Tesis estructura didáctica para las actividades experimentales de las ciencias naturales en el...
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REPÚBLICA DE CUBA INSTITUTO SUPERIOR PEDAGÓGICO “ENRIQUE JOSÉ VARONA” FACULTAD DE CIENCIAS “ESTRUCTURA DIDÁCTICA PARA LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES DE LAS CIENCIAS NATURALES EN EL NIVEL MEDIO”. TESIS PRESENTADA EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE DOCTOR EN CIENCIAS PEDAGÓGICAS. AUTOR. MSc. JOSÉ E. COLADO PERNAS. TUTORES: Dra C. JULIA AÑORGA MORALES. Dra C. MARÍA DEL CARMEN ARMENTEROS ACOSTA. LA HABANA, 2003
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REPÚBLICA DE CUBA
INSTITUTO SUPERIOR PEDAGÓGICO “ENRIQUE JOSÉ VARONA” FACULTAD DE CIENCIAS
“ESTRUCTURA DIDÁCTICA PARA LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES DE LAS CIENCIAS NATURALES
EN EL NIVEL MEDIO”.
TESIS PRESENTADA EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE DOCTOR EN CIENCIAS PEDAGÓGICAS.
AUTOR. MSc. JOSÉ E. COLADO PERNAS.
TUTORES: Dra C. JULIA AÑORGA MORALES. Dra C. MARÍA DEL CARMEN ARMENTEROS ACOSTA.
LA HABANA, 2003
RESUMEN
La tesis está centrada en la renovación de la orientación de las actividades
experimentales de las Ciencias Naturales en el nivel secundario fundamentado en: la
necesidad de redifinir el rol de este nivel en la educación científica, dada su importancia
y por representar una ruptura dentro del sistema educativo; y de incrementar la
investigación sobre el trabajo práctico en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las
Ciencias Naturales en el nivel secundario en el contexto de Cuba.
Dado que el objetivo de la enseñanza moderna de las ciencias no es solamente transmitir
conocimientos sino también -y principalmente- formar una personalidad creadora, se
asume como posición teórica que orienta la investigación las bases pedagógicas y
didácticas de la concepción del aprendizaje desarrollador, así como las ideas del modelo
de aprendizaje de las ciencias como investigación, que sirven de apoyo a la renovación
de la orientación de las actividades experimentales en la educación científica de los
estudiantes para el nivel secundario.
La tesis contiene la fundamentación y diseño de una estructura didáctica para las
actividades experimentales de Ciencias Naturales y su concreción en guías de Física y
Química para el nivel secundario, como una respuesta al modelo de transmisión-
recepción de la escuela tradicional, desvinculado de la vida práctica y de la familiarización
de los estudiantes con aspectos de la actividad investigadora.
La estructura didáctica propuesta permite: a) generar y reforzar la formación del
pensamiento científico de los estudiantes atendiendo a su estructura cognitivo-
instrumental y afectivo-motivacional y con ello su orientación a la comprensión de la
naturaleza de los conocimientos de la ciencia; b) familiarizar al estudiante con la actividad
investigadora con sus métodos de observación y experimentación, mediante la
problematización de la realidad a partir de hechos del entorno cotidiano y/o
experimentales y el análisis cualitativo para su entendimiento; así como c) propiciar una
mejor valoración y actitud hacia el estudio de la asignatura y la ciencia.
La significación práctica de la tesis reside en las posibilidades de aplicación de sus
resultados, tanto en la práctica educativa de 7mo Grado y dentro de las asignaturas de
Física y Química de 8vo Grado y en la formación de los profesores generales integrales.
Í N D I C E
Página INTRODUCCIÓN ............. 1
CAPITULO I: TENDENCIAS ACTUALES EN LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE
DE LAS CIENCIAS NATURALES. ...............
10
1.1 La concepción de la ciencia como referente epistemológico de la Didáctica
de las Ciencias...................................................................................................
1.2 Los modelos de enseñanza-aprendizaje de las ciencias...................................
1.3 Una aproximación al desarrollo de la enseñanza de las Ciencias Naturales
en el nivel secundario en Cuba..........................................................................
10
17
28
CAPITULO II: ESTRUCTURA DIDÁCTICA PARA LAS ACTIVIDADES EXPERI-
MENTALES DE CIENCIAS NATURALES EN EL NIVEL SECUNDARIO.................
36
2.1 Renovación de la concepción de las actividades experimentales.....................
2.2 Diseño de la estructuración didáctica de las Actividades Experimentales para
el nivel secundario.............................................................................................
CAPITULO III: GUÍA DE ACTIVIDADES EXPERIMENTALES PARA LA
ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS NATURALES EN EL NIVEL
SECUNDARIO................................. ................
3.1 Sobre la elaboración de las guías de actividades experimentales....................
3.2 Guías de actividades experimentales para el nivel secundario.........................
3.3 Análisis de los resultados de la constatación empírica.....................................
CONCLUSIONES ..............
RECOMENDACIONES.............................................................................................
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................................
BIBLIOGRAFÍA..........................................................................................................
ANEXOS
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40
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57
62
92
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INTRODUCCIÓN
“De todas partes se eleva un clamor, no bien definido acaso, ni reducido a proposiciones concretas, pero ya alto, importante y unánime; de todas partes se pide urgentemente la educación científica Que la enseñanza científica vaya, como la savia de los árboles, de la raíz al tope de la educación pública”. (Martí, J. 1883)
Con el desarrollo de la humanidad la sociedad ha tomado conciencia de la importancia de la
ciencia y la tecnología y su aporte al desarrollo económico y social de los pueblos dada su
influencia en ámbitos como la salud, los recursos alimentarios, las fuentes energéticas, la
conservación del medio ambiente, el transporte y los medios de comunicación. En
consecuencia ha crecido el papel de la educación ante las transformaciones científico-
tecnológicas de nuestro tiempo, el cual puede ser abordado desde la incorporación del
conocimiento científico-técnico actual al currículo y por medio de la educación científico-
tecnológica en todos los niveles educacionales.
La concepción acerca del tránsito hacia la sociedad del conocimiento convierten las políticas
de promoción de la base científica y tecnológica de un país en tarea prioritaria para su
desarrollo. Para enfrentar los desafíos del desarrollo científico y tecnológico, en particular
para los países latinoamericanos sometidos en las últimas décadas a una situación de crisis
económica, son fundamentales los nexos entre el sistema educativo, el sistema científico-
tecnológico y el sistema productivo.
i.exe
En estas circunstancias, es prioritaria la transformación de los sistemas educativos. La
década de los años 90 del siglo pasado se caracterizó por un crecimiento en la cobertura
educativa y el inicio de procesos de reformas e innovación educativa en todos los países de
la región de América Latina y el Caribe, pero sin armonía con las exigencias de calidad y
equidad.
Desde 1959 en la sociedad cubana se vienen produciendo transformaciones en el campo
educacional que han ido resolviendo parte de las carencias prevalecientes en otros países
de la región. El Plan de Perfeccionamiento Continuo del Sistema Nacional de Educación
focalizado en aspectos curriculares ha incidido en el mejoramiento educacional. “Desde el
curso 1989-1990 se realizaron nuevos cambios curriculares, en el plan de estudio y en los
1
libros de texto, a tenor con las necesidades emergentes y las experiencias acumuladas”.
(García Ramis, L, 1996).
Coincidiendo con varios autores, C. Coll y J.C. Tedesco (1993) y los resultados de las
investigaciones realizadas, tanto por el Instituto Central de Ciencias Pedagógicas (ICCP,
1996) como por el Centro de Estudios Educativos del Instituto Superior Pedagógico “Enrique
José Varona” (CEE, 2001), el reto pendiente en la calidad educativa no se resuelve sólo con
cambios curriculares. En nuestras circunstancias se requiere un cambio educativo como
proceso socio-pedagógico de “transformación gradual e intencional de las concepciones,
actitudes y prácticas de la comunidad educativa escolar, dirigido a promover una educación
desarrolladora en correspondencia con el modelo genérico de la educación cubana y las
condiciones socio-históricas concretas.” (Castellanos y otros, 2001, 11).
En este contexto socio-educativo que se expresa en la Revolución Educacional en que vive
Cuba y en el marco de los esfuerzos realizados en estos últimos años en la búsqueda de
prácticas educativas alternativas dentro de la Didáctica de las Ciencias, se inserta esta tesis
que está orientada a promover un mejoramiento en el aprendizaje investigativo desde las
actividades experimentales, por su importancia en la educación científica de los estudiantes
de nivel secundario, basada en una concepción educativa desarrolladora a partir de un
proceso de construcción del conocimiento en un contexto social y condicionado por factores
afectivos y motivacionales.
“La discusión y reflexión sobre la educación secundaria tiene un interés marcado para todos
los países de la región, que reside no sólo en las disfunciones que varios estudios han
señalado, sino también en la importancia que se le asigna a este nivel educativo en el marco
de los procesos de modernización y desarrollo”. (Macedo B, Katzkowicz R, 2002, 15). Sus
fines y objetivos son: ofrecer una educación proclive al aprendizaje científico y tecnológico,
que permita al individuo estar mejor preparado para comprender y actuar en un mundo
donde cada día adquieren mayor presencia la ciencia y la tecnología.
Numerosos estudios realizados muestran un desbalance manifiesto entre la importancia
creciente de la enseñanza de las ciencias y el bajo nivel de comprensión de los
2
conocimientos científicos por los estudiantes. Las razones fundamentales de esta poca
comprensión en el nivel secundario se sitúan entre otras en:1
• Alto nivel de abstracción. La mayoría de los conceptos científicos “aprendidos” se refieren
a cadenas verbales que no permiten explicar fenómenos de la realidad cotidiana y/o
científica.
• En numerosas ocasiones la ciencia ofrece teorías cuyas predicciones se oponen a la
experiencia cotidiana, sin poder explicar las mismas.
• Errores conceptuales de los estudiantes en el dominio de los conocimientos científicos
en diferentes niveles de enseñanza.
• Trabajos prácticos de laboratorio como simple ilustración de aspectos teóricos y
manipulaciones con recetas muy pormenorizadas.
• Repetición de soluciones explicadas como ejercicios de aplicación de teorías, en lugar de
la resolución de problemas.
• No comprensión durante mucho tiempo de la existencia de preconcepciones en los
estudiantes, fruto de las experiencias cotidianas individuales e incluso de estudios
anteriores.
• Tendencia a incluir en el nivel secundario, los mismos currículos de cursos superiores.
• Falta de motivación en los estudiantes hacia el estudio de las ciencias.
• Poca relación entre el contenido del aprendizaje y las necesidades reales de los
estudiantes.
• Pobre vínculo entre los conocimientos que se aprenden y su condicionamiento e impacto
social.
• Contenidos carentes de significación y relevancia social que no aportan los
conocimientos para afrontar los requerimientos de la vida actual y perspectiva.
• Contenidos dispersos y atomizados, por yuxtaposición de asignaturas.
• Reduccionismo conceptual de los currículos.
• Divorcio entre el conocimiento y la vida cotidiana.
• Predominio de una enseñanza tradicional.
• Insuficiencias de las habilidades intelectuales en la enseñanza de las Ciencias Naturales.
1 UNESCO/OREALC 1997; Hodson D. (1994); Paya J. (1999); Gil D. (1991); Moreira (1994); Rojas C. (1985); Valdés Castro, P (1996) ; Zilberteins J. (1997 y 2000); Silvestre M. (1999); ente otros.
3
• Pocos espacios de autorreflexión del proceso de pensamiento y procedimientos para el
aprendizaje.
• Predominio de la actividad teórica por encima de la práctica.
• Dificultades para aplicar los conocimientos a nuevas situaciones.
Las cuestiones señaladas constituyen elementos de reflexión y orientación si queremos
proporcionar una formación científica a los futuros profesionales y una educación científica a
la población en general. Por ello, la tesis trata de buscar solución al siguiente PROBLEMA CIENTÍFICO: NO CORRESPONDENCIA ENTRE EL BAJO NIVEL DE COMPRENSIÓN DE LOS CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS DE LOS ESTUDIANTES EN EL PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS NATURALES ANTE LAS EXIGENCIAS E IMPORTANCIA CRECIENTE DE LA EDUCACIÓN CIENTÍFICA EN EL NIVEL SECUNDARIO.
Diversas instituciones están desplegando programas a nivel mundial, regional y nacional
para fomentar lo que ha dado en llamarse la alfabetización en ciencia y tecnología, para
mejorar la enseñanza de las ciencias, mediante la renovación de los currículos y la práctica
educativa, dirigidos tanto a los escolares como a la formación de profesores. Entre ellas se
destaca la UNESCO y la Organización de Estados Iberoamericanos para la Educación, la
Ciencia y la Cultura (OEI), y esta última con su Programa IBERCIMA dedicado a la etapa
educativa comprendida entre los 11 y 14 años de edad. En Cuba a partir del diagnóstico del
ICCP (90-91) y la caracterización del proceso de enseñanza-aprendizaje del CEE del
ISPJEV (2000) que identificó al nivel medio como el eslabón más débil del sistema
educacional cubano y el predominio de la concepción reproductivo-pasiva de la enseñanza y
el carácter tendencial del aprendizaje activo, el Ministerio de Educación, junto a sus
instituciones educativas e investigativas, elaboraron un proyecto de cambio educativo, así
como un “modelo actuante de la escuela secundaria básica” en proceso de implementación
en la actualidad.
La tesis está centrada en la renovación de la orientación de las actividades experimentales
de las Ciencias Naturales en el nivel secundario fundamentado en varias consideraciones:
Refiriéndose al nivel secundario por representar una ruptura dentro del sistema educativo se
plantea por la UNESCO: “Desde la visión de una educación para todos, se plantea redefinir
4
el rol de dicho tramo, su estructura, la propuesta de nuevos contenidos que permitirían a los
alumnos desarrollar capacidades y habilidades para afrontar los nuevos escenarios
económicos, sociales y políticos, los cambios metodológicos de las nuevas formas de
aprender y usar el conocimiento, la redefinición del perfil docente y su formación, y el nuevo
rol que deben asumir las instituciones educativas”. (UNESCO/OREALC, 2002).
El trabajo práctico en la enseñanza y aprendizaje de las Ciencias Naturales “precisa mucha y
mejor investigación sobre el tema, que es considerado crucial por todos los que estamos
envueltos de una forma u otra en transmitir a las nuevas generaciones la herencia cultural
que denominamos ciencias”. (Barberá O; Valdés P., 1996).
Una revisión de los artículos publicados (289) durante los diez primeros años de la existencia
de la Revista Enseñanza de las Ciencias como indicador del avance de las investigaciones y
prácticas educativas en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias, reflejan la
poca representatividad de las investigaciones de las Actividades Experimentales en la
Didáctica de las Ciencias en general y sobre la física y la química en particular. A manera de
ilustración los artículos sobre la Física (25%); sobre Química (10%); sobre el tema de
prácticas de laboratorio (2%), sobre materiales y métodos en prácticas de laboratorio (11%).
(Moreira, 1994, p151-153).
Este hecho también se evidencia en Cuba, donde las tesis doctorales sobre la temática más
referenciadas son: C. Rojas (1985) sobre las prácticas de laboratorio en Química; H. Rionda
(1996) sobre la técnica semimicro en las actividades experimentales de la Química; J.
Zilbernteins (1996) sobre la enseñanza de las Ciencias Naturales en el nivel primario; R.
Valdés Castro (1996) sobre la utilización de las computadoras en la enseñanza de la Física
ordenador en la enseñanza de la Física; N. Valcárcel (1998) sobre la interdisciplinariedad en
la superación de los profesores de Secundaria Básica.
A partir de lo expuesto, así como de las investigaciones y experiencias docentes acumuladas
por el autor de la tesis por más de 20 años en la enseñanza de las actividades
experimentales de Física en el nivel secundario, es que se propone una renovación de las
actividades experimentales para el nivel secundario de manera que favorezca la
comprensión de la naturaleza de los conocimientos científicos y que sean capaces de
reforzar el interés y motivación de los estudiantes hacia la asignatura y la ciencia.
5
El esclarecimiento del problema nos permite definir como OBJETO DE INVESTIGACIÓN el
proceso de enseñanza-aprendizaje en la educación científica de los estudiantes y delimitar el
CAMPO DE ACCIÓN a las actividades experimentales y los métodos de las Ciencias
Naturales en el nivel secundario.
Por ello, el OBJETIVO planteado en la investigación es: DISEÑAR UNA ESTRUCTURA DIDÁCTICA PARA LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES DE CIENCIAS NATURALES QUE MEJORE LA COMPRENSION DE LOS CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS Y EL INTERES POR SU ESTUDIO EN LOS ESTUDIANTES DE NIVEL SECUNDARIO.
La búsqueda de una solución alternativa al problema y objetivos planteados ha exigido la
consulta y revisión crítica de los modelos de aprendizaje propuestos en la investigación
educativa de las Ciencias centrada en sus diferentes enfoques: aprendizaje por
descubrimiento, transmisión/recepción significativa, cambio conceptual , el aprendizaje como
investigación dirigida, así como las concepciones pedagógicas histórico-culturales y de
aprendizaje desarrollador enriquecidos por las investigaciones y práctica educativa cubana.
Dado que el objetivo de la enseñanza moderna de las ciencias no es solamente transmitir
conocimientos sino también -y principalmente- formar una personalidad creadora, se asume
como posición teórica que orienta la investigación las bases pedagógicas y didácticas de la
concepción del aprendizaje desarrollador, así como las ideas del modelo de aprendizaje de
las ciencias como investigación que sirven de apoyo a la renovación de la orientación de las
actividades experimentales en la educación científica de los estudiantes para el nivel
secundario.
Fueron de gran valor para el tema los trabajos realizados en Cuba, por M. Silvestre sobre el
aprendizaje, educación y desarrollo (1985-1997), J. Zilberteins sobre el desarrollo intelectual
en las Ciencias Naturales (1994-1997); C. Rojas y G. Achiong (1985-90) acerca del
experimento físico y su papel en la función desarrolladora de la enseñanza; H. Rionda sobre
técnicas en las actividades experimentales en el nivel secundario (1996-99). Resultaron
decisivos los aportes de las investigaciones realizadas desde inicios de 1990 por el Grupo
del ISPEJV dirigido por P. Valdés Castro sobre la didáctica de la Física en el nivel
secundario.
6
La intención de involucrar a los estudiantes del nivel secundario en actividades capaces de
favorecer el conocimiento de la realidad a través de actividades experimentales diseñadas
de forma problematizadora y contextualizada, teniendo en cuenta el nivel de desarrollo
intelectual y motivacional de los mismos, así como su orientación investigadora determinó la
IDEA A DEFENDER de la tesis, consistente en:
UNA ESTRUCTURA DIDÁCTICA DE LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES BASADA EN EL TRATAMIENTO DE SITUACIONES PROBLEMÁTICAS DEL ENTORNO COTIDIANO Y LA SISTEMATIZACIÓN DE LA OBSERVACIÓN Y EL EXPERIMENTO PERMITEN MEJORAR LA COMPRENSIÓN DE LOS CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS Y EL INTERÉS HACIA EL ESTUDIO DE LAS CIENCIAS NATURALES EN EL NIVEL SECUNDARIO.
Las TAREAS DE LA INVESTIGACIÓN planteadas fueron:
1. Revisión bibliográfica acerca de las tendencias actuales de la enseñanza de las ciencias
y los resultados de las investigaciones en Didáctica de las Ciencias.
2. Estudio de documentos, programas, textos y materiales sobre la enseñanza de las
Ciencias Naturales en el nivel secundario en Cuba.
3. Determinación de las bases teóricas y metodológicas para la renovación de las
actividades experimentales.
4. Modelación de la estructura didáctica de las actividades experimentales para el nivel
secundario.
5. Elaboración de guías de actividades experimentales de Física y Química para nivel
secundario.
6. Análisis de los resultados del diagnóstico preliminar de la propuesta en varias escuelas
como parte del proceso de revisión y ajuste gradual de la misma.
Los MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN utilizados fueron:
De NIVEL TEÓRICO, el histórico-lógico para el estudio de las fuentes epistemológicas,
gnoseológicas y psicopedagógicas de los modelos de aprendizaje de las Ciencias y de las
actividades experimentales, así como de las tendencias en el desarrollo de la Didáctica de
7
las Ciencias; la modelación y el método sistémico en el diseño de la estructura didáctica. Los
procedimientos de análisis-síntesis y generalización teórica para la interpretación y arribar a
conclusiones parciales y generales.
De NIVEL EMPÍRICO a través de la constatación empírica de las guías de actividades
experimentales, utilizando encuestas, pruebas pedagógicas, la técnica de. V. I. Iadov y el
test del Cuarto Excluido. El análisis documental.
De NIVEL ESTADÍSTICO: Se utilizaron métodos de estadística descriptiva en el
procesamiento de la información obtenida en las diferentes intervenciones en la práctica.
Métodos de estadística no paramétrica con la aplicación de la prueba de los rangos con
signo de Wilcoxon, prueba de Kolmogorov-Smirnov y prueba de razones o proporciones.
La NOVEDAD CIENTÍFICA de la tesis presentada está orientada a la transformación de la
práctica educativa, con una propuesta concreta y realizable de renovación de la concepción de las actividades experimentales como aplicación enriquecedora de la estrategia innovadora del proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias en su carácter tridimensional: conceptual, procedimental y actitudinal, en cuanto al tratamiento de las situaciones problemáticas y la sistematización de la observación y experimento en el nivel secundario.
Su APORTE TEÓRICO reside en la identificaron de las relaciones entre lo empírico y lo
teórico y el aprendizaje e investigación en las actividades experimentales de Ciencias
Naturales para un determinado nivel de educación, expresadas a través de una estructura
didáctica.
Los resultados obtenidos tienen una SIGNIFICACIÓN PRÁCTICA inmediata a través de:
• Diseño de un conjunto de actividades experimentales de Física y Química para
estudiantes del nivel secundario que pueden ser introducidas como parte de los
programas vigentes, y que tienen su pertinencia dentro de la actual formación integral de
los profesores de nivel medio.
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• Adecuación del Test del Cuarto Excluido a contenidos de la Física y Química de 8vo
grado, que puede ser utilizado como instrumento de diagnóstico y/o evaluación en el
proceso de enseñanza-aprendizaje para este nivel de enseñanza.
• Propuesta de introducción de materiales de bajo costo para las actividades
experimentales, que permiten superar las limitaciones económicas actuales en el país en
cuanto a aseguramiento material y la generalización de las mismas como una de las
formas de enseñanza de las Ciencias Naturales en el nivel secundario.
En correspondencia con el diseño de la investigación, en el primer capítulo se exponen y
analizan algunas de las tendencias del proceso de enseñanza-aprendizaje de las Ciencias
Naturales a partir del desarrollo de las investigaciones y prácticas educativas de la Didáctica
de las Ciencias, de sus modelos de aprendizaje, resaltando sus experiencias fructíferas y
limitaciones válidas, sobre todo para las actividades experimentales en el nivel secundario;
todo lo cual constituye el sustento pedagógico y didáctico de la tesis.
El capítulo II esboza una renovación de las actividades experimentales orientadas hacia un
aprendizaje investigativo, precisando sus objetivos, una propuesta y fundamentación
conceptual de su estructura didáctica para el nivel secundario.
El capitulo III contiene las guías actividades experimentales de Física y Química para el nivel
secundario como una vía de concreción de la estructura didáctica y contribución en la
elaboración de alternativas metodológicas que introducen gradualmente las estrategias de
aprendizaje de las ciencias como investigación en este nivel educacional.
9
CAPITULO I
TENDENCIAS ACTUALES EN LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS NATURALES.
Desde hace unas décadas se ha logrado una opinión compartida acerca de la educación
como una inversión estratégica para garantizar el desarrollo de un país, lo cual adquiere
mayor prioridad en las condiciones en que el potencial humano se considera factor clave del
mismo. Así, la alfabetización científica al igual que la alfabetización básica iniciada en el siglo
pasado, se ha convertido en una urgencia, lo que la hace aparecer como una de las ocho
áreas estratégicas para la investigación científica y reconocida como condición indispensable
para el desarrollo. (UNESCO, 1994; National Research Council, 1996; UNESCO-ISCU,
1999).
Por ello, en este capítulo pretendemos esbozar algunas de las tendencias de la enseñanza-
aprendizaje de las ciencias a partir de:
• la necesidad apremiante de una cultura científica y tecnológica en la población y un
cambio de su propia concepción, dada su importancia para el desarrollo social.
• el despliegue de la educación científica en el nivel secundario en la base de diferentes
modelos de aprendizaje de las ciencias.
1.1 La concepción de la ciencia como referente epistemológico de la Didáctica de las Ciencias.
La educación y muy concretamente la alfabetización científico-tecnológica ha de favorecer a
los análisis globalizadores y preparar a los futuros ciudadanos para la toma fundamentada y
responsable de las decisiones. “Educar acerca de estos temas y los principios científicos y
tecnológicos que subyacen en los mismos, es vital para el futuro de nuestra sociedad.
Ayudar, por tanto, a comprender y a pensar las implicaciones de la naturaleza social y
cultural de la ciencia y la tecnología es algo esencial para la educación de este siglo y el
venidero”. (Ursua, 1998, 20).
El problema de la relación entre Ciencia, Tecnología y Sociedad no es nuevo, pero las
formas particularmente contradictorias que ha alcanzado en las diversas esferas de la vida
10
social y en los diferentes regímenes sociales, desde la postguerra hasta hoy, han generado
disímiles reacciones sociales, políticas, económicas, ambientales, académicas y éticas en
todas las regiones del mundo.
Son varios los factores que subyacen al aumento de la sensibilidad social y a la exigencia de
respuestas. En el enfoque integral de los estudios sociales de la ciencia y la tecnología
concurren un gran número de disciplinas que proporcionan significativos aportes para
determinar los presupuestos teóricos de una nueva visión de ese complejo y multifacético
fenómeno social que, como forma de actividad humana, responde al nombre de
tecnociencia.
A pesar del profundo contenido social de la política y práctica científico-tecnológica de la
Revolución Cubana existen limitaciones conceptuales enraizadas en el pensamiento y la
acción de nuestros profesionales, como reflejo de la concepción tradicional o heredada de la
ciencia y la tecnología. De ahí, surge una interrogante actual y polémica ¿es adecuada la
visión que sobre ciencia y tecnología sustentan los profesionales, investigadores y sobre
todo profesores ante los retos que plantea el desarrollo en los inicios del tercer milenio?
Estrategias utilizadas con numerosos grupos de profesores en formación y en activo del nivel
medio de educación (Valdés Castro, y otros, 2002) han puesto en evidencia las
deformaciones acerca de la naturaleza de la ciencia, las cuales son trasmitidas por acción u
omisión en la enseñanza de las ciencias. Entre ellas la visión descontextualizada,
socialmente neutra de la ciencia que ignora las relaciones Ciencia, Tecnología y Sociedad.
(CTS); la concepción individualista y elitista que ignora el papel del trabajo colectivo, de los
intercambios de equipos; una visión acabada y dogmática de la ciencia que no hace
referencia a los problemas que están en el origen de la construcción de los conocimientos
científicos.
De ahí, es posible aseverar que la concepción tradicional de la ciencia no ha sido sustituida
todavía por la nueva visión que se inició con la revolución kuhniana desde la década de los
años 60, pues las bases conceptuales que sostienen sus diferentes enfoques están todavía
profundamente arraigadas. Ello constituye un obstáculo fundamental en los intentos de
renovación de la enseñanza-aprendizaje de las ciencias y condiciona la necesidad de
11
esclarecer, en opinión del autor, un momento relevante: el enfoque Ciencia-Tecnología-
Sociedad (CTS) y la nueva imagen de la ciencia y la tecnología que ella implica.
“La actual influencia de la ciencia y sus resultados sobre el conjunto de la sociedad, su
acelerada interacción recíproca con la tecnología y el cambiante carácter de las demandas
de la sociedad sobre una y otra, imponen a los científicos reflexionar sobre sus
interconexiones con el medio socio-económico circundante. La imposibilidad de sustraerse
de tal reflexión viene dictada tanto por consideraciones éticas como por circunstancias
apremiantes de orden económico y geopolítico... A primera vista, no se trata sino de una
intensificación multiplicada del progreso científico y tecnológico que de manera global ha
conducido, especialmente en los últimos 150 años, a una mejor comprensión de los
fenómenos naturales, así como a un notable alivio de las condiciones de vida y de trabajo del
hombre... Lo que sucede hoy, a todas luces, es que la magnitud y la velocidad del
crecimiento de los conocimientos, del impacto de sus aplicaciones y la repercusión de sus
efectos es tal, que implica una situación cualitativamente nueva”. (Clark I., 1998, 6)
A este contexto se suma la crisis teórica de la visión de la ciencia de raíz positivista que
ignora o subestima el papel de los factores sociales en el desarrollo científico-técnico. El
paradigma lógico-positivista que proyecta una imagen formalista y abstracta de la ciencia
recibió a mediados del pasado siglo una crítica severa con la obra de T.S. Kuhn “La
estructura de las revoluciones científicas” (1971), poniendo en evidencia la necesidad de
desarrollar una imagen social de la ciencia.
