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CENTRO EDUCATIVO MIXTO DE GALAPA DEPARTAMENTO DE PEDAGOGÍA
GALAPA- ATLÁNTICO GUÍA DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN ACCIÓN EDUCATIVA POR COMPETENCIAS ESPECÍFICAS
EL MÉTODO CIENTÍFICO COMO HERRAMIENTA DE APRENDIZAJE PARA LA
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS NATURALES
CIENCIAS NATURALES (BIOLOGÍA, FÍSICA, QUÍMICA)
LÍDERES DEL PROYECTO:
LUZ DARY DE ALBA GUTIÉRREZ
KARINE BARROS FIGUEROA
TATIANA DE ALBA GUTIERREZ
GRADOS Y NIVELES EN QUE SE IMPLEMENTA Y EVALÚA EL PROYECTO:
EDUCACIÓN BÁSICA PRIMARIA, SECUNDARIA Y MEDIA
FECHA Y AÑO DE INICIACIÓN:
6 DE FEBRERO DE 2013
FECHA Y AÑO DE FINALIZACIÓN
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INSTRUCTIVO:
Estimado (a) Maestro (a). Después de haber comprendido la espiral de la
Investigación Acción Educativa según Kurtt Lewis diligencie el siguiente formato
para el diseño, implementación y evaluación de su Proyecto de Investigación
Acción Educativa por Competencias Específicas. Algunos aspectos del presente
formato fueron tomados de: La investigación en Educación y Pedagogía-
Fundamentos y Técnicas de Giovanni Giafrancesco V. Escuela Transformadora.
Cooperativa Editorial. Magisterio. Bogotá 2003.
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TÍTULO DEL PROYECTO
EL METODO CIENTÍFICO COMO HERRAMIENTA DE APRENDIZAJE DE LAS
CIENCIAS NATURALES
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1. PROBLEMA
Una de las preguntas comunes que se encuentra en los distintos procesos de
formación docente en la enseñanza de a las ciencias es ¿cómo enseñar ciencias
significativamente?; pregunta que pretende promover discusiones concretas que
aporten elementos teórico prácticos para la enseñanza y aprendizaje de las
ciencias, evidenciando relaciones necesarias y fundamentales entre elementos
conceptuales, sociales y culturales de los actores involucrados en dicho proceso.
La problemática asociada al aprendizaje de las Ciencias Naturales, es una
preocupación compartida tanto por los docentes de los distintos niveles educativos
como por los investigadores en el ámbito de la Enseñanza de las Ciencias. La
gente tiene muchas ideas sobre ciencia. Algunos opinan que la ciencia es
información y datos sobre el mundo, otros piensan que la ciencia es la forma de
investigar las cosas que suceden. La ciencia es algo más que las realidades del
mundo en que vivimos; es una forma de estudiar las cosas y los eventos que
ocurren en el mundo y en el universo. Los Científicos usan instrumentos para
ayudarse a entender las cosas que investigan. También hacen observaciones,
recogen los datos y sacan conclusiones para luego plantear hipótesis y teorías
que explican lo observado.
Existe una antigua y ampliamente sostenida creencia de que resolver problemas
es una actividad fundamental de la ciencia”, que la diferencia de otras actividades
humanas1. Sin embargo, el proceso de resolución de problemas trasciende el
campo científico pues incide en otras esferas de la vida humana a niveles
individual y social, siendo considerado como una expresión del pensamiento
creativo.
1 Garret, 1988
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La enseñanza y el aprendizaje de las Ciencias Naturales constituyen una
preocupación creciente en el ámbito educativo, en particular, por la necesidad de
pensar su funcionalidad en la sociedad actual.
No puede existir ninguna parte de la enseñanza y el aprendizaje escolar de las
Ciencias Naturales, sin el conocimiento particular producido socialmente y
objetivado con referencia a esta actividad. Por lo tanto, se hace necesario
comenzar por indagar sobre ese conocimiento y establecer cómo influye en el
desempeño de docentes y estudiantes2.
