentar con cuales estaban más de acuerdo y con cuales no.

El diálogo que surgió en el grupo se centró en las respuestas de los alumnos:

Montse: Estas respuestas… son errores de aprendizaje, o no?…. Es que a un alumno de tercero de BUP, le deben haber dado un par de horas o tres sobre respiración… le tienen que haber explicado, así que… Olga: … estoy de acuerdo con estas respuestas [las de los alumnos], porque a mi me parecen normalísimas… son respuestas que encuentras incluso en los niveles más altos... David: Yo encuentro que aquí hay un error muy bestia… es que hay mucha distancia… Aquí hay errores pero es que son alumnos más pequeños, en cambio estos son gente grande… Olga: Yo pienso que es una respuesta que daría mucha gente, incluso gente grande… Montse: Pero eso no quiere decir que este bien! Olga: No, no, no! quiero decir que es razonable que la digan… porque por más que se lo hayan explicado muchas veces, puede que ellos estén convencidos de que es así…


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Mónica: La idea esta de que limpiamos el cuerpo cuando respiramos es muy común… eso lo han visto hasta en la publicidad! Olga: … Por eso estamos hablando de las ideas preconcebidas de la gente, no? David: Pero si la idea de una persona es tan diferente de lo que [científicamente] es [la respiración]… y se trata de aproximar las ideas de esta gente a lo que es la realidad… ¿cómo les cambias de idea? En general, estos futuros profesores asumen que las ideas de los alumnos

son errores y que la madurez conceptual va asociada a la edad. Para regular esta idea, se les mostró a los estudiantes una síntesis de las conclusiones de un estudio realizado sobre las ideas alternativas de personas entre 8 y 25 años, respecto al tubo digestivo. En esta síntesis, los dibujos muestran que las ideas de las personas son bastante similares, con lo cual, no podemos suponer que el problema de las ideas alternativas, está ligado a la edad, así como también, queda en evidencia que una persona experta en algún campo de conocimiento distinto al de la ciencia, puede tener las mismas ideas alternativas que cualquiera otra persona, sobre un fenómeno científico. La conclusión del grupo fue la siguiente:

Puede ser que el profesor no ha tenido en cuenta los conceptos iniciales de los alumnos y por eso no ha enseñado como debía enseñar. Si hubiera tenido en cuenta que los alumnos pensaban de esta manera, habría preparado las actividades de otra manera y puede ser que si hubiera obtenido un cambio…

La modelización didáctica sobre las ideas alternativas de los alumnos,

permitió a estos profesores en formación, entenderlas como formas explicativas cotidianas, que sirven como punto de partida para generar explicaciones consistentes con las científicas, más que como errores a eliminar. La investigación realizada mostró que estimulando la toma de conciencia sobre lo que el futuro profesor sabe y está aprendiendo, sobre las demandas que se le hacen en torno a una actividad de enseñanza y sobre las diferencias entre realizarla de un modo u otro, hace posible que el conocimiento didáctico pueda ser aprendido (modelización didáctica) y la autorregulación le ayude al futuro profesor a modificar ese conocimiento a lo largo de su vida profesional. Referencias DUIT, R. (1993). Research on Students’ Conceptions: developments and trends. Paper

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Sobre las autoras: Fanny Angulo

Es Licenciada en Biología por la Universidad Pedagógica Nacional y Doctora en Didáctica de las Ciencias Experimentales y las Matemáticas, por la Universitat Autònoma de Barcelona. Actualmente es Profesora de la Universidad de Antioquia (Colombia) e investigadora del Grupo: Educación en Ciencias Experimentales y Matemáticas – GECEM. Sus áreas de interés son la formación del profesorado de ciencias, la metacognición y la relación escuela - museo en la educación científica. Consultas y contacto: [email protected]

Mª Pilar García Rovira

Es Licenciada y Doctora en Biología. Ha trabajado como profesora de secundaria y como formadora de formadores para el Instituto de Educación de la Universitat Autònoma de Barcelona. También es profesora asociada, del Departamento de Didáctica de la Matemática y de las Ciencias Experimentales en esta casa de estudios. Asimismo ha supervisado tesis doctorales en el área de la Didáctica de las Ciencias. Sus intereses de investigación incluyen la modelización en ciencias, las habilidades lingüísticas en la clase de ciencias, el aprendizaje cooperativo y la formación inicial de los profesores de secundaria de biología. Consultas y contacto: [email protected]

Cristian Merino Rubilar es Licenciado en Ciencias de la Educación y Profesor de Química y Ciencias Naturales por la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. Es Master en Didáctica de las Ciencias Experimentales y actualmente desarrollar su actividad docente en el Departamento de Didáctica de las Matemáticas y de las Ciencias Experimentales en la Universitat Autònoma de Barcelona. Se dedica especialmente al trabajo experimental y la enseñanza de la Química mediante el uso de las tecnologías de la información y de la comunicación (TIC) y al diseño de propuestas para la enseñanza de la química bajo un enfoque modelizador para la formación del profesorado de primaria y secundaria. Adrianna Gómez Galindo es Bióloga Marina y Doctora en Didáctica de las Ciencias Experimentales por la Universitat Autònoma de Barcelona. Su línea de trabajo es el desarrollo y análisis de actividades de innovación para favorecer la construcción de explicaciones científicas escolares, con énfasis en el tránsito entre el fenómeno y la teoría, la definición y el uso de evidencias, la introducción de lenguaje científico, la generación de modelos analógicos como mediadores didácticos, el uso de diversas representaciones y la negociación de significados. Actualmente trabaja como Investigadora en la Unidad Monterrey del Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados del IPN (Cinvestav), México. Agustín Adúriz-Bravo es Profesor de Enseñanza Media y Superior en Física por la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires y Doctor en Didáctica de las Ciencias Experimentales por la Universitat Autònoma de Barcelona. Sus áreas de investigación giran en torno a la epistemología y a la historia de la ciencia en la formación del profesorado de ciencias. Forma parte de numerosas redes de trabajo tanto a nivel anglosajón como iberoamericano. Conocida es su trayectoria y producción científica en libros, artículos y conferencias. Actualmente trabaja en Argentina en la formación inicial y continuada del profesorado en todos los niveles educativos (desde inicial hasta universitario) y como consejero en proyectos y programas de divulgación científica.

Merino Gomez Aduriz 2008

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