Resulta así, que el impulso de los estudios CTS, a partir de los años 60, ha devenido en
respuesta a los desafíos sociales e intelectuales apuntados y su misión central ha sido:
exponer una interpretación de la ciencia y la tecnología como procesos sociales, es decir,
como complejas empresas en las que los valores culturales, políticos y económicos ayudan a
configurar el proceso que, a su vez, incide sobre dichos valores y sobre la sociedad que los
mantiene. Es decir, es un intento de entender el fenómeno de ciencia y tecnología en sus
condicionantes y en sus consecuencias sociales y ambientales, de poner el énfasis en la
ciencia y la tecnología como producto social que implica valores y alberga intereses, en los
que subyace la conflictividad, por lo cual ha devenido en una agenda de investigación
académica, de política pública y de educación. Por movimiento CTS se comprende todos aquellos esfuerzos teóricos y prácticos que desde la década de los años 60 del
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pasado siglo se vienen realizando en diversas regiones del mundo para el estudio interdisciplinario de las relaciones entre Ciencia, Tecnología y Sociedad. A pesar de la diversidad de programas filosóficos, sociológicos e históricos que conforman
los estudios CTS y que se encuentran en una etapa de conceptualización y estructuración de
sus presupuestos teóricos fundamentales, existe consenso en cuanto a :
• el rechazo a la ciencia como actividad pura enfatizando la dimensión social de la misma;
• la crítica a la concepción intelectualista de la ciencia y a la concepción de la tecnología
como ciencia aplicada;
• la condena a la neutralidad científica y tecnológica y con ello a la tecnocracia. Desde el surgimiento de los Estudios CTS uno de sus campos de investigación académica y
activismo social ha sido la educación. La educación en CTS, como campo de conocimientos
integrados que analiza la interacción de la ciencia, la tecnología y la sociedad como
conceptos y/o constituciones que afectan a nuestras propias vidas, tanto ahora como en el
futuro, es resultado del esfuerzo educativo y de investigación que enfatiza en el estudio, el
pensamiento y la toma de decisiones que conducen a un producto y a la acción social
responsable.
De acuerdo a los estudios CTS es necesario promover una nueva imagen de la ciencia y la
tecnología donde no se oculte su dimensión social, sus historias de controversia, una imagen
más humana y más realista ante la presión de un cambio tecnológico cada vez más
vertiginoso. Las culturas humanística y científico-técnica no pueden seguir aisladas, los
humanistas y los ciudadanos deben participar en la transformación tecnológica de sus vidas
y los ingenieros y científicos deben comprender el carácter ético de su actividad profesional
por el contexto social en que se desarrolla.
El significado práctico de los programas educativos CTS es promover una renovación de las
estructuras y los contenidos desde una nueva concepción de la ciencia, de una imagen
social de la ciencia y la tecnología, así como cambios metodológicos y actitudinales por parte
de los grupos sociales involucrados en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Aunque
apropiados para todos los niveles educativos, el mayor desarrollo se ha producido en la
educación superior y en la enseñanza media.
13
Se distinguen tres modalidades principales de CTS en la enseñanza de las ciencias y las
humanidades: a) CTS como añadido de materias (injertos CTS), con la complementación de
los cursos tradicionales de enseñanza de las ciencias particulares con contenidos CTS; b) La
ciencia y la tecnología vista a través de CTS o la ciencia y la tecnología con orientación CTS.
Significa reestructurar los contenidos científicos según las coordenadas CTS, a través de
disciplinas aisladas o cursos pluridisciplinares; c) CTS como añadido curricular: consiste en
completar el currículo tradicional con una materia de CTS pura, incluyendo como
subordinado al contenido científico para enriquecer la explicación (López Cerezo, 1997, 61).
La educación en CTS en el enfoque latinoamericano, surgido sobre todo en la Educación
Superior a fines de los años 80 y principios de los 90 del siglo pasado, sigue la lógica central
que se expresa en la relación ciencia-tecnología-desarrollo, fundamentado en una valoración
esencial de la ciencia y la tecnología a partir del desarrollo en las condiciones económicas,
históricas y culturales de nuestro contexto (Núñez J., 1999). Este enfoque CTS muestra la
importancia que ha adquirido la pertinencia social, es decir, la consideración de los
sociólogos y políticos en torno a que el análisis de la sociedad, sus necesidades y
características son fuentes de información principal en las intenciones educativas, sobre todo
en la determinación de los objetivos, selección de contenidos y de enfoques metodológicos,
aportando conocimientos, habilidades y valores, que permiten convertir a los estudiantes en
miembros activos y responsables ante la sociedad y ejercen su incidencia en la motivación
para el aprendizaje científico, hace más significativo el aprendizaje al evitar las rupturas entre
el mundo real y académico.
Enfatizar en el significado social y dentro de ellos el ambiental, de los conocimientos
científicos, ayuda a los estudiantes a ser críticamente conscientes de la naturaleza de la
ciencia y la tecnología como actividad socio-cultural que puede beneficiar a la sociedad en
su conjunto; desarrolla capacidades y actitudes críticas de resolución de problemas que
sirven para la acción individual y social responsable, actual y futura, convirtiéndose así en
una vía que sirve al desarrollo integral de los estudiantes.
Una breve y limitada ilustración de lo expuesto se realiza desde la propia definición general
de la ciencia. Ante la pregunta ¿Qué es la ciencia?, se responde en los siguientes términos:
14
“La ciencia es una forma de la conciencia social; constituye un sistema históricamente
formado, de conocimientos ordenados cuya veracidad se comprueba y se puntualiza
constantemente en el curso de la práctica social. La fuerza del conocimiento científico radica
en el carácter general, universal, necesario y objetivo de su veracidad” (Rosental, M. y Iudin,
P., 1981, 43). Esta definición centrada en el aspecto lógico-gnoseológico de la ciencia no la
define como lo que en la realidad es: un proceso y un resultado.
Uno de los fundadores de los estudios sociales de la ciencia John D. Bernal prefirió dar otro
tratamiento a la cuestión. “La ciencia más que la reunión de los hechos y las teorías
conocidas consiste en el descubrimiento de nuevos hechos, leyes y teorías, en su crítica y, a
menudo, en su destrucción al igual que en su construcción. No obstante, el edificio entero de
la ciencia jamás se detiene en su crecimiento”. Definió la ciencia como concepto de amplia
variación en el tiempo, conexión y categoría con multiplicidad de aspectos, con un número
de significados diferentes de acuerdo al contexto en que se utilice y la condicionalidad
histórica. La ciencia puede ser considerada: (Bernal, J, 1969, 56).
• Como una tradición acumulativa de conocimientos.
• Como método.
• Como un factor principal en el mantenimiento y desarrollo de la producción.
• Como una institución.
• Como una de las influencias más poderosas que dan forma a las creencias y actitudes
respecto al universo y al hombre.
Se coincide, al igual que otros muchos autores, con el enfoque de J. Bernal que expresa en
su definición de ciencia una mezcla de teoría y práctica y al mismo tiempo una institución con
sus propias formas ocupacionales y estructuras organizativas, una actividad con su propia
metodología, medios de comunicación y criterios de éxito, un proceso teórico de producción
de conocimientos y una parte del proceso general de desarrollo social con importantes
vínculos con la sociedad en su conjunto, influido por sus prioridades y sus valores. Se trata
de un enfoque amplio donde lo principal es estudiar su historia y contexto social, con lo cual
se abre paso a la dimensión social de la ciencia.
Este enfoque social sobre la ciencia conduce a una transformación en la propia
comprensión de la ciencia en cuanto a:
15
• La ciencia como forma especial de actividad.
• El propio conocimiento científico.
• La ciencia como cultura producto de la profesionalización e institucionalización de la
actividad científica.
• El compromiso social de la ciencia.
La ciencia, como toda actividad, supone las relaciones sujeto–sujeto, pero no el sujeto como
individuo aislado ni hombre abstracto. Se distingue esta relación por la naturaleza social del
proceso científico, por haber una concurrencia en tiempo y espacio de los sujetos y de los
medios, que interactúan en un proceso de trabajo, organizado y dirigido, orientado por los
objetivos acordados de manera conjunta en busca de los resultados. La ciencia es, ante
todo, la producción, difusión y aplicación de conocimientos, surgidos dentro del sistema total
de actividades sociales, desarrollada por hombres que contraen relaciones sociales
objetivamente condicionadas, que se forman sobre la base de las interacciones mutuas, que
adquieren con el tiempo un carácter relativamente estable (Núñez J, 1999, 23).
Al mismo tiempo entender la ciencia en el marco de la relación objeto–sujeto supone la
búsqueda de la verdad con rigor y objetividad, pero ajena a la posición cientificista,
internalista e idealista. La ciencia debe entenderse como un cuerpo de conocimientos
acumulativos, de carácter continuo y discontinuo, en constante proceso de construcción y
revisión, generados al tratar de resolver problemas, en el propio enunciado y constatación
de hipótesis y fruto de equipos de investigadores colectivos que siguen o no las líneas
establecidas por la comunidad científica.
En resumen, la concepción del conocimiento científico como un conjunto de verdades
definitivas, acabadas, cerradas, ha perdido su vigencia aunque se siga considerando como
tal en la práctica educativa. “La concepción de la ciencia como proceso en construcción,
cambiante en el marco de las teorías, dando importancia al planteamiento de problemas y a
la emisión de conjeturas, supone un cambio trascendental en el proceso de enseñanza-
aprendizaje que se sigue actualmente (Niega, J.; Cañas A., 1997, 73).
Por tanto, las características de la concepción de la ciencia para la educación científica de
los estudiantes en los momentos actuales, basado en su evolución epistemológica o
filosófica, se resumen a continuación:
16
• Un cuerpo de conocimientos que se desarrollan en el marco de unas teorías y de la propia
práctica social que dirige la investigación de los científicos.
• Unas teorías en perpetua revisión y reconstrucción, con momentos de evolución y
revolución en su desarrollo.
• Una forma de resolver problemas que concede importancia a la emisión de hipótesis y su
constatación.
• Una tarea colectiva que sigue líneas diversas de trabajos aceptados por la comunidad
científica.
• Una actividad impregnada por el momento histórico en que se desarrolla y por sus
valores.
• Una actividad sujeta a intereses sociales y particulares, objetivos y no neutros al mismo
tiempo.
La educación científica no puede apoyarse en imágenes caducas de la ciencia y la
tecnología, por lo que los estudios CTS, desde su perspectiva investigativa y educativa,
constituyen uno de los puntos de partida para la renovación de la educación científica de los
estudiantes, en cuanto a los conocimientos, lo metodológico y lo actitudinal. El autor de la
tesis considera que la educación científica de los estudiantes desde el nivel secundario debe
orientarse a introducir la nueva concepción de la ciencia y la tecnología, desde la posición
del injerto o la orientación CTS. Ello requiere la reestructuración del contenido curricular junto
con la reorientación metodológica y la preparación de los profesores.
1.2 Los modelos de enseñanza-aprendizaje de las ciencias.
Durante varias décadas de esfuerzos innovadores manifiestos en el desarrollo de la
Didáctica de las Ciencias a nivel mundial no se ha producido una renovación efectiva de la
enseñanza-aprendizaje de las ciencias, sobre todo debido a las dificultades originadas o no
resueltas por el modelo de enseñanza-aprendizaje de transmisión recepción que sustenta la
enseñanza tradicional aún vigente en la práctica educativa.
Los estudios realizados por Laurence Viennot (1976) cuestionaban la efectividad de la
enseñanza de las ciencias en estudiantes y profesores de distintos países y niveles,
manifiesto en: no comprensión del significado de los conceptos científicos más básicos y
reiteradamente enseñados, la persistencia de ideas o errores conceptuales, no saber
17
resolver problemas, una imagen no correcta del trabajo científico, entre otras. Ello explica la
emergencia de diferentes modelos de enseñanza-aprendizaje de las ciencias.
La absolutización de los contenidos conceptuales o los métodos de la ciencia ha originado
modelos de enseñanza-aprendizaje de las ciencias, con un gran sesgo reduccionista,
conceptual o experimentalista. Se hará un breve comentario de las ideas centrales del
aprendizaje por descubrimiento, a pesar de los abundantes estudios en torno al fracaso de
este paradigma, dado su predominio dentro de los intentos de renovación de la enseñanza
de las ciencias por más de 30 años y por su relación con las actividades experimentales,
objeto de estudio de esta tesis.
El aprendizaje por descubrimiento constituye una de las tendencias pedagógicas más
extendida en las últimas décadas del pasado siglo (años 60 y 70) en el mundo anglosajón,
reflejada en Cuba en la enseñanza de las ciencias eminentemente experimental como vía
para romper con la enseñanza libresca. La idea predominante es buscar en la metodología
científica y más concretamente en la realización de trabajos prácticos la solución a las
dificultades y actitudes negativas en el aprendizaje de las ciencias.
Sus antecedentes históricos se hallan en el movimiento de educación progresista de fines
del siglo XIX y principios del XX, con diversas manifestaciones como expresión de la
insatisfacción ante el formalismo de gran parte del contenido educativo, los métodos de
enseñanza análogos al catecismo, la no correlación del currículo con la experiencia
cotidiana, con el mundo físico y el ambiente social, entre otros.
De este movimiento inicial se desgajaron dos tendencias educativas: (extraídas de D.
Ausubel, J. Novak y otros, 1983, “Psicología educativa: un punto de vista cognoscitivo” con
algunos comentarios propios del autor de la tesis).
• “El aprendizaje inductivo e incidental con un hincapié exagerado en la experiencia directa,
inmediata y concreta y en los intereses espontáneos. Propuestas basadas en la ingenua
premisa de que la solución autónoma de problemas ocurre necesariamente con
fundamento en el razonamiento inductivo a partir de datos empíricos”. Es decir, se
trasmite la visión de la ciencia como método científico caracterizado por el rigor y
18
objetividad, olvidando el papel del pensamiento divergente y el carácter social de la
actividad científica. Una orientación eminentemente inductivista.
• “La enseñanza centrada en el alumno con insistencia en la autonomía y el descubrimiento
autónomo", opuesta a la guía o dirección en el aprendizaje y, particularmente a la
comunicación de ideas y generalizaciones por parte de los maestros.
Tanto en una como en otra se establecieron como prerrequisitos para la comprensión y el
descubrimiento significativo: la resolución de problemas, el trabajo de laboratorio y el
método científico. De ahí, la relación que guarda con la temática que se aborda en la tesis.
El aprendizaje por descubrimiento es criticado por su inductivismo extremo, la
sobrevaloración del método frente al sistema conceptual, por el carácter completamente
autónomo del proceso de aprendizaje y por la exageración o ingenuidad en cuanto a las
posibilidades de hacer ciencia en el medio escolar.
A pesar de las críticas realizadas a este modelo no podemos subvalorar sus aportes y
experiencias positivas en el mejoramiento del aprendizaje, debido a factores cognoscitivos y
motivacionales relacionados a la validez de la experiencia concreta en la asimilación de los
conocimientos científicos, la especificidad y efectividad de los métodos científicos en el
proceso de enseñanza-aprendizaje y el reconocimiento de que el proceso de conocimiento
exige que el mundo sea filtrado por el aparato sensorial y la estructura cognoscitiva de cada
estudiante.
El aprendizaje por descubrimiento, en opinión del autor, revitaliza el contenido de la ciencia
como sistema procedimental que debe tener su manifestación en la concepción y
estructuración del proceso de enseñanza-aprendizaje y constituyó un intento de renovación
de la enseñanza de las ciencias, una ruptura con los modelos de transmisión-recepción de
conceptos acabados e inició un proceso de aproximación de los procesos de enseñanza-
aprendizaje y sus métodos a la actividad científica y generar así una actitud positiva ante la
ciencia y su aprendizaje.
Si bien la crítica al aprendizaje por descubrimiento fundamentada en la falta de capacidad
en los alumnos para descubrir autónomamente es justa, la enseñanza-aprendizaje por
19
transmisión de conocimientos elaborados (o asimilación de conceptos) concibe las prácticas
de laboratorio como simple ilustración y manipulación de recetas y la resolución de
problemas como la comprensión de soluciones explicadas por el profesor como ejercicio de
aplicación de la teoría o de problemas ya resueltos.
El tránsito hacia un nuevo modelo de enseñanza-aprendizaje tiene sus inicios en la segunda
mitad del siglo XX, con su énfasis central en la asimilación significativa de los contenidos de
la ciencia, basada en la actividad compleja organizadora de los alumnos bajo la orientación
del profesor. En este marco de referencia es que aparece, desde fines de los años 70, una
amplia investigación en la Didáctica de las Ciencias que hace hincapié en el papel del que
aprende.
El cambio conceptual surgió ante la persistencia de las ideas espontáneas
(preconcepciones, concepciones pre-científicas, concepciones alternativas) previo al
aprendizaje escolar y como alternativa tanto a la enseñanza por transmisión como a la
enseñanza por descubrimiento. Ello explica el crecimiento exponencial de las investigaciones
sobre concepciones alternativas que mostraban rápidos resultados académicos, reflejados
en una abundante literatura y abarcando todos los campos de la ciencia: Mecánica, Calor,
Electricidad, Óptica por orden de persistencia, Biología, Geología y Química. (Moreira, 1994,
151-153).
Aunque el interés por las preconcepciones en la Didáctica de las Ciencias es reciente, sus
antecedentes se encuentran en Bachelard (1938) “se conoce contra un conocimiento
anterior“; en J. Piaget (1971) en el rastreo de origen psicológico de las nociones hasta sus
estadios pre-científicos; en L. Vigosvsky (1973) en la “prehistoria del aprendizaje” y en D.
Ausubel (1979) con la reducción de la psicología educativa a un solo principio ”averíguese lo
que el alumno sabe y enséñesele consecuentemente“. (En Gil Pérez, 1993, 39).
Las investigaciones del psicólogo y epistemólogo suizo J. Piaget sirven de fundamento a
esta concepción del aprendizaje entendido como proceso de construcción interno, activo e
individual teniendo en cuenta las estructuras mentales del que aprende. El desarrollo
cognitivo supone la adquisición de estructuras mentales cada vez más complejas,
estructuras que se van adquiriendo evolutivamente en sucesivas fases caracterizadas por un
20
nivel determinado de desarrollo intelectual, que se definieron de la siguiente forma: (Piaget,
1987)
1. La etapa sensomotriz desde el nacimiento hasta aproximadamente los 2 años.
2. La etapa del pensamiento psico-operatorio o intuitivo aproximadamente hasta los 7-8
años.
3. La etapa de las operaciones lógico-concretas: aproximadamente hasta los 11-12 años.
4. La etapa de las operaciones matemático-formales; cuya construcción de desarrollo se
realiza aproximadamente entre los 12-15 años.
Así, si el estudiante en la primaria interpreta la realidad a través de las relaciones de
comparación y clasificación a partir de hechos observables y figurativos, en la adolescencia
se empieza a razonar de forma más racional y abstracta, por lo que las habilidades
intelectuales que requieren el aprendizaje estarán condicionadas por lo que es capaz de
aprender el estudiante y el tipo de tareas que puede resolver. Los objetivos y contenidos del
proceso de enseñanza-aprendizaje deben ajustarse a la estructura cognitiva de éstos.
La teoría de D. Ausubel (1983) intenta la construcción de una teoría del aprendizaje escolar
centrado en el concepto de “aprendizaje significativo” en el sentido de que para la
adquisición de nuevos conocimientos es indispensable que éstos conecten con las ideas
previas que ya poseen los estudiantes.
Como afirma el propio Ausubel en la conversión de la transmisión de conocimiento en una
asimilación significativa para los estudiantes se exige al menos el carácter activo del proceso
de enseñanza-aprendizaje, mientras más activo sea este proceso, más significativos y útiles
serán los conceptos asimilados. Esta es una condición necesaria, pero no suficiente, pues
resultarán significativos los conocimientos si responden a problemas que al menos creen
desafíos cognitivos e intereses en su solución en el estudiante.
En su modelo didáctico de transmisión-recepción significativa, define tres condiciones
básicas para el aprendizaje significativo: la estructuración lógica de los materiales con una
jerarquía conceptual; la organización del proceso de enseñanza-aprendizaje respetando la
estructura psicológica del alumno y la motivación de los estudiantes, manifiesta en
disposición y actitud para el aprendizaje. Su aportación estuvo dada en la fundamentación
21
teórica y perfeccionamiento del modelo de enseñanza-aprendizaje por transmisión-recepción
que sigue siendo hoy mayoritariamente utilizado, aunque no logró resolver la ineficacia de
las estrategias de transmisión de conocimientos
Para la tesis que se presenta esta comprensión de lo significativo resulta de mucho interés,
por cuanto abarca tanto la estructura cognitivo-instrumental como afectivo- motivacional en el
proceso de aprendizaje de los estudiantes, aspecto de vital importancia para la
determinación de estrategias o estructuras didácticas sobre el cómo aprender.
Los resultados de las investigaciones recientes sobre esquemas conceptuales alternativos,
así como las contribuciones precedentes referidas, generaron propuestas de enseñanza
basados en el modelo constructivista de aprendizaje de las ciencias como cambio
conceptual, fundamentado en el paralelismo existente entre el desarrollo conceptual de un
individuo y la evolución histórica de los conocimientos científicos (Posner, Strike, Hewson y
Gerzon, 1982). Según ellos, el aprendizaje significativo de las ciencias constituye una
actividad racional semejante a la investigación científica y sus resultados: el cambio
conceptual.
Según Driver (1986, 9) las principales características de esta visión constructivista son:
Lo que hay en el cerebro del que va a aprender tiene importancia.
Encontrar sentido supone establecer relaciones: los conocimientos que pueden
conservarse permanentemente en la memoria son aquellos bien estructurados y que se
relacionan de múltiples formas.
Quien aprende construye activamente significados.
Los estudiantes son responsables de su propio aprendizaje.
La mayoría de los estudios realizados coinciden en la siguiente caracterización de esos
conocimientos previos:
9 Están dotados de cierta coherencia interna, son comunes a estudiantes de diferentes
medios y edades, tienen cierta semejanza con concepciones que estuvieron vigentes en
la historia del pensamiento y son persistentes.
22
9 Son fruto de las “evidencias de sentido común” de los niños en sus experiencias con
fenómenos físicos como sociales, de ahí su carácter reiterado.
9 Es fruto de un pensamiento precientífico consistente en sacar conclusiones a partir de
observaciones cualitativas no controladas, de extrapolar “evidencias”, aceptación acrítica
de lo que parece evidente.
9 Los conocimientos precientíficos, son fruto de la epistemología espontánea, basada en las
experiencias cotidianas en un cierto medio cultural.
Las diferentes estrategias didácticas para provocar cambios conceptuales, tienen como
punto común: que las ideas de los alumnos se ponen en cuestionamiento creando conflictos
cognitivos que produzcan insatisfacción y permitan asimilar nuevas ideas científicas. Por ello,
se coincide en la tesis con la posición de los autores más difundidos en Iberoamérica (D. Gil,
Carrascosa, Furió, Martínez-Torregrosa y Valdés Castro P.) que afirman que una estrategia
de innovación radical de la enseñanza-aprendizaje de las ciencias, sobre todo en el nivel
medio, no puede limitarse a los conocimientos para el cambio conceptual.
La visión deformada del trabajo científico constituye una de causas más importantes de la
falta de efectividad de las estrategias de aprendizaje de las ciencias, lo cual está asociado a
un cambio metodológico que permita la aproximación de la actividad de los estudiantes a lo
que constituye una investigación, como vía para superar los esquemas conceptuales
alternativos.
La construcción del conocimiento científico precisa no sólo de cambios conceptuales, sino
también de cambios metodológicos y axiológicos, lo que supone que los alumnos aborden
los problemas con procedimientos científicos y actitudes reflexivas y creativas. De ahí que
sus investigaciones hayan devenido en críticas a las estrategias de enseñanza basadas en
el cambio conceptual y hacia la propuesta de una estrategia de aprendizaje de las ciencias
como investigación dirigida (o modelo de resolución de problemas como investigación) que
provoca actividades explícitas que asocian el cambio conceptual con la práctica de aspectos
claves de la metodología científica y el interés y motivación hacia el estudio de la ciencia.
Las razones que fundamentan la necesidad del aprendizaje como investigación en las
Ciencias Naturales son: (Valdés Castro, P. y R., 1998)
23
1) Porque el objetivo fundamental de la educación es reproducir en las nuevas generaciones
lo mejor de la experiencia histórico-social de la humanidad, uno de cuyos elementos
principales es la experiencia de la actividad investigadora.
2) Por la importancia que la actividad científico-investigadora ha adquirido en la actualidad
abarcando casi todas las esferas de la vida social.
3) Porque constituye la vía idónea para la elaboración de conceptos y reestructuración de las
preconcepciones y para el desarrollo de una actitud científica y la motivación de los
estudiantes por el aprendizaje
En opinión del autor de la tesis, esta estrategia de aprendizaje se califica de constructivista
en el sentido de que contempla la participación efectiva de los alumnos en la construcción de
sus conocimientos. Los pilares centrales que sustentan el modelo de aprendizaje como
investigación es que los alumnos pueden construir y afianzar conocimientos, al tiempo que
se familiarizan con las características básicas del trabajo científico y adquieren un interés
crítico por las ciencias y sus repercusiones. Se trata de favorecer en el aula un trabajo
colectivo de investigación dirigida, tan alejado del descubrimiento autónomo como de la
transmisión de conocimientos ya elaborados. Por ello, se sostiene que las ideas básicas que
subyacen en el modelo didáctico de aprendizaje como investigación dirigida lo diferencia de
otros enfoques constructivistas y al mismo tiempo sirven como punto de convergencia con la
concepción desarrolladora del aprendizaje predominante en la didáctica de las ciencias en
Cuba.
Esta estrategia no intenta que los estudiantes construyan por sí solos los conocimientos, sino
en organizar el aprendizaje como una actividad de construcción de conocimientos,
semejante a una investigación, en dominios conocidos por el profesor, durante la cual
pueden familiarizarse mínimamente con lo que es el trabajo científico y sus resultados. Es un
trabajo colectivo de investigación, no sólo porque se realiza en pequeños grupos sino
también por la interacción intergrupos y de la participación del profesor como el portavoz de
la comunidad científica.
El fin de la actividad investigativa es la solución de un problema de interés y el cambio
conceptual adquiere un carácter instrumental, un resultado más de todo el proceso de
24
aprendizaje. Se enfatiza en el aspecto metodológico y actitudinal, además del conceptual en
el proceso de construcción del conocimiento científico. Facilita la adquisición significativa de
conocimiento e impregna al trabajo de los estudiantes el interés de una actividad más
abierta, creativa y contextualizada.
En este sentido se impone una nueva apreciación, fundamental por su significado
gnoseológico: el papel activo de las estructuras del sujeto en la génesis del conocimiento, el
cual constituye uno de los fundamentos, gnoseológicos, a partir del cual se concibe la
construcción del conocimiento científico y el acercamiento de los estudiantes a la actividad
científico-investigativa en la presente tesis. En el proceso del conocimiento se produce una
interacción dialéctica entre el conocimiento acumulado por los estudiantes y los hábitos,
habilidades y capacidades desarrolladas, así como las creencias, valores y actitudes en la
adquisición de nuevos conocimientos.
El marco de referencia psicológica del modelo del aprendizaje de las ciencias como
investigación dirigida es enriquecido con el estudio de la escuela soviética, sobre todo de
L.S. Vigostky (1979), quien desarrolla dos ideas esenciales desde el punto de vista del autor
de esta tesis:
1) la importancia de distinguir lo que el alumno es capaz de hacer y aprender por sí solo, lo
que tiene que ver con su nivel de desarrollo y lo que es capaz, con ayuda de otro, en la
Zona de Desarrollo Próxima (ZDP) o potencial, con lo que se atribuye un papel
significativo al profesor en el aprendizaje. El concepto de “zona de desarrollo próximo” es
importante dada la incidencia de la acción del profesor y del propio grupo en las
estructuras mentales, desarrollando capacidades para la construcción de conocimientos
más complejos en el aprendizaje.
2) que el desarrollo psíquico transcurre como una interiorización progresiva de las
adquisiciones que se logran a través de la interacción social. Es decir, el entorno social
como elemento consustancial del proceso de aprendizaje a partir de la ley general de la
formación y desarrollo de la psiquis humana formulada por éste. “En el desarrollo cultural
del niño toda función aparece dos veces: primero, entre personas (de manera
interpsicológica), y después en el interior del propio niño (de manera intrapsicológica)...
25
Todas las funciones psicológicas superiores se originan como relaciones entre los seres
humanos”. (Vigotvky, L.S., 1979, 94).
Así mismo, la introducción de la práctica socio-histórica en la teoría del conocimiento, como
originalidad de la gnoseología marxista, implica la explicación genética no solamente del
contenido sino de las formas del conocimiento, de las estructuras y actividades del sujeto
que interviene en la elaboración de los conocimientos. El carácter eminentemente social de
la actividad reside en que se desarrolla en el sistema de relaciones de la sociedad, al
transformar y conocer el mundo se establecen relaciones sociales entre los hombres.
(Leontiev A. N., 1981).
El principio básico reside en la vinculación entre lo natural y lo social, lo interno y lo externo.
La construcción del conocimiento en este caso rebasa el carácter individual ya que las
interacciones con el profesor, con el grupo de estudiantes y el propio medio a través de su
propia actividad contribuyen al mayor desarrollo cognitivo del alumno, lo cual concede mayor
relevancia a las estrategias y acciones didácticas para el aprendizaje.
La orientación investigativa del proceso de enseñaza-aprendizaje de las Ciencias Naturales
en Cuba en el nivel medio tiene uno de sus antecedentes en las propias investigaciones de
C. Rojas y G. Achiong (1985; 1990) cuando al abordar el desarrollo de la actividad
independiente de los estudiantes en las Prácticas de Laboratorio de Química establece una
relación de dependencia con el enfoque metodológico, ilustrativo o investigativo, del
experimento docente. “El enfoque investigativo plantea la necesidad de buscar las posibles
vías de solución de una situación experimental problema y su realización práctica... ejerce
una extraordinaria influencia en el desarrollo del pensamiento científico necesario para el
desarrollo de la independencia cognoscitiva y de la creatividad de los estudiantes”. (Rojas C,
1985, 47). Es decir, reconoce en el enfoque investigativo, con la actividad e independencia
del estudiante, una vía de despliegue de la capacidad intelectual. Lamentablemente, como
señala el propio C. Rojas esto no tuvo lugar en la práctica educativa por particularidades
organizativas del proceso docente, limitaciones de tiempo del currículo e insuficiencias en los
textos disponibles.