Históricamente, el área de ciencias ha estado dominado por una visión tradicional
que ha ponderado determinadas formas de enseñanza por sobre el aprendizaje
significativo. Las investigaciones en la Didáctica de la Ciencias Naturales
desarrollan una amplia agenda, en la cual el trabajo con Modelos Didácticos
alternativos ocupa un lugar fundamental. Los estudiantes colombianos
presentaron bajos resultados en el Tercer Estudio Internacional sobre ciencias y
matemáticas3, de la misma manera en el sector educativo se presentan
requerimientos en sus diferentes niveles y modalidades, relacionados con la
carencia de desarrollo de pensamiento creativo en sus estudiantes así como de
preparación para asumir responsable-mente la cotidianidad y contribuir a la
creación de futuro en el país.
El Centro Educativo Mixto de Galapa es una institución de carácter privado que
busca cada día por alcanzar la excelencia académica en cada uno de sus
estudiantes. Es notorio el esfuerzo institucional en los diferentes niveles para
diseñar estrategias de aprendizaje a través de su eje transversal que es la
investigación, las actividades se realizan diariamente en las aulas de clases a
través de la investigación en el aula de manera interdisciplinar, donde diariamente 2 Berger y Luckmann, 1968 3 Summa, 1997
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se desarrollan temáticas de las distintas asignaturas del área de Ciencias
Naturales, las cuales requieren para un mayor aprendizaje, la práctica de estos
temas y la relación o contacto del estudiante con los mismos.
Una de las limitantes que se ha mostrado es la falta de implementos y espacios de
laboratorio que en ocasiones ha limitado el trabajo de muchos estudiantes para
aprehender conocimientos a través de este. Considerando que el lugar donde los
estudiantes asimilan los procesos del hacer ciencia es el laboratorio, caso que se
ve en los estudiantes que no adquieren, ni interiorizan los conceptos científicos
involucrados en el desarrollo experimental, ni avanzan en la construcción de
conocimientos.
Algunas observaciones y los resultados de las pruebas Saber e ICFES dejan ver
que en Colombia y particularmente en esta institución educativa, los esfuerzos por
introducir reformas curriculares, por buscar el fortalecimiento de procesos de
formación continua de los profesores y por desarrollar nuevas políticas que
propenden por la “profesionalización docente” han sido poco eficaces para
alcanzar los propósitos de la enseñanza – aprendizaje de las ciencias.
¿Qué herramientas podemos utilizar para que los estudiantes del Centro
Educativo Mixto de Galapa desarrollen competencias científicas y avancen en la
construcción de conocimientos?
¿De qué manera podemos construir conocimiento científico a través de la
experimentación?
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2. ANTECEDENTES
El profesor Alexis Labarca en su cátedra modelos y talleres de investigación
diseño en el año 2001, 7 módulos destinados a “El método Científico Aplicado a
las Ciencias De La Educación”, logrando que los estudiantes estén en condiciones
de mostrar habilidades y competencias para implementar problemas e hipótesis,
hacer observaciones en la sala de clases, aprovechar los métodos de
investigación en las ciencias de la conducta, conocer cómo realizar encuestas,
muestreos e informes de investigación.
En el año 2004 la Universidad Pedagógica Nacional digitaliza el resultado del a
investigación “Resolución de problemas y enseñanza de las ciencias naturales”
desarrollado por Margie N. Jessup C. que se basa en la resolución de problemas
como campo de investigación y acción y la importancia de esta línea de
investigación para el desarrollo de pensamiento en los estudiantes.
Durante los años 2006 y 2007, en forma articulada el IFDN° 157 y el Espacio de la
Práctica del Profesorado en Ciencias Biológicas de la Facultad de Agronomía de
la UNCPBA, desarrollaron el proyecto titulado “La enseñanza de las ciencias
naturales en E. G. B. 1 y 2: de los modelos mentales a los modelos conceptuales.
Una alternativa didáctica”, trabajo que se enmarcó en la lógica de la investigación
cualitativa y en el paradigma interpretativo – crítico. Se utilizó como técnica la
observación participante y como instrumentos la confección de registros
etnográficos de la tarea en el aula, grillas de observación a partir de categorías
preestablecidas, y protocolo previamente diseñado para registrar los modelos
mentales iniciales y el posible cambio conceptual.
