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Mapa conceptual

 Temario

Unidad 1 | Las Ciencias Naturales

Tema 1. Visiones de la ciencia

Tema 2. ¿Qué es la ciencia?

Unidad 2 | ¿Para qué enseñar ciencias naturales?

Tema 1. Argumentos para la enseñanza de ciencias naturales

Tema 2. La alfabetización científica

Unidad 3 | ¿Por qué los alumnos en ocasiones no aprenden la ciencia que se les enseña?

Tema 1. La motivación, el interés y la actitud

Tema 2. El pensamiento formal

Tema 3. Las ideas previas

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Unidad 4 | La competencia científica: ¿qué agrega a la educación en ciencias?

Tema 1. El proyecto PISA de la OCDE

Tema 2. La Competencia Científica del proyecto PISA

Tema 3. El currículo científico de México y la Competencia Científica del

proyecto PISA

Tema 4. Sugerencias para el desarrollo de la competencia científica

Conclusión

Unidad 1. Las ciencias naturales

¿Crees que tanto maestros como alumnos tengan concepciones erróneas sobre la ciencia, la actividad científica y los científicos? Si fuera el caso ¿Tú como profesor, a qué deberías prestarle atención para cambiar esta situación? Veamos el caso de la maestra Juanita.

La maestra Juanita enseña una de las materias de ciencias en la secundaria; está interesada en cambiar esa visión aburrida y sin significado que tienen los alumnos sobre la materia que ella imparte. Esto porque lo ha escuchado de varios de ellos, en los pasillos de la escuela. Aunque su interés es mucho, no sabe por dónde empezar, y le gustaría saber qué aspectos debe incorporar a su práctica para evitar favorecer visiones distorsionadas y empobrecidas de la actividad científica, que dificultan el aprendizaje y generan actitudes negativas en sus alumnos.

Como parte de ese cambio, sabe que conocer los resultados de cómo nos ha ido como país en la aplicación de la prueba PISA 2006 es importante, pues es para ella un indicador de los aspectos que debe cambiar en su práctica docente.

La maestra Juanita vio las siguientes gráficas.

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Fuente: INEE (2007), PISA 2006 en México, capítulo cinco “Resultados nacionales en aspectos de la competencia científica”, pp. 115, 1999 y 124, México. También consultable en la página electrónica http://www2.inee.edu.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=3440:pisa-2006-en-mexico&catid=361:estudios-internacionales-capitulos&Itemid=1099.

Estas gráficas que nos comparan internacionalmente, incluso con países que tienen características similares a las de México, han terminado por dirigir la atención de muchos actores educativos hacia cómo se está llevando a cabo la educación en ciencias. Esta atención ha sido positiva porque, aun y cuando los administradores educativos observen los indicadores de una manera práctica y crean políticas para elevarlos, nosotros como educadores en el aula podemos enfocarnos no sólo viendo los indicadores si no también aprovechando estos indicadores para educar más integralmente a nuestros alumnos.

Hay un sinnúmero de razones de nuestros resultados en PISA, muchas de ellas las vamos a tratar en este curso. El análisis de estudios en enseñanza de las ciencias ha mostrado que uno de los factores para que nuestros alumnos no tengan altos puntajes en PISA es la visión de las ciencias naturales que tenemos como profesores y que transmitimos a nuestros alumnos. Podemos decir que dichas visiones generan el desinterés, el rechazo, de muchos estudiantes y se convierten en un obstáculo para el aprendizaje.

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Con esta información, la maestra Juanita se pregunta… ¿Cuál es su tarea como profesor de ciencias?

Para que la maestra y tú respondan a esta pregunta, entraremos en el estudio de esta unidad.

 Tema 1. Visiones deformadas de la ciencia

Hagamos un ejercicio de reflexión…

¿Tú como profesor, crees tener una visión deformada de lo que es la ciencia?

Si te preguntara:

¿En tus clases, se reduce la enseñanza a una mera presentación de conocimientos ya elaborados?

¿Das ocasión a que los estudiantes tengan actividades similares a una actividad científica real?

¿Qué características de la ciencia son congruentes con su naturaleza? Si tu respuesta es No, entonces hay que cambiar esa visión distorsionada de la ciencia, que va asociada a este hecho de enseñanza científica.

Tema 1. Visiones de la ciencia

¿Deseas conocer tu propia opinión sobre la ciencia, tecnología y sociedad?

Las ideas de los estudiantes sobre las ciencias y los científicos a veces están fuera de la realidad (Fernández et al., 2003).

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Ahora bien…¿Qué piensan los estudiantes sobre la ciencia? 

¿Qué piensan los estudiantes sobre la ciencia?

Las concepciones de los estudiantes no llegan a diferir de lo que una persona sin instrucción tiene de la misma.

Se trata de una imagen socialmente aceptada, asociada a un supuesto “Método Científico”, a su naturaleza individual, elaborada por hombres (y pocas mujeres) vestidos con batas blancas y anteojos gruesos, desalineados y socialmente fracasados y destinada a seres superdotados.

En este curso veremos seis principales visiones deformadas de la ciencia, la actividad científica, los científicos y el conocimiento que esta actividad humana genera.

 Ausencia casi total del trabajo experimental 1. La concepción empiro‐inductivista y ateórica  Esta concepción resalta el papel de la observación y de la experimentación "neutras" olvidando el papel esencial de las hipótesis como focalizadoras de la investigación y de los cuerpos de conocimientos (teorías) disponibles, que orientan todo el proceso.  Es la deformación más ampliamente extendida entre los docentes.  Se caracteriza por:  

• Una enseñanza con ausencia casi total del trabajo experimental. • Asume que existe un único método de investigación. • Y que para aprender ciencias basta con poner al alumno en contacto directo con el 

fenómeno u objeto, dejando de lado la dificultad intrínseca de los contenidos a estudiar y de las ideas que los alumnos tiene sobre éste. 

Visión rígida de la actividad científica 2. La concepción rígida de la actividad científica 

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 Una segunda deformación es la que transmite una visión rígida (algorítmica, exacta, infalible...) de la actividad científica.   

• Se presenta el "Método Científico" como un conjunto de etapas a seguir mecánicamente.  

• Se resalta, por otra parte, lo que supone tratamiento cuantitativo, control riguroso, olvidando ‐o, incluso, rechazando‐ todo lo que significa invención, creatividad, duda e imaginación. Ello se pone particularmente en evidencia en lo que respecta a la evaluación que refleja la preocupación obsesiva por asegurar la objetividad y eliminar la ambigüedad de las evaluaciones, en lugar de tomarlas en cuenta. 

• Igualmente erróneo es el otro extremo, el del relativismo extremo, donde “todo se vale” y pareciera que no hay estrategias específicas en el trabajo científico. 

Fuente imagen: http://www.sciencecartoonsplus.com/index.php  Conceptos elaborados 3. La concepción aproblemática y ahistórica de la ciencia  Con esta visión dogmática y cerrada se transmiten conocimientos ya elaborados, sin mostrar cuáles fueron los problemas que generaron su construcción, cuál ha sido su evolución, ni las dificultades superadas. 

 Tampoco se mencionan las limitaciones del conocimiento científico actual o las perspectivas abiertas. Se pierde de vista que todo conocimiento es la respuesta a una cuestión o problema, lo que dificulta captar la racionalidad e intencionalidad del proceso científico. Ejemplo: cuando se introducen nuevos temas o contenidos no se hace referencia a los problemas que están en el origen de la construcción de dichos conocimientos. Es el caso de estudiar el calentamiento global o la contaminación del agua, señalando solamente los contaminantes, los efectos en el ambiente y pidiendo a los alumnos que memoricen los conceptos, sin 

reflexionar sobre el origen del problema y las formas de contribuir a disminuir el problema.  

Fuente imagen: http://www.sciencecartoonsplus.com/index.php   

Conocimientos aceptados universalmente 4. La concepción exclusivamente acumulativa del desarrollo científico 

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 En la visión acumulativa, de crecimiento lineal de los conocimientos científicos, el desarrollo científico aparece como fruto de un crecimiento lineal, puramente acumulativo, ignorando las discusiones y paradojas propias de su desarrollo histórico. 

 Ejemplo: las clases donde se presentan los conocimientos que la ciencia ha validado, se dan por aceptados universalmente, sin mostrar cómo dichos conocimientos han sido alcanzados, ni referirse a las frecuentes confrontaciones entre teorías rivales. A lo mucho se mencionan nombres y fechas y se les pide a los alumnos memorizarlos. Lo contrario sería presentar a los científicos como personas interesadas en resolver un problema determinado, que ensaya diferentes rutas y, en varias de ellas, se equivoca. 

Fuente imagen: http://www.sciencecartoonsplus.com/index.php  

Obras de genios aislados 5. La concepción individualista y elitista de la ciencia  La visión individualista y elitista de la ciencia, es aquella en la que los conocimientos científicos aparecen como obra de genios aislados, ignorándose el papel del trabajo colectivo ni de los intercambios entre equipos.  

 En particular se hace creer a los alumnos que los resultados han sido obtenidos sólo por un científico o equipo y que basta una prueba para aceptar o rechazar una hipótesis.  Esta visión caracteriza el trabajo científico como una actividad reservada a minorías especialmente dotadas, transmitiendo expectativas negativas hacia la mayoría de los alumnos, con claras discriminaciones de naturaleza social y sexual.    

 Ejemplo: prácticas escolares en las que se presenta la actividad científica como algo sencillo, próximo al sentido común, olvidando que la construcción científica parte, precisamente, del cuestionamiento sistemático de la experiencia cotidiana.  

Fuente imagen: http://www.sciencecartoonsplus.com/index.php Enseñanza sin conexión con problemas reales 6. La visión descontextualizada, socialmente neutra de la actividad científica  

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La visión descontextualizada, socialmente neutra de la ciencia, se manifiesta cuando en clase: 

• Se olvidan las complejas relaciones entre la ciencia, la tecnología y la sociedad; 

• Se proporciona una imagen de los científicos como seres "por encima del bien y del mal", encerrados en torres de marfil y ajenos a las necesarias tomas de decisión.   Aunque en los últimos años los medios de comunicación hacen frecuente eco de noticias acerca de los problemas del medio ambiente provocados por determinados desarrollos científicos no sometidos a las pruebas necesarias para evitar el daño a la naturaleza, la enseñanza de los temas científicos se hacen sin ninguna conexión a dichas problemáticas, lo que 

contribuye a que los alumnos sean incapacidad de realizar la conexiones entre lo que estudia en los salones de clases y su vida cotidiana.  Fuente imagen: http://www.sciencecartoonsplus.com/index.php

¿Identificas alguna visión distorsionada en tu práctica docente? Reflexiona al respecto y continuemos con la lectura de los temas, para ir descubriendo cómo quitar esta visión sobre la enseñanza de las ciencias y la actividad científica.