Otro antecedente lo constituyen los resultados de las investigaciones realizadas en las
Ciencias Naturales en el nivel primario por M. Silvestre; J. Zilberteins y R. Portela (1999) que
26
proponen una serie de procedimientos didácticos y técnicas, que sustentado en el enfoque
histórico-cultural, promueven el desarrollo intelectual y la motivación por el aprendizaje en los
estudiantes.
En la tesis se asume el concepto de aprendizaje desarrollador como “un proceso de
apropiación de la experiencia histórico-social de la humanidad, expresada en el contenido de
enseñanza, en el que el alumno participa activa y conscientemente, con la dirección del
maestro o profesor, apropiándose de conocimientos y habilidades, así como procedimientos
para actuar, en interacción y comunicación con los otros, que favorece que formación de
valores, sentimientos y normas de conducta”. (Zilbnerteins, J, 2000, 24). Así como la
interacción dialéctica entre las tres dimensiones básicas de los procesos del aprendizaje
desarrollador: la activación referida a la actividad intelectual productivo, la significabilidad en
sus dos subsistemas y la motivación por aprender, concebidos por el grupo de investigación
educativa del ISPEJV. (CEE, 2001).
En correspondencia con ello, se adoptan algunas de las exigencias que se sitúan por estos
autores como principios: aprendizaje a partir de búsqueda de conocimiento que propicie el
pensamiento reflexivo; fortalecimiento de la observación, la experimentación como el vínculo
entre la teoría y la práctica, promover la unidad entre la actividad colectiva e individual y el
desarrollo intelectual de habilidades generales como análisis, comparación, generalización y
abstracción, así como el planteamiento de problemas y suposiciones.
Como especificidad de las exigencias didácticas se incorpora la orientación investigadora de
la actividad de aprendizaje por la vía inductiva deductiva de construcción del conocimiento
científico, basado en la interacción de lo empírico y lo teórico, aunque con cierto predominio
del primero teniendo en cuenta las instrumentaciones intelectuales de los estudiantes en
este tramo educacional.
Las investigaciones iniciadas de los primeros años de 1990 en Cuba en la Didáctica de
Física en el nivel medio, cuyos resultados se han introducido, primero de manera gradual
como parte del proceso y revisión ajuste permanente de los mismos desde el curso escolar
1997-98 y generalizados en el curso escolar 2002-2003, constituyen un enriquecimiento de
la orientación investigadora del aprendizaje de las ciencias en sus tres dimensiones:
cognitiva, procedimental y actitudinal desde el punto de vista teórico con los requerimientos
27
de la nueva visión de la ciencia y de la actividad investigadora contemporánea (Valdés
Castro y otros, 2002).
Resaltan en su propuesta desde el punto de vista teórico: la conceptualización de la ciencia
como actividad sociocultural; desde el punto de vista didáctico: la identificación de los rasgos
distintivos de la actividad investigadora creativa contemporánea y las características
esenciales para su organización en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física en el
nivel secundario. Resaltan en sus propuestas metodológicas: las situaciones problemáticas
abiertas, la investigación colectiva, el análisis cualitativo significativo, la valoración individual
y social, las cualidades intelectuales de los estudiantes investigadores y los valores y
actitudes de éstos, sobre todo la responsabilidad y el compromiso personal y colectivo, con
la objetividad y la sociedad.
En resumen, las ideas del modelo de aprendizaje de las ciencias como investigación
planteadas sirven de apoyo a los efectos de reconceptualizar las actividades experimentales
en la educación científica de los estudiantes para el nivel secundario sobre las bases
pedagógicas y didácticas de una concepción de aprendizaje desarrollador.
1.3 Una aproximación al desarrollo de la enseñanza de las Ciencias Naturales en el nivel secundario en Cuba.
Un breve recorrido por el desarrollo de la Enseñanza de las Ciencias Naturales (referido a
Física y Química), los resultados de la investigación educativa y las experiencias
acumuladas en la educación general permitirán un acercamiento a las concepciones
didácticas predominantes en Cuba, como vía de contextualización de la temática abordada y
de la propuesta que se presenta en la tesis.
La revisión documental sobre los resultados de investigaciones realizadas por el ICCP,
documentos rectores del ministerio, textos y orientaciones metodológicas para las
demostraciones y trabajos de laboratorio de Física y Química en la enseñanza media, el
análisis de los informes de inspección de la disciplina de Física efectuada por el ICCP en los
años 1975–2000, los informes de balance metodológico de la carrera y departamento de
Licenciatura en Educación de la Especialidad de Física, las publicaciones de libros, artículos
científicos, entre otros documentos, así como la vivencia del aspirante como coautor de
28
algunos de los materiales y profesor de dicha disciplina, le permitió realizar una
caracterización de cómo se ha utilizado el experimento docente en sus diferentes variantes
(experimento demostrativo, trabajo de laboratorio, prácticas independientes y trabajos
experimentales extraclase), como forma organizativa de la enseñanza de las Ciencias
Naturales en el nivel secundario, utilizando como etapas la propia periodización del
perfeccionamiento continuo del sistema nacional de educación.
ETAPA 1960–1975.
Con el comienzo del desarrollo educacional en Cuba al triunfo de la Revolución centrado en
la extensión de los servicios educacionales a toda la población, la enseñanza de las ciencias
a través de los experimentos fueron realizados de forma espontánea y aislada, a pesar de
los esfuerzos realizados con los programas de formación de maestros emergentes que
incluían materiales, separatas e impresiones ligeras que orientaban la enseñanza de las
Ciencias Naturales. En la educación media el déficit de profesores, la baja preparación de los
que existían y la escasez en los dispositivos y materiales no permitieron un desarrollo
apoyado en la enseñanza experimental.
ETAPA 1975-1989
No es hasta los años 60 que con el asesoramiento de los ex-países socialistas y las
dotaciones para la creación de laboratorios para las diferentes disciplinas de Ciencias
Naturales de la enseñanza media, con el perfeccionamiento del sistema educacional de
1975, las asignaturas de ciencias adquieren un carácter experimental, aunque vale decir que
se realizaba para la fase motivacional de las clases y específicamente vinculado a la
experimentación de tipo demostrativa. Prevalecía la orientación hacia la transmisión de
información con un carácter enciclopédico y fuerte tendencia al conocimiento teórico, lo que
condujo dentro de la misma etapa a cierta tendencia por reducir el volumen de información y
precisar algunas habilidades a desarrollar.
Se inicia la formación de los docentes para la enseñanza problémica, muy cercana al modelo
de la escuela pedagógica soviética, donde el experimento se empleaba como demostración
o comprobación de hipótesis por parte de los estudiantes.
29
La individualización de la experimentación en los primeros años fue característica en su
utilización en la enseñanza de la Física, a pesar de que existían también actividades
conjuntas o grupales para la realización de tales actividades docentes.
Comienza un desarrollo acelerado del empleo de la experimentación con el apoyo de
materiales de carácter metodológico que en un inicio estaban en un único documento pero a
medida que se amplió su difusión se elaboraron documentos específicos, como las
Orientaciones Metodológicas Generales de las asignaturas y las Orientaciones
Metodológicas para las demostraciones y trabajos metodológicos.
En el plano didáctico aparecen metodologías, procedimientos y requisitos para la utilización
de los experimentos y su clasificación en: demostrativos, como apoyo al profesor, los
trabajos de laboratorios dedicados a la confirmación de la teoría y también a cómo llegar a
ella a través de la realización de prácticas independientes.
En esta etapa se va conformando un grupo de autores cubanos en el nivel medio entre los
que se destacan Juan Núñez Viera, Pablo Valdés Castro, Miguel Ferrer, Jorge Fiallo,
Roberto Legón, Olga Castro Escarrá, José L. Hernández Báez, José Colado, C. Sifredo
Barrios y los especialistas extranjeros V. Razumovski, entre otros.
Correspondiendo con la tendencia a desarrollar la independencia en los estudiantes (Rojas
C., 1985) aparece reforzada la orientación de actividades experimentales extraclases y
extradocentes tales como: tareas investigativas para la casa, círculos de interés y cursos
facultativos.
Se considera oportuno señalar, en el incremento de la existencia de materiales sobre el tema
de la enseñanza por experimentos y los fundamentos teóricos y metodológicos para su
realización, la gran importancia del Physical Science Study Committee (PSSC) en la
profundización y ampliación de estos sustentos y el Manual de la UNESCO para la
Enseñanza de las Ciencias de la UNESCO (1973).
Resalta la labor institucional paralela de los Institutos Superiores Pedagógicos y de los
Institutos de Perfeccionamiento Educacional (IPE) en todo el proceso de formación,
30
asesoramiento y seguimiento del cambio educativo que se generaba en esta década en
cuanto a la enseñanza problémica y experimental.
También se dieron los primeros pasos en la introducción de tableros inteligentes en la
enseñanza y en especial en los experimentos escolares, en unos casos como herramienta
para introducir los datos, elaborar gráficas e informes y aunque en menor medida se utilizaba
para la simulación, modelos de experimentos o aplicaciones específicas.
Resumiendo, las características más significativas de las actividades experimentales en esta
etapa fueron:
• La clasificación de las actividades experimentales como formas de enseñanza para el
nivel medio y medio superior.
• La introducción de la enseñanza problémica.
• El empleo del experimento como demostración o comprobación de hipótesis por parte de
los estudiantes.
• La individualización de la experimentación.
• Un desarrollo acelerado del empleo de la experimentación con el apoyo de materiales de
carácter metodológico.
• La aparición de las Prácticas de Laboratorio como un tipo específico de clases.
• La incorporación de actividades experimentales extraclases y extradocentes tales como:
tareas investigativas para la casa, círculos de interés y cursos facultativos, entre otros,
como vía de desarrollar la actividad independiente de los estudiantes.
ETAPA 1989-actual.
El cambio en el orden económico y sociocultural cubano, en su interacción con el contexto
mundial y las tendencias del desarrollo científico-tecnológico y su impacto educacional, se
expresa en nuevas valoraciones que sustentan un nuevo perfeccionamiento en la educación.
Los cambios curriculares principales fueron:
� Reducción del volumen de información en la enseñanza de la Física y la Química para
la educación media y la aparición de un grupo de separatas para unificar los programas
de 7mo. y 8vo. Grados y de 8vo. y 9no. Grados en las secundarias básicas, que en
31
muchos casos desestimaban el valor de la enseñanza experimental, reduciendo la
cantidad de experimentos demostrativos y las prácticas de laboratorio que venían
realizándose con anterioridad.
� Ante la escasez de materiales y dotación para la experimentación, se incorporan
experimentos escolares sencillos que emplean materiales de desecho, en tal sentido se
da un impulso al movimiento de innovadores educacionales vinculados a la sustitución de
dispositivos técnicos y materiales.
� Se promueven actividades de carácter experimental para evaluar el desarrollo de
habilidades en los alumnos de concursos.
� Se observa un incremento de actividades experimentales extraclases y extradocentes en
donde se vinculan varias asignaturas o con los centros de la producción y los servicios del
contexto donde se encuentran enclavados los centros educacionales de las secundarias
básicas.
� Se amplía la utilización de la estructura en grupos a partir de situaciones problemáticas
que se nos presentan a diario en la vida cotidiana.
� Se adecuan los contenidos a las peculiaridades de la asimilación y posibilidades
cognoscitivas de los estudiantes.
En resumen, la descripción de las características en las diferentes etapas reseñadas nos
permiten inferir que la renovación curricular en la búsqueda de solución a problemas en la
educación cubana en la Enseñanza de la Ciencias Naturales ha tenido mucho de
construcción compartida, basada en la referencia de espacios externos como los antiguos
países socialistas de Europa; el avance de la Didáctica de las Ciencias a nivel mundial y las
ideas innovadoras resultado de investigaciones educativas desarrolladas a partir de una
concepción desarrolladora de la enseñanza-aprendizaje en el contexto nacional.
En este último sentido resaltan las investigaciones sobre el desarrollo intelectual en las
Ciencias Naturales de J. Zilbertein (1991-1997); sobre el aprendizaje, educación y desarrollo,
sobre todo en el nivel primario, de M. Silvestre Oramas (1985-2001); R. Portela (1999) sobre
didáctica integradora de las ciencias; J. Fiallo (1988 y 1990); C. Rojas Arce y G. Achiong
(1985-1990) acerca del experimento químico y su papel en la función desarrolladora de la
enseñanza sobre todo en el nivel superior; R. Valledor Esterill (1990) que profundiza en el
experimento químico en la formación de habilidades; J. Núñez Viera sobre los laboratorios
físicos en el nivel medio (1984-1987) basado en la experiencia práctica y de dirección; C S.
32
Barrios en la resolución de problemas físicos en el bachillerato; (1987-2002); H. Rionda
Sánchez (1996) sobre técnica semimicro en actividades experimentales en el nivel medio y
Valcarcel N.(1998) sobre interdisciplinareidad en la superación de los profesores de Ciencias
de Secundaria Básica. El grupo de la Facultad de Ciencias sobre las transformaciones de la
Física Elemental en el nivel secundario integrado por: P. Valdés Castro con una altísima
producción científica; R. Valdés Castro con una tesis doctoral sobre la introducción del
ordenador en la resolución de problemas físicos; Molto Gil con cuestiones de didáctica
general y particular de la Física; Fundora Lliteras; Pedroso Camejo y Pérez Zulema, estos
últimos con tesis de maestrías. (1995-2001).
Como concreción de las propias tendencias en el proceso de consolidación en el campo de
la Didáctica de las Ciencias Naturales tanto a nivel mundial como nacional, en las políticas
del sistema nacional de educación en Cuba se han definido determinadas direcciones
metodológicas a partir del curso 1999-2000 que tienen como finalidad la optimización del
proceso de enseñanza-aprendizaje como parte del carácter continuo del perfeccionamiento,
enfatizando en el nivel secundario, que a continuación relaciono: (Barrios C.S., 2000)
• Disminución del volumen de conocimientos específicos y habilidades particulares con el
objetivo de asegurar el desarrollo de las actividades de análisis de la significación social
de los contenidos estudiados
• El trabajo experimental está centrado en la utilización de los experimentos como una vía
en la solución de problemas y no como la contemplación aparente del cumplimiento de
las leyes y principios.
• La resolución de problemas como centro de la concepción metodológica para el
desarrollo de las Ciencias Naturales definidas en el diseño curricular, como parte
intrínseca del sistema de actividades que guiará el trabajo de los alumnos, enfatizando
en la formación de valores relacionados con la preservación del medio ambiente, espíritu
crítico, colectivismo, el rigor, la flexibilidad intelectual, la promoción del interés por la
ciencia sobre la base de la significación para el desarrollo cultural y la preparación
científica y tecnológica en particular, la formación del aparato conceptual basado en la
introducción de la generalización, sistematización, consolidación de conceptos, leyes y
teorías, de desarrollo de habilidades teóricas e intelectual, de pensamiento lógico y la
creatividad para el trabajo científico, el desarrollo de formas de expresión oral y escrita, y
la vinculación del contenido con la práctica social.
33
• La visión de la ciencia como actividad sociocultural por lo que su aprendizaje no puede
reducirse al sistema de conocimientos y habilidades específicas, sino que constituye
objeto específico de aprendizaje, las implicaciones de las ciencias para la tecnología y la
sociedad, experiencias en la actividad investigadora, determinadas actitudes y valores.
• La vinculación con la vida cotidiana entendida como la necesidad del abordaje de
temáticas que expliquen fenómenos y funcionamiento de dispositivo técnicos.
• La evaluación tendrá un carácter sistémico que abarque informes escritos, expresiones
orales, discusiones en la solución de problemas, trabajos de laboratorio, búsqueda de
información, etc.
• En particular con relación al trabajo experimental en el proceso de enseñanza-
aprendizaje de las Ciencias Naturales se reconoce su importancia, con un nuevo enfoque
e implementación metodológica que se destaca por: la experimentación centrada en la
solución de problemas, las actividades experimentales como parte del aprendizaje de los
contenidos conceptuales, la integración de las prácticas de laboratorio con otras formas
del trabajo experimental, la utilización de múltiples formas del experimento docente, la
planificación de las fases del método experimental, los experimentos como factor de
motivación y de relación de la ciencia con la vida cotidiana, el experimento ligado al
equipamiento de bajo costo.
En el marco de la tercera etapa del perfeccionamiento se realizó un profundo y amplio
diagnóstico del sistema nacional de educación por el ICCP, que identifica al nivel secundario
como el eslabón más débil del sistema educacional cubano por no corresponder estructural y
funcionalmente a las necesidades y exigencias de los años 90. Los cambios propuestos
afectan las concepciones educativas, sus medios y recursos. (ICCP, 1998). Como aspectos
más acuciantes resaltan:
1) El proceso de enseñanza-aprendizaje se centra en el profesor.
2) Los contenidos carecen de pertinencia y significatividad social e individual.
3) El proceso de aprendizaje tiene un carácter eminentemente reproductivo-pasivo,
tradicionalista y esquemático.
4) El aprendizaje de sentimientos, actitudes y valores se realiza en lo fundamental fuera de
la escuela.
34
El hecho de que el nivel secundario sea el eslabón más débil se corresponde, en opinión del
autor de la tesis, con el hecho de que las investigaciones educativas más importantes en el
área de las Ciencias Naturales, aunque resultan aportes al desarrollo de la didáctica de estas
ciencias en general, se han originado sobre todo en los restantes tramos de la educación
general. Así sucede con los diagnósticos anteriores, los proyectos de investigación
internacionales y las propias tesis doctorales.
Lo expuesto sobre el contexto socio-educativo en que se enmarca la tesis ofrece elementos
que explican por qué la propuesta didáctica está dirigida a las secundarias básicas; la
necesidad de la investigación de las actividades experimentales dada su significación para la
educación científica y las insuficiencias que se plantean en la práctica educativa; la
importancia del diseño, elaboración e introducción de materiales didácticos como vía de
reducir la brecha entre las concepciones y currículos educativos vigentes y la práctica
escolar.
35
CAPÍTULO II ESTRUCTURA DIDÁCTICA DE LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES DE CIENCIAS
NATURALES PARA EL NIVEL SECUNDARIO. La revisión crítica de las prácticas y trabajo de laboratorio realizada, por Paya, J. (1991); D.
Hodson (1994); R. Portela (1999, 2002), C. Rojas (1985, 1988, 1990), H. Rionda (1996), J.
Núñez Viera (1984, 1999, 2000), así como las propuestas de D. Gil, P. Valdés Castro, R.
Valdés Castro (1992, 1995, 1996, 1999, 2002) basadas en la nueva concepción de aprendizaje de las ciencias que integra lo conceptual, lo metodológico y lo actitudinal, constituyen el fundamento teórico y metodológico para el diseño de alternativas educativas
en cuanto a las actividades experimentales de las Ciencias Naturales para el nivel medio que
se presenta en la tesis. Este diseño comprende dos partes: renovación de la orientación de
las actividades experimentales y el modelo de estructuración didáctica de las mismas.
2.1 Renovación de la concepción de las actividades experimentales.
El esclarecimiento de la definición operacional de actividades experimentales constituye un
ejercicio necesario por cuanto en la enseñanza de las Ciencias Naturales se utilizan de
manera indistinta, en textos, artículos y diferentes materiales impresos como en la propia
comunicación verbal de investigadores, profesores, estudiantes y políticos, los términos de
"prácticas de laboratorio", "trabajo experimental", "actividades prácticas", “experimento”,
entre otros, para designar un mismo tipo de actividad docente.
En los trabajos de C. Rojas (1985 y 1990) se mencionan actividades experimentales,
experimento docente y prácticas de laboratorio. Las actividades experimentales como un
componente esencial de las asignaturas de Ciencias Naturales en la educación media y
superior y el experimento docente como la forma de organización de las mismas en la
educación media y su tres tipos básicos: demostraciones, experimento de clases y prácticas
de laboratorio. Las diferencias están dadas por la función del profesor y el estudiante en la
clase y el nivel de la actividad independiente de este último. Hace alusión explícita a las
actividades experimentales con enfoque investigativo a lo largo del programa y en
correspondencia con el desarrollo de los niveles de independencia cognoscitiva de los
estudiantes. “En las actividades de carácter experimental se procura que los alumnos
asimilen el mayor volumen posible de conocimientos, sobre la base de la observación y
36
acciones prácticas y que, al mismo tiempo, se desarrollen en ellos un conjunto de
habilidades y hábitos característicos del trabajo científico experimental, como un componente
esencial del pensamiento y modo de actuar científico investigativo”. (Rojas C, 1985, 45). De
los aspectos señalados es posible inferir que las actividades experimentales son vía de
lograr el vínculo teoría y prácticas, que desarrolla conocimientos y habilidades intelectuales
y manuales, que utiliza la observación y el experimento y que está relacionada con la
actividad investigativa en su concepción y proceder.
Por su parte, J. Núñez Viera se centra en el experimento físico docente como una de las
“principales técnicas y procedimientos metodológicos destinados a garantizar la efectividad
de las acciones que el profesor ejerce para guiar el aprendizaje de los estudiantes. No existe
un método de enseñanza de la Física en el que el experimento docente no desempeñe una
importante función”. (Núñez Viera J., 1999, 4). En su modelo el laboratorio es el espacio
donde se desarrolla el experimento pero, sin embargo, en la clasificación define el trabajo de
laboratorio como un tipo, que además después subdivide en clásicos y especiales. Dentro de
estos últimos incluye: trabajo de laboratorio de tipo problémico a partir de una situación
problémica o tarea que debe resolverse por medio de una actividad experimental y el
experimento de clase como actividad experimental no compleja y que requiere cantidad
reducida de equipos fáciles de montar. Es de destacar que “actividad experimental” como
componente esencial de las definiciones dadas aparece sólo en estos trabajos de
laboratorios, que por sus características se asocian a la propuesta de la tesis. Al parecer, en
esta clasificación influye, de manera determinante, la dotación del equipamiento y no sólo el
grado de participación y exigencias intelectuales como se declara.
De este modo, pudiera resumirse que la actividad experimental dentro de las Ciencias
Naturales se entenderá como un conjunto de tareas que vincula la teoría con la prácticas,
familiariza al estudiante con procedimientos intelectuales y manuales propios de la
investigación científica mediante la observación y experimento, lo enfrenta a la búsqueda de
solución a situaciones problemáticas relacionadas con la vida y que propicia la motivación
por el aprendizaje.
La renovación de la concepción de las actividades experimentales exige, en primera
instancia, la REDEFINICIÓN Y REORIENTACIÓN DE SUS OBJETIVOS.
37
A pesar de las diferencias existentes en la valoración acerca de los objetivos del trabajo de
laboratorio reflejados en los resultados de las investigaciones realizadas en los años 70 y 80,
la clasificación y análisis realizada por D. Hodson resume sus aspectos centrales a través del
tiempo y sirve como punto de partida para cualquier redefinición de las propias actividades
experimentales, a saber: (Hodson, D, 1994, 40)
1. Motivar mediante la estimulación del interés y la diversión.
2. Enseñar las técnicas de laboratorio.
3. Intensificar el aprendizaje de los conocimientos científicos.
4. Proporcionar una idea y desarrollar la habilidad de utilización del método científico
5. Desarrollar determinadas actitudes científicas.
Un aspecto decisivo que en el análisis en cuanto a la renovación de las actividades
experimentales en el nivel secundario en el contexto social actual, está vinculado al debate
sobre la cultura científica y tecnológica. Los informes de política educativa de organismos
de prestigio internacional como la UNESCO (1994), la Organización de Estados
Iberoamericanos para la Educación, Ciencia y la Cultura (OEI, 2002), asociaciones de
profesionales, en particular los integrados en torno a la Didáctica de las Ciencias, constituyen
una expresión de la importancia de la alfabetización científica y tecnológica como fin
supremo de la educación científica en general y del nivel medio en particular.
La propia revolución educacional que se desarrolla en Cuba, que impacta las concepciones y
prácticas educativas en diferentes niveles educacionales, evidencia la orientación del
sistema nacional de educación hacia una mejor preparación de los ciudadanos en general y
de los futuros profesionales para la sociedad del conocimiento.
Dada la diversidad de significados y complejidad del tratamiento de la alfabetización
científica, la tesis se sustenta en los resultados del estudio realizado recientemente por
Kemp en el 2002 (citado por Acevedo, 2003, 4) con nueve expertos de la Didáctica de las
Ciencias, retomando el análisis del primer capítulo, donde destacan el reconocimiento de
que la finalidad más importante de la enseñanza de las ciencias es la alfabetización
científica, que significa que la población sea capaz de comprender, interpretar y actuar sobre
la sociedad, es decir, de participar activa y responsablemente sobre los problemas del
38
mundo, con la conciencia de que es posible cambiar la sociedad en que vivimos, y que no
todo está determinado desde un punto de vista biológico, económico y tecnológico.
En el plano educacional es preciso buscar una relación con la vida cotidiana de los alumnos
y mostrarles la funcionalidad del aprendizaje, aspectos que muchos autores consideran
necesarios para lograr una alfabetización científica, ya que los alumnos deben darse cuenta
de que lo que se enseña en la escuela es necesario para tomar decisiones en diversas
esferas de la vida social.
De ahí, que la alfabetización científica debe estar orientada por tres principios: cultural,
comprensión de la ciencia como elemento básico de la cultura humana; práctico, centrado
en los conocimientos útiles para la vida cotidiana y la tecnología; social, relacionado con el
uso social y responsable de la ciencia.
Por ello, en la tesis se abordan las actividades experimentales como un modo de
familiarizarse el estudiante directamente con fenómenos, procesos y hechos que tratan las
ciencias. Animar a los estudiantes a que exploren las ideas existentes o las suyas propias, a
que las comparen con las aportadas por la experiencia social y artificial del experimento, a
que planteen interrogantes a resolver en el estudio posterior, es una forma de “aprendizaje
como proceso activo en que los estudiantes construyen y reconstruyen su propio
entendimiento a la luz de sus experiencias”. (Driver y Bell, 1986, 42)1.
Ante el análisis de la distinción e interrelación entre HACER CIENCIA, APRENDER CIENCIA
y APRENDER SOBRE LAS CIENCIAS, asumimos que las actividades experimentales que
proponemos estarán centradas en el aprendizaje sobre la naturaleza de las ciencias,
comprendido éste como el desarrollo de “un entendimiento de la naturaleza y los métodos de
la ciencia, siendo conscientes de las interacciones complejas entre ciencia y sociedad”.
(Hodson, D, 1994, 28).
Resultó útil en la reflexión previa a la formulación de los objetivos tener en cuenta:
� Las tres dimensiones, ya clásicas en el ámbito de la educación (Danilov 1978; Coll 1987):
conocimientos, procedimientos y actitudes.
1 El subrayado es del autor de la tesis.
39
� El aporte distintivo de las actividades experimentales a los tres principios de la
alfabetización científica: cultural, práctico y social.
De ahí se derivaron los tres aspectos significativos, que adquieren la condición de
OBJETIVOS de las actividades experimentales orientadas al aprendizaje de la naturaleza de
la ciencia, a saber:
1. Enriquecer la comprensión de la naturaleza de los conocimientos científicos, a través de
los fenómenos naturales y creaciones artificiales, haciéndolos más significativos en lo
personal y lo social.
2. Adquirir conocimientos sobre la propia naturaleza del trabajo científico, familiarizándose
con las características propias de la actividad científica para enfrentar diversas
saturaciones (analizarlas, plantear hipótesis, efectuar diseños, interpretar datos, valorar y
comunicar los resultados obtenidos) y de las formas colectivas de realización de la misma.
3. Apropiarse de algunos procedimientos intelectuales y prácticos de la observación y
experimentación como métodos de las Ciencias Naturales, ayudando a una visión del
lugar de la actividad práctica en el proceso del conocimiento científico.
4. Desarrollar una valoración y actitud responsable y comprometida hacia las Ciencias
Naturales, basada en la utilidad de los conocimientos científicos en el marco de la relación
ciencia-tecnología-sociedad.
2.1 Diseño de la estructuración didáctica de las Actividades Experimentales para el nivel secundario.
La revisión de diferentes conceptos sobre estructura didáctica, F. Anddine, (2000, 41) y R.
Bosque (2002, 37), evidencia la existencia de un hilo conductor común: el enfoque sistémico.
Así, bajo la égida de la concepción y objetivos de las actividades experimentales ya
apuntados, se asume la siguiente definición operacional de estructura didáctica: como
proceder centrado en la actividad del aprendizaje, integrado por un conjunto de tareas
estructuradas e interrelacionadas entre si, a través de cuya acción se desarrollan las
relaciones funcionales, tanto entre diferentes componentes didácticos como entre los sujetos
que intervienen en dicho proceso de aprendizaje.
40
Este proceder parte de las diferentes etapas en la solución de las situaciones problemáticas
y experimentales en las actividades experimentales y de las vías o métodos a utilizar para el
logro de lo que se aspira: comprensión de los conocimientos científicos. Está dirigida al
profesor para que pueda organizar y estructurar adecuadamente las actividades, como un
apoyo y ayuda para que los estudiantes puedan desempeñar un papel activo en el proceso
de construcción de sus conocimientos. La estructura didáctica contempla las cualidades
generales del enfoque sistémico: los componentes, las relaciones funcionales, estructura y la
jerarquía. (Añorga, J., 1995, 55)
La comprensión del conocimiento científico es interpretada como UN NIVEL DE
APRENDIZAJE REFLEXIVO QUE INTEGRA:
• Enfrentarse a situaciones problemáticas existentes que crean necesidad de solución en
los estudiantes.
• Establecer relaciones entre los hechos y las generalizaciones, buscando otras nuevas en
la identificación de problemas.
• Apropiarse de métodos y procedimientos en la resolución de problemas.
• Aplicación de las generalizaciones en la interpretación de nuevos fenómenos o hechos.
• Valoración personal y social de la utilidad y las repercusiones de los conocimientos
científicos.