Se ha trabajado con terceros y cuartos años de la Educación Primaria, con primer
año (ex séptimo) de la Educación Secundaria, y también con un octavo año. Sobre
una población de 200 alumnos, la muestra ha sido de 120 alumnos.
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En el año 2007, el doctor Rolando Marquez Lizaso desarrolló el proyecto “El
Método Científico Experimental: Un método por excelencia para la integración de
las Ciencias Naturales” con el cual propuso adecuar este método para la
realización del experimento docente en la Educación Básica Secundaria,
introduciendo así cambios generales en los enfoques sobre el particular a través
de herramientas necesarias para que el experimento docente adquiera un
verdadero carácter científico y a la vez interactúe de forma armónica con todas las
demás vivencias del estudiante, dentro y fuera de la escuela. Logrando así una
participación activa del proceso y que se desarrolle su creatividad e
independencia.
Posteriormente en el año 2008 la Doctora Melina Furman realiza el proyecto
“Ciencias Naturales en la escuela primaria: Colocando las piedras fundamentales
del pensamiento científico”, proyecto socializado en el IV foro latinoamericano de
educación, fundación santillana, utilizando ese deseo natural de conocer el mundo
que todos los chicos traen a la escuela como plataforma sobre la cual construir
herramientas de pensamiento que les permitan comprender cómo funcionan las
cosas y pensar por ellos mismos. Y, también, de que el placer que se obtiene al
comprender mejor el mundo alimente la llamita de su curiosidad y la mantenga
viva. Planteo en este3 escenarios de enseñanza y desarrollo de pensamiento
científico y la manera como se desarrollan las clases de ciencias naturales por
parte de los docentes.
En ese mismo año Francisco Javier Ruiz Ortega de la Universidad de Caldas
ejecutó el trabajo titulado “Modelos didácticos para la enseñanza de las ciencias
naturales basándose en la pregunta ¿Cómo enseñar ciencias significativamente?.
En el documento presenta aspectos teóricos alrededor de algunos modelos
didácticos de la enseñanza de las ciencias, específicamente en la concepción que
dentro de cada modelo se asume de la ciencia, el aprendizaje y la enseñanza.
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Muestra 6 modelos entre los que se incluyen algunos empleados en la realización
de este PIC de ciencias naturales.
En el año 2009, Olga Delorenzi y Cecilila Blando publicaron en la revista Voces de
la educación superio el artículo titulado “Enseñanza y Aprendizaje en Ciencias
Naturales - Construcción de un Modelo Didáctico”. El modelo didáctico que se
presenta en este artículo es el resultado de un proyecto de investigación (La
enseñanza de las ciencias naturales en E. G. B. 1 y 2: de los modelos mentales a
los modelos conceptuales. Una alternativa didáctica.), que tiene como fundamento
teórico para la dimensión estructural los desarrollos de Johnson – Laird, de
Vergnaud, y la noción de cambio conceptual, en términos de reestructuración
cognitiva. Socializan resultados de investigación en la línea de modelos didácticos
para la enseñanza y aprendizaje de las Ciencias Naturales. los Las conclusiones
implican el análisis de la dimensión funcional del modelo, es decir, los
procedimientos de acción en el aula, y los resultados de aprendizaje.
En ese mismo año la Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias en su
volumen 8 publica el artículo “Las actitudes de los alumnos hacia las Ciencias
Naturales, en el marco de las representaciones sociales, y su influencia en el
aprendizaje”, trabajo realizado por Claudia Alejandra Mazzitelli y Miriam Teresita
Aparicio quienes desarrollaron un un estudio realizado con alumnos, con el
propósito de identificar las actitudes asociadas a las representaciones sociales
sobre el Conocimiento, la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias Naturales y
su influencia en el aprendizaje. La muestra fue estratificada teniendo en cuenta el
tipo de escuela a la que asisten (dependencia institucional; nivel económico y
socio-cultural de los alumnos; orientación del polimodal).Los resultados obtenidos
permitieron detectar, desde una perspectiva psico-social, algunos aspectos que
favorecen y otros que dificultan el aprendizaje, lo que muestra la importancia de
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identificar las representaciones sociales y las actitudes asociadas a ellas,
reflexionando sobre el alcance de las mismas.