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Tema 2. Qué es la ciencia ¿Cómo definen los científicos a la ciencia? Para tener una visión más cercana de lo que es ciencia, queremos compartir lo que los científicos creen y las actitudes básicas acerca de lo que hacen y la manera en que consideran su trabajo. Éstas tienen que ver con la naturaleza del mundo y lo que se puede aprender de él. Veamos lo que nos dice cada uno de estos científicos.

 

  

Para mí  "El mundo es comprensible…"  La ciencia asume que las cosas y los acontecimientos en el universo ocurren en patrones consistentes que pueden comprenderse por medio de su estudio a través de métodos diversos y de disciplinas diferentes.   Nosotros los científicos estamos convencidos de que a través del intelecto humano, y con la ayuda de instrumentos que extiendan los sentidos, las personas pueden descubrir pautas en toda la naturaleza.   El conocimiento que se obtiene estudiando una parte del universo es aplicable a otras.  

 

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    Las ideas científicas están sujetas a cambio…  

La ciencia es un proceso de producción de conocimientos que depende tanto de hacer observaciones de los fenómenos como de establecer teorías que les den sentido.   El cambio en el conocimiento es constante porque las nuevas observaciones pueden desmentir las teorías prevalecientes. En la ciencia, comprobar, mejorar e incluso descartar teorías, ya sean nuevas o viejas, sucede todo el tiempo.   Nosotros los científicos damos por sentado que aun cuando no hay forma de asegurar la verdad absoluta, se pueden lograr aproximaciones cada vez más exactas para explicar el mundo y su funcionamiento. 

  El conocimiento científico es durable… 

 La modificación de las ideas científicas, más que su rechazo, es la norma en la ciencia.   Además, la creciente habilidad de nosotros los científicos para hacer predicciones exactas acerca de los fenómenos naturales evidencia de manera convincente que en realidad se está avanzando en el conocimiento de cómo funciona el mundo.   La continuidad y la estabilidad son tan características de la ciencia como lo es el cambio, y la confianza es tan prevaleciente como el carácter experimental. 

 La ciencia no puede dar respuestas completas a todas las preguntas… 

 Hay muchos asuntos que no pueden examinarse adecuadamente desde el punto de vista científico, como por ejemplo, las creencias acerca de la existencia de fuerzas y seres sobrenaturales.   En otros casos, una aproximación científica que puede ser válida es probable que sea rechazada como irrelevante por las personas que abrigan ciertas creencias, como en el caso de la astrología.   

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Nosotros los científicos tampoco contamos con los medios para resolver las cuestiones relativas al bien y al mal.   

La maestra Juanita ya vio lo que los mismos científicos opinan sobre la ciencia. ¿Te sirvió para saber más acerca de la ciencia?

Ahora bien, ¿qué piensas que significa el proceso de la investigación científica?

Fundamentalmente, las diversas disciplinas científicas son semejantes en cuanto que exigen el uso de la evidencia, el empleo de hipótesis y teorías, los tipos de lógica que utilizan y muchos aspectos más.

Sin embargo, los científicos difieren en gran medida entre sí respecto a:

a) Los fenómenos que investigan y la forma en que lo hacen.

b) En la confianza que tienen en los datos históricos o los hallazgos experimentales.

c) Métodos cualitativos y cuantitativos.

d) En la medida que usan los principios fundamentales.

e) En el grado en que contribuyen a los descubrimientos de otras ciencias

El conocimiento científico no se genera con un único método, tampoco se produce con sólo una serie de pasos que se siguen siempre, ni existe un camino que los conduzca infaliblemente al conocimiento profundo. Hay ciertas características de la ciencia que le dan un carácter distintivo como modo de investigación:

 

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La ciencia exige evidencia.

Tarde o temprano, se establece la validez de los enunciados científicos en relación con las observaciones de los fenómenos.

Veamos el siguiente gráfico:

La ciencia es una mezcla de lógica e imaginación.

Aunque se pueden utilizar todos los tipos de imaginación y pensamiento en el desarrollo de hipótesis y teorías, tarde o temprano los argumentos científicos deben someter a prueba los argumentos mediante la aplicación de ciertos criterios de inferencia, demostración y sentido común.

Los científicos trabajan con datos y teorías bien desarrolladas, aunque hay áreas de la ciencia en las que sólo cuentan con hipótesis tentativas sobre la forma en la que pueden ser los hechos.

Dichas suposiciones se utilizan ampliamente en la ciencia para escoger qué datos son relevantes, qué datos adicionales se buscan, así como para guiar la interpretación de éstos.

En estas áreas, el uso de la lógica y el examen detallado de la evidencia son necesarios pero, en general, no son suficientes para el avance de la ciencia.

Formular hipótesis o teorías para imaginar cómo funciona el mundo y después deducir cómo pueden éstas someterse a la prueba de la realidad es tan creativo como escribir poesía, componer música o diseñar rascacielos.

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La ciencia explica y predice.

Los científicos se esfuerzan por darle sentido a las observaciones de los fenómenos mediante la formulación de explicaciones que se apoyan en los principios científicos aceptados comúnmente o que son compatibles con ellos.

Dichas explicaciones teorías pueden ser generales o restringidas, pero deben incorporar un conjunto significativo de observaciones válidas científicamente. La credibilidad de las teorías científicas con frecuencia proviene de su capacidad para mostrar relaciones entre fenómenos que previamente parecían inconexos.

La esencia de la ciencia es la validación mediante la observación. Las predicciones pueden referirse a evidencias del pasado que no se han descubierto o estudiado todavía.

La ciencia no es autoritaria.

En la ciencia, como en otros terrenos similares, es apropiado apoyarse en fuentes confiables de información y opinión, generalmente en personas especializadas en disciplinas pertinentes.

Pero las autoridades acreditadas se han equivocado muchas veces en la historia de la ciencia.

Sin embargo, a la larga, ningún científico famoso o de alta jerarquía está autorizado para decidir por otros lo que es verdad, ya que nadie tiene el monopolio de ésta. No hay conclusiones preestablecidas que los científicos deban alcanzar con base en sus investigaciones.

En el corto plazo, las nuevas ideas que no armonizan bien con las de la corriente principal pueden toparse con críticas acres, y los científicos que indagan tales ideas pueden tener dificultad para obtener apoyo en su investigación. De hecho, los retos que enfrentan las nuevas ideas constituyen la tarea legítima de la ciencia en el establecimiento del conocimiento válido. Incluso los científicos más prestigiados se han negado en ocasiones a aceptar nuevas teorías a pesar de que éstas hayan acumulado evidencias suficientes para convencer a otros. Sin embargo, las teorías se juzgan finalmente por sus resultados.

Un aspecto más que debemos ver es que la ciencia como actividad humana tiene dimensiones: individuales, sociales e institucionales. La actividad científica es una de las principales características del mundo contemporáneo y, quizá más que ninguna otra, distingue a la época actual de los siglos anteriores. De entre sus principales características destacan las siguientes.

 

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La ciencia como una actividad social compleja

El trabajo científico involucra a muchas personas hombres, mujeres, de diferentes nacionalidades, de diferentes edades y con diferentes actividades y tareas por lo que hace a la ciencia una actividad social.

El carácter de actividad social se ve fortalecido por que la ciencia tiene que ser difundida a través de canales exclusivos para los miembros de las comunidades científicas pero también por canales que la difundan a la industria o al público en general.

Es inevitable por otra parte, que al ser una actividad social, la ciencia está modulada por los puntos de vista de la sociedad así como sus valores, intereses y preocupaciones. Esto la hace una actividad social compleja.

La dirección de la investigación científica es afectada por:

1. Las influencias informales de parte de la sociedad 2. los intereses de la industria 3. las políticas de los gobiernos 4. los puntos de vista de los científicos

La ciencia se desarrolla en múltiples ambientes.

Los científicos encuentran empleo en:

…universidades, hospitales, negocios e industrias, gobierno, organizaciones de investigación independientes y asociaciones científicas…

Pueden trabajar:

… solos, en grupos pequeños o como miembros de grandes equipos de investigación…

Los lugares de trabajo incluyen:

…salones de clase, oficinas, laboratorios, y ámbitos naturales que van desde el espacio exterior hasta el fondo del mar…

La ciencia como un conjunto de disciplinas que la dirige diversas instituciones

Desde el punto de vista organizacional, la ciencia tiene una estructura que se divide en distintos campos científicos o disciplinas que juntas integran la labor científica.

La ventaja de tener campos científicos o disciplinas es que establecen una estructura conceptual que sirve para una organización de los resultados de las investigaciones.

La desventaja de tener campos científicos o disciplinas es que en realidad las diferentes divisiones que la historia de la ciencia ha hecho de la ciencia misma no necesariamente corresponden a la realidad. Hay campos que quizá deberían estar juntos y viceversa. Esto produce que la comunicación entre campos que sería muy provechoso fuera fluida, quizá no lo sea. De cualquier manera los científicos actuales con distinta disciplina trabajan más en colaboración por lo que las divisiones son cada vez menos estrechas. Además, es muy común tener gente trabajando en la frontera como la biofísica o la astrofísica química.

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Las universidades, las organizaciones sociales e industria, y el gobierno también forman parte de la estructura del quehacer científico.

La ciencia con principios éticos

La mayor parte de los científicos se rigen de principios que han ayudado al avance de la ciencia. Estos principios se basan en la responsabilidad individual en último caso, sin embargo, existen maneras de mantener a la ciencia bajo estos principios. La ética principalmente existe en:

La veracidad de los resultados. Los registros de las observaciones deben ser muy escrupulosas para que exista una repetición de la obtención de resultados. Las revisiones de trabajos cuando el científico quiere comunicar sus resultados es una manera de mantener este principio. Sin embargo, hay ocasiones en que por querer tomar renombre, los algunos científicos ocultan información o la falsifican. Estas faltas obstaculizan el avance de las ciencias y cuando son descubiertas, la comunidad científica pone penas muy severas a los infractores.

Daños de la experimentación. Existen reglas en la experimentación que no permiten dañar a los animales o humanos que participen en una investigación. En caso de trabajar con humanos, las personas deben ser conscientes de qué tipo de efectos se pueden encontrar con su participación. Otro tipo de daños que se pueden incurrir es a la naturaleza. Uno esperaría que los científicos que sepan el daño que pueda hacer un experimento en la naturaleza, entonces pensarían en otra manera de experimentar. Sin embargo, habrá científicos que no sigan estos principios.