41
MODELO DE ESTRUCTURA DIDÁCTICA PARA ACTIVIDADES EXPERIMENTALES
SITUACIÓN
PROBLEMÁTICA Y/0 EXPERIMENTALES
DESAFIO COGNITIVO
SIGNIFICATIVO
FORMULACIÓN DE OBJETIVOS
(TAREAS)
MÉTODOS EMPÍRICOS
PROCEDIMIENTOS INDUCTIVOS-DEDUCTIVOS
GENERALIZACIONES Y NUEVAS
INTERPRETACIONES
CCOOMMPPRREENNSSIIÓÓNN DDEELL CCOONNOOCCIIMMIIEENNTTOO CCIIEENNTTÍÍFFIICCOO
MOTIVACION
42
Un aspecto significativo de la estructura didáctica, propuesta para las actividades
experimentales, es que integra algunos de los requerimientos y exigencias para el proceso
de enseñanza aprendizaje de las Ciencias Naturales, a partir del propio concepto de
investigación de M. Bunge. “La investigación -científica o no- consiste en hallar, formular
problemas y luchar con ellos. No se trata simplemente de que la investigación empiece por
los problemas: la investigación consiste constantemente en tratar problemas. Dejar de tratar
problemas es dejar de investigar... La diferencia entre la investigación original y el trabajo
rutinario consiste sólo en que la primera trabaja problemas originales o estudia problemas
viejos con planteamientos originales...” (Bunge, M., 1972, 92)
De esta expresión se derivan dos momentos importantes: la investigación es algo más
amplio y abarcador que la investigación científica, y la naturaleza del problema con que se
trata determina el tipo de investigación.
De ahí, que el proceder didáctico que se propone contemple el tratamiento de situaciones
problemáticas del entorno cotidiano que pongan de manifiesto las preconcepciones de los
estudiantes y la realización de actividades experimentales, cuidadosamente planificadas por
el profesor, que promuevan un proceso de reflexión e interpretación por los alumnos, de lo
que aporta el conocimiento y experiencias cotidianas y la comprensión de cómo ocurren
objetivamente los fenómenos y procesos, llegando a generalizaciones y abstracciones de
nivel empírico. Por tanto, esta propuesta didáctica se enmarca dentro de la utilización de
situaciones problemáticas para generar nuevos conocimientos.
Es preciso esclarecer el concepto de SITUACIÓN PROBLEMÁTICA, porque no la
identificamos con el PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN, ya que éste requiere de la
determinación de las relaciones causales de los fenómenos y procesos objetos de estudio.
Así, M. Bunge precisa “ los problemas científicos no nacen en el vacío, sino en el “humus”
de un cuerpo de conocimientos precedente constituido por datos, generalizaciones
empíricas, teorías y técnicas ”. (Bunge, 1972, 104).
El concepto de situación problemática ha sido introducido en la literatura científica, aunque
de manera limitada, desde la óptica de la Metodología de la Investigación Científica y de la
Enseñanza problémica, con diferentes denominaciones. Sólo por mencionar algunos:
43
• el término IDEA como punto inicial a partir del cual se genera una exploración, búsqueda
y estructuración de los antecedentes que permiten la identificación de un problema, como
primer paso en el proceso de investigación. (Hernández Sampieri, 1998, 43).
• el AREA PROBLEMÁTICA que permite identificar y seleccionar un problema de
investigación antes de su definición o formulación. (Caballero Romero, 1990, 19).
• la SITUACIÖN PROBLEMÁTICA identificada como el proceso de formación y
surgimiento del problema o la descripción del problema. (Machado Bermúdez, 1988, 38)
• la SITUACION PROBLÉMICA que revela la contradicción dialéctica entre lo conocido y lo
desconocido en la relación objeto-sujeto, como condición para estimular la actividad
cognoscitiva, que encuentra su forma más concreta de expresión en el problema.
(Martínez Llantada, 1993, 39).
Por cuanto, la actividad investigadora y la relación entre los conocimientos científicos y la
vida cotidiana constituyen orientaciones centrales de las actividades experimentales, se
asume desde la propia dimensión de la investigación la definición de situación problemática
como aquel hecho de la realidad que se expresa en la mente del sujeto como la percepción
de una contradicción entre un estado real y un estado deseado, o entre lo conocido y lo
desconocido, o entre lo realizado y lo por realizar. Ese nivel de insatisfacción exige una
corrección, un cambio o una explicación. (Caballero Díaz, 1997, 353).
Lo importante, desde el punto de vista investigativo y educativo, no reside en la naturaleza
de la situación problemática detectada, sino en la naturaleza y la calidad del ejercicio
reflexivo y las acciones prácticas que se despliega en torno a ella y que la convierten en
problema de investigación.
La estructura didáctica de las actividades experimentales diseñadas parten de hechos de la
vida cotidiana y/o experimentales, introducidas por el profesor como momento pedagógico,
que crean un estado psíquico de desafío cognitivo, surgido cuando el sujeto se halla en una
situación objetiva, donde no puede explicar él este hecho mediante los conocimientos o
vivencias que tiene, o los métodos que conoce, por lo que se desencadena un nuevo modo
de acción.
El reconocimiento de la existencia de contradicciones e incongruencias entre las ideas, entre
éstas y los hechos empíricos, ofrece estímulos para que modifiquen sus puntos de vistas e
44
ideas, examinar los conceptos subyacentes, realizar y diseñar experiencias, la discusión e
interpretación de los hallazgos, las explicaciones del comportamiento de lo observado
haciendo uso de los conceptos, conduce a un entendimiento del mundo real y de la
naturaleza de la ciencia y de la actividad científica.
De esta manera la reflexión en torno a la situación problemática cotidiana y experimental
crea un desafío cognitivo en el estudiante, despierta su interés por su esclarecimiento,
contribuyendo a crear motivos de estudio, que le permiten trazarse determinados objetivos
en la búsqueda de la solución y que el profesor orientará apoyándose en diferentes tareas en
forma de acciones o preguntas, que desencadenan la actividad del estudiante, individual o
grupal, durante la clase.
Es la comprensión de la situación problemática la cuestión más importante, desde el punto
de vista cognitivo y motivacional, como etapa orientadora de la actividad experimental. Por
ello, el autor sostiene que la detección y tratamiento de la situación problemática requiere al
menos de dos etapas cognitivass importantes:
1) Indagación y exploración a través de repensar, apoyado en los conocimientos y
experiencias que posee el estudiante y de su enriquecimiento con nuevos datos que
proporciona la observación y la experimentación.
2) Comprensión conceptual a través del análisis de las nociones y conceptos que la
conforman mediante la interpretación de datos, identificación de las propiedades
determinantes o condicionantes de la existencia y funcionamiento del objeto, proceso o
fenómeno y de las contradicciones inherentes al mismo, la búsqueda y explicación de
conceptos en libros y otras fuentes.
El aprendizaje como comprensión de la naturaleza de la ciencia no sólo comprende los
conocimientos y métodos de la ciencia, sino también, como ya señalamos, la necesidad de
entender el vínculo entre la ciencia y la sociedad, lo que se puede lograr a partir de las
situaciones problemáticas del entorno cotidiano y del análisis de aspectos relacionados con
el condicionamiento o impacto social de los fenómenos estudiados.
Cuando el aprendizaje tiene significado es construido por la persona, por lo tanto no se
olvida y puede aplicarse prácticamente a la vida cotidiana. Pero para este tipo de aprendizaje
45
es fundamental el funcionamiento de la persona considerada integralmente, por lo que
además del significado lógico del material o tarea educativa y la adecuación del contenido a
su estructura cognoscitiva se requiere una disposición y actitud de los estudiantes, lo cual
depende de sus necesidades, intereses, motivos, inquietudes, conflictos y el medio ambiente
en que se da el aprendizaje.
La solución de un problema o tarea docente es motivante en la medida en que durante su
ejecución el estudiante desarrolla sus capacidades y potencialidades, por lo que el motivo no
es un momento de la actividad, no está en su resultado sino es una característica del
proceso, está en su método. Un proceso motivado genera ideales, valores, sentimientos, y
afectos consustanciales a la sociedad. (Álvarez de Zayas, 1992, 51)
Por ello, el aprendizaje como comprensión de la naturaleza de la ciencia trasciende a la
esfera de las actitudes, es decir, a la actuación a partir de las funciones motivacionales-
afectivas, surgidas de la relación entre lo natural y lo social, de lo interno y lo externo en la
configuración psicológica del individuo.
La motivación como regulación inductora del comportamiento, expresión del rol activo y
autónomo de la personalidad en su unidad dialéctica con la actividad externa, conduce a
reconocer el importante papel que el reflejo de los procesos cognoscitivos del mundo real
desempeña en la transformación de las necesidades, actitudes, motivos y proyectos de la
personalidad (González Serra, 1995, 63).
En este sentido, el centro de la atención en la tesis estará dirigido a reforzar los motivos y
necesidades intrínsecas al estudio, aquellas que se satisfacen en la adquisición de
conocimientos, habilidades y capacidades que preparen a los estudiantes para la vida social
futura. Es decir, convertir el estudio de las Ciencias Naturales en una necesidad y motivación
por sí misma que se satisface y realiza con el conocimiento y en su utilidad social,
contribuyendo a una regulación autónoma que responda a intereses cognoscitivos,
sentimientos y convicciones propias. El desarrollo de actitudes, sustentado en un sistema de
valores, es fundamental para que el estudiante, como parte de su autorrealización individual,
adquiera un compromiso ante la sociedad, que oriente su actividad desde estas edades.
46
Inducir a cumplir con el deber de estudiar como un fin y una motivación en sí misma exige de
estímulos que formen una actitud activa de búsqueda de conocimientos, entre las cuales
están: hacer interesante la clase, promover la actividad intelectual del alumno y despertar
emociones y sentimientos en torno a lo aprendido. Hacia ello se encamina la propuesta de
esta tesis.
Se considera que esta apreciación de la situación problemática en las actividades
experimentales, por un lado preparan al estudiante para la identificación y formulación
posterior del problema científico, como un momento esencial del proceso de investigación y,
por otro lado, los diferentes momentos por los que atraviesa la actividad intelectual: intuición-
exploración, observación-reflexión, experimentación-explicación, se constituyen en formas
para el tránsito al conocimiento científico por aproximaciones sucesivas, que orientan el
aprendizaje hacia la comprensión de la naturaleza de la ciencia.
En los últimos años está ampliamente aceptada la necesidad de aproximar los métodos de
enseñanza a los métodos de la ciencia de que se trate, a su sistema procedimental, lo cual
explica la aparición de estrategias de aprendizaje encaminadas a este propósito. Dos ideas
básicas que trascienden, como hilo conductor, en toda la Pedagogía cubana son: “la
integración de la escuela con la práctica social y el método científico como método
fundamental de enseñanza”. (Álvarez de Zayas, 1998, 70). Por ello, la importancia y lugar
que en la tesis concedemos al MÉTODO como categoría didáctica.
El método es la forma de organización y estructuración de los componentes del propio
proceso de enseñanza-aprendizaje, el cual está determinado por el objetivo y el contenido.
Se coincide con el concepto de método como “la actuación realizada mediante determinados
procedimientos (técnicas) y ejecutadas a partir de las condiciones personales o recursos
propios con los que cuenta la persona para operar, que son los medios de actuación. El
método funciona por medio de un conjunto de procedimientos y estos últimos se
instrumentan a través de un sistema de medios”. (Bermúdez, R; Rodríguez, M, 1996, 33).
La unidad funcional ejecutora se presenta en un conjunto de instrumentaciones conscientes
(acciones), inconscientes (operaciones) y sus resultantes: habilidades, hábitos y
capacidades. “Tanto la acción como la operación están determinadas por la representación
47
del resultado a alcanzar: el objetivo, y su modo concreto de realización: la tarea. Por lo
tanto, los objetivos orientan y las tareas guían la ejecución de las actuaciones”. (Moltó Gil,
1998, 21)
La instrumentación práctica de tal definición exige que las tareas contengan el aspecto
intencional (objetivo) y el operacional (formas y métodos). Así, las guías de actividades
experimentales estructuran la actuación del estudiante de tarea en tarea, siendo cada una
portadora de un nivel de dificultad diferente teniendo en cuenta la experiencia previa de los
estudiantes, de una situación problemática del contexto de la vida cotidiana que resulte de su
interés, de un conjunto de acciones intelectuales que propician la generalización y
elaboración de conceptos, tanto a nivel empírico como teórico.
La relación entre objetivo, método, procedimiento y medios de actuación es una
manifestación de la estructura dinámica de dicho proceso constituyendo un principio de la
didáctica en que se sustenta la tesis.
En el desarrollo de las Ciencias Naturales han existido dos grupos de métodos básicos:
experimentales y teóricos, entrelazados entre sí, pero posibles de separar para su estudio y
enfatizar según el objetivo. En los métodos experimentales aparecen como sistema
procedimental: la observación, la medición y la experimentación. En los métodos teóricos: el
planteamiento de problemas, la formulación de hipótesis, la argumentación teórica, la
modelación y la predicción de nuevos hechos a partir de un modelo teórico conocido.
La observación y la experimentación tienen su expresión más acabada en el trabajo práctico
y en particular, en la actividad de laboratorio. De ahí que constituyan un hecho de gran
importancia para la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias en diferentes niveles
educativos, reconocidas como tradición tanto por instituciones, profesores y estudiantes
desde que a finales del siglo XIX se estableciera dentro de los currículos en Inglaterra y
Estados Unidos.
La ruptura clásica entre las actividades teóricas y prácticas en el plano educacional, explican
la importancia asignada y reconocida históricamente a las prácticas de laboratorio, basadas
en los métodos de observación y experimentación, como formas de contrarrestar el carácter
48
enciclopédico de los currículos y verbalista, acientífico del proceso de enseñanza-
aprendizaje.
Desde el punto de vista de los objetivos asignados y resultados obtenidos en las actividades
experimentales se ha realizado una amplia reflexión crítica, por lo que el análisis se limitará
a su papel en la adquisición de conocimientos científicos y la metodología de la investigación
científica.
Una cuestión que requiere esclarecimiento es la DEPENDENCIA TEÓRICA DE LA
OBSERVACIÓN Y DEL EXPERIMENTO. Como señalan muchos autores, el desarrollo de las
ciencias experimentales y de su enseñanza históricamente ha enfatizado la visión del
experimento ligada al conocimiento empírico, como fuente principal del conocimiento
sensorial directo o vía para la decantación o refutación de las teorías, sin detenerse en los
nexos existentes entre el experimento y la teoría como medio de obtención del conocimiento
científico. “EL desarrollo de la ciencia no se concibe sin el experimento, pero sólo en su
unidad estrecha con la teoría ” (Fundora J., Valdés Castro P, Pedroso F, 1999, 4).
En la práctica educativa el trabajo de laboratorio, aunque extenso en algunos planes de
estudio, resulta pobre en cuanto a sus vínculos con la esencia conceptual del aprendizaje, en
cuanto a su conexión con los conocimientos conceptuales y procedimentales. Por ello se
afirma: “Un estudiante que carezca de la comprensión teórica apropiada no sabrá dónde o
cómo mirar para efectuar las observaciones adecuadas a la tarea en cuestión o no sabrá
cómo interpretar lo que ve” (refiriéndose tanto al marco teórico apropiado como al
precientífico). (Hodson, 1994, 80).
En investigaciones realizadas de 1992-95 en los dos últimos grados de escuelas primarias
se pudo constatar que un por ciento elevado (más de la mitad) no eran capaz de establecer
las características esenciales del contenido, tenían dificultades para explicar las causas de
los fenómeno, para la aplicación de los conocimientos a nuevas situaciones; parar plantear
suposiciones, insuficiencias al comparar, no pudieron explicar la importancia del contenido
(Zilberteins, 2000). Ello evidencia que los estudiantes al arribar al nivel secundario operan
con un nivel de pensamiento concreto situacional. Estos resultados se corresponden con los
resultados obtenidos desde 1997-2001 en las pruebas de entrada de 7mo grado y test
aplicados tanto a estudiantes de 8vo Grado de Ciudad de La Habana, donde reflejaron
49
correspondientemente bajo nivel de dominio de la habilidad de observación y niveles bajos
en las habilidades intelectuales de observar, análisis, comparación, generalización y
abstracción. (Gráficos 1 y 2 de los Anexos)
Es decir se está abogando por unas actividades experimentales que incorporen la reflexión
como medio que ayude a los estudiantes a alcanzar un nivel de comprensión conceptual
específico. En correspondencia con ello, la atención prioritaria está en la enseñanza de la
observación y experimento como métodos de la ciencia, como una vía de acceder al
conocimiento científico.
Desarrollar la observación no significa únicamente mostrar. En ocasiones se piensa que
desarrollando una práctica demostrativa, se enseña a observar. Observar significa algo más:
clasificar, discriminar e incluso, comparar. Pudiera asociarse esta primera etapa a lo que en
las ciencias se establece como la acumulación de datos. La observación siempre será previa
a la medición y la experimentación e incluso llega a tener mucha fuerza en la elaboración
teórica del sistema conceptual.
En la práctica educativa, generalmente esto se obvia, asumiendo que el alumno observa lo
que el profesor, con una experiencia mayor, da por hecho. Posiblemente ésta sea una causa
de la abundancia y persistencia de los errores conceptuales que apunta el constructivismo
en su sistema de aprendizaje como cambio conceptual.
Para que la observación sirva de guía en el proceso de adquisición de conocimientos tiene
que ser intencionada y dirigida. Ello significa que el profesor o el alumno, por un lado,
reflexione sobre: su objetivo, los indicadores funcionales que reflejan las manifestaciones
fenoménicas del objeto, así como la elaboración del registro de la información y, por otro
determine aquellas acciones esenciales y necesarias, a través de las cuales la observación
devendrá en habilidad. A este proceder se le ha llamado INVARIANTE ESTRUCTURAL
como término teórico-metodológico. (Rodríguez, M; Bermúdez, R., 1998)
El método experimental, originado y aplicado inicialmente por la Física, ha alcanzado hoy
una difusión tan grande que no se concibe una rama de la actividad científica o tecnológica
en la que no desempeñe un papel fundamental. Una característica presente casi siempre en
los experimentos es la existencia de uno o varios modelos cuya comparación con los hechos
50
se pretende. Sin embargo, la utilización del método experimental en la propuesta no está
dirigida a la comparación de modelos, aunque se niega su existencia como punto de partida,
por cuanto está presente en el profesor que diseña la actividad y con más o menos
insuficiencia en los conocimientos recibidos con anterioridad por los propios estudiantes.
Se resalta que el método experimental no está concebido como comprobación de principios
científicos, donde los resultados son correctos y, por lo tanto, refuerzan la visión empírica de
los estudios y el concepto de la ciencia como conocimiento verdadero e inmutable. El
experimento aparece como método que permite ir acercándose a un conocimiento más
objetivo de los fenómenos de la realidad circundante y donde el conocimiento aparece como
resultado de un proceso ininterrumpido de aproximaciones sucesivas. El método
experimental así entendido conduce a la indagación y búsqueda como constantes en la
actitud de los estudiantes ante la realidad, y por tanto una forma de familiarizarse con la
actividad científica.
El concepto de método apuntado conduce en dos direcciones en el análisis del método de
observación y experimental en la comprensión de los conocimientos científicos: por un lado a
su estructuración, de manera que sus acciones desarrollen capacidades y habilidades que
preparen para la actividad científica en general; y por otro lado, a su organización y forma de
despliegue en cuanto a lograr una interacción profesor-alumno y alumno-alumno, donde la
orientación y dirección del profesor propicie una acción activa e independiente de los
estudiantes.
Pudiera cuestionarse por qué se plantea como objetivo la comprensión de la naturaleza de
los conocimientos científicos si toda la fundamentación se centra en los conocimientos y
métodos empíricos. La teoría dialéctica del conocimiento, reconoce el nivel empírico como
una etapa en la formación del conocimiento científico y que los conceptos empíricos, como
generalizaciones que se forman de manera espontánea o dirigida, a tenor de la aplicación
del método inductivo, aunque aún inacabados, como reflejo del conocimiento racional senso-
perceptual al que se accede por vía de las experiencias y vivencias por las que la persona
transita, contienen la primera manifestación de la esencia: las propiedades determinantes de
un objeto.
51
A través del análisis de las situaciones problemáticas, de la realización de experimentos, de
la reflexión sobre las observaciones y la búsqueda de respuesta a algunas interrogantes, se
van “construyendo” diferentes conceptos de nivel empírico como aproximaciones sucesivas
para llegar al concepto teórico. Los conceptos empíricos aparecen en períodos evolutivos
que se anticipan a la formación del concepto teórico, y en su interacción contribuyen a la
formación de un pensamiento teórico. (Davidov A. V., 1988)
Tal y como se esclareció en el capítulo anterior, en las valoraciones sobre la formación y
desarrollo del conocimiento científico resulta de suma importancia tomar en cuenta las
posibilidades cognitivo-instrumentales del desarrollo psíquico del estudiante en las diferentes
edades.
El asumir que dentro del nivel de enseñanza media existen diferencias significativas entre el
estudiante de secundaria básica y el de preuniversitario con respecto a las posibilidades de
construcción del concepto científico y que, por tanto, la enseñanza secundaria ha de servir
en lo fundamental para instaurar en el adolescente los procedimientos dirigidos al
conocimiento de las propiedades determinantes de los objetos como primera aproximación a
su esencia, fundamenta que las actividades experimentales presentadas estén dirigidas a la
formación de un pensamiento racional donde predomina el camino inductivo-deductivo en la
adquisición de los conocimientos, sin que por ello pueda identificarse con el aprendizaje por
descubrimiento.
Si el conocimiento científico no se construye sobre la base del conocimiento empírico previo,
entonces el primero sólo resultará una cadena verbal, como resultado de lo cual no se
garantiza la adquisición de conocimientos científicos, además de que los alumnos no
sentirán interés por el contenido teórico de la asignatura y por lo tanto de la ciencia.
En la tesis se acepta la idea de que “la distinción que separa la inducción de la deducción
reside en los niveles de generalidad del conocimiento que se tome como punto de
referencia”. El concepto empírico es un concepto inacabado que refleja indicadores
esenciales y no esenciales, relacionados entre sí de manera casual, por vía descriptiva y que
se establece en virtud de la comparación y de la clasificación de los hechos empíricamente
contrastable. Mientras que el concepto teórico exige la abstracción a partir de criterios de
esencialidad. “La aplicación del procedimiento deductivo se distingue por la posibilidad de
52
formular hipótesis sobre la base de las contradicciones descubiertas en el comportamiento
del objeto”. (Rodríguez M, Bermúdez, R., 1998, 281)
Para su formación a través de la estructuración didáctica de las actividades experimentales
en el nivel medio se aplicaron los pasos definidos para alcanzar generalizaciones empíricas-
teóricas por la vía del procedimiento inductivo-deductivo:
I. LA PROBLEMATIZACIÓN DE LA REALIDAD con la que interactúa el estudiante a través
de la presentación de situaciones problemáticas de la vida cotidiana, que le permitan
establecer relaciones de manera inmediata, con hechos o fenómenos, los cuales en su
mayoría están mediados a través de productos de la propia creación científico-técnica
del hombre. La caracterización de los conocimientos propedéuticos empíricos y teóricos.
II. LA REALIZACIÓN DE EXPERIMENTOS en el que se modelen las condiciones del
objeto de estudio, es decir, en la que se reproduzca la situación en que éste aparece, de
modo sintético, con el aislamiento necesario de determinadas variables. La base
orientadora de la actividad sobre la que se asientan las guías de actividades
experimentales conjuga la orientación de acciones por parte del profesor junto con un
grado de independencia en la forma y realización de determinadas tareas, lo que le
imprime cierto carácter productivo y creativo a la actividad del estudiante. A través de la
observación plantea problemas y suposiciones o hipótesis.
III. LA FORMULACIÓN DE GENERALIZACIONES EN FORMA DE CONCEPTOS de
manera que revelen las propiedades determinantes del objeto que se estudia. La
generalización a partir de lo común entre objetos de naturaleza compatible refleja las
propiedades esenciales del objeto en forma de abstracciones. Dentro de esta acción se
incluye la contrastación del concepto elaborado con los reconocidos por la comunidad
científica y la interpretación y valoración de los resultados del procesamiento de las
diferentes fuentes de información.
IV. LA EJERCITACIÓN POR MEDIO DE LA APLICACIÓN DEL CONCEPTO A
SITUACIONES SEMEJANTES O DIFERENTES Y EL PROPIO DISEÑO DE
EXPERIMENTOS. Si admitimos por generalización también la capacidad de que el
concepto “construido” sea aplicado a una nueva situación, ello significa que el estudiante
53
ha adquirido los rasgos esenciales que le permiten la identificación del objeto, lo cual
refleja un pensamiento formado por procedimientos inductivo, identificatorio y deductivo.
V. ELABORACIÓN DE INFORMES Y EXPOSICIÒN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS
que expresen la solución de las contradicciones surgidas de la problematización de la
realidad, la importancia y valoración de los conocimientos y procedimientos adquiridos,
así como su aplicación en la solución de otros problemas.
Como concreción de lo antes expuesto, dentro de las guías de actividades experimentales
se destacan etapas principales en su lógica interna, que contribuyen a su ejecución, a saber:
• Presentación de situaciones problemáticas y experimentos que permiten identificar las
ideas precientíficas, expresadas por los estudiantes al explicar cómo ocurren los
fenómenos, a partir de los conocimientos que posee y la precisión de la tarea a realizar.
• Formulación de situaciones problemáticas más precisas que reflejen los conflictos
creados entre sus preconcepciones y las nuevas ideas introducidas por el profesor a
través de interrogantes sucesivas y de la búsqueda de conceptos en la bibliografía
orientada.
• En la formulación de la situación problemática se introducen nuevos conceptos que
refuerzan otros ya supuestamente asimilados o que se elaboran conjuntamente por
profesor-alumno, que acercan a los estudiantes a las propiedades determinantes de un
fenómeno, es decir se precisan y esclarecen los conceptos explícitos e implícitos de la
situación problemática. Al explicar sus ideas y plantearse nuevas interrogantes, a través
del lenguaje y la comunicación tanto a nivel del CÓMO como el POR QUÉ de los
fenómenos, el estudiante establece suposiciones preliminares que estimulan la búsqueda
del conocimiento en el proceso de enseñanza-aprendizaje, a nivel de procedimientos
racionales-empíricos.
• Propone a los estudiantes ampliar el estudio cualitativo de los problemas formulados, con
carácter reproductivo analizando fenómenos similares y con carácter aplicativo diseñando
experimentos y buscando otros ejemplos de la vida cotidiana. La orientación al
tratamiento científico de las situaciones problemáticas y el manejo de las mismas en una
variedad de casos, contribuyen a afianzar y profundizar el conocimiento y a sistematizar
las acciones.
54
• La ejecución de experimentos en equipos, así como la elaboración de informes,
construcción de esquemas, gráficos, etc. alguno de ellos debatidos de forma colectiva,
desarrollan capacidades para el trabajo independiente y el diálogo.
Las guías de actividades experimentales propuestas serán exitosas cuando el profesor y
los estudiantes estén preparados para ello: el profesor conduciendo la actividad de manera
tal que le preste atención a la esencia y no a lo secundario, haciendo uso de preguntas que
inciten a la reflexión y el alumno con disposición e interés para una participación activa en la
solución de tareas experimentales, la búsqueda de conocimientos por sí solos o con ayuda,
e incluso para el diseño de experimentos y la redacción de conclusiones. Es decir, requiere
de un papel activo del estudiante en el proceso de aprendizaje, lo cual está determinado por
las estructuras cognitivo-instrumental y afectivo-motivacional del estudiante ya apuntadas.
La participación activa y consciente del estudiante en todo el proceso se garantiza a través
de las acciones que ejecutan, entre otras:
• El experimento es realizado por los estudiantes (individual, por parejas o en equipos) bajo
las orientaciones del profesor que plantea determinadas tareas a resolver.
• Los estudiantes observan, hacen sus anotaciones e interpretan ayudados con las
preguntas del profesor.
• De forma independiente y por elaboración conjunta con otros estudiantes y con el propio
profesor llegan a la formulación de algunas generalizaciones que permiten la
aproximación y/o profundización de conceptos científicos. Se apoyan en la consulta
bibliográfica de los textos.
• En algunos casos construyen los propios equipos y medios que utilizarán para la
experimentación.
• Durante la observación y experimentación los estudiantes, de forma gradual, analizan e
interpretan los datos y hechos y tratan de buscar explicaciones, que les permitan pasar de
cómo se produce el hecho a por qué, cuál es la causa, lo que queda planteado como
suposición para buscarle respuestas en etapas sucesivas.
• En grado ascendente de complejidad, los estudiantes buscan nuevas aplicaciones de las
generalizaciones; diseñan y realizan experimentos de forma independiente y elaboran
informes.
55
• Expresan en forma oral y escrita, individual o colectiva, los resultados parciales y finales
obtenidos.
En resumen, las actividades experimentales están orientadas hacia la comprensión de la
naturaleza de los conocimientos científicos, las características de la actividad investigadora,
la utilización de los procedimientos de los métodos de observación y experimentación a
través del enfrentamiento a tareas y soluciones de problemas del entorno cotidiano, que
permitan la adquisición de formas de razonamiento sistemáticos y generalizados y que
contribuyan a desarrollar capacidades intelectuales en el proceso de aprendizaje y al mismo
tiempo incrementen el interés por el estudio de las Ciencias Naturales y su responsabilidad
en la valoración de su utilidad y significado social.