Durante el año 2010 la asociación para la Enseñanza (ASPAEN) publica el trabajo
desarrollado por la Licenciada Luz Dary Sanchez Velandia titulado “Cómo
Construir Conocimiento Significativo a Través de la Investigación” basándose en la
investigación desde el laboratorio y el aprovechamiento de las mismas y los
niveles de indagación de sus estudiantes desarrollando así laboratorios teniendo
en cuenta las características específicas y llevándolos a las clases aplicando estos
niveles y observando el resultado en cada uno.
Posteriormente, en el mismo año Erika P. Daza Péres y Jairo A. Moreno Cárdenas
realizaron el trabajo “El pensamiento del profesor de ciencias en ejercicio.
Concepciones sobre la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias naturales” el
cual presenta las concepciones sobre la enseñanza y el aprendizaje de las
ciencias naturales desarrolladas por un grupo de docentes en ejercicio y
reflexionamos sobre sus implicaciones en el desarrollo de procesos educativos
que permitan alcanzar las metas de la formación en estas disciplinas.
Durante los años 2011 – 2012 se realizó la Aplicación del Método Científico en el
proceso enseñanza, aprendizaje en el área de la Ciencias en el Liceo Matutino
Gregorio Luperon, cuyo objetivo principal era: Analizar la aplicación del método
científico en el área de la ciencias, en alumnos del nivel medio, a través del
conocimiento de los pasos del método científico y la aplicación de los pasos en el
área de Ciencias Naturales. Con la intención de alcanzar conocimientos y obtener
un motivo valido principalmente en la producción del desarrollo en las Ciencias,
como lo es en experimentos de dar resultados para dirigir bien la razón y buscar la
verdad en las ciencias.
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Poniendo en práctica la aplicación del método científico en el laboratorio, haciendo
uso de las herramientas, partiendo de lo general a lo particular, solo así podemos
obtener conocimientos si hacemos una aplicación del método científico.
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3. JUSTIFICACIÓN
La realidad de nuestra niñez y juventud demanda nuevas respuestas en los
diferentes ámbitos, de esta manera se hace necesario implementar herramientas
que permitan a los estudiantes construir conocimientos a través de el análisis de
esta realidad, partiendo de la utilización de los medios de comunicación,
problemáticas actuales en diferentes aspectos, entre otros. Comprender el medio
y ser capaces de realizar un análisis crítico ante manifestaciones significa saber
observar, diferenciar y clasificar los componentes y las relaciones existentes,
estableciendo juicios autónomos de valor sobre los posibles efectos, es de esta
manera como podemos iniciar el camino de un científico a través de la educación
por procesos de aprendizaje en un entorno científico – tecnológico tomando el
medio como eje en el enfoque de las actividades educativas y en la incidencia de
la escuela en la vida de la comunidad.
Se pretende romper con los programas que presentan los contenidos escolares de
forma excesivamente abstracta, aséptica y descontextualizada y la actividad
escolar como algo alejado y desligado del resto de actividades sociales4
La enseñanza de las Ciencias ha de promover la adquisición de una serie de
procedimientos y habilidades científicas, es clara la importancia que los trabajos
prácticos han de tener en el currículo de las Ciencias en todos los niveles. Una
característica esencial en educación en ciencias debe llevar a las estudiantes a
través del trabajo práctico a brindar la oportunidad para la adquisición de
conocimientos y su comprensión5. En esta misma línea el trabajo práctico debe
ser lo más importante porque se busca mejorar cada día el proceso de enseñanza
y aprendizaje de las ciencias naturales y por consiguiente de las actividades
4 Luis del Carmen, 1993 5 Reíd y Hodson,1987
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experimentales, ya que a través de estas experiencias el estudiante puede
construir su nuevo conocimiento.