Los científicos intervienen en asuntos públicos como especialistas y como ciudadanos. Los científicos pueden aportar información, ideas y habilidades analíticas para enfrentar asuntos de interés público.

Por ejemplo: A menudo, pueden ayudar al público y a sus representantes a comprender las causas probables de fenómenos, como desastres naturales y tecnológicos, y a estimar los posibles efectos de las políticas propuestas, como las repercusiones ecológicas de diversos métodos de agricultura.

Aun así, los científicos rara vez pueden dar respuestas definitivas a problemas de debate público.

Algunas cuestiones son demasiado complejas para encajar dentro del ámbito actual de la ciencia, o se cuenta con poca información confiable o los valores implicados están fuera de la ciencia.

Y, por supuesto, no se debería dar credibilidad especial a las opiniones de los científicos cuando las cuestiones sean ajenas a su ámbito de competencia.

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A la maestra Juanita le quedó mucho más claro lo que es ciencia. Ahora te invitamos a realizar una actividad de reflexión sobre esta información que acabamos de ver.

Unidad 2. ¿Para qué enseñar ciencias naturales?

Antes de empezar la Unidad 2, reflexiona: ¿Para qué enseñamos ciencias naturales a nuestros alumnos? ¿Cuáles son las razones por las que tú crees debemos enseñar ciencias naturales a nuestros alumnos?

El profesor Aboites es apasionado por la enseñanza de su materia de ciencias. Le encanta llevar a sus muchachos a la naturaleza para que exploren, investiguen.

Con esta información del curso que ha estado viendo, le surgieron estas preguntas:

¿Qué importancia tiene enseñar ciencias en la actualidad?

¿Qué razones pueden avalar la necesidad de una educación científica para mis alumnos?

¿Yo qué entiendo por alfabetización científica? ¿Qué relación tiene con la enseñanza en ciencias?

¿La formación científica les resultará útil a mis alumnos? ¿Les servirá para tomar decisiones en torno a problemas de la humanidad?

Si oriento la educación científica para lograr una alfabetización básica de la ciudadanía, ¿no perjudicaré a la preparación de futuros científicos?

A través de este tema, el profesor Aboites y tú podrán dar respuesta a estas y otras preguntas, te invitamos por lo pronto a ver la siguiente animación. La alfabetización científica para todos los ciudadanos y ciudadanas va más allá de aprenderse conceptos y fenómenos de las ciencias… Esta alfabetización se ha convertido, en opinión de los expertos, en una exigencia urgente, en un factor esencial del desarrollo de las personas y de los pueblos, también a corto plazo. “Todos necesitamos utilizar la información científica para realizar opciones que se plantean cada día; todos necesitamos ser capaces de implicarnos en discusiones públicas acerca de asuntos importantes que se relacionan con la ciencia y la tecnología; y todos merecemos compartir la emoción y la realización personal que puede producir la comprensión del mundo natural” (NRC, 1996). Por ello se ha llegado a establecer una analogía entre la alfabetización básica iniciada el siglo pasado y el actual movimiento de alfabetización científica y tecnológica (Gil, 2005). La importancia concedida a la alfabetización científica de todas las personas ha sido también puesta de manifiesto en gran número de investigaciones, publicaciones, congresos y encuentros que, bajo el lema de “Ciencia para Todos”, se vienen realizando en todo el mundo. En numerosos países se están llevando a cabo reformas educativas que contemplan la alfabetización científica y tecnológica como una de sus principales finalidades.  

Tema 1. Argumentos para la enseñanza de ciencias naturales ¿Cuál es la historia de la alfabetización científica? Según Milner (1986) para que sea justificable la enseñanza de las ciencias naturales o cualquier otra materia, ésta debe cumplir con los siguientes criterios:

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Que contribuye con habilidades, conceptos y perspectivas que ninguna otra materia los enseña. Llamemos a este criterio: Características propias.

Que lo anterior no pueda adquirirse de una manera informal, sólo a través de la instrucción formal. Llamemos a este criterio: Adquisición formal.

Que sea importante y valioso que se adquiera. Llamemos a este criterio: Valor.

Reflexiona sobre estos criterios.

1. Características propias ¿Por qué las ciencias naturales cumple con el requisito de contribuir con habilidades, conceptos y perspectivas que ninguna otra materia contribuye?

2. Adquisición formal ¿Por qué las ciencias naturales cumple con el requisito de no pueda adquirirse su contribución de una manera informal?

3. Valor ¿Por qué las ciencias naturales cumple con el requisito de que su contribución es importante y valioso?

Características propias

Las ciencias naturales abordan conceptos que difícilmente pueden abordarse en otras materias. Este es el criterio más fácil de justificar pues no existen otras materias que enseñen los modelos que se tienen de los fenómenos de la naturaleza.

Adquisición formal

Este criterio lo podemos dividir en dos ideas. Una es en función de los conceptos mismos y la otra sobre el proceso de la ciencia. Los conceptos adquiridos por la ciencia tienen que ser adquiridos en instrucción formal. Hay muchos estudios que han mostrado que los estudiantes y las personas en general tienen modelos que provienen de concepciones erróneas o concepciones alternativas que no representan a las concepciones científicas y que se han adquirido en un ambiente cotidiano informal. Este tema será tratado en la Unidad 3 de este módulo. Por otra parte uno puede pensar que el proceso de la ciencia, aprender por medio de las observaciones, las experimentaciones y las predicciones son habilidades que se adquieren informalmente en la infancia. Sin embargo, estas habilidades adquiridas son, si no mejoradas con la instrucción formal, rústicas y sin grandes expectativas de aprendizaje de ideas científicas.

Valor La pregunta sería importante y valioso para quién o para qué. Milner (1986) habla de la importancia individual y la importancia colectiva. Es importante para el individuo porque el humano es el único ser que tiene la capacidad de hacerse preguntas fundamentales y trata de entender a la naturaleza, Es importante ya que al entender la ciencia el individuo podrá tomar decisiones sobre lo que realiza en su vida que va a repercutir positivamente (al menos eso es lo que uno espera) en la vida de la sociedad.

Otro punto de vista es el de Millar (2002) que hablan de cinco categorías de argumentos para que enseñemos ciencia a todos.

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Argumento económico

Hay una cierta relación entre el entendimiento científico de la sociedad y la riqueza de la misma. Esto no se puede generalizar (por ejemplo mostrando los resultados de los exámenes PISA); sin embargo, si existe una correlación.

Argumento de utilidad

El entendimiento de la ciencia le sirve al individuo en su vida cotidiana y poder vivir en una sociedad altamente tecnológica. Además, le sirve para tomar decisiones en cuanto a su salud, seguridad confort. La ciencia hace al individuo un consumidor más reflexivo para evaluar lo que consume.

Argumento democrático

La ciencia ayuda al individuo a participar en el debate, en la discusión y la toma de decisiones sobre el rumbo de la sociedad a su alrededor en cosas específicas como transporte, tratamiento de basura, políticas energéticas o la sociedad en general como el uso o desuso de ciertos componentes que pueden ser dañinos para la vida del planeta.

Argumento social

La ciencia se ha especializado tanto que cada vez el conocimiento científico y tecnológico está más alejado del público. Es parte de nuestra responsabilidad social, el acercar al individuo a la ciencia y tecnología para que al apreciarla, el individuo la apoyará más.

Argumento cultural

La ciencia es el legado más importante que estamos dejando para el futuro. Nos ha permitido en los últimos años tener un desarrollo sin precedentes en toda la historia de la humanidad. Como legado en sí, el individuo debe aquilatarla y entenderla para formar parte de su cultura.

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Tema 2. La alfabetización científica

¿Cuál es la historia de la alfabetización científica?

El concepto de alfabetización científica data de finales de los años cincuenta.

Pero es hasta la última década del siglo pasado (XX) cuando esa expresión ha empezado a usarse como expresión de un amplio movimiento educativo que tiene distintos significados, lo que explica las dificultades para lograr un consenso acerca de hacia dónde y cómo avanzar en su consecución.

Con esta definición, el profesor Aboites se queda pensando en lo siguiente:

En el salón de clases… ¿qué sería lo que tendría que enseñar para lograr que mis alumnos desarrollen una alfabetización científica?

La idea de alfabetización sugiere unos objetivos básicos para todos los estudiantes, que convierten a la educación científica en parte de una educación general.

Lo anterior supone pensar en un mismo currículo básico para todos los estudiantes y requiere estrategias que eviten las repercusiones de las desigualdades sociales en el ámbito educativo.

Veamos algunos puntos que proponen Reid y Hodson

Reid y Hodson (1993) proponen que una educación dirigida hacia una cultura científica básica debería contener:

Conocimientos de la ciencia –ciertos hechos, conceptos y teorías.

Aplicaciones del conocimiento científico –el uso de dicho conocimiento en situaciones reales y simuladas.

Habilidades y tácticas de la ciencia –familiarización con los procedimientos de la ciencia y el uso de aparatos e instrumentos.

Resolución de problemas –aplicación de habilidades, tácticas y conocimientos científicos a investigaciones reales.

Interacción con la tecnología –resolución de problemas prácticos, enfatización científica, estética, económica y social y aspectos utilitarios de las posibles soluciones.

Cuestiones socio-económico-políticas y ético-morales en la ciencia y la tecnología.

Historia y desarrollo de la ciencia y la tecnología.

Estudio de la naturaleza de la ciencia y la práctica científica –consideraciones filosóficas y sociológicas centradas en los métodos científicos, el papel y estatus de la teoría científica y las actividades de la comunidad científica.

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El movimiento de la alfabetización científica se basa en dos ideas básicas:

Pragmática Democrática

Reflexiona: Hay dos visiones de la alfabetización científica. ¿Con cuál de ellas estás más de acuerdo y por qué?

Ya se ha mencionado cómo desde diferentes lugares y organismos se pone el acento en la necesidad de una formación científica, que permita a la ciudadanía participar en la toma de decisiones, en asuntos que se relacionan con la ciencia y la tecnología.