56
CAPÌTULO III GUÍAS DE ACTIVIDADES EXPERIMENTALES PARA LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE
DE LAS CIENCIAS NATURALES EN EL NIVEL SECUNDARIO. Para la puesta en práctica de la concepción de las actividades experimentales el autor de la
tesis elaboró un conjunto de guías, a partir de los requerimientos psicopedagógicos y
didácticos y el modelo de estructuración didáctica expuestos en el primer y segundo
capítulos de la tesis, que pueden servir de una ayuda al profesor en la organización de las
clases en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las Ciencias Naturales en el nivel
secundario, redactadas en un estilo apropiado para los estudiantes que brinda la posibilidad
de su utilización como material didáctico. Estas guías son una contribución a la elaboración
de propuestas concretas para las transformaciones que en cuanto a objetivos, contenido,
métodos, formas de trabajo y evaluación del proceso de enseñanza-aprendizaje de las
Ciencias Naturales se viene produciendo en nuestro país en los últimos diez años.
La selección y recreación de las situaciones problemáticas, abiertas o experimentales y de
los experimentos, como componentes esenciales de las guías elaboradas, son producto de
más de 10 años de investigación del autor en la búsqueda de información en la literatura
científica y docente y de la propia iniciativa y vivencias en las prácticas de laboratorio de
Física con estudiantes del nivel medio y superior. Los resultados obtenidos han sido
expuestos en cursos, eventos científicos, artículos y libros, resaltando “Los experimentos
impactantes I. Mecánica y fluido” (2000); la participación en la actualización de las
orientaciones metodológicas de Ciencias Naturales de 5to. y 6to. grado (2000) y en la
confección del “Programa de Ciencias Naturales” en la preparación de los profesores
generales integrales (2001); el “Curso de Metodología de Enseñanza de la Física” del
ISPEJV para profesores y estudiantes del nivel medio (2001-03).
3.1 Sobre la elaboración de las guías de actividades experimentales. Los objetivos centrales definidos en la orientación de las actividades experimentales
expuestos en el Capítulo II han constituido el hilo conductor en la estructuración de la guías.
Aunque en la práctica educativa los objetivos se cumplen a través de todo el proceso de
enseñanza-aprendizaje, los separaremos a los efectos de su caracterización.
57
COMPRENDER LA NATURALEZA DE LOS CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS.
Para la instrumentación de este objetivo fue preciso definir los contenidos de las guías
(aunque no es la relación didáctica más significativa de la propuesta presentada) mediante el
análisis de los programas y orientaciones metodológicas en los currículos vigentes y
determinar cómo incorporar la dimensión CTS.
Los contenidos de las guías de actividades experimentales de las Ciencias Naturales para
las secundarias básicas fueron seleccionados por el autor atendiendo a las áreas del
conocimiento de los programas de Física y Química más cercanos a la vida cotidiana y
social, a los requerimientos en cuanto a la dotación de equipos y materiales y a la formación
básica de los profesores titulados en este nivel educacional.
Los contenidos de Física comprenden las áreas temáticas de Movimiento, Estructura interna
y Energía, las cuales tienen sus nexos con los estudios iniciados en la asignatura de
Ciencias Naturales en 5to. y 6to. grado y algunos de los temas que recibirán en Física en
8vo. grado. En el caso de Química corresponde a las áreas temáticas: Las sustancias y las
reacciones químicas y el Dioxígeno, contenidas en el programa de Química de 8vo. grado.
Basado en los resultados de la exploración de las actividades experimentales en 7mo. grado
desde el curso escolar 1997-98 al 2000-2001 (de lo cual se hace referencia en el último
epígrafe de la tesis), la participación en la actualización de las orientaciones metodológicas
de Ciencias Naturales en 5to. y 6to. Grado (2000) y en la experiencia personal en el trabajo
docente y metodológico con profesores del nivel medio en las instancias provincial y
municipal, el autor de esta tesis considera que este modelo de estructuración didáctica y su
concreción en las guías de actividades experimentales para las Ciencias Naturales pueden
aplicarse, como una etapa propedéutica al estudio de las ciencias particulares en el 7mo.
grado, lo cual evitaría una ruptura en el aspecto cognitivo, procedimental y actitudinal en la
educación científica de los estudiantes egresados de primaria. Otra aplicación sería su
introducción dentro de las clases de 8vo. grado en Física y Química, pues los contenidos
desarrollados en las actividades experimentales, corresponden con los temas y la orientación
metodológica para la introducción de experimentos en los programas vigentes. En este
sentido, pudiera ser una ayuda a los profesores generales integrales del nivel secundario,
58
como una aproximación preliminar en el difícil camino de la integración de la Ciencias
Naturales en el proceso de enseñanza-aprendizaje.
La dimensión CTS se introduce a partir de: el tipo de situaciones problemáticas que
expresan en su mayoría la interdependencia ciencia-tecnología, pues no parte del
cuestionamiento de conocimientos o conceptos, sino del cuestionamiento de hechos,
procesos o fenómenos que son un resultado de la actividad del hombre, de su creación
técnica, que no sólo se pueden explicar por la aplicación de principios científicos (brinda
atención a conocimientos tecnológicos); el que algunas de las situaciones problemáticas
comprendan fenómenos o procesos del entorno cotidiano: individual, comunitario o social,
que están relacionados tanto con soluciones a necesidades humanas desde la ciencia y la
tecnología como a sus efectos negativos; la responsabilidad que debe asumir el estudiante
como sujeto social en su interpretación y en su posible solución; la actividad investigativa y
los valores del investigador como un componente en el concepto socio-cultural de la ciencia,
que se explica en el objetivo específico.
Para la comprensión de los conocimientos científicos lo más importante, en opinión del
autor, es la reflexión, la cual está asociada al análisis cualitativo que se realiza durante toda
la actividad: de las situaciones problemáticas, de los resultados de la observación en los
experimentos, de los resultados de la indagación bibliográfica, de las comunicaciones
escritas y orales de los estudiantes; de las valoraciones del significado personal y social de
las mismas. Esa reflexión se logra a través de una serie de preguntas que aparecen en las
guías: el por qué buscando una explicación (la causa); el qué describiendo, comparando,
caracterizando (definición); el cómo buscando una solución (suposición); el para qué
determinado su utilidad (significado).
FAMILIARIZARSE CON LAS CARACTERÍSTICAS PROPIAS DE LA ACTIVIDAD
INVESTIGATIVA. La actividad científica del estudiante (investigación escolar bajo la orientación del profesor)
se enfoca desde una visión de lo singular a lo general, de la inducción a la deducción
sustentado en la relación dialéctica de lo empírico-teórico, como uno de los caminos lógicos
para llegar a la formación de los conocimientos científicos, en correspondencia con el nivel
de la estructura mental y del desarrollo intelectual de los estudiantes del nivel secundario.
59
Las actividades están diseñadas a través de tareas que refuerzan las características de la
actividad científica: cuestionamiento sistemático del sentido común; el carácter colectivo
mediante trabajo en equipos y el intercambio con el profesor, el resto de los estudiantes del
aula, con sus padres y amigos; el trabajo de investigación no limitado al laboratorio; la
introducción del diseño y montaje de experimentos y la construcción de equipos sencillos
para la experimentación; la síntesis de los resultados y su comunicación oral y escrita.
En la organización de las actividades experimentales se sitúan varios momentos de carácter
investigativo: análisis de situación problemática para ir transitando al planteamiento de
problemas (Anexo 1); la observación y experimentos para ayudar junto con la búsqueda de
información en materiales impresos al planteamiento de posibles soluciones (suposiciones o
planteamientos hipotéticos); la generalización mediante la ejemplificación y nuevas
aplicaciones; la síntesis de los conocimientos adquiridos mediante la comunicación verbal
y/o escrita.
APROPIARSE DE ALGUNOS PROCEDIMIENTOS PARA LA OBSERVACIÓN Y
EXPERIMENTACIÓN COMO MÉTODOS DE LAS CIENCIAS NATURALES.
Con el fin de contribuir en el proceso de enseñanza-aprendizaje a propiciar la participación
individual y colectiva de los estudiantes, estimular su pensamiento y crear un clima favorable
para el aprendizaje, en el diseño de las actividades experimentales hemos introducido una
serie de tareas que pueden desempeñar la función de procedimientos didácticos, es decir
“son complemento de los métodos de enseñanza, constituyen "herramientas" que le permiten
al docente orientar y dirigir la actividad del alumno”. (Zilberstein J, Silvestre M, 1999)
Las tareas están orientadas a promover la inducción, la deducción, el análisis, la síntesis, la
observación, la comparación, la generalización, entre otros, permiten influir en el desarrollo
cognoscitivo, procedimental y actitudinal en la formación integral de nuestros estudiantes de
nivel secundario.
El algoritmo de tareas utilizadas para desarrollar la reflexión en el aprendizaje, puede ser
también apropiado de manera consciente por el estudiante, incorporándolo a su quehacer
como una forma de acceder al conocimiento de manera independiente.
60
Intentando resumirlas, las tareas van orientadas a:
• Identificar qué es lo que estudia a partir de pensar qué se conoce y qué falta por conocer.
• Plantearse diferentes respuestas, soluciones, o suposiciones.
• Observar, describir y comparar a través de la búsqueda de la información sobre lo que se
estudia mediante los experimentos e indagación bibliográfica.
• Determinar las propiedades, rasgos esenciales y causa de lo estudiado.
• Buscar nuevas ejemplificaciones y aplicaciones de lo estudiado.
• Generalizar los resultados obtenidos en las diferentes indagaciones en forma de
definiciones y juicios.
• Resumir y expresar en forma escrita y oral.
• Valorar por qué y para qué es importante, qué significación tiene para uno mismo y
también para la comunidad, la sociedad.
La clasificación de las tareas se corresponde a la utilizada en el texto de Física Elemental,
elaborado como parte de las transformaciones de la enseñanza en el nivel secundario, y
puestas en práctica en numerosas escuelas desde el curso 1997-98 hasta la actualidad.
Estas son:
Tareas de motivación: reflexión acerca del interés social y personal del tema; revelar las
experiencias y conocimientos previos de los alumnos; proponer interrogantes de interés
vinculado al tema;
Tareas de profundización y ampliación: con preguntas y nuevos problemas, con búsqueda
de información, con realización de observaciones, con tareas extraclase, con búsqueda en
materiales de divulgación científica por TV o video; ejemplificación de situaciones similares,
búsqueda de nuevas aplicaciones de los conocimientos científico-tecnológicos.
Tareas de sistematización y consolidación: Responder a las preguntas formuladas al
principio, plantear cuestiones sin resolver, registro de información, realizar resúmenes,
memoria científica, montaje y diseño de experimentos; valoración de la importancia de los
temas para el estudiante, su familia, la comunidad y la sociedad.
61
VALORAR LA SIGNIFICACIÓN PERSONAL Y SOCIAL DE LAS CIENCIAS NATURALES.
La instrumentación de este objetivo se deriva del enfoque de la dimensión CTS apuntada
previamente. La valoración del significado del objeto de estudio abarca tres momentos
importantes:
• desde el análisis de la situación problemática, que debe plasmar al menos inquietudes e
intereses de los estudiantes, donde junto con el desafió cognitivo a través del
planteamiento de sus opiniones, conocimientos previos como posibles respuestas
hipotéticas, manifieste su deseo de participar en la búsqueda o contrastación de la
solución.
• en la responsabilidad y cooperación en la realización y planteamiento de tareas durante
toda la actividad
• en el proceso de síntesis al compartir los significados personales y sociales de los
conocimientos, procedimientos y valores aprendidos.
3.2 Guías de actividades experimentales para el nivel secundario. TITULO: MOVIMIENTO.
OBJETIVOS
• Determinar la causa que origina el movimiento, su importancia.
• Analizar si el movimiento es el estado natural de los cuerpos en la naturaleza.
• Caracterizar el significado que tiene la palabra Movimiento para las Ciencias, la
Tecnología y la Sociedad.
• Valorar la importancia del movimiento para la vida del hombre y su aplicación en la
industria.
En una clase de Física, en un momento de la clase, un profesor hace el siguiente
planteamiento:
Profesor: “Todos ustedes incluyéndome a mí, estamos en movimiento”. Un alumno
sorprendido, contesta: profesor recuerde que estamos todos sentados. El profesor responde:
No importa, repito todos estamos en movimiento. ¿Se podría estar de acuerdo con esa
afirmación?
62
TAREA 1
Analicen esta afirmación. ¿Están de acuerdo con esa afirmación? Ponga algunos ejemplos
de cuerpos u objetos en movimiento. ¿Por qué están en movimiento?, ¿qué determina que
un cuerpo esté en movimiento?, ¿qué entiende por movimiento?, ¿qué implicaciones tiene
para el hombre conocer que los cuerpos y objetos están en movimiento?
TAREA 2
Para continuar la indagación sobre cuál es la causa del movimiento el profesor le sugiere a
los colectivos de trabajo que realicen el siguiente experimento:
Experimento (Equipos y Materiales): Carros comunes (2), uno con un fleje acoplado o resorte
en su parte delantera, que pueda ser liberado; obstáculo rígido (ladrillo); pelota.
Tomen el carro que tiene el resorte o fleje, sitúenlo en la mesa y acciónenlo. Describa cuál
es el objeto de la observación, explique lo ocurrido y anote en su libreta lo observado y sus
ideas. ¿Aporta alguna solución al problema planteado? Repitan el experimento, pero esta
vez sitúen el mismo carro pegado frente a un ladrillo y hagan accionar el resorte o fleje.
Observen lo ocurrido, compárenlo con la situación anterior, anoten en su libreta. ¿Qué
conclusión importante se extrae de estos dos ejemplos con respecto a la causa que origina
el movimiento?
Pongan los dos carros de frente y unidos, hagan accionar el fleje o el resorte. Observen y
comparen. ¿Qué elemento nuevo incorpora al análisis del movimiento?, ¿qué otro elemento
vuelve a estar presente para que se produzca el movimiento?
Lancen una pelota hacia arriba y analicen lo observado. Compárenlo con los ejemplos
anteriores en cuanto a la forma de movimiento. Repetimos una vez más ¿Qué conclusión
importante se extrae de todos esos ejemplos con respecto a la causa que origina el
movimiento?, ¿cómo podrían ustedes argumentar que un cuerpo está en movimiento? y
¿cuál sería la causa que origina el movimiento? Anoten esas conclusiones en su libreta.
TAREA 3
A continuación se les presentan varias situaciones con respecto al movimiento, las cuales
son importantes analizar y comparar entre sí:
Si estuvieran en una parada de ómnibus y vieran pasar un camión cargado de personas por
delante. ¿Qué relación tiene este hecho con el movimiento de los cuerpos?
Si estuvieran encima del camión, junto a esas personas y miraran a las personas de la
parada, ¿podrían decir lo mismo?
Ahora mirando a las personas que están contigo encima del camión, ¿tendrían la misma
opinión que las personas que están en la parada?
63
Comparen y clasifiquen en su colectivo de trabajo las diferentes situaciones anteriores,
analicen cada una de ellas con respecto al concepto que ustedes tienen de movimiento y
den una argumentación si en todos los casos ustedes creen que las personas puedan estar
en movimiento. Anoten en su libreta el resultado del trabajo.
TAREA 4
Caractericen el tipo de movimiento ejemplificado mediante la consulta bibliográfica. Pueden
utilizar: Diccionario ilustrado de la lengua española; Enciclopedia Encarta (soporte
magnético); Libro de Ciencias Naturales 6to. Grado desde la Pág. 1 hasta la 8; Libro de
Física de 8vo. Grado; cualquier libro de Física de nivel medio. Formulen una definición de
este tipo de movimiento.
Si la afirmación inicial realizada por el profesor, es cierta. ¿Cómo la explican de una forma
convincente?, ¿estarán ustedes también en movimiento en caso que lo comparáramos con
respecto a la Tierra y a otros planetas? Según sus opiniones, ¿podrá tener importancia para
el hombre dominar este concepto?
TAREA 5
Indaguen sobre algunos ejemplos de su entorno, de la técnica, el deporte, etc., donde se
ponga de manifiesto el movimiento mecánico y diseñen un experimento.
TAREA 6
¿Será el movimiento, en sentido general, cambios, transformaciones, evoluciones, procesos
que se producen en la naturaleza? Todos los tipos de movimiento en la naturaleza serán
iguales, ¿habrá más de uno? Ponga varios ejemplos de tipos de movimiento. Analiza en tu
colectivo de trabajo la pregunta anterior, de tener dudas busquen en el diccionario el
significado de cada una de ellas, también pueden consultar el libro de Física de 8vo. Grado.
Los colectivos de trabajo deben hacer una argumentación escrita, a su vez, plantear
determinadas estrategias que les permitan evidenciar y ejemplificar sus planteamientos.
Estas serán expuestas en el aula para ser analizadas y discutidas por todos.
TAREA 7
¿Puede estar presente el movimiento, aunque no se observe a simple vista en los diferentes
cuerpos?, ¿tiene sentido para el hombre investigar ese planteamiento? Realiza un estudio y
revisión bibliográfica en tu colectivo de trabajo sobre los diferentes movimientos, ¿cuáles
serían para ustedes las suposiciones o hipótesis necesarias para argumentar su respuesta?
Experimento (Equipos y Materiales): frasco de boca ancha transparente, alambre de cobre,
Salfuman.
64
Echen 2 cm3 de Salfuman en el frasco e introduzcan el alambre de cobre. Describan lo
ocurrido. Anoten en sus libretas.
De la experiencia realizada por ustedes, todos los tipos de movimiento en la naturaleza
serán iguales, ¿habrá más de uno? Ponga varios ejemplos de tipos de movimiento.
¿Qué identificación tiene la tarea con el movimiento?, ¿cómo explican la presencia del
mismo?, ¿qué aplicaciones en la industria podrían desprenderse de esta tarea?
TAREA 8
Experimento (Equipos y Materiales): Unos pedacitos de Poliespuma, plástico o esponja,
beaker o frasco pequeño de boca ancha, 3 cm3 de gasolina.
Con los materiales entregados realicen una actividad experimental que evidencie el
movimiento. Elaboren sus conclusiones para ser debatidas en el aula. Para profundizar en
estos contenidos puedes utilizar el libro de Química Recreativa de Vallejo Nagera Alejandra,
Edt Martínez Roca, España (1999) se encuentra en la Biblioteca Nacional; Química 1, Edt.
Pueblo y Educación, La Habana (1991), Física 8vo. Grado u otros que puedan encontrarse
en la biblioteca de tu escuela o de tu municipio.
TAREA 9
¿Se han puesto a pensar, qué explicación se le pueden dar a los días y las noches, las
estaciones del año, los Eclipses de Luna y de Sol? Analicen y elaboren en tu colectivo de
trabajo las suposiciones o hipótesis que permitan una explicación para su discusión en el
aula. Anoten en su libreta el resultado del trabajo. TAREA 10 (Extra Clase)
Existen muchos tipos de movimientos en la naturaleza, nosotros nos dedicamos
fundamentalmente al estudio del mecánico. ¿Podría un cuerpo presentar a la vez más de un
movimiento? Elaboren las suposiciones o hipótesis que les permitan argumentar su
respuesta y pongan ejemplos. Diseñen un experimento que les permita demostrar sus
criterios. Pueden auxiliarse de textos de Física nivel medio, diccionarios, padres, amigos etc.
Hagan un resumen individual y analícenlo en su colectivo de trabajo, caracterizando el
significado y la aplicación que puede tener el concepto de movimiento para las ciencias, la
tecnología y el hombre.
65
TÍTULO: CALOR Y TEMPERATURA. SISTEMAS DISPERSOS.
OBJETIVOS
• Determinar la diferencia entre calor y temperatura.
• Caracterizar los sistemas dispersos
• Analizar la importancia de los sistemas dispersos, en la vida del hombre y en la técnica.
• Evidenciar mediante una aplicación la diferencia entre el calor y la temperatura.
Cuando nos sentimos mal y tenemos fiebre, ¿qué indicador corrobora ese malestar de
inmediato?
TAREA 1
¿Será lo mismo la temperatura que el calor, qué significan para ustedes esos conceptos? A
su juicio, ¿dónde puede estar la diferencia entre esos conceptos?, ¿tendrán alguna
aplicación los conceptos de temperatura y calor en la vida, en la industria? Se debatirán en el
aula los criterios expuestos por los estudiantes. ¿Conocen ustedes que puede significar un
sistema disperso?, ¿y esas mismas palabras por separado? A su juicio, ¿tendrá alguna
utilidad conocer la aplicación de los sistemas dispersos?
TAREA 2
Experimento (Equipos y Materiales): Termómetro, mechero, alcohol, vasijas con mango 2
(latas de refresco abiertas en un extremo, con mango de madera acoplado), agua, azúcar.
Tomen dos vasijas idénticas y viértanle aproximadamente 2 cm3 de agua en una y el doble
en la otra, sitúenla sobre el mechero introduzcan el termómetro durante 30 segundos.
Observen y anoten en su libreta los resultados de la lectura del termómetro.
De acuerdo a sus conocimientos teóricos, ¿cuál sería la lectura correcta que debe registrar
el termómetro en los ejemplos anteriores para que sea una respuesta lógica para ambos
casos? Argumenten
Diseñen una estrategia teórica y después una actividad experimental para que el termómetro
al final del experimento tenga para ambas vasijas igual lectura, sin cambiar el tiempo de
exposición sobre el mechero. Si mantenemos igual cantidad de agua en ambas vasijas, con
el mismo mechero, pero cambiamos el tiempo de exposición al fuego, ¿podría el termómetro
brindarnos la misma lectura? Expliquen teóricamente por qué no.
Comparen estos resultados. Entre los conceptos que se analizan existe determinada
dependencia, ¿pueden explicar en qué consiste? Valoren si con la información que poseen
pueden responder la pregunta inicial.
66
Busquen en el diccionario las palabras Calor y Temperatura. Consulten a sus amigos sobre
estos conceptos y conozcan sus opiniones. También pueden consultar cualquier libro de
Física de nivel medio.
Después de haber realizado los experimentos, ¿piensas lo mismo de la temperatura y el
calor?
TAREA 3
Experimento (Equipos y Materiales): Vasija con mango, agua, mechero, termómetro de más
de 100oC.
Tomen la vasija y viértale 4 cm3 de agua, póngala sobre el mechero e introdúzcanle un
termómetro de rango mayor a 100oC. Suminístrenle calor hasta llegar al punto de ebullición,
registre como varía la lectura del termómetro cada 15 segundos. ¿Qué información brinda
este experimento? Describa lo que ocurre. Analicen por qué ese comportamiento.
Realicen un análisis y caracterización de estos conceptos, elaboren sus conclusiones.
Discútanlas en sus colectivos de trabajo. De acuerdo a sus criterios, ¿qué importancia tienen
estos conceptos para la sociedad?, ¿serán mal utilizados comúnmente por las personas?,
¿cuál es su utilidad en la industria?
TAREA 4 (Extra Clase)
Toma 3 vasijas donde te quepan las manos, en los extremos pon una con agua fría, en el
otro extremo otra con agua caliente que sea resistible por ti, en el centro una con agua
tomada directamente de la llave, o sea, a temperatura ambiente. Introduce ambas manos en
las vasijas de los extremos al mismo tiempo y después las dos en la vasija del centro.
¿Qué sensación sentiste en ambas manos con respecto a la del centro?, ¿sería nuestro
sentido del tacto un buen instrumento para medir lo sucedido?, ¿qué fue lo medido por
nuestras manos el calor o la temperatura? Anoten en su libreta
TAREA 5
Ahora analizaremos otro concepto importante para el Hombre, la Ciencia y la Tecnología,
Sistemas Dispersos y conoceremos el tratamiento dado a este concepto a través de la
Química, sus aplicaciones en la técnica, su repercusión en la sociedad. Por tanto, valdría la
pena analizar toda una serie de interrogantes al respecto.
¿Qué sugieren ustedes para conocer lo que significa un Sistema Disperso? Fíjense, estamos
analizando la unión de dos conceptos importantes: Sistema y a su vez Dispersos, esa fusión
de conceptos origina un nuevo concepto. ¿Cuándo nos referimos a un Sistema Disperso
sobre qué estamos hablando?, ¿qué utilidad tiene para ustedes conocer este concepto?,
¿cómo podríamos caracterizarlo?
67
Conocemos por la experiencia cotidiana el nombre que comúnmente se le da al unir
Cemento, Arena, Piedra y Agua, podría ser el mismo que se le daría al unir alcohol con
agua. Para resolver nuestra tarea de investigación que es identificar y a su vez caracterizar
un Sistema Disperso por donde tenemos que empezar.
TAREA 6
Los colectivos de trabajo deben analizar y exponer en el aula las diferentes estrategias e
hipótesis de acuerdo a sus opiniones para resolver la tarea de investigación.
TAREA 7
Experimento (Equipos y Materiales): Azúcar, agua, frijoles, arena, vasija o vasija con mango
(3)
Toma una vasija, échale 5 cm3 de agua y viértele unos frijoles, revuélvelos y espera 5
minutos. Toma otra vasija y vierte una cucharadita de azúcar, revuélvelo y espera el mismo
tiempo. Repite el experimento con arena de mar. Observa y anota en tu libreta lo que en tu
opinión consideres los elementos más importantes de las observaciones realizadas. ¿Quién
será para ustedes el soluto y quién el disolvente?, ¿por qué en sus opiniones los
comportamientos no fueron los mismos?, ¿serán estos ejemplos parte integrante de los
Sistemas Dispersos?
TAREA 8
Para aumentar tus conocimientos sobre Sistemas y Sistemas Dispersos te sugerimos que
consultes la siguiente bibliografía: Diccionario de la lengua española, Enciclopedia Encarta,
Texto de Química 8vo. Grado, Texto de Física 8vo. Grado. Entrevista a tus profesores de
Química y de Física.
TAREA 9
Estarán en condiciones de caracterizar los Sistemas Dispersos. ¿Cómo se clasifica un
sistema disperso?, ¿qué condiciones debe tener para que se cumpla con lo anterior?
TAREA 10 (Extra Clase)
Las aleaciones como el acero, la leche de magnesia, el mar, el aire, el dioxígeno y acetileno
dentro de los sistemas dispersos a qué clasificación responden. ¿Qué importancia para la
vida del hombre, y para la técnica puede tener saber esa clasificación?
68
TÍTULO: FORMAS DE CALENTAMIENTO DE LOS CUERPOS. (CONDUCCIÓN) MEZCLAS
OBJETIVOS
• Caracterizar la conducción como una de las formas de calentamiento de los cuerpos y su
importancia en la vida social del hombre y en la técnica.
• Analizar la aplicación e importancia que tienen para desarrollar la técnica los disipadores.
• Argumentar la importancia que tiene para el desarrollo del hombre el concepto de mezcla.
¿Por qué los mangos de los sartenes y las asas de las cazuelas de hierro, al ser puestos al
fuego, unos se calientan y otros prácticamente no, siendo ambos del mismo material?
TAREA 1
Sabes, de cursos anteriores, como se comportan muchos de los cuerpos de la naturaleza
con respecto al cambio de su temperatura. ¿Será el hierro un buen transmisor de la
temperatura? El calor debe propagarse igual, tanto en el sartén como en la cazuela, sin
embargo, los resultados no son los mismos. ¿Qué vivencias tienes del calentamiento de los
cuerpos en tu vida cotidiana?
TAREA 2
Deben plantearse estrategias que les permitan una explicación al problema planteado, así
como determinadas suposiciones desde el punto de vista teórico, las cuales les posibilite
comprobar experimentalmente sus hipótesis.
TAREA 3
Experimento (Equipos y materiales): Mechero, alcohol, alambre fino de cobre, varilla plástica,
varilla de madera.
Enciende el mechero y sujeta sobre la llama desde un extremo un alambre de cobre de 5 cm
de longitud y 3 milímetros de diámetro durante 1 minuto.
Repite el experimento, pero ahora el alambre de una longitud de 30 cm, durante el mismo
tiempo. Observen y analicen ambos casos. Anoten en su libreta los resultados que opines
sean de interés.
¿A qué conclusión arriban después de haber realizado las actividades experimentales?,
¿cómo llegó esa información a tus manos?, ¿cómo se denomina esta forma de
calentamiento de los cuerpos? Busca en la biblioteca información al respecto. También
puedes ayudarte con el Libro de Texto de 8vo Grado, de 5to. Grado en Pág. 20, o cualquier
otro libro de nivel medio que trate sobre el tema.
Comprueba y compara la experiencia realizada en el aula con los materiales seleccionados y
la realización en tu casa de la experiencia, usando el sartén y la cazuela de hierro, anotando
69
de nuevo los elementos que creas de interés para su explicación en el aula. Anoten en su
libreta
Analicen en tu colectivo de trabajo las conclusiones que según ustedes expliquen lo
realizado y observado anteriormente. ¿Qué aplicación tiene lo estudiado en la industria y en
la vida cotidiana?, ¿se comporta por igual la conducción del calor en todos los materiales?
Si quisiéramos construir un termo o una nevera, ¿qué materiales son los más aconsejables
utilizar? Ponga ejemplos
Diseñen una actividad que muestre esa forma de calentamiento de los cuerpos y añadan una
actividad experimental, la cual sirva de apoyo a sus planteamientos. Puede ser usada
cotidianamente en tu casa, en la calle, la escuela, etc.
TAREA 4
Los motores de las motos y los carros trabajan a temperaturas relativamente altas, si la
mayoría de sus piezas son de aluminio fino o de plástico para aligerarlo de peso y ambos
materiales no resisten demasiado calor, además el aluminio es buen conductor del calor
¿por qué no se derriten o se funden los componentes del motor?
TAREA 5
Analicen en su colectivo de trabajo las posibles hipótesis que surjan para resolver el
problema anterior, ¿qué repercusión pudiera tener esto en la industria?, ¿cómo los
tecnólogos dieron solución a ese problema?, ¿tendrá importancia y utilidad para ustedes
resolver la situación anterior planteada?
TAREA 6
Experimento (Equipos y Materiales): Estaño fino, varilla de cobre de (3 a 5 mm) de diámetro
y de largo (20 cm), vasito de papel y agua.
Enciendan el mechero y sujeten sobre la llama el alambre fino de estaño. Enrolla el alambre
de estaño en la varilla de cobre y sujétala sobre el mechero. Describan los elementos que
crean esenciales en la observación. Anoten en su libreta.