A nivel mundial existen progresos teóricos que desde diferentes perspectivas
curriculares, resaltan la importancia del trabajo educativo encaminado hacia el
desarrollo del pensamiento,
La aplicación del Método Científico constituye de forma general un proceso muy
complejo y condicionado por las teorías, modelos y paradigmas de la época, así
como por el propio desarrollo tecnológico y social. Al adecuar este método para la
realización del experimento docente en la Educación Básica Primaria, Secundaria
y Media, se introducen cambios generales en los enfoques sobre el particular,
proporcionando herramientas necesarias de modo que se adquiera un verdadero
carácter científico e interactúe de forma armónica con todas las demás vivencias
del estudiante, dentro y fuera del ámbito escolar.
Es necesario que el educando sea participante activo del proceso, además de
potenciar el desarrollo de la creatividad y la independencia. Al utilizar este método
y aplicarlo en la realización del experimento de forma integrada, se pretende
activar el proceso de enseñanza – aprendizaje de las Ciencias Naturales.
Por otra parte, se hace necesario implementar la “alfabetización científica”, la cual
contribuye a la formación del pensamiento lógico a través de la resolución de
problemas concretos, mejora de la calidad de vida, preparación para la inserción al
mundo científico – tecnológico, promoción del desarrollo intelectual, soporte y
sustrato de aplicación para áreas instrumentales, exploración lógica y sistemática
del ambiente y explicar la realidad ayudando a resolver problemas que tienen que
ver con ella.6
6 UNESCO, 1983
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4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
4.1 Objetivo General
Diseñar un modelo didáctico que promueva el desarrollo de procesos de
pensamiento – acción, competencias científicas y construcción de conocimientos
en los estudiantes de Educación Básica Primaria (4 y 5), Secundaria y Media del
Centro Educativo Mixto de Galapa a través de herramientas experimentales para
el desarrollo de competencias.
4.2 Objetivos Específicos
- Desarrollar estrategias metodológicas que permitan la apropiación de conceptos
científicos básicos, métodos apropiados y otros procesos requeridos en la
actividad científica.
- Implementar el método científico como herramienta de aprendizaje para la
enseñanza de las ciencias naturales.
- Promover la reconstrucción progresiva de conceptos científicos y la apropiación
del lenguaje “duro” de la ciencia y la tecnología que ello implica.
- Reconocer las posibilidades del uso de los medios en las clases.
- Familiarizar a los estudiantes con elementos distintivos de la actividad
investigadora contemporánea.
- Comunicar los trabajos realizados a través de estrategias dadas por el método
científico.
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5. FACTIBILIDAD DE LA INVESTIGACIÓN
pendiente
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6. MARCO DE REFERENCIA.
FUNDAMENTO DIDACTICO PEDAGÓGICO
Los modelos didácticos
Un modelo didáctico supone un conjunto
de aspectos teóricos y metodológicos que
permiten orientar tanto la actuación en el
aula como la investigación, con respecto a
las múltiples variables que determinan el
aprendizaje y la enseñanza. Está
conformado por dos dimensiones. La
dimensión estructural que refiere a
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aspectos descriptivos teóricos sobre el hecho escolar; y la dimensión funcional
que refiere a cómo se pone en práctica y cuáles son los resultados7.
Teniendo en cuenta que un modelo didáctico se asienta sobre desarrollos teóricos,
su utilización y verdad está sujeta a permanentes cambios, modificaciones y
ampliaciones.
En el proyecto de investigación por competencias, se trabaja con tres aportes
teóricos para dar base a la dimensión estructural, conscientes que esos aportes
hacen sólo a algunas de las variables intervinientes en los procesos de enseñanza
y aprendizaje.
En primer lugar, se tomaron los aportes de la Psicología Cognitiva,
específicamente los desarrollos sobre Modelos Mentales de Johnson – Laird
(1983). Para éste, los sujetos razonan en términos de modelos mentales más que
desde una lógica deductiva, y todos los sujetos poseemos modelos mentales
sobre el mundo físico. Estos modelos constituidos por imágenes y proposiciones
están limitados por la experiencia y el conocimiento. Numerosas investigaciones
en el campo de la Física y la Biología corroboran la importancia de estos
desarrollos.