El desarrollo de la sociedad es lo que las personas no especialistas pueden contribuir, personas con perspectivas e intereses más amplios, siempre que posean un mínimo de conocimientos científicos específicos sobre la problemática estudiada, sin los cuales resulta imposible comprender las opciones en juego y participar en la adopción de decisiones fundamentadas. La participación de la ciudadanía en la toma de decisiones, que se traduce, en general, en evitar la aplicación apresurada de innovaciones de las que se desconocen las consecuencias a medio y largo plazo, no supone ninguna rémora para el desarrollo de la investigación, ni para la introducción de innovaciones para las que existan razonables garantías de seguridad. Dicha participación reclama un mínimo de formación científica que haga posible la comprensión de los problemas y de las opciones y no ha de verse rechazada con el argumento de que sean de una gran complejidad. Lo anterior no niega la importancia y necesidad de la realización de estudios científicos rigurosos, elaborados por los especialistas, pero no por toda la población.

Unidad 3. ¿Por qué los alumnos en ocasiones no aprenden la ciencia que se les enseña?

Tema 1. La motivación, el interés y la actitud

El primer problema que veremos es el de la motivación, el interés y la actitud. ¿Serán estas situaciones frecuentes en tu salón de clases?

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Los estudios de la psicología sobre la disposición de una persona a estudiar un tema de ciencias, han permitido saber que sin motivación no hay aprendizaje. Dado que el aprendizaje, al menos explícito e intencionado por la educación formal, requiere de continuidad, práctica, esfuerzo, es necesario contar con motivos personales y sociales para esforzarse, es decir, moverse hacia el aprendizaje, significado de la raíz etimológica de la palabra motivación.

Tipos de motivación Existen dos tipos de motivación:

Motivación extrínseca

Si para un alumno no tiene valor estudiar las ciencias, se esforzará muy poco y por lo tanto aprenderá lo mínimo.

Esta motivación, que depende de que el sujeto estudie ciencias porque eso le permite acceder a cosas que realmente valora y a comprender lo que estudia, se le denomina motivación extrínseca.

Motivación intrínseca

El interés. Hidi y Harackiewics (2000) hablan del interés individual y su relación con la motivación. El interés individual es una disposición personal que se desarrolla lentamente y de una manera muy estable en el individuo. Éste se asocia con el conocimiento, el valor y los sentimientos positivos. Por otro lado está el interés situacional que se desarrolla por medio de un estímulo alrededor de la persona que puede ser pasajero o duradero. Ya que el interés individual en una actividad hace que el individuo ponga mejor atención, sea más paciente por largos periodos de tiempo, aprenda más y disfrute su involucramiento en la actividad, es claramente un buen determinante de motivación y aprendizaje. El problema es que no se sabe mucho de cómo se desarrolla ese interés, cómo es que ciertos intereses de los niños perduran y otros no y cómo usar estos intereses en el proceso de aprendizaje. Sin embargo, Hidi y Harackiewics (2000) recomiendan usar el interés situacional como una herramienta que puede ayudar a contribuir al incremento de la motivación con fines académicos. El interés situacional puede ser

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incrementado por medio de:

1. dar opciones de lecturas o actividades 2. escoger actividades que estén más a la realidad del estudiante 3. innovar en las estrategias de aprendizaje 4. interacciones sociales por medio de grupos colaborativos 5. provocar que los mismos estudiantes inventen sus propias estrategias en la actividad

Una vez que se ha seleccionado una manera para dar interés situacional al estudiante, este interés puede ser pasajero por lo que uno tiene que pensar en no sólo cómo llamar la atención, sino que también debe pensar en cómo diseñarla para que sea un interés que perdure, convertirlo en el mejor de los casos en un interés individual. De esta manera, es necesario identificar o diseñar intervenciones que fomenten un interés situacional pero también es necesario identificar o diseñar intervenciones que mantengan el interés situacional por un largo periodo.

La actitud. La motivación y el interés de los estudiantes hacia la ciencia pueden mejorar la actitud que tiene este estudiante hacia la ciencia y hacia la enseñanza de las ciencias. Pero ¿cuáles son las buenas actitudes hacia las ciencias? Osborne, Simon y Collins (2003) mencionan las siguientes:

1. actitudes explícitas positivas hacia la ciencia y hacia los científicos 2. la aceptación del cuestionamiento científico como una manera de pensar 3. la adopción de “actitudes científicas” 4. el gusto por las experiencias de aprendizaje de las ciencias 5. el desarrollo del interés en la ciencia y las actividades relacionadas con la ciencia 6. el desarrollo del interés en continuar con una carrera científica o con un trabajo relacionado con la

ciencia

Sin embargo, estas actitudes favorables hacia la ciencia no son suficientes para que el estudiante pueda mostrar su acercamiento hacia la ciencia y como consecuencia no le ayude a aprender más ciencia. Puede haber otras motivaciones más fuertes que le impidan desenvolverse abiertamente con buenas actitudes hacia la ciencia. Probablemente un estudiante tenga buenas actitudes hacia la ciencia pero no las muestre por temor al rechazo de sus propios compañeros. Esto hay que tomarlo en cuenta para que nuestras actividades sean incluyentes y que todos los alumnos puedan integrar un poco el interés situacional para incrementar las actitudes favorables hacia la ciencia y aquellos alumnos que ya las tenían, se sientan en libertad de expresarlas. Ha habido estudios en diferentes partes del mundo en que se coincide que hay un decrecimiento en las actitudes positivas hacia la ciencia de los estudiantes a la edad de secundaria. En lugar de que los años de secundaria y preparatoria sean para entender qué es la ciencia e incrementar el gusto por la misma, parece que en realidad estos años alejan más a los estudiantes de este gusto. Sin embargo, es importante notar que todos estos estudios son estudios de actitudes hacia la ciencia escolar. Ha habido otros estudios de actitudes hacia la ciencia misma y su importancia y los resultados son diferentes. Esto es un indicio de que en general estamos haciendo mal las cosas dentro del salón de clases. Algunos de los factores más importantes en las actitudes hacia la ciencia escolar son:

1. Género. El resultado de que las niñas tienen menor actitudes positivas hacia la ciencia que los niños ha sido concluido en numerosos estudios. Estos resultados pueden estar relacionados con la cultura de la sociedad en general en la cual las mujeres “están menos preparadas para las cosas científicas y tecnológicas”. El rol social de las niñas ha sido culturalmente diferente al rol social de los niños.

2. Actitud de compañeros. Ha habido estudios que ligan a las normas sociales de la edad en la que se encuentran los estudiantes que influyen en la actitud hacia la ciencia escolar.

3. Factores en el salón de clases. Las buenas actitudes hacia la ciencia escolar y en general hacia la escuela se relacionan con el involucramiento de los alumnos en el salón de clases, buenas relaciones con los compañeros, variedad en las estrategias usadas por el profesor y actividades de aprendizaje inusuales.

4. Personalidad y conocimiento del profesor. Una variable muy importante en las buenas actitudes de los estudiantes hacia la ciencia escolar es el profesor. El entusiasmo, el gusto por lo que enseña es algo que los estudiantes aprecian e inquietan produciendo curiosidad por el tema en los alumnos. Más si el profesor está disponible para hablar de tópicos relacionados con la clase de interés para los

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alumnos y su disponibilidad fuera del salón de clases. 5. Percepción de dificultad. Se ha identificado que la percepción de que las ciencias son difíciles es

determinante en una negativa actitud hacia la ciencia escolar. Esto se puede reforzar por el hecho de que los que tienen muy buenas calificaciones en los cursos de ciencia son los que finalmente estudian carreras relacionadas con las ciencias.

El interés. Hidi y Harackiewics (2000) hablan del interés individual y su relación con la motivación. El interés individual es una disposición personal que se desarrolla lentamente y de una manera muy estable en el individuo. Éste se asocia con el conocimiento, el valor y los sentimientos positivos. Por otro lado está el interés situacional que se desarrolla por medio de un estímulo alrededor de la persona que puede ser pasajero o duradero. Ya que el interés individual en una actividad hace que el individuo ponga mejor atención, sea más paciente por largos periodos de tiempo, aprenda más y disfrute su involucramiento en la actividad, es claramente un buen determinante de motivación y aprendizaje. El problema es que no se sabe mucho de cómo se desarrolla ese interés, cómo es que ciertos intereses de los niños perduran y otros no y cómo usar estos intereses en el proceso de aprendizaje. Sin embargo, Hidi y Harackiewics (2000) recomiendan usar el interés situacional como una herramienta que puede ayudar a contribuir al incremento de la motivación con fines académicos. El interés situacional puede ser incrementado por medio de:

1. Dar opciones de lecturas o actividades. 2. Escoger actividades que estén más a la realidad del estudiante. 3. Innovar en las estrategias de aprendizaje. 4. Interacciones sociales por medio de grupos colaborativos. 5. Provocar que los mismos estudiantes inventen sus propias estrategias en la actividad.

Una vez que se ha seleccionado una manera para dar interés situacional al estudiante, este interés puede ser pasajero por lo que uno tiene que pensar en no sólo cómo llamar la atención, sino que también debe pensar en cómo diseñarla para que sea un interés que perdure, convertirlo en el mejor de los casos en un interés individual. De esta manera, es necesario identificar o diseñar intervenciones que fomenten un interés situacional pero también es necesario identificar o diseñar intervenciones que mantengan el interés situacional por un largo periodo.

La actitud. La motivación y el interés de los estudiantes hacia la ciencia pueden mejorar la actitud que tiene este estudiante hacia la ciencia y hacia la enseñanza de las ciencias. Pero ¿cuáles son las buenas actitudes hacia las ciencias? Osborne, Simon y Collins (2003) mencionan las siguientes:

1. Actitudes explícitas positivas hacia la ciencia y hacia los científicos. 2. La aceptación del cuestionamiento científico como una manera de pensar. 3. La adopción de “actitudes científicas”. 4. El gusto por las experiencias de aprendizaje de las ciencias. 5. El desarrollo del interés en la ciencia y las actividades relacionadas con la ciencia. 6. El desarrollo del interés en continuar con una carrera científica o con un trabajo relacionado con la ciencia.