Acerca sobre la llama del mechero una tira de papel cualquiera. Toma una tira similar a la
anterior y deposita en su interior un cilindro de hierro del mismo ancho (puede ser un
pedacito de cabilla cortada al ancho del papel), acércalo sobre la llama del mechero. ¿Cómo
es posible que la tira de papel ni se queme ni se manche? Échale agua a tu vasito de papel y
sujétalo sobre la llama del mechero. Anoten en su libreta los elementos que crean
importantes para dar una solución a los experimentos a anteriores. ¿Qué relación tiene lo
observado en los experimentos con la pregunta inicial? Anoten en su libreta.
70
Haz una búsqueda de las funciones que realizan los radiadores en los carros y los cilindros
en las motos. ¿Tendrá alguna aplicación esto en la industria y en la vida cotidiana?
Busca en el diccionario la palabra Disipador, ¿por qué fue necesario el invento de estos
dispositivos para seguir avanzando en la vida técnica y social del hombre?
Según tus opiniones, ¿cuál fue la causa que creó la necesidad de inventar los disipadores?,
¿comprendes la gran preocupación que hoy tiene la humanidad por el efecto invernadero?,
¿qué consecuencias puede traer a la vida en la naturaleza no atender conscientemente ese
problema?
Elaboren una ponencia en tu colectivo de trabajo sobre la importancia que poseen
disipadores naturales para la vida de la humanidad y relaciona algunas de las causas del
efecto invernadero.
TAREA 7
Analizamos los sistemas dispersos en general, ahora profundizaremos en los sistemas
dispersos heterogéneos.
Comúnmente en la construcción la unión de Cemento, Arena y Piedra se le suele decir
Mezcla, ¿serán las mezclas parte de los sistemas dispersos heterogéneos?, ¿es correcto
darle ese nombre?, ¿tendrá otra significación científica?
Puede ser útil para ustedes poder identificar las mezclas, de otras sustancias existentes en
la naturaleza, ¿existirán otras?
TAREA 8
¿Qué actividad se les ocurre realizar para poder resolver todas las interrogantes anteriores?,
¿cuáles son las hipótesis que se pudieran plantear ustedes para llegar a demostrar un
sistema disperso heterogéneo?
Se analizarán en el aula las diferentes propuestas por los colectivos de trabajo, para
comenzar a trabajar en la solución de la tarea de investigación.
TAREA 9:
Busca en el diccionario el concepto y compáralo con el que aparece en libro de Química 1ra.
Parte (1990), Editorial Pueblo y Educación.
Analicen los resultados de la búsqueda y diseñen un experimento que pueda mostrar una
mezcla entre sólidos. Pongan ejemplos, ¿cuáles serán en tu opinión las propiedades o
factores que caracterizan una mezcla?
TAREA 10 (Extra Clase)
Investiga si las siguientes sustancias son mezclas: Vidrio, Plástico, Acero, Alusil (medicina),
Gasolina, Aire. Argumenten sus respuestas.
71
Al unir leche en polvo con azúcar, ¿estaremos realizando una mezcla o una suspensión?
Expliquen por qué.
TAREA 11 (Largo Plazo)
Con tu colectivo de trabajo investigue si existen sustancias puras en la naturaleza, para ello
pueden auxiliarse del libro de Química 1ra. Parte (1990), Editorial Pueblo y Educación o
cualquier otro libro de Química de nivel medio. También pudieras indagar con tus padres y
profesores o realizar cualquier otra gestión que entiendan pertinente que les permitan
resolver la pregunta formulada. De existir esas sustancias deben argumentar los ejemplos.
Existirán propiedades para caracterizarlas. Pudieran citar algunas.
TÍTULO: CONVECCION, MEZCLAS
OBJETIVOS:
• Analizar otra forma más del calentamiento de los cuerpos: La Convección.
• Determinar cuál es su característica fundamental en el calentamiento de los cuerpos.
• Valorar la importancia de su aplicación en la vida cotidiana, en la industria y su posible
efecto negativo para el medio ambiente.
• Analizar los sistemas dispersos homogéneos y sus aplicaciones en la industria.
Para enfriar más rápido una habitación, ¿dónde colocaría usted un equipo de aire
acondicionado, a 1 m del techo o a 1 m del piso?, ¿sería lógico ponerlo tan alto?
TAREA 1
¿Qué tiene que ver la colocación del aire acondicionado con la nueva forma de
calentamiento de los cuerpos que comenzamos a analizar ahora?, ¿tendrá alguna
característica particular que nos lleve a formularnos alguna hipótesis al respecto?, ¿su
aplicación en la práctica nos permitirá conocer esa característica?
Con vistas de resolver la situación planteada deben realizar, en colectivo, un estudio que les
permita intercambiar información para poder elaborar algunas hipótesis y estrategias de
solución, las cuales se analizarán en el aula. ¿Será casual que los congeladores de los
refrigeradores, en su mayoría, estén situados en la parte superior del mismo?
TAREA 2
Realiza el siguiente experimento
Experimento (Equipos y Materiales): Mechero, papel de libreta o una cuartilla, tijera, alambre
de perchero o de cobre grueso afilando una de sus puntas.
72
Tome la cartulina fina y dibuja un molinillo en forma de espiral de 1 cm de ancho y de 3 a 4
espiras, recórtalo con las tijeras. Toma el alambre y construye una L mayúscula, dejando la
punta afilada hacia arriba. Inserta el núcleo central del molinillo a la punta afilada del alambre
en forma de L. Enciende el mechero y coloca el molinillo con el alambre sobre la llama a una
distancia prudencial que no arda. Anota en tu libreta, los elementos que creas esenciales de
la observación realizada, ¿qué le sucede al molinillo?, ¿por qué?
Analiza el experimento anterior y plantéate las posibles hipótesis que te permitan dar una
solución al problema inicial del aire acondicionado, de ser necesario puedes buscar
información en Libros de textos de Física de nivel medio, Libro de Ciencias Naturales de 5to
Grado. Compara con lo que plantea el libro de Física 8vo Grado (2000) Editorial Pueblo y
Educación. Entrevista a profesores o entrevista a un técnico de refrigeración.
TAREA 3
Experimento (Equipos y Materiales): Tubo de ensayo, pinza de sujeción de tubo de ensayos
o confeccionar una con palitos de tender, mechero, agua, tapón.
Toma el tubo de ensayo e introduce un poquito 2 cm3 de agua. Acerca el tubo a la llama del
mechero en posición invertida. Mantén el tubo sobre la llama unos 15 segundos. Observen y
precisen los elementos esenciales de la observación de acuerdo a sus opiniones. Anota en
tu libreta.
Repite el experimento poniendo sobre la llama en posición vertical la parte cerrada del tubo
unos 15 segundos. Observen y precisen los elementos esenciales de la observación de
acuerdo a sus opiniones. Anota en tu libreta
Después de realizadas ambas experiencias y consultada la bibliografía recomendada trata
de responder la pregunta inicial.
TAREA 4
¿Qué característica presenta esa forma de calentamiento de los cuerpos? Identifica en tu
casa, mediante un ejemplo, la importancia que tiene esa forma de calentamiento de los
cuerpos para la familia.
De acuerdo a sus conocimientos tendrá aplicación en la industria, ¿se diferencia de la
estudiada anteriormente?, ¿sabes cuál es su nombre?, ¿cómo influye negativamente en el
mundo de hoy esta forma de calentamiento de los cuerpos, que constituye una de las
preocupaciones de muchas personas de la población mundial?
TAREA 5
Realicen en tu colectivo de trabajo el siguiente experimento: Enciendan un fósforo y
cámbienle su posición varias veces, hacia abajo, de lado, de cabeza, etc., en fin como
73
ustedes quieran, observen que su llama, cualesquiera sea la posición de éste, siempre está
hacia arriba. Si sabemos que todos los cuerpos en la superficie de la tierra son atraídos
hacia la misma, por tanto se caen. ¿Por qué no sucede lo mismo con la llama del fósforo?
Presenten por escrito una ponencia para debatir en el aula las conclusiones a que arribaron
y, por tanto, una opinión fundamentada de la correcta posición de los equipos de aire
acondicionado. ¿Cómo puede ser afectada la naturaleza, a través de esa forma de
calentamiento de los cuerpos.
TAREA 6
Los refrescos instantáneos utilizados en nuestras casas (más conocidos por saborizantes),
después de elaborados podrían ser considerados un sistema disperso, ¿de qué tipo?
Con los materiales entregados diseñen un experimento que les permita dar una valoración al
respecto. Recuerden antes que deben desarrollar una hipótesis que les posibilite la
estrategia que piensan seguir para resolver la pregunta
Experimento (Equipos y Materiales): Cloruro de Sodio (sal común), azúcar, (rojo 1) al agua o
cualquier colorante, 3 tubos de ensayos o frascos de cristal transparentes, agitador, agua.
Pueden verse a simple vista los componentes antes mencionados. Dentro de los sistemas
dispersos, ¿qué nombre recibe esa unión de sustancias?
Revisa el texto Química 1 (1990) Editorial Pueblo y Educación o cualquier otro texto de nivel
medio que traten sobre las mezclas y saquen sus conclusiones respecto de la actividad
anterior.
¿Qué importancia tiene para la industria y para la vida del hombre las Disoluciones?, ¿existe
alguna diferencia entre una disolución y una mezcla homogénea?, ¿consideras tener
elementos para responder la pregunta inicial de la guía?
TAREA 7
Uno de los fenómenos que más preocupa a la humanidad es el “Efecto Invernadero”. A partir
de lo estudiado y ayudándote de artículos de revistas, entrevistas a profesores, padres,
amigos, etc. piensa y explica si tiene alguna relación con los conceptos de mezclas,
disoluciones de algunas sustancias, la convección, como forma de calentamiento de los
cuerpos. Prepara una ponencia para ser presentada por equipo en una mesa redonda en la
próxima clase.
TAREA 8 (Extra Clase)
Existen medicinas como: Leche de Magnesia, Kaoterin, Alusil, Antibióticos, entre otros, que
plantean en el prospecto “agítese antes de usarse”, ¿por qué creen ustedes que exista esta
indicación?
74
Experimento (Equipos y Materiales): Vasija transparente (frasco de boca ancha), arena de
mar o de río limpia.
Tomen una vasija transparente y viertan dos cucharadas de arena limpia y libre de objetos
extraños, no muevas la vasija. Al cabo de cierto tiempo observen y anoten los resultados en
su libreta. Agítenla dos o tres veces y observen. Pongan el recipiente en un lugar y no lo
toquen ni lo muevan, vuelvan a observar el recipiente al cabo de un tiempo. Anoten los
resultados.
Comparen y analicen este ejemplo con los anteriores realizados por tu colectivo de trabajo,
¿existen diferencias? Anoten en su libreta sus opiniones de todo lo realizado y preparen una
ponencia para su discusión en el aula, enfatizando sus aplicaciones tanto en la vida como en
la técnica.
TITULO: RADIACION
OBJETIVOS:
• Analizar la radiación como una forma de calentamiento de los cuerpos.
• Comparar las diferentes formas de calentamiento de los cuerpos que conoces, así como
valorar la importancia de su aplicación en la industria y en la vida cotidiana de cada una
de ellas.
• Explicar la importancia de la Capa de Ozono para la vida en nuestro planeta.
• Analizar las operaciones Decantación, Filtración, Vaporización, Destilación y sus
aplicaciones en la industria.
¿Por qué los soldadores cuando realizan su trabajo usan careta y ropa protectora, si ellos en
ningún momento hacen contacto con el fuego de la antorcha?
TAREA 1
No es totalmente nuevo para ustedes este concepto, no obstante sería necesario evidenciar
alguno o algunos de sus rasgos esenciales, ¿le conocen alguna utilidad o aplicación en su
vida o en la industria? Hagan un análisis teórico en su colectivo de trabajo en torno a lo
planteado anteriormente, que permita elaborar una o varias hipótesis de trabajo para poder
mostrar y dar una respuesta a que concepto nos referimos.
TAREA 2
Experimento (Equipos y Materiales): Lupa, bombillo incandescente de 60 watt con su base y
conexión, termómetro
75
Con los materiales entregados diseñen un experimento que permita mostrar la radiación
como una forma de calentamiento de los cuerpos. ¿Es posible mostrar otras formas de
calentamiento de los cuerpos conocidas por ti, utilizando el mismo equipamiento?
Desarrollen sus hipótesis, discútanlas entre ustedes, muéstreselas al profesor y después
comiencen su trabajo.
La exposición de los resultados para cada uno de los casos debe ir acompañada de una
actividad experimental que permita evidenciar sus afirmaciones.
TAREA 3
En los desiertos, por ejemplo el del Sahara, sus pobladores usan ropas claras
(preferiblemente blancas), ¿será eso una coincidencia o tendrá alguna explicación, tanto
teórica como práctica?
Experimento (Equipos y Materiales): Mechero, vela, papel de Aluminio de (3-5 cm) (2),
termómetros (2)
Construye un cilindro de papel de aluminio para cada bulbo de los termómetros, que ajuste
perfectamente con ambos termómetros.
Encienda la vela y flamee uno de los cilindros de papel de aluminio acoplado a uno de los
termómetros, de forma tal que quede bien ennegrecido. Realice el mismo cilindro de papel
de aluminio y acóplelo bien ajustado al otro termómetro, pero éste sin flamear. Acérquele el
mechero encendido a la misma distancia de los dos cilindros acoplados a los termómetros o
viceversa. Observe la lectura de los termómetros. Anoten en su libreta los resultados.
¿Cómo explica lo sucedido? Para tener una información más amplia pueden consultar libro
de Física 8vo Grado, Enciclopedia Encarta, preguntar a los padres, etc.
Preparar por equipos la respuesta al experimento anterior para discutirla en el aula.
¿Te encuentras capacitado para responder lo que sucede en los desiertos y el por qué es
necesario utilizar la ropa que habitualmente se usa?
TAREA 4
Por la televisión, el periódico y la radio todos hemos oído de la importancia de la Capa de
Ozono para la vida en nuestro planeta, ¿qué implicación trae a la humanidad la ruptura de
ella?, ¿por qué el mundo está tan preocupado al encontrar en estos momentos, agujeros en
la Capa de Ozono?
TAREA 5
Ha surgido un accidente en casa de una persona, se les contaminó el tanque de combustible
de la cocina. El Petróleo que había en el tanque se unió con agua potable, ¿cómo
resolverían ustedes ese problema?
76
Los diferentes colectivos de trabajo deben elaborar las hipótesis y los procedimientos a
seguir para resolver la situación problemática planteada, las cuales serán analizadas en el
aula con el profesor. ¿Cómo se llama la operación o el procedimiento que deben seguir para
resolver el problema?, ¿qué conocimientos necesitan para dar una solución adecuada?
Para la realización de un experimento que les permita mostrar sus argumentos los
estudiantes seleccionarán los materiales que crean necesarios, previamente discutidos con
su profesor.
TAREA 6
Diseñen dos variantes mediante las cuales puedan de un frasco separar arena y agua de
forma inmediata y otra de forma mediata. ¿Qué operaciones emplearían en ambos casos?,
¿por qué?, ¿qué utilidad tienen para ustedes conocer estas operaciones?
TAREA 7
El alcohol en nuestro país se elabora a partir de las mieles finales en nuestros complejos
azucareros. Investiguen, en su colectivo de trabajo, qué operación fundamental es necesaria
realizar para lograr este producto. Elaboren una exposición que ilustre este proceso.
TAREA 8 (Largo Plazo)
Una de nuestras industrias fundamentales es la fabricación de azúcar. Investiguen en el
proceso de producción del azúcar cómo se van cumpliendo todas las operaciones
estudiadas, para la elaboración del azúcar en dicha industria, en la medida que avanzan las
distintas fases del proceso de elaboración del azúcar.
Pueden entrevistar empleados de centrales, consultar bibliografía, revisar el Texto de
Química 8vo Grado, escribir al museo del MINAZ, que existe en cada provincia, incluyendo
Ciudad Habana. Se realizará una mesa redonda donde los colectivos explicarán sus
resultados y se pondrá en el mural el mejor trabajo.
TITULO: ESTRUCTURA DE LA SUSTANCIA (Los cuerpos están formados por partículas).
REACCIONES QUÍMICAS.
OBJETIVOS:
• Analizar como están formados los cuerpos.
• Valorar la aplicación de este concepto para el desarrollo de la ciencia y la tecnología.
• Caracterizar, mediante ejemplos, el concepto de reacción química y algunas de sus
aplicaciones en la vida y la industria.
77
TAREA 1
¿Por qué el uso diario y sistemático lleva a que ocurran, con el tiempo, desgastes en el
grabado de las monedas, comienzan a aparecer ondulaciones en los escalones o peldaños
de las escaleras, en las mesetas de mármol, etc., si todos esos materiales son muy duros y
compactos?
TAREA 2
Basándose en los conocimientos que tienen sobre el particular traten de dar una explicación
a la situación problemática planteada. ¿Cuáles son sus argumentos para explicarla?,
¿podrían apoyarse en alguna actividad experimental?
Elaboren algunas hipótesis y discútanlas en su colectivo de trabajo. Consulten a su profesor
y anoten en sus libretas las estrategias planteadas.
¿Qué le aporta al hombre conocer como están compuestos los cuerpos?
TAREA 3
Al observar los distintos cuerpos y sustancias que nos rodean nos puede surgir una
pregunta: ¿cómo estarán formados?, ¿serán tal como lo vemos, continuos (enteros) o serán
la unión de muchas pequeñas partes?
Para tener una idea más cercana a la realidad cotidiana pudieran informarse sobre esto en:
Libro de texto 8vo Grado, Libro de Química 1ra Parte 8vo Grado, Enciclopedia Encarta,
Diccionario de la Lengua Española, cualquier libro de texto de Física o de Química de nivel
medio, que trate sobre este tema.
TAREA 4
A continuación realizaremos algunas actividades experimentales que pueden ayudarles a
buscar una solución.
Experimento (Equipos y Materiales): Crayola, papel, tiza, tempera, agua, lupa, microscopio,
porta objeto, pincel.
Tracen en un papel una línea con la crayola. Repitan el experimento, pero esta vez realicen
un trazado con la tiza en la pizarra. Observen y analicen cuáles serán los elementos
esenciales de la observación que les permitan identificar cómo están compuestos los
cuerpos y dar una solución a su problema. Utilicen los instrumentos que ustedes crean
necesarios. Anoten en sus libretas.
Utilicen el microscopio con el porta objeto horadado, deposítenle una gota de agua,
humedece el pincel en la tempera en cualquier color y toquen levemente el agua del porta
objeto. Observen y analicen si existen aspectos comunes. ¿Coincide lo observado con las
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suposiciones planteadas por tu colectivo de trabajo antes de realizar los experimentos?,
¿qué elementos les brindan estas actividades para responder a la situación inicial?
Recuerden que el objetivo de su investigación consiste en averiguar por qué se desgastan
los cuerpos en la vida real y, por tanto, eso puede ayudar a explicarnos cómo están
compuestos los cuerpos. ¿Qué nombre se les dan a esas pequeñas partes que conforman
los cuerpos?, ¿qué nombre reciben las pequeñas partes que componen los cuerpos? La
unión de esas partes con otras dan lugar a una más grande, pero no observable a simple
vista, ¿qué nombre recibe?
Con los conocimientos adquiridos por el colectivo de trabajo en la investigación realizada
podrían explicar: ¿Por qué al tender la ropa mojada al aire ésta se seca? Anoten en su
libreta.
TAREA 5
Experimento (Equipos y Materiales): Frasco con agua coloreada, dos frascos transparentes
pequeños), agua común.
Tome el recipiente con la solución concentrada de agua coloreada.
Tome el 2do recipiente y eche hasta la mitad de agua coloreada, llénelo con agua común,
compárenlo con el anterior.
Ahora tome el tercer recipiente y échele hasta la mitad de la solución del segundo recipiente,
llénelo con agua común.
Comparen los 3 recipientes. ¿Qué conclusión esencial se puede extraer de este
experimento, para què comparar los tres frascos coloreados? Anota en tu libreta
TAREA 6 (Extra Clase)
Experimento (Equipos y Materiales): Recipiente metálico, tapa de cazuela fría guardada
dentro del refrigerador durante un tiempo prolongado (1 ó 2 horas).
Pongamos a hervir una cantidad de agua en el recipiente, cuando esté hirviendo sobre el
recipiente acerquémosle la tapa de la cazuela fría. Observa que sucede, ¿qué elementos
consideras esenciales en tu observación?, ¿te informa algo este experimento? Comparen los
resultados individuales obtenidos y analícenlo en su colectivo de trabajo, lleguen a
conclusiones.
¿Servirán los trabajos experimentales realizados para resolver tu problema inicial? Pongan
ejemplos del aporte a la humanidad que tiene conocer como están compuestos los cuerpos.
¿Tendrá algún impacto en la ciencia y la tecnología dominar este concepto?
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TAREA 7
Uno de los problemas más frecuentes y de difícil solución en Cuba es el deterioro o cambios
que sufren los metales en general expuestos a la intemperie. También ocurre otro cambio
como la decoloración de tejidos al usar lejía para lavar la ropa, el revelado de las fotos,
podríamos poner múltiples ejemplos. ¿Qué opinión tienen ustedes del por qué ocurren estos
cambios?
TAREA 8
¿Será esto un problema físico o químico?, ¿qué los diferencia?, ¿qué nombre reciben estos
cambios? Analicen en tu colectivo de trabajo y determinen la diferencia de lo que está
sucediendo ahora y lo estudiado en las actividades anteriores.
TAREA 9
Experimento (equipos y materiales): Lámina o clavo herrumbroso, frasco de boca ancha
mediano transparente, un cm3 de Salfuman, agua, piedrecillas de mármol.
Diseñen un experimento que les permita, con estos materiales, evidenciar un cambio.
Observen qué elemento, en su opinión, pueden ser esencial para explicar el concepto.
Si te faltan elementos teóricos puedes auxiliarte del Libro de Química 1ra Parte de 8vo
Grado, pregúntale a tu profesor las dudas que tengas.
TAREA 10
Experimento (equipos y materiales): Azufre, polvo de hierro o minúsculas limallas, mechero,
lupa, imán.
Unamos un poco de azufre y hierro sobre una hoja de papel blanco. ¿Qué nombre recibe,
esta unión? Ideen un método que les permita separarlos utilizando los materiales
entregados. ¿Cuáles son sus características?, ¿qué propiedades te permitieron separarlos?
Anoten en su libreta.
Someta la unión anterior a calor durante un tiempo breve, observen qué se ha formado.
Traten de separarlos. ¿Podrá llamársele de la misma forma?, ¿qué nombre, recibe ahora?,
¿cuáles son sus características?, ¿qué propiedad ha cambiado que ya no posee en estos
momentos? Anoten en su libreta.
TAREA 11
Fabrica tu propio cohete.
Experimento (Equipos y Materiales): Botella pequeña, hilo, bolsita de papel de servilleta, una
cucharada grande de bicarbonato, corcho que encaje en la botella, 10 cucharadas de zumo
de limón, agua,
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Diseñen una hipótesis que les permita llevar a cabo su proyecto, analicen la estrategia a
seguir. Consúltenla con su profesor antes de realizar el experimento.
Compara las tareas realizadas en estas actividades experimentales con las realizadas en las
actividades de los sistemas dispersos. ¿Encuentras, desde el punto de vista conceptual,
diferencias? En tu opinión, de las tareas realizadas hasta el momento, ¿qué concepto nuevo
haz aprendido?
TAREA 12 (Extra Clase)
Tintas Simpáticas o Invisibles.
Elabora el experimento y escribe el concepto en que se soporta con la misma tinta simpática
o invisible en una hoja blanca, para leerlo en el aula.
Experimento (Equipos y Materiales): Limón o zumo de cebolla, papel blanco, plumilla (pluma
de punto estilográfico, no bolígrafo), mechero o bombillo incandescente de 60 ó 100 watt.
TITULO: ESTRUCTURA DE LA SUSTANCIA (II) ESPACIOS ENTRE PARTÍCULAS.
REACCIONES QUÍMICAS.
OBJETIVOS:
• Evidenciar que existen espacios entre las partículas de una sustancia.
• Valorar la importancia de su aplicación en la vida cotidiana.
• Comparar las diferencias entre los sistemas dispersos y una reacción química.
¿Conoces el principio en que se basa la Ciencia para explicar el funcionamiento de una
inofensiva “Pistolita de agua”?, ¿podrías imaginarte cuantas aplicaciones tiene este concepto
en la técnica? TAREA 1
Experimento: (Equipos y Materiales): Jeringuilla plástica (la mayor posible) para tener una
buena visibilidad, agua.
Elaboren una hipótesis que permita una solución utilizando sólo los materiales entregados
para evidenciar los espacios entre partículas de una sustancia. ¿Crees que es suficiente, con
lo que sabes, para responder la pregunta inicial?, ¿a qué tipo de sustancia nos referimos?,
¿dónde existirá mayor separación entre las partículas de una sustancia?, ¿cómo podemos
demostrar y, a su vez, convencer de lo anterior si las mismas no son visibles?
Analicen en su colectivo de trabajo la estrategia a seguir para demostrar el funcionamiento
de una pistola de agua. ¿En qué conceptos pudieras basarte? Anoten en su libreta todos los
pasos que piensan seguir.
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TAREA 2
Para levantar grandes pesos, tanto en la industria como en los talleres, se usan unos
instrumentos llamados popularmente Gatos, que técnicamente se conocen como Gatos
Hidráulicos.
Busca información sobre los mismos, ¿qué tienen en su interior?, ¿tendrían la misma
eficiencia si los llenamos de aire? Anoten en su libreta
1. ¿Qué información crees tú brindan las actividades anteriores para responder nuestra
situación problemática? Anoten en su libreta
2. ¿Pudieras responder el principio de funcionamiento de las Pistolas de Agua?
Hasta lo estudiado en estos momentos, más la búsqueda bibliográfica realizada por ustedes,
ya pueden hacer algunas consideraciones sobre los espacios entre las partículas en los
diferentes estados de una sustancia. Ordenen sus ideas para un intercambio en el aula.
TAREA 3
Escoge un volumen determinado en tu jeringuilla. Échale al mismo volumen una cantidad
determinada de chícharos. Trata con moderación de disminuir el volumen de la jeringuilla.
Manteniendo el mismo volumen en la jeringuilla de las actividades anteriores, échale agua.
Trata de desplazar el émbolo. Anoten en su libreta
Todo parecía indicar que no había más espacios entre los chícharos y, sin embargo, echaste
agua y cupo. ¿Qué se quiere representar con el agua dentro de los chícharos?
Ahora, a esa misma cantidad de agua que está mezclada con los chícharos, échale
colorante y agita la jeringuilla. Observa qué elementos esenciales puedes extraer de las
tareas anteriores con respecto al tema que nos ocupa. ¿Cómo es posible que el agua se
coloree?, ¿qué te indica esto? Anoten en su libreta
TAREA 4 (Extra Clase).
Realiza una búsqueda donde te permita encontrar información sobre las distintas
aplicaciones del uso del Gato Hidráulico y la Prensa Hidráulica. Describe, de acuerdo a lo
estudiado hasta el momento, qué le permiten a esos equipos realizar el trabajo para el cual
están destinados, ¿pudiera utilizarse aire, oxígeno o cualquier otro gas en vez de líquido?,
¿existirá algún otro equipo en la Técnica o el Deporte que se base en este principio? Esto se
discutirá en la próxima clase.
TAREA 5
Elaboren un experimento con el objetivo de ilustrar las diferencias entre mezclas y
reacciones químicas. Expliquen sus diferencias, definan cada una, pongan ejemplos de sus
aplicaciones en la casa, en la técnica. ¿Cómo, según sus opiniones, han influido estos
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conceptos en el desarrollo científico?, ¿qué importancia tiene para cuidar el medio ambiente
dominar estos conceptos? A partir de ellos, ¿qué acciones se pudieran realizar en tu escuela
y localidad para elevar la conciencia hacia la naturaleza y el medio ambiente?
TITULO: ESTRUCTURA DE LA SUSTANCIA (III).Movimiento de las Partículas.
OBJETIVOS:
• Analizar el movimiento de las partículas de una sustancia
• Mostrar sus aplicaciones en la técnica y en la vida cotidiana.
• El Dioxígeno.
El gas natural no tiene olor. Cuando queremos aprovechar ese gas, para uso doméstico, es
necesario e indispensable contaminarlo con alguna sustancia que le transmita un olor
característico. ¿Por qué se puede hacer eso?, ¿cuál será su explicación?, ¿con qué fin se
hará eso?, ¿cómo nos damos cuenta? TAREA 1
Elaboren sus diferentes hipótesis acerca de cómo dar una explicación a la situación
problemática. Realicen una búsqueda bibliográfica que les permita indagar, conocer, sobre el
problema anterior. Pueden consultar Libro de Física 8vo Grado, Libros de Ciencias
Naturales, preguntarles a sus padres, entrevistar trabajadores del Gas Manufacturado,
intercambiar con sus amigos, en fin, todo lo que ustedes crean sea necesario hacer para
poder trazar una estrategia de solución del problema planteado.
TAREA 2
Analicen con su profesor las distintas vías de solución planteadas por los colectivos de
trabajo, así como las propuestas de diseño de actividades experimentales que permitan
ilustrar sus exposiciones.
TAREA 3
Experimento (Equipos y Materiales): Alcohol, perfume o gasolina, amoniaco, platillo de
ensayo, tubo de cristal, tapón con algodón, fenoltaleina.
Separa unos metros a tus compañeros de trabajo, sitúalos de espalda hacia ti. Deja caer un
poco de gasolina en tu platillo de ensayo sin ser visto por ellos. Al cabo de un rato,
pregúntales qué sienten y si pudieran identificar el nombre de la sustancia. Observen y
anoten en sus libretas los elementos de la observación que crean esenciales.