El segundo referente teórico lo constituyeron los aportes de la Teoría de los
Campos Conceptuales de Vergnaud (1990) en especial, las consideraciones con
respecto a cómo se organiza el conocimiento, y cómo se alcanza el aprendizaje de
competencias complejas, particularmente las involucradas en el aprendizaje de las
ciencias.
En tercer lugar, la idea del aprendizaje en términos de cambio conceptual,
entendiendo por ello una definición en sentido amplio, que supone la
7 García y García, 1989
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reestructuración permanente por parte del sujeto cognoscente que relaciona,
amplía y redefine concepciones, en lugar de sustituir acríticamente sus visiones
por las de la ciencia.
La dimensión funcional se organizó a partir de los fundamentos teóricos
descriptos, expresándose en la siguiente secuencia didáctica:
- Identifican los Modelos Mentales que los alumnos poseen sobre los temas
específicos del área de ciencias a través de protocolos que incluyen a
definiciones y conceptos que los alumnos deberán escribir, dibujos para
representar contenidos, análisis de dibujos que explican contenidos.
- Se tabulan los resultados y con ellos se elabora un material didáctico móvil,
con las agrupaciones de los modelos mentales, para ser utilizado en la
segunda secuencia didáctica.
- Se socializan los modelos mentales de los/as alumnos/as y confrontación con
los Campos Conceptuales específicos8.
- Se hace el análisis de qué aspectos de sus modelos coinciden y cuáles no, con
lo que la ciencia expresa sobre ese campo conceptual.
- Se elaboran las conclusiones sobre coincidencias y errores, trabajando
particularmente aspectos que refieren a escribir y leer en ciencias.
- En el caso que se realicen experiencias se parte de los modelos de los/as
alumnos/os para su diseño, de modo que la enseñanza no se reduzca a la
demostración, sino que puedan expresar sus hipótesis y argumentaciones.
- Terminadas las secuencias didácticas y actividades de aprendizaje, se vuelve
a aplicar, el mismo protocolo para identificar si hubo cambio conceptual, esto
8 El campo conceptual se presenta a través de explicaciones, lecturas y situaciones problemáticas,
luego se confrontan con los modelos mentales de los alumnos.
.
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en el sentido de analizar las modificaciones, inclusiones, redefiniciones que
cada alumno/a ha realizado con respecto a sus modelos mentales iniciales.
NIVELES DE INDAGACION
Existe un método relativamente simple y económico para determinar las
posibilidades de aprendizaje, en el cual el método más adecuado es el ideado por
Herrón (1971), en cual se determina el nivel de indagación de las prácticas de
laboratorio, y el de Tamir y Luneta (1978) para identificar las habilidades
requeridas para la realización de un determinado trabajo práctico. Utilizando este
método se encontró que la mayor parte de los ejercicios de laboratorio que figuran
en los libros de textos tenían un nivel de indagación bajo, de la misma manera se
observó que las posibilidades de utilización de una serie de habilidades como la
formulación de preguntas o el diseño del control de un experimento eran nulas; el
método al cual hago referencia consta de cuatro niveles que son:
- Nivel cero: Donde se da la pregunta, el método y la respuesta. El estudiante
debe seguir las instrucciones y obtener los resultados indicados en el texto,
este tipo de práctica de laboratorio también se denomina de verificación y
confirmación.
- Nivel uno: Se da la pregunta y el método, y el estudiante tiene que hallar la
respuesta.
- Nivel dos: Se da la pregunta y el estudiante debe encontrar el método y una
respuesta.
- Nivel tres: Se le indica un fenómeno y tiene que formular una pregunta
adecuada y encontrar un método y una respuesta a la pregunta.
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7. HIPÓTESIS Y SISTEMAS DE VARIABLES (No es obligatorio).
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8. DISEÑO METODOLÓGICO.
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9. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS DEL PROYECTO.
9.1 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES: (Plan de Acción).
9.2 PRESUPUESTO:
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9.3 BIBLIOGRAFÍA:
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9.4 ANEXOS:
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FORMATO DE PLAN DE ACCIÓN RELACIONADO CON LA ESPIRAL DE LA
INVESTIGACIÓN ACCIÓN EDUCATIVA.
PERÍODOS ACADÉMICO 2013.
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ESPIRAL 1
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