Sin embargo, estas actitudes favorables hacia la ciencia no son suficientes para que el estudiante pueda mostrar su acercamiento hacia la ciencia y como consecuencia no le ayude a aprender más ciencia. Puede haber otras motivaciones más fuertes que le impidan desenvolverse abiertamente con buenas actitudes hacia la ciencia. Probablemente un estudiante tenga buenas actitudes hacia la ciencia pero no las muestre por temor al rechazo de sus propios compañeros. Esto hay que tomarlo en cuenta para que nuestras actividades sean incluyentes y que todos los alumnos puedan integrar un poco el interés situacional para incrementar las actitudes favorables hacia la ciencia y aquellos alumnos que ya las tenían, se sientan en libertad de expresarlas. Ha habido estudios en diferentes partes del mundo en que se coincide que hay un decrecimiento en las actitudes positivas hacia la ciencia de los estudiantes a la edad de secundaria. En lugar de que los años de secundaria y preparatoria sean para entender qué es la ciencia e incrementar el gusto por la misma, parece que en realidad estos años alejan más a los estudiantes de este gusto. Sin embargo, es importante notar que todos estos estudios son estudios de actitudes hacia la ciencia escolar. Ha habido otros estudios de actitudes hacia la ciencia misma y su importancia y los resultados son diferentes. Esto es un indicio de que en general estamos haciendo mal las cosas

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dentro del salón de clases. Algunos de los factores más importantes en las actitudes hacia la ciencia escolar son:

1. Género. El resultado de que las niñas tienen menor actitudes positivas hacia la ciencia que los niños ha sido concluido en numerosos estudios. Estos resultados pueden estar relacionados con la cultura de la sociedad en general en la cual las mujeres “están menos preparadas para las cosas científicas y tecnológicas”. El rol social de las niñas ha sido culturalmente diferente al rol social de los niños.

2. Actitud de compañeros. Ha habido estudios que ligan a las normas sociales de la edad en la que se encuentran los estudiantes que influyen en la actitud hacia la ciencia escolar.

3. Factores en el salón de clases. Las buenas actitudes hacia la ciencia escolar y en general hacia la escuela se relacionan con el involucramiento de los alumnos en el salón de clases, buenas relaciones con los compañeros, variedad en las estrategias usadas por el profesor y actividades de aprendizaje inusuales.

4. Personalidad y conocimiento del profesor. Una variable muy importante en las buenas actitudes de los estudiantes hacia la ciencia escolar es el profesor. El entusiasmo, el gusto por lo que enseña es algo que los estudiantes aprecian e inquietan produciendo curiosidad por el tema en los alumnos. Más si el profesor está disponible para hablar de tópicos relacionados con la clase de interés para los alumnos y su disponibilidad fuera del salón de clases.

5. Percepción de dificultad. Se ha identificado que la percepción de que las ciencias son difíciles es determinante en una negativa actitud hacia la ciencia escolar. Esto se puede reforzar por el hecho de que los que tienen muy buenas calificaciones en los cursos de ciencia son los que finalmente estudian carreras relacionadas con las ciencias.

¿Cómo fomentar la motivación, el interés y las actitudes positivas hacia las Ciencias Naturales en el salón de clases? En este curso proponemos tres estrategias:

Estrategia # 1. Partir de los intereses de los alumnos.

Como lo dice Pozo y Gómez-Crespo (1998) la enseñanza debe tomar como punto de partida los intereses de los alumnos, buscar conexión con su mundo cotidiano, pero con la finalidad de trascenderlo, de ir más allá, e introducirles, casi sin saberlo, en la cultura científica.

Lo anterior podría interpretarse como que “[…] motivar es cambiar las prioridades de las personas…” (Claxton, 1984), significa partir de los gustos y preferencias para generar otras nuevas.

Es un error esperar que para que los alumnos estén en condición de aprender las ciencias, ellos deben tener desde el principio las actitudes y motivación que tienen los científicos para implicarse en la tarea de construcción de conocimiento. Es como querer que un jugador de basquetbol profesional quiera que un niño de ocho años tenga la actitud y la motivación para aprender basquetbol en su nivel. Más bien se hace necesario desarrollar

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procesos de enseñanza que generen dichas actitudes y motivos para el aprendizaje de la ciencia.

Dichas estrategias suelen estar basadas en:

la localización de centros de interés para los alumnos

fomento del trabajo colaborativo

desarrollo de la autonomía por medio de la independencia en tomas de decisiones

la participación activas de los alumnos en el aprendizaje

Esto definitivamente implica cambios sustanciales en la propia organización de las actividades escolares pero es necesario para que el estudiante pueda tener la oportunidad de cambiar. El profesor debe de convencerse que la motivación no es algo que está o no en el alumno, sino que es un producto de la interacción social en el aula.

Estrategia # 2. Aumentar las expectativas de éxito.

Otra forma de mejorar la motivación es aumentar la expectativa de éxito de los alumnos en las actividades de aprendizaje de las ciencias.

Veamos estos dos escenarios.

"Lo hiciste todo mal…y por supuesto te salió mal el experimento… Calificación: 0

"No te preocupes, lo importante era que experimentáramos. A la próxima trata con otro de los elementos para probar si es el indicado. Por tu esfuerzo, tu calificación será: 8."

Si a pesar de esforzarse el alumno tiene la expectativa de que no va a aprobar o que no va a aprender nada, difícilmente se esforzará. Dado que la valoración que hace el alumno de su expectativa de éxito será dependiente de la evaluación que reciba del profesor, esa evaluación resulta ser uno de los motores fundamentales de la motivación.

¿Qué necesitamos hacer como profesores para generar esa motivación? Una evaluación que ayude al alumno a:

comprender por qué no aprende;

identificar cuáles son sus dificultades de aprendizaje;

regular su aprendizaje;

proporcionar pistas sobre qué es lo que tiene que hace la próxima vez para tener más éxito, en lugar de un número llano;

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Esto se puede lograr con dar una retroalimentación que sea coherente y entendible para el estudiante y donde se le especifiquen sus fortalezas y sus áreas de oportunidad.

Con todo ello será más probable que se esfuerce, particularmente a través de controlar aquellos factores señalados y que comprenda que son controlables y no causa de la suerte o de su capacidad intelectual.

También el acrecentar la expectativa de éxito de los alumnos en el aprendizaje, está relacionado con adecuar las actividades a las capacidades y disposiciones de sus alumnos.

El siguiente problema que veremos con más detalles es el desarrollo del pensamiento formal.

Estrategia # 3. Hacer partícipe a los alumnos.

Los estudiantes tienen sus propias ideas de lo que puede ser importante o no, de lo que quieren aprender, de la manera en que ellos mejor aprenden y de ideas que pueden ayudar a sus compañeros a aprender. La idea es que dejemos que ellos participen en el aprendizaje. Puede ser de una manera estructurada por medio de alguna actividad enmarcada en el aprendizaje colaborativo pero también puede ser una actividad informal en la cual se deje a los estudiantes a su libre albedrío en sus decisiones de aprendizaje. Actividades como las siguientes pueden ser implementadas:

1. Jigsaw. Esta es una técnica donde la actividad es dividir el trabajo de una lección entre los miembros del equipo. Cada uno de ellos tendrá su propio subtema y se pondrán o no de acuerdo de cómo lo van a aprender. Individualmente cada miembro tiene que ser experto en el tema que le tocó y su tarea será enseñarlo a los demás. Una vez que cada quien tiene el tema entendido ya haya planeado una estrategia para enseñarlo a sus compañeros, se reúnen para compartir sus experiencias. Cada uno de ellos se responsabiliza de que sus compañeros entiendan el tema que les tocó. Al final de la actividad todos entenderán la unidad. Una evaluación del profesor es que le pida a un miembro del equipo aleatoriamente escogido que exponga al frente de la clase la actividad. Otra es que cada subtema sea expuesto por diferentes miembros de diferentes equipos escogidos aleatoriamente. Un ejemplo lo puedes encontrar en Smith y Chang (2005).

2. Sciencequest. En esta estrategia se organiza una unidad alrededor de un problema que los estudiantes tengan que resolver en equipos. Cada sciencequest desarrolla además de conocimientos, habilidades sociales y de cooperación y actitudes hacia la ciencia. Los sciencequests siempre van alrededor de grandes ideas (Long, Drake y Halychyn, 2005) como:

1. Los seres vivos tienen necesidades que tienen que ser satisfechas para poder sobrevivir. 2. Como humanos somos responsables por el cuidado de nuestro planeta. 3. Los científicos están en la búsqueda constante de los modelos que mejor representen a los

fenómenos naturales. 3. Peer instruction. Aunque esta estrategia ha sido usada predominantemente en cursos introductorios de

ciencia en la universidad (Crouch y Mazur, 2001), se puede implementar perfectamente en niveles inferiores para el aprendizaje de conceptos. La técnica establece que un estudiante no puede tener la atención en un tema por más de 15 minutos y que los estudiantes son más hábiles para dar argumentaciones en el mismo lenguaje a sus compañeros estudiantes. Se diseñan preguntas conceptuales de opción múltiple que se hacen al frente del salón. Los pasos a seguir son los siguientes:

1. Se le da a los alumnos tiempo para pensar sin discutir con sus compañeros. 2. Por medio de un sistema de respuesta automática o por medio de tarjetas, los estudiantes

responden a la pregunta con la letra que ellos creen es la respuesta correcta. El profesor en este momento tiene una idea muy clara de cómo está el grupo.

3. Se les pide a los estudiantes que discutan con su compañero de enseguida sobre la respuesta correcta. Cada uno tiene que convencer al otro de que su respuesta es la correcta por medio de argumentos.

4. Después de un tiempo, se les pide volver a responder y se espera ahora que la mayoría de los estudiantes den la respuesta correcta. El método establece que los estudiantes con la respuesta correcta tendrán mejores argumentos y podrán convencer a aquellos con respuestas incorrectas.

5. El profesor decide, de acuerdo a la distribución de respuestas final si da o no una

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retroalimentación.

Todas estas estrategias y muchas más que tu puedes investigar ayudan a que los estudiantes, además de cubrir contenidos, se mejoran las actitudes hacia la ciencia escolar, se establecen mejores habilidades sociales, y se desarrollan habilidades cognitivas más fuertes.

Tema 2. El pensamiento formal

De acuerdo a Pozo (2000) en las aulas suele presentarse el conocimiento científico como un saber acabado, cerrado y que no se puede criticar. Esto dificulta mucho a los estudiantes el tratar de hacer ciencia como la hacen los científicos. Esto mismo sucede cuando el estudiante se encuentra en el laboratorio. Ahí de la misma manera el estudiante no puede tener actitudes que se asemejen a la de los científicos pues no hay condiciones para ello.

Presentar a la ciencia como hechos indiscutibles favorece las actitudes poco deseables de los estudiantes y dificultan la adquisición de las actitudes que queremos en los estudiantes, es decir, aquellas que se asemejen a las de los científicos. Esto entonces provoca que el pensamiento formal, pensamiento estructurado de una manera científica, sea difícil de obtener.