¿Cómo les llegó la información a ellos?, ¿a través de qué medio se trasmitió?, ¿llegó de
forma instantánea?
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Inviértanse entre ustedes, repitan el experimento con alcohol o perfume. Escriban en sus
libretas cómo creen ustedes que pueda trasmitirse esa información.
TAREA 4
Los distintos equipos de trabajo realizarán el siguiente experimento:
Experimento (Equipos y Materiales): Tubo pequeño de luz neón (luz fría 20 watt), dejarlo
transparente y hueco, algodón, fenoltaleina, 2 tapones que sirvan para insertarse de forma
ajustada en los extremos del tubo.
Toma un tubo de cristal y colócale en su interior una cinta impregnada en fenoltaleina,
espera a que se seque totalmente.
Moja el algodón del tapón en amoniaco e insértalo al tubo. Observa y precisa lo que crean
importante del experimento. ¿Cómo se traslada la información a la cinta? Si quisiéramos que
la información se trasladara instantáneamente piensen qué fuera necesario hacer. Anoten en
su libreta.
Con las experiencias realizadas y la búsqueda bibliográfica, ¿pueden responder la pregunta
inicial?, ¿qué conclusiones tienen sobre el fenómeno hasta el momento?, ¿qué le sucede a
las partículas de las sustancias?, ¿se cumplirá sólo para los gases?
¿Por qué los pintores de carros y los fumigadores usan careta protectora para respirar
cuando realizan su trabajo?, ¿cómo responderían a la pregunta de los pintores y
fumigadores? Haga una explicación de la nocividad que engendra realizar esos trabajos sin
la debida protección, resalte el hecho de cómo se envenena el medio ambiente con
sustancias químicas que se escapan al aire.
¿Por qué al existir una alarma química, debemos tener en cuenta hacia dónde sopla el viento
y en qué dirección debemos dirigirnos?
Los diferentes colectivos de trabajo deben explicar que razonamiento realizaron para poder
llegar a sus conclusiones. ¿Qué conclusión fundamental arribaron con respecto al
comportamiento de las partículas en las sustancias?
TAREA 5 (Extra Clase)
Experimento (Equipos y Materiales): Recipientes de vidrio transparente (frascos), azúcar
blanca, colorante y agua, pipeta o tubo fino.
En unos de los frascos haga una solución de agua con azúcar, viértale colorante, revuelva
bien hasta hacerla homogénea. Tomando el otro frasco vierta agua transparente hasta la
mitad o un poco más. Llene el tubo fino (pipeta) con agua coloreada y cerrando su extremo
ancho con el dedo debe secar bien toda la parte exterior del tubo, introdúzcalo suavemente
hasta el fondo del recipiente que contiene el agua limpia y transparente. Lentamente deje
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escapar el líquido coloreado de forma tal que al terminar se encuentre en el fondo el
colorante. Revise diariamente el experimento. Anote en su libreta el avance del colorante
dentro del recipiente. Atención, no puede agitarse ni moverse el recipiente.
Cuando termine el proceso o después de haberlo observado durante 3 días, ¿a qué
conclusión llegó? Anoten en su libreta ¿Sucederá algo similar a los gases?
De acuerdo a lo observado, ¿qué diferencias notaste entre uno y otro experimento?, ¿por
qué este proceso será más lento en los líquidos que en los gases?, ¿cuánto demorará un
proceso de esta clase en un sólido?, ¿se cumple en los líquidos y sólidos la misma
conclusión fundamental?
TAREA 6
Sabes la importancia que tiene el oxigeno para la vida en nuestro planeta. ¿Qué partículas
forman esta sustancia?, ¿el aire tiene incluido oxigeno?
Investiguen las propiedades físicas y químicas del dioxígeno. ¿Por qué unas veces decimos
oxígeno y otras lo llamamos dioxígeno?, ¿cuál será la forma correcta para referirnos a él?
Anoten en su libreta.
¿Si inflamos un globo con aire y otro con dioxígeno, qué sucederá? Analicen la pregunta y
respondan. Anoten en su libreta.
TAREA 7 (Extra Clase)
Experimento (Equipos y Materiales): Virutas de acero, frasco de cristal transparente, gasolina
o nafta, tapón monohoradado, tubo de vidrio fino de 20 cm de largo, recipiente, agua.
Tomen virutas de acero y límpienlas con gasolina o nafta que no quede grasa.
Introdúzcanlas en un frasco transparente y ciérrenlas con un tapón monohoradado
atravesado por un tubo de vidrio 20 cm de largo. Inviertan el frasco sobre un recipiente con
agua de tal modo que parte del tubo quede sumergido. Observen periódicamente, durante
dos días, el experimento. Anoten en sus libretas. ¿A qué conclusiones llegaron?, ¿cómo se
llama ese fenómeno? Pongan ejemplos de sus experiencias personales donde hayan podido
observar.
Sólo servirá el dioxígeno al hombre para que le ocurra ésto a la técnica, ¿qué otras utilidades
importantes e indispensables tiene para el hombre?
Busquen en el libro de Ciencias Naturales de 5to Grado este fenómeno y compáralo con lo
que dice el de Química 1ra Parte 8vo Grado. Caractericen ustedes el fenómeno, de acuerdo
a lo que saben de él.
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TITULO: EL AIRE. COMBUSTIÓN.
OBJETIVOS:
• Demostrar algunas propiedades físicas del aire.
• Valorar la importancia de su aplicación en la vida cotidiana.
• Evidenciar la importancia de la combustión para la vida del hombre y la industria.
Las botellas (Acualones) que usan los submarinistas para sus inmersiones en el mar,
¿estarán llenas de aire o de dioxígeno?, ¿qué pensarían ustedes al respecto?
Al ocurrir un fuego se trata, en lo posible, de evitar que le llegue aire a la llama, ¿será el aire
inflamable?
TAREA 1
¿Qué sabes sobre las propiedades físicas del aire?, ¿qué es para ustedes el aire? Sabemos
de su existencia porque respiramos, lo percibimos, pero no lo vemos. Analicen en su
colectivo de trabajo, qué conocimientos poseen y si son suficientes para responder las
preguntas y resolver las situaciones problemáticas. De no ser así, ¿qué deben hacer?, ¿es
posible que exista una equivocación al respecto?, ¿en los hospitales, le suministran a los
enfermos dioxígeno o aire puro?
TAREA 2
Diseñen varios experimentos donde demuestren: la existencia del aire, que el aire pesa, que
el aire ocupa un lugar en el espacio. Analicen qué estrategias deben seguir en su colectivo
de trabajo para mostrar lo anterior.
Antes de comenzar el trabajo pueden intercambiar con su profesor. Para ello cuentan con
los siguientes materiales.
Experimentos (Equipos y Materiales): Frasco grande de boca ancha, frasco pequeño,
balanza, agua, corcho, trozo de papel, globos.
¿Qué utilidad tiene para ustedes demostrar lo anterior?, ¿Pensarán lo mismo las personas
dedicadas al trabajo técnico?, ¿para qué trabajo sería indispensable tener en cuenta esas
propiedades del aire? Fundamente su respuesta.
TAREA 3
Piensen qué se quiere demostrar con el siguiente experimento.
Experimento (Equipos y Materiales): Botella de refresco, embudo, plastilina, agua.
Tomen una botella y un embudo. Pongan el embudo en el gollete y recúbranlo con plastilina
para obtener un cierre hermético. Viertan lentamente agua en el embudo. Observen y anoten
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en sus libretas los elementos que, en su opinión, son esenciales. ¿Qué propiedad del aire se
puede inferir?
Repitan el experimento, pero ahora perfore delicadamente un orificio en la plastilina. ¿Qué
se observa?, ¿qué se quiere demostrar ahora? Anoten en su libreta sus conclusiones, las
cuales serán debatidas en el aula.
TAREA 4
¿Cómo usted apagaría un mechero sin soplarlo?, si cuenta sólo con:
Experimento (Equipos y Materiales): Embudo grande transparente, alambre de cobre,
balanza, frasco grande de boca ancha transparente.
Enciende el mechero. ¿Qué hace falta para mantener el mechero encendido?, ¿qué
fenómeno ocurre en el experimento anterior?, ¿cómo se llama?, ¿en qué consiste?, ¿qué
harías si tuvieras que apagar un fuego y sólo cuentas con una manta? Anoten en su libreta.
De ser necesario pueden consultar los siguientes textos: Ciencias Naturales 5to Grado,
Química 1ra. Parte de 8vo. Grado.
Al producirse un incendio es necesario emplear diferentes sustancias, ¿qué efecto producen
las mismas sobre las llamas?, ¿qué utilidad técnica y cotidiana tiene este concepto? Pon
varios ejemplos donde se haga uso, tanto en la técnica como en la vida, de la Combustión.
Redacta una composición sobre la importancia que tiene conocer el fenómeno de la
combustión para apagar un fuego de cualquier tipo.
TITULO: PRESIÓN ATMOSFÉRICA. FORMAS DE OBTENCIÓN DEL DIOXÍGENO.
OBJETIVOS:
• Analizar la existencia de la presión atmosférica.
• Definir y caracterizar el concepto de presión atmosférica.
• Valorar la importancia de su aplicación en la vida cotidiana.
• Ejemplificar algunas formas de obtención del dioxígeno.
Los plomeros en las instalaciones de los tanques de agua, a la salida del tanque hacia la
casa, le ponen un tubo que tiene la misma longitud del tanque o un poco más largo. ¿Qué
función tendrá ese tubo? TAREA 1
¿Se han fijado alguna vez en el tubo del que se les habla?, ¿qué utilidad tiene para ustedes
resolver la situación problemática planteada? Analicen en su colectivo de trabajo ¿qué
conceptos serían para ustedes necesarios saber para responder ese problema?
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TAREA 2
Dirigido por el profesor se realizará un debate en el aula, por parte de los diferentes
colectivos de trabajo sobre qué conceptos intervienen para resolver el problema planteado,
hasta llegar a determinarlos. Los diferentes colectivos de trabajo, de ser necesario,
realizarán una búsqueda bibliográfica.
TAREA 3
Experimento (Equipos y Materiales): Frasco de dos litros, manguerita fina, botella.
Se necesita pasar de un frasco dos litros de agua para una botella, con la condición que no
se puede cambiar de lugar el frasco de dos litros si contamos sólo con una manguerita fina,
donde pondría usted la botella, ¿por qué?, ¿en qué concepto se basaron para realizar el
experimento?, ¿cómo se nombra?, ¿estará presente en todas las partes del planeta? Anoten
en su libreta
TAREA 4
Diseñen un experimento donde evidencien la presencia de la Presión Atmosférica, para ello
cuentan con los siguientes materiales.
Experimento (Equipos y Materiales): Pipeta o tubo fino de vidrio, agua, frasco mediano de
boca ancha, sustancia para darle color rojo al agua (mercuro cromo, refresco instantáneo
etc.)
¿Cómo influye la presión atmosférica en los resultados de su experimento?, ¿consideran
ustedes que tiene este experimento alguna relación con la situación problemática planteada
al inicio?, ¿Por qué? Anoten en su libreta.
TAREA 5
Experimento (Equipos y Materiales): Recipiente (lata pequeña), clavo, agua.
Con un clavo, hacer un orificio pequeño en un lateral de la lata en su parte inferior. Llénenla
de agua. Pon la palma de la mano sobre la boca de la lata para cerrarla herméticamente,
antes que se vacíe. Observen, ¿si disminuyes la hermeticidad qué sucede? Anoten en su
libreta.
TAREA 6
Tomen un listón de madera de 50-60 cm de largo, ancho 3 cm, alto o grosor 3 mm
aproximadamente. Coloque el listón en el borde de una mesa que sobresalga unos 25 cm.
En el extremo que se encuentra sobre la mesa sitúe un peso, digamos un borrador. Empuje
por el extremo libre hacia abajo, ¿qué observa?
Vuelva a restablecer las mismas condiciones, pero ahora sobre el listón despliegue una hoja
de papel periódico recubriendo completamente la parte del listón que se encuentra sobre la
88
mesa. Sacar todo el aire que hay bajo la hoja de papel, alisándola con la mano desde el
centro hacia los bordes. Hecho esto, dé un fuerte golpe sobre la parte del listón que
sobresale de la mesa, ¿qué sucede?, ¿a qué conclusiones llegas? Deben hacer un análisis
profundo de lo ocurrido en su colectivo de trabajo, anoten en sus libretas sus conclusiones
para posteriormente discutirlas en el aula.
¿Cómo es posible si la primera vez lanzó el borrador, el cual pesa mucho más que la hoja de
papel periódico, y ahora se partió y no la pudo levantar?
TAREA 7
Diseñen un experimento, con los materiales entregados que evidencie la existencia de la
Presión Atmosférica. Argumenten sus resultados
Experimento (Equipos y Materiales): Frasco mediano, agua, hoja de papel. TAREA 8
¿Quién infla el globo?
Experimento (Equipos y Materiales): Bomba de vacío, globo.
Infle levemente un globo. Introdúzcalo en la bomba de vacío y cerciórese de hermetizar bien
la campana con la junta. Conecte la bomba, ¿qué se observa?, ¿cuál sería para usted la
explicación?, ¿cómo daría respuesta a la primera pregunta?, ¿quién infla el globo?
TAREA 9 (Extra Clase)
Realice el siguiente experimento y anota en tu libreta a qué conclusiones llegaste.
Vierte 1cm de agua caliente en frasco pequeño de refresco plástico, tápalo. Déjalo enfriar y
observa el resultado. Anota en tu libreta. También puedes poner el pomo plástico de
inmediato debajo del chorro de agua de la llave. Podrías explicar ahora ¿qué le pasaría a la
vida en la tierra de no existir la presión atmosférica? Elabora un resumen de las
consecuencias que traería a la vida de no contar con ella.
TAREA 10 (Largo Plazo)
La presión atmosférica se puede medir. Existen muchas formas de construir un equipo que
nos permita ese propósito. Ese instrumento recibe el nombre de barómetro. Busca en el
diccionario la palabra Barómetro.
Con los materiales que relacionan en la tarea construye un barómetro de botella y observa el
comportamiento de la presión atmosférica durante varios días. Anota en tu libreta los
resultados.
Experimento (Equipos y Materiales): Frasco de boca estrecha o botella de refresco o mayor,
plato, agua, tira de papel graduada.
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TAREA 11
Obtengan dioxígeno de una forma sencilla y a su vez compruébenlo.
Experimento (Equipos y Materiales): Mechero, lata de refresco con mango, permanganato de
potasio, astilla de madera o fósforo de madera.
Deposite 0.5 g de potasio en la lata de refresco. Aplíquenle calor, acérquenle el fósforo
encendido. Observen. Anoten en su libreta
Hagan un análisis en tu colectivo de trabajo. ¿Cómo pueden determinar que se está
desprendiendo dioxígeno? Anoten en su libreta
TAREA 12
Diseñen un experimento para obtener dioxígeno, pero esta vez cuentan con 0.5 g de Clorato
de Potasio y el resto de los materiales de la tarea anterior. ¿Cómo argumentan que han
obtenido dioxígeno?
TITULO: ENERGÍA
OBJETIVOS:
• Analizar la importancia que tiene el concepto Energía para la humanidad.
• Caracterizar las diferentes transformaciones de Energía.
• Valorar la importancia del ahorro de energía para la humanidad.
Los indios no conocieron el concepto Energía. ¿Creen ustedes que en esa época pudo
haber existido alguna aplicación o algún tipo de Energía? Ahora, en pleno siglo XXI, ¿podría
la humanidad vivir sin ella?
TAREA 1
Te imaginas hoy, ¿la importancia que tiene la palabra Energía para el Hombre, la Ciencia y
la Tecnología?, ¿el uso diario que hacemos de ella?, ¿pudieran enunciar ustedes una
definición de la misma?, ¿la Energía será creada por las máquinas?, ¿puede el hombre crear
Energía?, ¿cómo responderían ustedes, la situación problemática inicial?
TAREA 2
Para tener más conocimientos sobre el concepto que empezamos a estudiar y puedan
responder las preguntas anteriores le recomendamos realizar una búsqueda bibliográfica.
Pueden utilizar: Texto de Ciencias Naturales 6to. Grado, texto de Física 8vo. Grado,
Enciclopedia Encarta, Revistas, preguntar a tus amigos de años superiores.
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TAREA 3
Te has puesto a pensar, ¿qué tipo de energía tendrán los ómnibus que pasan por delante de
tu escuela? Cuando vas en bicicleta a la escuela, ¿qué tipo de energía tendrás al cruzar la
calle? y cuando vas a pie al cruzar la calle ¿tendrás el mismo tipo de energía?
Diseñen un experimento donde se ponga de manifiesto ese tipo de energía. ¿Cuál es su
nombre?, ¿de qué factores dependerá?, ¿entonces todos los cuerpos que se encuentran en
la superficie de la Tierra posee ese tipo de energía? Argumenten su repuesta. Anoten en su
libreta.
TAREA 4
¿Qué tipo de energía podrán tener las frutas en la parte superior de los árboles? o ¿qué tipo
de energía pudiera tener una pelota, dejada caer de un balcón?
Diseñen un experimento donde se ponga de manifiesto ese tipo de energía. ¿Cuál es su
nombre?, ¿de qué factor dependerá? Anoten en su libreta.
TAREA 5
Construye un péndulo. Eleven la masa hasta una altura de 90o respecto a su posición inicial,
suéltenla. Observen y describan qué información brinda este experimento en la medida que
oscila el péndulo. Analicen, en su colectivo de trabajo, a qué conclusión fundamental
arribamos con esa actividad experimental. Diseñen un experimento que sirva para enunciar
ese principio fundamental, ¿qué nombre recibe?, ¿la energía será creada por las máquinas?,
¿puede el hombre crear energía? Ahora, ¿qué nos pudieran decir de estas preguntas?
TAREA 6
Sabemos que el Sol constituye una fuente importante de energía. Partiendo del principio de
conservación y transformación de la energía, elaboren en los diferentes colectivos de trabajo
qué tipos energía se pueden analizar tomando como fuente el Sol. Anoten en su libreta.
Diseñen una actividad experimental que sirva para ilustrar lo analizado por ustedes.
TAREA 7
En toda reacción química se desprende o se absorbe energía. Basándonos en ese
planteamiento, ¿cómo obtendríamos energía eléctrica? Elaboren un ejemplo y expliquen
como lo podemos mostrar a través de una actividad experimental.
TAREA 8
Analicen y podrán diseñar y, a su vez, construir su propio cañón. Expliquen ¿qué
transformaciones ocurren en el experimento?
Experimento (Equipos y Materiales): Mechero, tubo de ensayo o estuche metálico para
guardar un tabaco, tapón de goma, agua.
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TAREA 9
¿Qué son los combustibles fósiles?, ¿para qué se usan? Cita varios ejemplos de ellos. ¿Por
qué constituye a nivel mundial el ahorro de energía una prioridad?
TAREA 10
Cada colectivo de trabajo debe elaborar una ponencia para ser analizada en el aula. ¿Cuáles
son nuestras fuentes principales de energía?, ¿qué importancia tiene en nuestro país crear
una conciencia sobre el ahorro de energía?
TAREA 11
¿Qué entienden por fuentes renovables de energía? Caracterícenla.
¿Posee Cuba fuentes renovables de energía? Diseñen una actividad experimental utilizando
una fuente renovable de energía.
TAREA 12
Para que puedas adquirir una mayor cultura sobre este tema te recomendamos leer los
siguientes libros, en la biblioteca de tu escuela: Cuba y las Fuentes Renovables de Energía.
Editorial: Cuba Solar 1998. Autor: Luis Bérriz y Emir Madruga; Detectives Eléctricos en el
Hogar. Editorial: Revista Chispa y Fideicomiso. Folleto Méjico 1996; Ahorro de Energía y
Protección del Medio Ambiente. Editorial: Hola Perú; Cuaderno para el alumno. Perú 1996;
Cuba y las Fuentes Renovables de Energía. Editorial: Cuba Solar Libro de la Sociedad
Cubana para la promoción de las fuentes renovables de energía. ONG 1998.
3.3.- Análisis de los resultados de la constatación empírica.
Como vía de mostrar la validez práctica de la propuesta didáctica y, a la vez medio, para
el enriquecimiento y modificación gradual de la primera versión de las guías experimentales,
se introdujeron las mismas con carácter exploratorio en Escuelas Secundarias Básicas
durante los cursos 1997-98, 1998-99, 1999-2000 y 2000-2001. Participaron nueve Escuelas
Secundarias Básicas de la Provincia Ciudad de La Habana, coincidiendo con la práctica
docente de alumnos de 5to. Año de la Carrera de Educación, especialidad de Física y
Electrónica, cuyos proyectos de tesis estaban vinculados con esta temática de investigación.
Para ello, recibieron del autor de la tesis la preparación teórica y pedagógica básica
requerida, así como una sistemática asesoría y control de su aplicación.
La muestra total fue de 211 estudiantes, todos de 7mo. Grado. Se aplicó con carácter
extracurricular a partir de grupos de ”círculos de interés” creados a estos efectos por las
92
Escuelas, sin que previamente existiera interés manifiesto por los alumnos participantes ni
tuvieran información al respecto. Para la valoración del nivel de comprensión de los
conocimientos científicos se determinaron las siguientes variables operacionales: nivel de
dominio de la habilidad observar y nivel de las habilidades intelectuales (análisis,
comparación, generalización y abstracción); y para la motivación hacia la asignatura el nivel
de satisfacción individual y grupal y la preferencia de la asignatura.
Para la medición de las variables se confeccionaron y aplicaron diferentes instrumentos:
encuestas, pruebas al comienzo y final del conjunto de las actividades desarrolladas, la
técnica de V. A. Iadov para el estudio del nivel de satisfacción y el test del Cuarto Excluido
(en este caso se compararon los resultados con un grupo de 8vo. Grado). Para el
procesamiento de la información se utilizaron las Pruebas Estadísticas, basadas en
Kolmogorov-Smirnov para comparar dos poblaciones en un escalamiento ordinal, con un
99% de fiabilidad; Prueba de Rango con signos Wilconxon, aplicable a muestras apareadas
en escalas ordinales y la Prueba de Razones o Proporciones, todas con un nivel de
significación de =0.01.
VALORACION DE LOS RESULTADOS MÁS IMPORTANTES OBTENIDOS:
A) Nivel de dominio de la habilidad observar.
Dado el carácter procesal de las habilidades, se tomaron para la medición de la observación
las siguientes invariantes estructurales como niveles de dominio de las acciones por el
estudiante durante la ejecución bajo la orientación del profesor. (Rodríguez M; Bermúdez R,
1998, 116).
• Análisis del objeto.
• Identificación de los indicadores seleccionados.
• Registro de la información.
93
Tabla No. 1: Nivel de dominio de la habilidad OBSERVAR (No. de estudiantes)
PRUEBA DE ENTRADA PRUEBA DE SALIDA INVARIANTES ESTRUCTURALES Alto Medio Bajo Alto Medio Bajo
Análisis del objeto 11 61 139 11 61 13
Identificación indicadores 10 62 139 10 62 9
Registro de información 4 32 175 4 32 20
Los datos apuntados reflejan que en las tres invariantes estructurales en la prueba de
entrada el 71,5% de los estudiantes obtuvieron un nivel bajo, mientras que en la prueba de
salida el 68,2% se ubica en un nivel alto. Teniendo en cuenta que los valores del cálculo de
la distribución de las mediciones realizadas, en todos los casos, están por encima de la zona
de rechazo, con una probabilidad de (1,000E-13, 3,000E-14 y 4,620E-12 respectivamente)
puede inferirse que se produjeron cambios significativos en las acciones comprendidas en la
formación de la habilidad en cuestión, lo cual puede ser un indicador de que el procedimiento
didáctico aplicado contribuye a desarrollar la observación. (Anexo 2)
B) Nivel de las habilidades intelectuales.
Con el objetivo de diagnosticar las posibilidades de los estudiantes para determinar criterio
de esencialidad mediante el nivel de dominio de las instrumentaciones intelectuales de:
análisis, comparación, generalización y abstracción, se aplicó el Test del Cuarto Excluido.
(Rodríguez M; Bermúdez R, 2000, 247; Colado J, 1998, 102). (Anexo 3)
En este caso, el Test se aplicó a uno de los grupos participantes y en un grupo no
participante (estudiantes de 8vo. Grado que habían recibido Física y Química),
estableciéndose una comparación entre ambos. Los resultados obtenidos pueden ser
interpretados cuantitativa y cualitativamente.
En el Gráfico No. 1 (Anexo 4) se muestra que los estudiantes de los grupos participantes
están ubicados en los rangos medio y alto, correspondiendo a este último un 75%, aunque
ninguno alcanzó el nivel Muy Alto. Los estudiantes del grupo no participante oscilaron en
los rangos de Muy Bajo y Medio, alcanzando este último un nivel sólo del 18,2%. Se
evidencia así que los alumnos del primer grupo, aunque no habían recibido las asignaturas
de ciencias en el nivel secundario, tienen desarrolladas las capacidades para relacionar
94
conceptos en un nivel en su mayoría Alto, lo cual pone de manifiesto el efecto favorable de la
propuesta didáctica con un rango de fiabilidad de 99% y niveles de significación de =0,01,
por cuanto existieron cambios muy significativos.
El Gráfico No. 2 ( Anexo 5), referido a los resultados por cada habilidad intelectual, refleja
una curva descendente bastante marcada en el grupo no participante, donde sólo el 55,9%
de los estudiantes analiza, el 37% compara, el 29% generaliza y un 17% llega a hacer
generalizaciones. Un grupo considerable de estudiantes no han adquirido gran parte de las
habilidades y más de la mitad no supera el nivel más simple: el análisis.
Contrariamente a ello, en los grupos participantes más de la tercera parte de los estudiantes
desarrollaron estas habilidades, con los siguientes parámetros: 85,2% analiza, 70,5%
compara, 58,5% generaliza y el 46,8% realiza abstracciones. Su ligero descenso se explica
por la complejidad de cada habilidad y el propio nivel de desarrollo intelectual en estas
edades.
Podemos considerar que los estudiantes participantes en el cuasi experimento adquieren un
mayor nivel de desarrollo de su pensamiento científico, mayores posibilidades en la
búsqueda de lo esencial, aunque sigue siendo en lo fundamental empírico.
C) Motivación.
La técnica aplicada, elaborada en el laboratorio ruso de investigaciones sociológicas dirigido
por V.A. Iadov, constituye una vía indirecta para el estudio de la satisfacción individual y
grupal de los estudiantes por la profesión. La misma se ha utilizado en investigaciones
pedagógicas en Cuba para inferir la motivación de los estudiantes hacia las asignaturas y su
contenido. Los criterios se fundamentan en las relaciones que se establecen entre tres
preguntas que se intercalan en un cuestionario aplicado a la entrada y salida y cuyas
respuestas se procesan según un cuadro lógico contenido en instrumento.(Anexo 6)
El Gráfico No. 3 (Anexo 7) muestra que el nivel de satisfacción individual de los estudiantes
aumentó notablemente al finalizar las actividades docentes (1 y 2), disminuyendo a cero las
opiniones de máxima insatisfacción y contradictorias (5 y 6). Las no definidas y aún
95
insatisfechas (3 y 4) tienen por cientos muy bajos, aspecto que debe tenerse en cuenta en
la experimentación posterior.
En cuanto al nivel de satisfacción grupal, como puede observarse en el Gráfico No. 4 (Anexo
8), resulta significativo que las diferentes escuelas que participaron en la experiencia
obtuvieron en la prueba de entrada índices negativos, que en su totalidad alcanzaron -0,4
(no satisfecho), mientras que en la encuesta de salida fueron todos positivos, con un índice
promedio de 0,66 ubicado dentro de la zona de máxima satisfacción.
En resumen, podemos afirmar que los resultados obtenidos en la aplicación de la propuesta
didáctica expresan un mejoramiento en el proceso de aprendizaje y en la motivación de los
estudiantes hacia las Ciencias Naturales en el nivel secundario.
96
CONCLUSIONES
La fundamentación y diseño de una estructura didáctica de las actividades experimentales
para el nivel secundario, así como su concreción mediante la elaboración de las guías de
Física y Química nos permitió arribar a las siguientes conclusiones:
• La renovación de la educación científica relacionada con la realización de actividades
experimentales en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las Ciencias Naturales en el
nivel secundario, es un reflejo del rechazo al modelo de trasmisión-recepción de la
escuela tradicional, desvinculado de la vida práctica y de la familiarización de los
estudiantes con aspectos de la actividad investigativa. En la práctica educativa las
actividades experimentales han estado asociadas, sobre todo, a los trabajos de
laboratorio caracterizados como simples manipulaciones, con énfasis desmedido en las
mediciones y cálculos, y la ausencia del análisis cualitativo de la problemática objeto de
estudio.
• La introducción de la educación de orientación Ciencia, Tecnología y Sociedad (CTS),
como vía de mejorar la educación científica de los estudiantes desde el nivel secundario
requiere de la reestructuración no sólo del contenido curricular, sino también y de
importancia decisiva, la reorientación metodológica de las formas, métodos y medios del
proceso de enseñanza-aprendizaje y la correspondiente preparación de los profesores.
• El análisis y reflexión cualitativa de situaciones problemáticas cotidianas y experimentales
crean desafíos cognitivos significativos que estimulan la motivación por el aprendizaje de
las Ciencias Naturales, por lo que constituye un momento de partida importante en el
diseño y puesta en práctica de las actividades experimentales en el nivel secundario.
• La observación y los experimentos en las actividades experimentales orientados hacia el
desarrollo de habilidades intelectuales y manuales y cualidades como disciplina,
perseverancia y solidaridad propios de actividad investigativa escolar permite el desarrollo
del pensamiento científico en los estudiantes del nivel secundario.