Aprender ciencia requiere de ciertos procedimientos que tienen que ser enseñados. Sin embargo, esto no está ocurriendo en la actualidad (Pozo, 2000). Los procedimientos de la ciencia no son del todo ajenos a los estudiantes. El ser humano por naturaleza es empírico, desde niño aprendemos a experimentar para entender las cosas que nos rodea. Los experimentos que hacíamos quizá en ocasiones eran peligrosos pero nos daban una idea clara de lo que podíamos hacer y lo que no. Teníamos también una actitud de curiosidad por nuestros alrededores que venimos perdiendo cuando crecemos ya sea por la misma naturaleza o por los ambientes escolares. Una actitud más que teníamos era la perseverancia. Los niños pueden pasar horas y horas en algo que les guste, sin desesperarse para tratar de obtener una habilidad. En la escuela por alguna razón se pierde esta perseverancia.

Lo ideal entonces, sin confundir la enseñanza de estos procedimientos científicos con la verdadera investigación científica, se debe buscar que los estudiantes se acerquen a la forma en que los científicos construyen modelos y que estos modelos se sometan a prueba. Sólo así podrán comprender la verdadera naturaleza del conocimiento científico (Pozo, 2000).

Para poder hacer esto, es necesario esforzarse. El esfuerzo al que es sometido el estudiante va a depender de muchas cosas pero una de las más importantes es la edad que de acuerdo a Jean Piaget, el individuo va madurando cognitivamente en los primeros años de su vida. El estableció cuatro estadios o fases de pensamiento que se presentan a continuación (Pozo y Gómez-Crespo, 1998).

Edad Estadio Principales características

Principales adquisiciones

Sensoriomotriz Inteligencia en acciones y percepciones

Permanencia del objeto y formación

del símbolo

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Preoperacional

Egocentrismo cognitivo y predominio de la

percepción sobre la conceptualización

Desarrollo de lenguaje y la comunicación

Operaciones concretas

Formación de conceptos y categorías más allá de

percepción

Clasificación y seriación

Operaciones formales

Estructurales y funcionales

Pensamiento abstracto y científico

Tabla tomada de Pozo y Gómez-Crespo (1998) Las edades señaladas son solo indicativas, pues es frecuente encontrar alumnos en las escuelas que ya han cumplido con la edad cronológica indicada para cada estadio, pero su desarrollo cognitiva está más atrás o adelante.

Nuestros estudiantes. Dado que las edades de los alumnos con que tratamos en la Educación primaria y secundaria se encuentran en el estadio de las operaciones formales o concretas, es aquí donde centraremos la atención.

Pensamiento concreto Pensamiento formal 1. Centrado en la realidad. 2. Se basa en los objetos realmente presentados.3. Incapacidad para formular y comprobar

hipótesis.

1. Se refiere a lo posible, no a lo real. 2. Carácter proposicional: se basa en algún tipo

de lenguaje. 3. Naturaleza hipotético-deductiva: formulación y

comprobación.

Se trata de realizar operaciones mentales que ya no estén sujetas al objeto concreto, pero mantenga ciertos vínculos que le permitan hacer asociaciones con respecto de lo nuevo por conocer: que trascienda lo real, el “aquí y ahora”, para plantearse, en un mismo nivel de análisis, lo potencial y lo posible. Las operaciones formales no trabajan con objetos del mundo real sino con su representación, con operaciones previamente realizadas con esos objetos. Las operaciones formales se realizan a través del manejo de un lenguaje o sistema de símbolos, con representaciones de objetos más que con los objetos mismos.

Como la ciencia no se refiere nunca a una realidad concreta, aunque puede aplicarse a ella, sino que se refiere sobre todo a lo posible y a lo necesario y trata de establecer ciertas leyes necesarias en lugar de ocuparse sólo de la realidad más próxima e inmediata, se desprende que es necesario un pensamiento formal para poder

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adquirirse. Tabla tomada de Pozo y Gómez-Crespo (1998)

¿Qué hace la ciencia?

La ciencia no se refiere nunca a una realidad concreta, aunque puede aplicarse a ella, sino que se refiere sobre todo a lo posible y a lo necesario.

Trata de establecer ciertas leyes necesarias en lugar de ocuparse sólo de la realidad más próxima e inmediata.

De lo anterior se desprende una primera conclusión:

Las operaciones formales no trabajan con objetos del mundo real sino con su representación, con operaciones previamente realizadas con esos objetos.

Las operaciones formales se realizan a través del manejo de un lenguaje o sistema de símbolos, con representaciones de objetos más que con los objetos mismos.

Ejemplos: modelos, analogías, matemáticas o lenguaje químico.

El pensamiento formal se apoya en un código o lenguaje simbólico, sin cuyo dominio será muy difícil, si no imposible, comprender las ciencias, ya que estaremos limitados a razonar sobre objetos reales y no sobre sistemas simbólicos. ¿Cómo apoyar el desarrollo del pensamiento formal en las clases de ciencias? Primeramente se requiere consolidar el pensamiento concreto. Para ello sugerimos ocho estrategias.

1. Fomentar actividades de contacto con el mundo natural, a través de exploración, manipulación y experimentación.

2. Tener actividades de observación y focalización, manipulación y construcción, representación oral o escrita, con palabras, dibujos o símbolos, y que estén vinculada con preguntas a responder son la base para la consolidación del pensamiento concreto.

3. Lo que sigue es consolidar el pensamiento formal. Ya en secundaria, la tarea se centra en favorecer el tránsito y la consolidación del pensamiento formal (abstracto), a través de actividades que requieran imaginar otras posibilidades más allá de lo real o inmediato y trabajar con ellas como modelos hipotéticos representados en un lenguaje formalizado. Actividades como las siguientes se hacen necesarias:

Esquemas Estrategia para consolidar el pensamiento formal

1. Las operaciones combinatorias Dada una serie de variables o proposiciones agotar todas las combinaciones posibles entre ellas para lograr un determinado efecto. Para este tipo de operaciones es necesario aprender a controlar variables.

2. Las proporciones Permiten cuantificar las relaciones entre dos magnitudes, ya sean la parte y el todo, o dos partes entre sí.

3. La coordinación de dos sistemas de referencia

Sería un esquema necesario para comprender tareas y situaciones con más de un sistema que pueda determinar el efecto deseado.

4. La noción de equilibrio mecánico Comprensión del principio de igualdad entre dos acciones opuestas dentro de un sistema, requiere la compensación operatoria —mental, no real— entre el estado actual del sistema y su estado posible si se realizan ciertos cambios.

5. La noción de probabilidad Vinculada a la comprensión del azar y por tanto de la causalidad; tiene relación con las nociones de proporción.

6. La noción de correlación Vinculada a la proporción como a la probabilidad y sería necesaria para determinar la existencia de una relación causal en diversos

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hechos, aplicando el análisis de datos y de la experiencia experimental.

7. Las compensaciones multiplicativas Requieren el cálculo de la proporción inversa de dos variables para la obtención de un determinado efecto.

8. Las formas de conservación que van más allá de la experiencia

Supone el establecimiento de principios de conservación a partir de hechos y datos no observables, sino que se infieran de una variedad de experiencias.

Tabla tomada de Pozo y Gómez-Crespo (1998)

4. Al terminar de ver la información, ve al siguiente problema de las ideas previas. Tema 3. Las ideas previas

Finalmente, como es sobradamente conocido, los alumnos tienen graves dificultades para comprender los conceptos y principios en los que se basan las teorías científicas

No es que todos los alumnos carezcan de intereses, nivel cognitivo o conocimientos para aprender ciencia, sino que la ciencia requiere una lógica y unos modelos que son muy diferentes de los que se requieren en la vida cotidiana. Así, el aprendizaje de la ciencia requiere que los alumnos construyan una nueva mentalidad o racionalidad diferente a la que están acostumbrados en la vida cotidiana.

En términos cognitivos, el aprendizaje de la ciencia requiere de los alumnos que cambien radicalmente la forma en que perciben el mundo en el que viven. Para ello, hay que tomar en cuenta que los alumnos llegan al salón de clase con ideas previas, ideas que los alumnos tienen sobre los procesos y fenómenos naturales.

Desde principios de los 80 en todo el mundo se han hecho estudios sobre entendimiento conceptual que han mostrado que llegan con estas ideas previas que pueden ser bastante sólidas, que pueden ser intuiciones sistemáticas.

Sentido común

Como resultado de investigaciones se ha concluido que los alumnos, y todas las personas, tienen lo que se llaman concepciones alternativas o ideas previas (espontáneas, intuitivas, erróneas, entre otras denominaciones) en todos los campos estudiados (Pozo y Gómez-Crespo, 1998).

Estas concepciones no son casuales, ni arbitrarias, sino que responden a la lógica del “sentido común”, que ha resultado ser bastante diferente de la lógica de pensamiento formal con la que funciona la ciencia.

1. Ahora sabemos que la mayoría de las personas, mantenemos una teoría implícita sobre los fenómenos científicos, misma que nos lleva a sacar conclusiones sobre los procesos y hechos científicos.

2. También sabemos que la mayoría de las veces no somos conscientes de dichas teorías.

Nuestra experiencia sensorial nos ha proporcionado un conjunto de datos y experiencias que ayudan a sustentar esa

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teoría implícita que nos ayuda a “funcionar” en el mundo cotidiano y a hacer predicciones, bastante útiles en la mayoría de las ocasiones, que, sin embargo, están en franca oposición con las teorías científicas que enseñamos en las clases de ciencias.

Origen sensorial

También sabemos que las ideas previas pueden tener un origen sensorial, cultural y/o educativo. Sus principales características son (Pozo y Gómez-Crespo, 1998):

1. relativamente coherentes y sistémicas, 2. comunes a estudiantes de diferentes medios, edades, géneros y culturas, 3. muy resistentes al cambio e incluso a la enseñanza, 4. en muchos casos paralelas a concepciones aparecidas en la propia historia de las ciencias, 5. muy activas y ubicuas, por lo que suelen interactuar con conocimientos que se enseñan, y 6. son esencialmente implícitas.

Este tipo de enseñanza, más centrada en el alumno (constructivista), le otorga un papel relevante al proceso de construcción del conocimiento y no a la asimilación de la lógica de una disciplina que puede parecerle a los alumnos carentes de significado.

Una idea previa del estudiante es que los objetos necesitan de una fuerza para moverse. A esta idea previa se le conoce como la idea de velocidad es proporcional a fuerza. Intuitivamente podemos pensar que si no aplicamos una fuerza a un libro sobre la mesa, éste no se va a mover. Cuando aplicamos una fuerza horizontal sobre él, éste se va a empezar a mover. A mayor fuerza, más velocidad va a tomar. Esta idea es perfectamente válida en la vida cotidiana; sin embargo, no lo es en la alfabetización científica. Existen un gran número de dichas ideas previas y se han elaborado grandes catálogos.