• El desarrollo de las actividades experimentales sobre la base de un conjunto de tareas
que orientan la acción crea posibilidades para una participación consciente y activa de los
97
estudiantes en la construcción de sus conocimientos, basadas en sus posibilidades
individuales cognitivo-instrumental y afectivo-motivacional, y las ayudas mediante la
interacción y comunicación con el grupo, con el profesor y con sujetos de la comunidad.
• La introducción de la valoración sobre la utilización práctica y significación personal y
social de los diferentes contenidos de las Ciencias Naturales, estudiados a través de las
actividades experimentales, contribuyen a desarrollar valores y actitudes de
responsabilidad y compromiso en los estudiantes ante las repercusiones de la ciencia y
tecnología en la sociedad.
• La estructura didáctica propuesta de las actividades experimentales para el nivel
secundario permite : a) generar y reforzar la formación del pensamiento científico de los
estudiantes atendiendo a su estructura cognitivo-instrumenta y afectivo-motivacional, y
con ello su orientación a la comprensión de la naturaleza de los conocimientos de la
ciencia; b) familiarizar al estudiante con la actividad investigativa con sus métodos de
observación y experimentación, mediante la problematización de la realidad a partir de
hechos del entorno cotidiano y/o experimentales y el análisis cualitativo para su
entendimiento; así como c) propiciar una mejor valoración y actitud hacia el estudio de la
asignatura y la ciencia.
98
RECOMENDACIONES
• LA ESTRUCTURA DE LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES DE CIENCIAS
NATURALES Y SUS GUÍAS DE FÍSICA Y QUÍMICA PUEDEN SER UNA HERRAMIENTA
ÚTIL EN LA FORMACIÓN DE LOS PROFESORES GENERALES INTEGRALES EN EL
NIVEL SECUNDRIO, Y PUEDEN SER INTRODUCIDAS EN LA PRÁCTICA EDUCATIVA,
TANTO EN 7MO GRADO CON CARÁCTER PROPEDÉUTICO COMO EN LAS
ASIGNATURAS DE FÍSICA Y QUÍMICA DE 8VO. GRADO.
• CONTINUAR EL DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN, DIRIGIDO A UN ENFOQUE
INTERDISCIPLINARIO Y LA INTEGRACIÓN DE LA CIENCIA EN EL NIVEL
SECUNDARIO.
99
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A N E X O S
ANEXO No. 1
MATERIAL DE AYUDA METODOLOGICA A LOS PROFESORES. “DE LA SITUACION PROBLEMÁTICA AL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN.”
¿Cómo se presentan las situaciones problemáticas? Por lo general una situación problemática se expresa en la mente del estudiante como la percepción de una contradicción entre un estado real y un estado deseado o entre lo conocido y lo por conocer o entre lo realizado y lo por realizar. El alumno detecta algo en la realidad que no le satisface o que le inquieta, esto es, algo que sucedió o sucede que exige una corrección, un cambio o una explicación. Ese algo bien pudiera ser un hecho de la naturaleza, una tarea extraclase que deberá ser resuelta, una pregunta que requiere respuesta o un experimento que lo impacta y desea realizar para desentrañar un enigma o misterio en el comportamiento de la realidad. ¿Cómo actuar ante una situación problemática? Una manera operativa, en el sentido pedagógico, de expresar la situación problemática es en forma de insuficiencia. Veamos algunos ejemplos: Ejemplo 1: ¿Es lo mismo la temperatura que el calor? Esta interrogante constituye para el estudiante desconocedor del asunto una situación problemática que pudiera ser expresada en forma de insuficiencia como sigue: Desconocimiento de la diferencia existente entre la temperatura y el calor Ejemplo 2: Toma 3 vasijas donde quepan las manos, una con agua fría en un extremo, en el medio pon una con agua tibia y en el otro extremo pon una con agua caliente a temperatura resistible por ti. Introduce ambas manos en las vasijas de los extremos al mismo tiempo y después las dos en la vasija del centro que contiene agua tibia. ¿Serían nuestros sentidos un instrumento correcto para medir la temperatura? En este segundo ejemplo la situación problemática contenida en el planteamiento realizado, al ser formulada como insuficiencia tendría más o menos la siguiente forma: Desconocimiento de las limitaciones de nuestros sentidos como instrumento fiable para medir la temperatura También podría adoptar otras formas más heurísticas, por ejemplo: Desconocimiento de las posibilidades reales de nuestros sentidos como instrumento fiable para medir la temperatura La primera forma conduciría al estudiante a establecer las limitaciones de los sentidos como instrumentos fiables para medir la temperatura. La segunda formulación lo llevaría mucho más allá. El estudiante no sólo constataría que nuestros sentidos son instrumentos deficientes para medir de manera fiable la temperatura sino que se plantearía requisitos y condiciones para elevar la fiabilidad de los mismos como instrumentos de medición de la temperatura.
Ejemplo 3. Muchos sartenes del mismo material expuestos al fuego pueden ser retirados de las llamas sin quemarse uno las manos y sin usar protección. ¿ No te parece raro? De igual manera, se intenta desentrañar alguna de las posibles formulaciones de situación problemática que se ocultan tras este planteamiento, a saber: SP 1. Desconocimiento de por qué muchos sartenes del mismo material expuestos al fuego pueden ser retirados de las llamas sin quemarse uno las manos y sin usar protección. SP 2. Enigma o misterio de los sartenes hechos íntegramente del mismo material En las situaciones problemáticas referidas se puede observar claramente cuál es el estado real que inquieta al investigador y cuál el estado deseado. Piénsese en el primer ejemplo citado “Desconocimiento de la diferencia existente entre la temperatura y el calor”. Esta frase tiene un volumen de información mucho mayor al explícito. Por un lado, nos dice que al alumno le inquieta su desconocimiento respecto a la diferencia o diferencias existentes entre la temperatura y el calor, por el otro, nos trasmite información acerca de cuál es el estado que se desea alcanzar: conocer esas diferencias. Cuando se escribe “Desconocimiento de las posibilidades reales de nuestros sentidos como instrumento fiable para medir la temperatura” queda claro que al estudiante le preocupa no sólo las limitaciones de los sentidos, sino también revelar, como estado deseado, en qué condiciones esos sentidos pudieran servir como instrumentos fiables para medir la temperatura. Detectada la situación problemática es necesario “repensarla”, explorarla con profundidad, penetrar en ella con nuestro “ojo mental”. Existen diversas técnicas que facilitan esta tarea, entre las cuales vale destacar la que hemos denominado MAPA MENTAL DE LA SITUACION PROBLEMÁTICA. El objetivo del mapa mental de la situación problemática es explorar, profundizar y enriquecer con nuevos elementos la situación problemática detectada. Los pasos de esta técnica son: 1. Se parte de un esquema o núcleo central de la situación problemática. 2. Se piensa en cualquier cuestión relacionada, directa o indirectamente, con la situación problemática o alguno de sus aspectos, por ejemplo, antecedentes, causas y consecuencias de la misma, fortalezas y debilidades para acometer su modificación hacia el estado deseado, aspectos del propio estado deseado, conocimientos que es necesario tener para comprender y enfrentar el asunto, “ideas locas”, temores, presentimientos y corazonadas, soluciones adelantadas, etcétera. No es recomendable dibujar el mapa en un espacio reducido para no verse en la necesidad de desechar ideas por falta de lugar para situarlas. 3. Inicialmente no intentar establecer un orden que regule o limite la producción de ideas. Éstas deben dejarse salir tan caóticamente como vengan a la mente y colocarse radialmente al núcleo donde se ha escrito la situación problemática en forma de insuficiencia. Posteriormente, si se
desea se puede ordenar todo. Hay personas que trabajan más cómodas si establecen un cierto orden en el mapa mental. Sin embargo, es conveniente no preocuparse por ordenar nada mientras se está construyendo el mismo, pues, la tarea de pensar un orden puede desviar la atención del alumno y limitarle el proceso de generación de ideas por cansancio, falta de tiempo, no querer alterar un orden ya establecido. Ahora, si no se puede prescindir de establecer un orden, hágalo como más cómodo se sienta. 4. Cada idea colocada en el mapa mental puede ser centro de un nuevo conjunto de ideas e inclusive de un nuevo mapa. A continuación se muestra un esquema general (Fig. 1) de cómo se vería el mapa mental después de construido. Ello no significa que esta estructura sea la única factible, de hecho, el sujeto dibuja el mapa a su gusto, como más cómodo le resulte para pensar en torno a la situación problemática detectada. En el esquema A, B, C, D, E, F, G y H son las diversas ideas sugeridas. Los números 1, 2, 3, 4.....n, indican ideas que se derivaron de A, B, C, D, E, G y H . Las letras en minúscula representan otras ideas surgidas a partir de 1, 2, 3, 4....n. En el cuadro o núcleo central se transcribe la situación problemática en forma de insuficiencia.
MAPA MENTAL DE LA SITUACION PROBLEMÁTICA
FIG. 1 El esquema propuesto no es exclusivo. Formas de mapas mentales de una situación problemática pueden elaborarse cuantas se quieran. Veamos algunas variaciones.
FIG. 2
FIG. 3
Estas variaciones demuestran que el estudiante puede llegar a elaborar mapas mentales personales con un nivel de independencia y creatividad muy elevado. Los elementos a incluir en el mapa elaborado pueden ser disímiles y están en relación directa con el nivel de información de que dispone el estudiante. Veamos a título de ejemplo el mapa mental de una situación problemática concreta contenida en la segunda parte de este libro. (Fig. 4).
FIG. 4
El mapa mental presentado antes pudiera cambiar de un estudiante a otro, por ejemplo, si son estudiantes de diferente nivel escolar, e, inclusive, si el mismo estudiante lo elabora en momentos distintos en dependencia de cómo se modifique su estado de ánimo o se incrementen sus conocimientos, experiencias, etcétera. La realidad es mucho más rica y abarcadora que la más completa de las teorías. El mapa mental de la situación problemática puede ser de gran ayuda para profundizar en la tarea a resolver pero, con frecuencia no es suficiente. En el estudio de la realidad, el alumno debe asumir que no existe de antemano una teoría acabada y enlatada capaz de exonerarlo de la necesidad de construir su propio marco de reflexión si quiere intentar un acercamiento más pleno al fenómeno concreto que analiza. Tras la detección de la situación problemática y la construcción de su mapa mental el alumno necesita con frecuencia analizar los conceptos que la componen con el propósito de transformarla en un tema más acabado y exacto de estudio e investigación. Aparece así la formulación problemática o tema de investigación.
¿Cómo arribar a un tema de investigación? En la práctica, cuando se escribe la situación problemática en forma de insuficiencia para situarla en el centro del mapa mental, se aporta una primera formulación en nociones y conceptos de la misma. Para arribar al tema de investigación propiamente dicho es preciso liberar a esa primera formulación inicial de aquello que se sobreentiende, así como agregarle las precisiones que sean necesarias para captar mejor la situación problemática examinada. Veamos unos ejemplos: Ejemplo1. Desconocimiento de la diferencia existente entre la temperatura y el calor Al examinar la formulación inicial de esta situación problemática, se consideró pertinente dejar explícito el término desconocimiento para facilitar un primer acercamiento al asunto. Sin embargo, es obvio aquí, que el estado que se desea alcanzar es el de llegar al conocimiento de la diferencia existente entre la temperatura y el calor. La formulación se transforma así en: Conocimiento de la diferencia existente entre la temperatura y el calor De hecho la palabra “conocimiento” sobra en la nueva formulación, pues se sobreentiende que queremos conocer la diferencia entre la temperatura y el calor. Estaríamos ahora en presencia de una nueva reformulación, a saber: Diferencia existente entre la temperatura y el calor Es lógico pensar que si hay realmente una diferencia entre la temperatura y el calor, esa diferencia “existe”. Todo parece indicar que la palabra “existencia” esta presupuesta también en el análisis y no hace falta declararla de una manera explícita. Tendríamos entonces: Diferencia entre la temperatura y el calor En la práctica pudiéramos establecer una o más diferencias, por ello quizás sea más recomendable escribir la formulación como sigue: Diferencia(s) entre la temperatura y el calor Obsérvese cuántas modificaciones ha experimentado la situación problemática para ser transformada en un tema de investigación. Ejemplo 2. Desconocimiento de las posibilidades reales de nuestros sentidos como instrumento fiable para medir la temperatura En esta situación problemática es evidente que el término “desconocimiento” puede ser retirado de la formulación porque se sobreentiende. La nueva formulación adoptaría la forma: Posibilidades reales de nuestros sentidos como instrumento fiable para medir la temperatura
Si se analiza detenidamente la expresión “posibilidades reales” no dice ahora mucho y la expresión puede quedar como sigue: Los sentidos como instrumento fiable para medir la temperatura Dicho así la expresión puede prestarse a confusión. ¿Investigaremos los sentidos humanos o los de otros animales? Hagamos la aclaración. Los sentidos humanos como instrumento fiable para medir la temperatura Tenemos ahora un tema de investigación que no tiene que ser asumido como una formulación invariable ni cosa que se le parezca, pero que si da una idea de lo que estamos buscando: ¿Bajo qué condiciones los sentidos humanos pudieran ser un instrumento fiable para medir la temperatura? En la práctica se pudieran introducir nuevas modificaciones al tema en dependencia de los caminos y ángulos de análisis por los que se adentre nuestro pensamiento. Por ejemplo, hemos hablado de “condiciones”, pues bien, introduzcamos un nuevo cambio. Condicionamiento de los sentidos humanos como instrumento fiable para medir la temperatura Afinado el tema de investigación, el alumno puede construir un mapa para pensar teóricamente el asunto que lo inquieta (Fig. 5).
FIG.5 El mapa anterior puede ser enriquecido con otros múltiples elementos en dependencia de la experiencia del alumno y las cosas que considere significativas para la conformación de un marco adecuado de reflexión orientado al abordaje más preciso del tema de indagación. Es posible que el estudiante considere importantes para situar en el mapa, las recomendaciones, orientaciones y consejos de profesor y otras fuentes de conocimiento.
Si el alumno tiene que elaborar algún tipo de informe, las fuentes contenidas en el mapa construido pueden servirle de gran ayuda. En general, la necesidad de conocer y tener una idea clara y precisa de todos y cada uno de las fuentes de conocimiento relacionadas con el tema a investigar es la que determina la información de interés que hay que revisar, detectar, extraer y recopilar por parte del alumno. A esta información suele sumarse otra que proviene de otras vías, como recuerdos de conversaciones, experiencias de estudiantes de años superiores, asociaciones de ideas. Con todo ello se construye el marco inicial de reflexión de la investigación. La importancia de esta forma de trabajo consiste en que permite entender los planteamientos y formulaciones de una forma más integral y multilateral. ¿Qué camino o vía seguir en la investigación? Existen tareas y problemas, para cuya resolución, se pueden seguir múltiples caminos diferentes. En tales casos es conveniente detenerse a pensar por parte del alumno, cuál será el camino que transitará en la realización de la tarea planteada, de qué modo abordará el tema de investigación formulado. Aplicar alguna técnica que le permita realizar un análisis y selección de alternativas a seguir es algo que eleva sobremanera la calidad del trabajo. Expondremos aquí una técnica interesante y bastante simple. Su esencia consiste en suponer que cada una de las palabras o conceptos esenciales que componen el tema de investigación formulado representa una VIA a seguir en la búsqueda investigativa y es portador de múltiples ALTERNATIVAS o caminos para modificar total o parcialmente la situación problemática o tarea planteada al estudiante. En dependencia de cuáles alternativas específicas se sigan para modificar la situación problemática, se estará en presencia de un problema de investigación u otro. Veamos este asunto en detalle. Sea el tema de investigación “Diferencia(s) entre la temperatura y el calor”. En él pueden ser definidas las siguientes vías (Fig. 6):
FIG. 6
De hecho, pudieran pensarse tantas vías como conceptos unitarios, binarios, terciarios, etcétera, existan en el tema a investigar, sin embargo, a la hora de operar, no todos estos conceptos llegan a constituirse en vías significativas para el alumno. En otras palabras, es el estudiante quién define las vías que para él son más “productivas”. Pensar las vías a analizar es un derecho, en primer término, de quienes se van a esforzar en la resolución de la tarea o planteada. Examinemos, a manera de ilustración, una de las vías contenidas en la formulación anterior y las alternativas o caminos de resolución que fueron asociados a la misma (Fig. 7).
FIG. 7 En la vía “diferencia(s)” fueron establecidas nueve alternativas significativas. Ello no significa que éstas sean las únicas alternativas posibles. Cada vía puede contener, en principio, infinitas alternativas, las cuales se revelarán en dependencia de las capacidades personales de cada estudiante, su creatividad, perseverancia, experiencias personales, puntos de vista, etcétera. Es muy probable que otros alumnos encuentren en la vía “diferencia(s)” muchas más alternativas que las aquí mencionadas, e incluso otras diferentes y de mucho más valor heurístico para la búsqueda investigativa. ¿Cómo se generan las alternativas? Pudiera ser a través de un proceder bien simple pero no por ello exento de un sostenido esfuerzo mental. Me refiero al “PROCEDIMIENTO DE LAS RESPUESTAS INFINITAS”. El objetivo de este procedimiento es producir una gran cantidad de ideas en torno a un determinado asunto y consiste en intentar dar a una misma interrogante el mayor número de respuestas diferentes que sea posible. Sus pasos son:
• Se formula la pregunta. • Se sitúan las diversas respuestas radialmente a la interrogante formulada. • Interpretar e intentar fundamentar cada una de ellas.
En la generación de alternativas dentro de una misma vía, el procedimiento de las respuestas infinitas adopta la siguiente forma:
• Tomar la vía en cuestión. • Formular con ella la pregunta: ¿Cómo se pudiera resolver la situación problemática
planteada siguiendo esta vía? Así fueron obtenidas las alternativas que se muestran en la Fig. 7.
• Situar las alternativas sugeridas radialmente a la vía examinada.
• Realizar este mismo proceder, si el factor tiempo lo permite, con todas las vías
contenidas en el tema de investigación. De lo contrario el estudiante selecciona las vías que considera más significativas y con más posibilidades reales.
Así se conforma un MAPA DE VIAS Y ALTERNATIVAS como el que se ilustra a continuación (Fig. 8).
FIG. 8
Determinadas por el alumno las vías y alternativas más significativas, éste procede a seleccionar cuál o cuáles de ellas seguirá como camino para resolver la situación problemática. En otras palabras, sitúa lo que denominamos el “acento de alternativa”. Para ubicar el acento de alternativa el estudiante debe realizar todo un grupo de consideraciones previas, ante todo, efectuar un análisis preliminar de requisitos de viabilidad para la resolución de la tarea planteada, los cuales pueden ser, entre otros a saber:
De tiempo. Es posible que el alumno tenga un tiempo limitado para presentar un resultado. En ese caso debe considerar las alternativas que puedan ser acometidas en ese intervalo de tiempo. De espacio. Quizás la tarea deba realizarse en un espacio geográfico o físico prefijado de antemano. Entonces hay que tomar en consideración el espacio, si es en el laboratorio, en el hogar, en el aula, en otro lugar. De recursos. Este aspecto se entiende con claridad cuando se piensa que todas tareas o experiencias elaboradas para este libro requieren, como regla, de recursos materiales y mentales. Una alternativa puede ser muy atractiva para el alumno y, sin embargo, poco viable por falta de los recursos mínimos necesarios para su realización en un momento determinado. En su lugar tendrá que elegir otra alternativa quizás menos seductora pero más factible o, elaborar un plan para intentar captar los recursos que exige la puesta en práctica de la alternativa más promisoria. Imaginemos, por ejemplo, una alternativa de resolución atractiva pero que requiera de una computadora. Si el alumno no sabe computación, no tiene un ordenador apropiado o no cuenta con un especialista a su disposición, tendrá de inicio serias dificultades para llevar a vías de hechos la alternativa en cuestión. De experiencia previa. ¿Con qué conocimientos, habilidades y experiencia cuenta el estudiante para acometer la alternativa que se examina? De relaciones y actores. ¿Con qué gente y relaciones se cuenta para garantizar la buena marcha de la tarea? “No tengo mucha experiencia para seguir esta alternativa pero puedo contar con mi padre que si la tiene y además tengo muy buenas relaciones con la profesora y estoy seguro que me brindará su ayuda si se lo pido”. De otros aspectos del entorno. Con frecuencia el alumno tiene en cuenta las oportunidades, riesgos, amenazas, etc., existentes en el entorno. Ello puede provocar reflexiones como las que siguen:
De tomar esta alternativa tendré dificultades para conseguir los materiales que me hacen falta.
Con esta alternativa recibiré el apoyo del profesor de la clase pues ha expresado en reiteradas ocasiones su preferencia por este tipo de enfoque de los asuntos.
Esta alternativa está más a tono con las posibilidades existentes en el país y sus necesidades.
Del grado de novedad y valor de los resultados. Es probable que al estudiante no sólo le interese modificar la situación problemática sino lograrlo también de la forma más novedosa y útil para él y para la sociedad. Entonces, optará por el camino de mayor novedad e impacto.
En general, los parámetros a considerar suelen ser muy diversos y variar en dependencia de las características de la tarea a realizar y de las expectativas del propio estudiante respecto a los resultados a alcanzar. Al situar el acento de alternativa, el alumno define el problema a resolver. En otras palabras, un “problema de investigación” es la traducción de la situación problemática acompañada de su alternativa de solución o acento de alternativa. El acento de alternativa puede estar conformado, de hecho, por una o más alternativas. Es posible que el alumno considere más apropiado para su propósito seleccionar varias alternativas a la vez y tratar con un problema de mayor complejidad. El estudio creativo de alternativas es un arma poderosísima en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Al determinar el acento de alternativa y comprender en profundidad el problema a resolver, el estudiante estará en excelentes condiciones de definir los objetivos a alcanzar en su trabajo, plantearse preguntas y conjeturas que lo guíen en el proceso de indagación, analizar mejor los datos y emplearlos con mayor precisión en la justificación de las conclusiones contenidas en el informe final sobre los resultados obtenidos y sus implicaciones. Una constante en las universidades de muchos países es la preocupación del personal académico ante la situación de que los estudiantes de pre y postgrado, con frecuencia, o no utilizan o realizan una aplicación incorrecta de los conocimientos sobre metodología de la investigación en su actividad investigativa dirigida a la búsqueda de soluciones a los problemas profesionales y la elaboración de sus respectivas tesis de titulación. Ello, como se ha expresado, no solo afecta a los estudiantes del pregrado sino también, en buena medida, a los graduados titulados que realizan diversas modalidades de estudios de postgrado (especializaciones, maestrías, doctorados) en las cuales se exige, como culminación de dichos estudios, la presentación y defensa ante un tribunal de una tesis de investigación. Entre las posibles causas de tal estado de cosas pudieran mencionarse muchas. Aquí sólo quiero traer a colación una que tiene que ver con la razón de ser de este libro. No se puede pretender que los estudiantes universitarios sean buenos investigadores, sino se ha conformado en ellos una cultura investigativa en los niveles de enseñanza precedente.
ANEXO 6 MOTIVACIÓN: ENCUESTA DE ENTRADA
1- Relaciona en orden de Preferencia, las siguientes asignaturas (utiliza los números del 1-6) Matemática_____ Español______ Ciencias Naturales______ Historia________ Cívica _______ Educación Laboral _______
2- ¿Qué opinión tienes de la asignatura Ciencias Naturales? Selecciona una respuesta. ____ Me gusta mucho. ____ Me disgusta más de lo que me gusta ____ Me gusta más de lo que me disgusta ____ No me gusta ____ Me es indiferente ____ No puedo decir
3 - Con respecto a la pregunta # 1diga las razones que te hicieron ubicar a Ciencias Naturales en esa posición ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4 - De los temas recibidos en Ciencias Naturales, cuáles fueron para ti los más interesantes
(seleccione uno de cada columna). El Sol, fuente de luz y calor ____ Movimiento y energía en la naturaleza ____ Temperatura de los cuerpos ____ La Tierra y las aguas en el planeta ____El termómetro ____ El Hombre ____ Conducción del calor ____ Como está organizado el cuerpo de las Convección del calor ____ plantas con flores y el hombre ____ Radiación del calor ____ La Célula ____La Tierra y su satélite la Luna ____ Organización interna del cuerpo del El aire en la naturaleza ____ hombre ____El agua y la vida ____ La higiene en los órganos genitales ____La vida en la Tierra ____ El aparato reproductor ____
5- Te gustaría dar otra asignatura en el horario de Ciencias Naturales. Sí _____ No______ No sé______ ¿Cuáles?_______________________________________________________________ 6 - Ponga tres (3) ejemplos de los que aprendiste en Ciencias Naturales que son útiles en tu
vida diaria__________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7 - ¿Te gustaría estudiar Ciencias Naturales en Secundaria Básica? Sí _______ No________ No sé________ Nota: Las preguntas 5, 7, 2 se procesarían a través del Cuadro Lógico de Iadov que pone de
manifiesto la Satisfacción Individual y Grupal de los estudiantes con relación a las Ciencias Naturales.
ANEXO 6 MOTIVACIÓN: ENCUESTA DE SALIDA
1. Relaciona en orden de preferencia las siguientes asignaturas: (utiliza los números del 1 al 6) Matemática _____ Español ____ Ciencias Naturales ____ Historia ____ Cívica ____ Educación Laboral ____ 2. ¿Qué opinión tienes actualmente de la asignatura Ciencias Naturales?
Me gusta mucho ____ Me gusta más de lo que me disgusta____ Me es indiferente ____ No me gusta ____ Me disgusta más de lo que me gusta ____ No sé decir ____
3. ¿Cuáles de estas cualidades tú le atribuyes a la asignatura de Ciencias Naturales?
Es útil ____ Es inútil ____ Es interesante ____ Es aburrida ____ Es importante ____ No tiene importancia ____ Es moderna ____ Es anticuada ____ Es dinámica ____ Es lenta ____ Es comprensible ____ Es incomprensible ____
5. ¿Te gustaría dar otra asignatura en el horario de Ciencias Naturales? Sí ____ No ____ No sé ____ 6. Durante este curso, tu opinión acerca de la asignatura Ciencias Naturales. Se mantiene igual que siempre ____ Ha cambiado ____ En caso de responder que ha cambiado, pudiera precisar si:
Tengo una mejor opinión de ella que antes ____ Tengo una peor opinión de ella que antes ____
7. ¿Te gustaría seguir estudiando Ciencias Naturales en Secundaria Básica? Sí ____ No ____ No sé______ Nota: Las preguntas 5, 7 y 2 se procesarían a través del Cuadro Lógico de Iadov que pone de
manifiesto el nivel de Satisfacción Individual y Grupal de los estudiantes con relación a las Ciencias Naturales.
ANEXO 2 HABILIDAD DE OBSERVACIÒN
Prueba de Entrada
Observa el siguiente experimento y trata, según tu opinión, de extraer los aspectos
fundamentales o los que tus creas más importantes. Explica cada uno de ellos. Anótalos en tu
libreta:
Experimento: Cortamos dos tiras de papel idénticas, una de ellas la depositamos sobre un
mechero encendido, la otra tira le insertamos un pedacito de hierro del mismo ancho de la tira y
realizamos la misma operación. Observa.
Prueba de salida:
Observa el siguiente experimento y trata, según tu opinión, de extraer los aspectos
fundamentales o los que tus creas más importantes. Explica cada uno de ellos. Anótalos en tu
libreta.
Experimento: Tomamos un tubo de ensayo y le echamos un poquito de agua, lo cerramos con
un tapón de goma y lo colocamos sobre un mechero encendido, durante un tiempo. Observa.
ANEXO 3
TEST DE COMPROBACIÓN CUARTO EXCLUIDO
OBJETIVO: Medir la relación entre los contenidos impartidos, a los estudiantes de 7mo. Grado en Ciencias Naturales.
1- Energía cinética Movimiento de los cuerpos Reacción química Decantación 2- Energía potencial Cuerpo Péndulo Evaporación3- Energía eléctrica Movimiento de partículas Conducción del calor Oxidación 4- Energía calorífica Aire Radiación del calor Filtración 5- Energía sonora Agua Partículas Reacción química 6- Calor Temperatura Combustión Partículas 7- Convección del calor Aire Barómetro Partículas 8- Presión atmosférica Aire Barómetro Evaporación 9- Sustancia Partículas Movimiento térmico Mezcla
10- Movimiento de la tierra Energía cinética Movimiento Browniano Calor a) ¿Cuál es la palabra que se excluye (sobra) por no tener relación con las otras? b) ¿Por qué sobra? c) ¿Por qué las restantes palabras se parecen?
85,2
55,9
70,5
37
58,5
29
46,8
17
0
20
40
60
80
100
%
Análisis Comparación Generalización AbstracciónHABILIDADES
ANEXO 4: RESULTADOS DEL CUARTO EXCLUIDO
Experimental Control
0
47,6
4
42,4
33,4
9,7
48
0
14,4
00
20
40
60
80
100
%
Muy Bajo Bajo Medio Alto Muy Alto
NIVEL DE ASIMILACION
ANEXO 5: RESULTADOS DEL CUARTO EXCLUIDO
Experimental Control
27,3
64,7
9,4
5,3 00
5,4 2,6 13,1 12,527,2
38,5
0
20
40
60
80
100
%
Máximasatisfacción
Satisfecho No definido Insatisfecho Máximainsatisfacción
Contradictorio
EntradaSalida
ANEXO 7: NIVEL DE SATISFACCION INDIVIDUAL
0,5 0,6 0,5 0,5 0,50,6 0,6
0,8 0,50,5
-0,1-0,3 -0,4
-0,6
-0,2 -0,1 -0,1
-0,7-0,5
-0,3
-1
-0,5
0
0,5
1
O.P
alm
er
P.V
éliz
A.C
abra
l
A.L
ibre
J.H
erói
ca
T.Za
rago
za
A.M
acei
ra
R.S
uáre
z
J.M
ella
Tota
l
ESCUELAS
ANEXO 8: INDICE DE SATISFACCIÓN GRUPAL
Entrada Salida