1. Revisa el sitio del proyecto “Ideas previas” de la UNAM y explora en la sección de “Búsqueda” algunas de estas ideas para el nivel y temática que están desarrollando con tus alumnos: http://ideasprevias.cinstrum.unam.mx:2048/ConsultsFrame.html.

2. Otro sitio interesante es el explorador Excale del Instituto Nacional para la Evaluación de la Educación (INEE) que puedes encontrar en: http://www.inee.edu.mx/explorador/index.php.

Puedes revisar reactivos que te permitan explicitar las ideas previas de tus alumnos. Para saber cómo usar este sitio, Haz clic aquí: Instrucciones para usar Excale.

¿Cómo se cambian las ideas previas si son tan persistentes?

Aquí sugerimos estos pasos:

1. El primer paso es conocerlas y tenerlas presentes desde el inicio de la práctica pedagógica. 2. Después activarlas, es decir, poner a los alumnos en situaciones de explicitarlas. Para ello es necesario

seleccionar una o varias tareas que sean relevantes para los alumnos y que sirvan para sacar a la luz esas ideas implícitas.

3. Después es hacer que se confronten con las ideas aceptadas científicamente. 4. Por último es resolver el conflicto, aprendiendo la idea científica.

Ejemplo: se trataría de plantear una pregunta en la que para llegar a una respuesta, los alumnos tuvieran que aplicar sus ideas.

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Es importante mantener en mente que la realización de una experiencia didáctica que integra las ideas previas y su explicitación como elementos iniciales de reflexión de los alumnos, no lleva inmediatamente a su transformación y a la asimilación de la teoría o la idea científica que queremos enseñar. La función didáctica de estas actividades deber ser que provoquen en los alumnos la reflexión, que hagan explícitas sus ideas y se vayan acercando a concepciones más complejas, más cercanas al conocimiento científico aceptado.

Unidad 4. La competencia científica: ¿qué agrega a la educación en ciencias?

Inventario de conceptos. Existen muchos inventarios de conceptos en la literatura. Los inventarios de conceptos son exámenes diagnósticos con preguntas de opción múltiple que tratan de entender cuáles son las ideas previas de los estudiantes. En física por ejemplo, el inventario de conceptos más conocido y usado en la actualidad es el inventario del concepto de fuerza (Hestenes, 1992) el cual evalúa las ideas previas de los estudiantes en la mecánica newtoniana. Te sugerimos que lo consultes para que veas cómo se desarrolló, cuál es su estructura y cómo evalúa los conceptos o ideas previas de los estudiantes.

Hasta ahora hemos visto lo que es la ciencia y sus visiones deformadas, la alfabetización científica, las dificultades en el aprendizaje de las ciencias. En este tema veremos cómo se define la competencia científica y su relación con el proyecto PISA.

Tanto la maestra Juanita, como el profesor Aboites están interesados en dar respuesta a las siguientes preguntas.

Los temas que veremos en esta unidad son los siguientes.

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Tema 1. El proyecto PISA de la OCDE

El proyecto PISA no constituye un simple instrumento de evaluación de aprendizajes, sino que ha sido concebido explícitamente para contribuir a la mejora de la enseñanza, con orientaciones que se apoyan en los resultados convergentes de la investigación educativa de las últimas décadas. Así, para el caso particular de las ciencias, los documentos del proyecto señalan (INEE, 2006):

“El programa PISA considera que la formación científica es un objetivo clave de la educación y debe lograrse durante el periodo obligatorio de enseñanza, independientemente de que el alumnado continúe sus estudios científicos o no lo haga ya que la preparación básica en ciencias se relaciona con la capacidad de pensar en un mundo en el que la ciencia y la tecnología influyen en nuestras vidas”.

Considera, por tanto, que la formación básica en ciencias es una competencia general necesaria en la vida actual. En esta unidad se analizarán los rasgos que hacen que el proyecto PISA constituya un instrumento potencialmente valioso para la mejora del aprendizaje, la enseñanza y los currículos, que ha sido desaprovechado en nuestro país, dando lugar, incluso, a interpretaciones distorsionadas, perjudiciales para la extensión de una educación de calidad.

Datos generales sobre el proyecto PISA El Programa para la Evaluación Internacional de Alumnos de la OCDE (PISA, por sus siglas en inglés, Programme for International Student Assessment), tiene como propósito fundamental evaluar el nivel de logro de los alumnos cercanos al final de la educación obligatoria, que se considera alrededor de los 15 años de edad. Busca conocer y compara si los estudiantes han adquirido algunos de los conocimientos y habilidades necesarios para la participación plena en la sociedad del saber. Para ello focaliza sus acciones de evaluación en las áreas de lectura, matemáticas y ciencias naturales. Las pruebas de PISA son aplicadas cada tres años. Examinan el rendimiento de alumnos de 15 años en áreas temáticas clave y estudian igualmente una gama amplia de resultados educativos, entre los que se encuentran: la motivación de los alumnos por aprender, la concepción que éstos tienen sobre sí mismos y sus estrategias de aprendizaje. Cada una de las tres evaluaciones pasadas de PISA se centró en un área temática concreta: la lectura (en 2000), las matemáticas (en 2003) y las ciencias (en 2006); siendo la resolución de problemas un área temática especial en PISA 2003. El programa está llevando a cabo una segunda fase de evaluaciones en el 2009 (lectura), 2012 (matemáticas) y 2015 (ciencias). En el caso de México, los resultados pueden ser consultados en la página del Instituto Nacional para la Evaluación de la Educación (INEE): http://www.inee.edu.mx La participación en PISA ha sido extensa de la comunidad internacional. Hasta la fecha, participan todos los países miembros de la OCDE, a la cual pertenece México, así como varios países asociados. Los estudiantes son seleccionados a partir de una muestra aleatoria de escuelas públicas y privadas; conformada por alumnos de edad entre 15 años y tres meses y 16 años y dos meses al principio de la evaluación; no dependen del grado escolar en el que se encuentran. Más de un millón de alumnos han sido evaluados hasta ahora. Además de las pruebas en papel y lápiz que miden la competencia en lectura, matemáticas y ciencias, los estudiantes han llenado cuestionarios sobre ellos mismos, mientras que sus directores lo han hecho sobre sus escuelas.

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Una vez completada la primera fase de nueve años, PISA continuará el seguimiento del rendimiento de los alumnos en tres áreas temáticas principales, pero también buscará profundizar su introspección sobre las evaluaciones venideras. Hará esto mediante el desarrollo de mejores formas de seguimiento del progreso de los alumnos, haciendo posibles comparaciones más precisas entre el rendimiento y la instrucción, y haciendo uso de evaluaciones informatizadas. Estas innovaciones serán exploradas inicialmente como componentes suplementarios y opcionales de PISA, pero que serán integradas al núcleo del programa en aquellos casos en que se considere apropiado. Fuente: http://www.oecd.org/document/25/0,3343,en_32252351_32235731_39733465_1_1_1_1,00.html

Tema 2. La competencia científica del proyecto PISA

El proyecto PISA se propone evaluar el nivel de los alumnos en el área de ciencias a través de la definición de la competencia científica, misma que está definida como: Es importante resaltar que esta definición:

La capacidad de utilizar el conocimiento científico, identificar cuestiones científicas y sacar conclusiones basadas en pruebas con el fin de comprender los cambios realizados por la actividad humana y tomar decisiones sobre el mundo natural.

Enfatiza el carácter práctico como sugieren los verbos utilizar, identificar y sacar conclusiones y;

Define las intenciones y finalidades de la formación científica que está orientada al desarrollo personal y la integración social.

De igual manera se señala de manera explícita que la competencia científica se pondrá de manifiesto cuando el ciudadano, integrado en todos los órdenes sociales, ejerza sus derechos y responsabilidades y, como tal, se enfrente a las situaciones diversas y cambiantes que le exijan adoptar decisiones.

En este sentido, la competencia científica es un prerrequisito o base para seguir aprendiendo a lo largo de la vida.

También asume que todos los ciudadanos deben adquirir un nivel de competencia científica que les permita situarse en la sociedad de la información y de la tecnología, que les capacitepara entender y comprender la ciencia, y formarse su propio criterio personal ante cuantas cuestiones científicas se le planteen.

Con esta formulación, PISA resalta la importancia que para el ciudadano actual tiene conocer el método de trabajo científico y adquirir hábitos de razonamiento similares:

Desde conocer el tipo de preguntas que se hace la ciencia, las respuestas esperables, la elaboración de hipótesis, la propuesta de actuaciones de comprobación, la argumentación basada en evidencias, la contextualización de los contenidos científicos, entre otras.

Y, en consecuencia, percibir con nitidez las características de las cuestiones científicas y diferenciarlas de otros ámbitos del conocimiento como pueden las cuestiones religiosas, éticas, económicas, etc.

Como cualquier competencia compleja, la científica engloba varias dimensiones que han de estar adecuadamente relacionadas con los contenidos, los contextos de ciencia y vida y los procesos. El proyecto PISA evalúa el conocimiento científico a través de tres grandes dimensiones, superando –lo que constituye un primer e importante mérito– el habitual reduccionismo conceptual de las actividades de evaluación:

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Conceptos y contenidos científicos El programa PISA no pretende identificar todos los conceptos que podrían estar asociados a los grandes temas científicos para ser objeto de evaluación. En lugar de ello, PISA define una serie de temas principales de la ciencia y a partir de ellos se hace un muestreo seleccionando los contenidos que se deben incluir según cuatro criterios de relevancia :

Selección de contenidos de acuerdo a estos criterios de relevancia

1. Situaciones cotidianas y de alto grado de utilidad en la vida diaria.

2. Relacionados con aspectos relevantes de la ciencia, aquellos con más probabilidad de mantener su importancia científica en el futuro.

3. Aptos y relevantes para detectar la formación científica del alumnado.

4. Aptos para utilizarlos en procesos científicos y no sólo que correspondan a definiciones o clasificaciones que deben memorizarse.

Para terminar este apartado, se indica que, basándose en estos criterios, PISA selecciona conceptos pertenecientes a los siguientes grandes temas científicos, que corresponden a un amplio abanico de disciplinas (física, biología, química, medicina, entre otros).

Contextos científicos Conviene destacar la importancia de esta última dimensión del proyecto, tan a menudo ausente en las evaluaciones, pero esencial para que la educación científica contribuya a formar ciudadanas y ciudadanos preparados para participar en las necesarias tomas de decisiones frente a la actual situación que vivimos en todo el planeta. El proyecto se refiere aquí a las situaciones y áreas en las que el alumnado tiene que aplicar sus conocimientos científicos, resaltando los contextos donde se aplican y dando prioridad a los que se relacionan con problemas y temas que tienen repercusión en el bienestar humano y precisan la toma de decisiones. Los espacios de aplicación de las ciencias en el proyecto aparecen agrupados en tres grandes áreas:

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El tener en cuenta estas tres dimensiones favorece la inmersión en la cultura científica, saliendo al paso de visiones deformadas y empobrecidas de la ciencia y la tecnología.

Procesos o destrezas científicas El proyecto PISA identifica cinco procesos científicos y señala, como elemento fundamental, que la evaluación de cada uno de ellos ayuda a entender hasta qué punto la educación científica prepara a los futuros ciudadanos y ciudadanas para tomar decisiones sobre los cambios que la actividad humana produce en el mundo natural.

Otro aspecto que conviene resaltar es estos procesos científicos se organizan en tres grupos de competencias según el tipo de capacidad de pensamiento predominante que se requiere para resolver las preguntas que se presentan:

Descripción, explicación y predicción de fenómenos científicos.

Comprensión de la investigación científica.

Interpretación de evidencias y conclusiones científicas.

Componentes de la prueba del proyecto PISA Todos los ítems, reactivos y ejercicios de la prueba incluyen: un texto estímulo, la pregunta y el espacio para la pregunta. A continuación explicamos con más detalle cada uno de estos elementos. Texto estímulo: tiene este nombre porque invita al alumno a realice un ejercicio de lectura. Este texto puede incluir tablas o gráficos, a veces acompañada de dibujos, y proporciona información o describe un proceso de experimentación. ¿Qué otras características tiene el texto?

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Pregunta: siempre se relacionan con el texto estímulo. Las preguntas PISA no identifican el contenido o tema escolar con el que pueden estar relacionadas, no están enmarcadas en los bloques de contenidos o partes de las ciencias que conoce el alumno.

Las preguntas rompen el marco disciplinar en el que han aprendido los alumnos y le obligan a reflexionar en contextos más transversales y sobre asuntos más próximos a sus necesidades como ciudadanos. Ponen en evidencia en qué grado el aprendizaje escolar ha construido estructuras de pensamiento sólidas y funcionales. Las preguntas de PISA no piden la reproducción de conceptos, fórmulas y datos, se centran en las capacidades de extracción de la información a partir de un texto y de análisis según el modelo científico.

Ve un ejemplo de pregunta aquí.

Espacio de respuesta: es la sección del reactivo que permite responder a la pregunta que se hace acerca del texto estímulo. Las respuestas pueden ser:

Selección múltiple: aquí se selecciona una sola respuesta de entre varias alternativas.

Complejos de selección múltiple: aquí se selecciona más de una respuesta entre varias alternativas que se presentan.

Abiertas breves: se solicita redactar una respuesta corta a la pregunta.

Abiertas amplias: se pide como respuesta redactar algo más extenso que en el caso de las abiertas breves.

Puntuación: a cada pregunta se le asigna una puntuación según sea su dificultad y, por tanto, le corresponde un nivel de competencia.

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Tema 3. El currículo científico de México y la competencia científica del proyecto PISA

En el programa de estudio de Ciencias para Educación Secundaria, se mencionan algunos elementos en relación con la situación del aprendizaje de las ciencias en la escuela y que soportan las decisiones que la Secretaría de Educación Pública (SEP) ha tomado para cambiar y/o ajustar los planes y programas de estudio, tanto de Educación Preescolar, como de Primaria y Secundaria. Este ajuste tuvo tres grandes cambios:

1. La definición de un propósito común para toda la educación básica: el Perfil del Egreso. 2. La definición del propósito para las Ciencias en la Educación Básica. 3. El desarrollo curricular a partir de aspectos formativos comunes a todos los niveles y grados.

Ve un fragmento tomado del Programa de Estudio de Ciencias de Educación Secundaria (SEP, 2006).

Propósitos generales de la formación científica en la educación básica El estudio de las ciencias naturales en toda la educación básica (de preescolar a secundaria) busca sobre todo proporcionar una formación científica para que los alumnos:

Desarrollen habilidades del pensamiento científico y sus niveles de representación e interpretación acerca de los fenómenos y procesos naturales.

Reconozcan la ciencia como actividad humana en permanente construcción cuyos productos son utilizados según la cultura y las necesidades de la sociedad.

Participen en el mejoramiento de la calidad de vida, con base en la búsqueda de soluciones a situaciones problemáticas y la toma de decisiones en beneficio de su salud y ambiente.

Valoren críticamente el impacto de la ciencia y la tecnología en el ambiente tanto natural como social y cultural.

Relacionen los conocimientos científicos con los de otras disciplinas para dar explicaciones a los fenómenos y procesos naturales, y aplicarlos en

Comprendan gradualmente los fenómenos naturales desde una perspectiva sistémica

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contextos y situaciones diversas.

En cuanto a los aspectos ético y afectivo, se pretende que los alumnos, al asumir y fortalecer las actitudes asociadas con la actividad científica, también desarrollen valores útiles para el desarrollo personal y el mejoramiento de las relaciones interpersonales. En este sentido, se promueve:

Participación equitativa entre alumnos y alumnas para afianzar el

respeto Confianza en sí mismos Apertura a las nuevas ideas

Escepticismo informado Responsabilidad Trabajo colaborativo

Con base en lo anterior, se pretende que los alumnos se apropien de la visión contemporánea de la ciencia, entendida como:

… proceso social en constante actualización, con alcances y limitaciones, que toma como punto de contraste otras perspectivas explicativas.

Ve los aspectos formativos de los programas de Ciencias.

Tema 4. Sugerencias para el desarrollo de la competencia científica

Hemos llegado a la parte que a la maestra Juanita y al profesor Aboites les interesa mucho. Creemos que a ti también.

¿Cómo profesor qué puedes hacer para potenciar el logro de la competencia científica en tu salón de clases?

He aquí te presentamos tres sugerencias.

Haz clic sobre las sugerencias para ver más información.

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a. Información y reflexión Es importante que en tu salón de clases, compartas con tus alumnos sobre los procesos científicos definidos por PISA para la Competencia Científica y reflexionar en ello.

Los resultados de la evaluación de PISA ofrecen una oportunidad más para reflexionar de forma colectiva acerca del grado de madurez científica que alcanzan los alumnos.Ejemplos:

• Sería insatisfactorio que los alumnos supieran ajustar reacciones químicas y desconocieran el peligro de la combustión incompleta de los hidrocarburos.

• Que conociendo los mecanismos de transmisión del SIDA no adoptaran actitudes personales de protección.

• Que habiendo estudiado el tema de la energía mantuvieran una actitud acrítica acerca de la crisis de energéticos y las energías renovables, entre otros temas.

Los contenidos o ideas fundamentales de PISA están presentes en nuestro currículo a lo largo de las etapas de Educación Primaria y Educación Secundaria.

• Lo anterior lejos de conformarnos, debe llevarnos a preguntarnos si nuestros alumnos son capaces de realizar los tres procesos científicos descritos definidos por PISA para la Competencia Científica.

Los alumnos deben conocer, a través de sus profesores, las características técnicas y materiales de la Evaluación PISA, y desarrollar una actitud positiva dada la finalidad de mejora del sistema educativo que se pretende.

b. Recursos didácticos en el aula Teniendo como referencia la definición de la competencia científica y los instrumentos de medida utilizados, a continuación te presentamos algunas actividades de enseñanza y aprendizaje a realizar en el aula.

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Uso de esquemas o dibujos de sistemas próximos al alumno

Presentación de esquemas o dibujos sencillos de sistemas próximos al alumno. Por ejemplo: extintor, frigorífico, calefacción, corazón, pulmones, GPS, esterilizador, Rayos X, calienta leche... Lo anterior permite la aplicación de conceptos, propiedades y leyes que hayan estudiado para comprender y explicar el funcionamiento de los sistemas propuestos. Por ejemplo: la presión de los gases, los efectos de la temperatura, la conductividad térmica, el calentamiento de una resistencia, el funcionamiento de las válvulas, el oxígeno en la combustión, la propagación de la luz, etc., son contenidos que deben activar en los procesos de comprensión del funcionamiento de dichos sistemas. Una vez entendido el funcionamiento del sistema, se le puede preguntar sobre predicciones en caso de actuar sobre alguna de sus variables.

Uso de tablas o gráficos para explicar información

Después de explicar la información con estos recursos, se le preguntará al alumno si descubrió la idea fundamental, si discrimina conclusiones correctas de las falsas, si extrae la información adecuada.

Presentación de experiencias reales o supuestas

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Esto permite indagar si el alumno descubre el objeto o finalidad de la experiencia, si extrae conclusiones y las justifica. También permite desarrollar la creatividad en la medida en que es capaz de proponer pruebas complementarias para validar nuevas hipótesis.

Realización de prácticas

Realización de prácticas para confirmar o desechar una hipótesis. Se trataría de prácticas acotadas a un aspecto concreto. Se pedirá que valore el rigor y fiabilidad de los resultados experimentales obtenidos, según la representatividad de la muestra y el método de medida. Se pedirá que argumente a favor o en contra de una conclusión a partir de los resultados.

Búsqueda de información en Internet

El alumno debe adquirir habilidad para seleccionar las tres o cuatro palabras que mejor concretan la información que desea obtener a través de un buscador. Localizar información precisa a partir de la determinación de las palabras clave.

c. Actividades complementarias La inclusión de visitas a lugares de interés para la ciencia ayuda en la enseñanza y aprendizaje de las ciencias. Las siguientes sugerencias tienen un gran interés formativo, porque relacionan aprendizajes escolares con aplicaciones reales y añaden al conocimiento una visión más global. Nota: ve si les es posible realizar estas visitas, o algo aproximado a ello.

Conclusión Hemos realizado un recorrido por los fundamentos de lo que es la discusión actual de la enseñanza de las Ciencias en la Educación básica. Revisamos sus propósitos hasta llegar a la formulación de la Competencia científica; también analizamos las características de la Ciencia y las deformaciones más frecuentes que ocurren en el aula; conocimos las

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características de los planes de estudio y realizamos una rápida inmersión a los fundamentos de la didáctica contemporánea de las ciencias. Ahora resta aplicarlos en los salones de clases, con nuestros alumnos y desarrollar competencias docentes para la mejora de los aprendizajes de los alumnos. Esto será en el módulo 2, ¿estamos listos?

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