2. Metodología indagatoria

Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
Documento de apoyo
Apuntes acerca de la indagación en
ciencias
Documento preparado por Esteban Arenas L.
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Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
Índice
1.
Acerca de este documento .............................................................................. 3
2.
Metodología indagatoria .................................................................................. 4
3.
Acerca de la enseñanza de las ciencias y la metodología indagatoria ............ 8
4.
Las ideas previas .......................................................................................... 10
5.
6.
4.1.
Las ideas de los niños y el aprendizaje de las ciencias .......................... 10
4.2.
¿Qué hacer con las ideas previas? ......................................................... 14
Respecto de la exploración y la experimentación en clases ......................... 15
5.1.
La importancia y el sentido de las actividades en ciencias ..................... 15
5.2.
Estructura de los guiones de prácticas ................................................... 16
Las bases de una actividad indagatoria ........................................................ 18
6.1.
Aspectos específicos de cada etapa que deben considerarse al
construir una actividad de aprendizaje indagatoria ........................................ 20
6.2. Una educación centrada en el proceso de construcción de las ideas
científicas ........................................................................................................... 24
7.
Ejemplos de actividades indagatorias para la clase de física ........................ 28
8.
Bibliografía asociada a la didáctica de las ciencias y la educación ............... 31
9.
Algunas direcciones y sitios interesantes en Internet .................................... 32
10. Cuadro comparativo de niveles educativos ................................................... 33
2
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
1. Acerca de este documento
El documento que se presenta a continuación es tanto una recopilación como una creación. Surge
de mi personal necesidad de conocer más acerca de la enseñanza de la ciencia, sus fundamentos
teóricos, su conocimiento respecto de cómo los estudiantes aprenden y cómo deberían aprender.
En esto último no hay miradas únicas, y creo que en este sentido hay que sumar y no restar, y el
sentido de este documento es justamente sumar.
La metodología indagatoria de enseñanza de las ciencias es una opción metodológica, pero no es
la única. La resolución de problemas, la pedagogía basada en la investigación, la pedagogía del
descubrimiento y muchas otras tienen bases que son comunes. Y creo que esas bases son las que
deben ser relevadas. Una pedagogía que parte de las ideas previas de los estudiantes, que las
conoce y las pone en juego mediante actividades centradas en el logro de aprendizajes reales y
significativos, que nazcan de los estudiantes y en que el profesor es un guía que acompaña el
proceso, ese es el tipo de pedagogía que, en lo personal, más allá de la metodología utilizada,
espero que se implemente en todas las clases de ciencia de nuestro país.
Creo además que vale la pena compartir lo que he leído y también lo que he escrito, en la idea de
que el compartir no es imponer ideas, sino proponer una visión que amplíe y complemente la visión
del otro. Ese es el sentido de este documento. En todos los casos he citado la fuente de la cual he
obtenido lo que se presenta. En el resto de los casos, las reflexiones y propuestas han sido
escritas por mí en diversas instancias y recopiladas aquí. Si en algún documento no ha sido citada
su fuente y autor original, ruego a ustedes me disculpen por ello y les pido me lo hagan saber, para
incluir la cita como corresponde. Como siempre digo, todo lo bueno que aquí está lo han escrito
otros, y todos los errores son culpa mía.
Esteban Arenas L.
[email protected]
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Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
2. Metodología indagatoria
El modelo indagatorio para la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias esta orientado a
facilitar que alumnas y alumnos adquieran y desarrollen las habilidades y destrezas adecuadas
para construir en forma participativa y activa los conocimientos planteados en el currículum. Con el
modelo indagatorio, niñas y niños aprenderán no sólo los contenidos sino, además, los procesos
que permiten aceptarlos como correctos y verdaderos. En ese sentido, una de sus características
más notables es que está orientado a superar uno de los problemas más frecuentes en la
enseñanza tradicional de las ciencias en el aula: la tendencia a ofrecer respuestas a preguntas que
niñas y niños nunca se han planteado.
Esta metodología no es una “novedad” en la enseñanza: desde hace ya un par de
décadas se desarrollan programas en Francia y Estados Unidos, así como en muchos otros países
del mundo. Así, desde mediados de la década de los 80, tanto la Academia de Ciencias de Francia
como el Centro Nacional de Recursos Científicos de Estados Unidos han desarrollado programas
para el mejoramiento de la enseñanza de las ciencias a nivel de las escuelas. Las ideas del
constructivismo, del aprendizaje significativo, entre otras, son base para esta metodología, que se
implementa, a través de diversos programas, en más de 30 países del mundo. En todos los casos,
la premisa de trabajo ha sido siempre la misma: La mejor manera de aprender ciencia es hacer
ciencia.
La metodología indagatoria para el aprendizaje de las ciencias se basa en que, para lograr
aprendizajes realmente significativos y duraderos en los estudiantes, éstos deben, entre otras
cosas:
-
Interactuar con problemas concretos
Los problemas deben ser significativos e interesantes para los estudiantes
Ser capaces de hacer sus propios descubrimientos
Construir de manera activa su aprendizaje
En Chile, esta metodología actualmente es implementada en 24 escuelas del sector
poniente de Santiago y en 40 escuelas de las regiones V y VIII, a través del Programa de
Educación en Ciencias Basado en la Indagación (ECBI), que lleva a cabo el Ministerio de
Educación junto a la Academia Chilena de Ciencias y la Facultad de Medicina de la Universidad de
Chile.1Al igual que los niños del sector poniente de Santiago, y de la 5ª y 8ª región, niños y niñas
de países tan diversos como Francia, Estados Unidos, China, Colombia, Bélgica, Argentina, Serbia
y Marruecos (por nombrar sólo algunos) viven la experiencia de aprender ciencias de manera
activa, construyendo su propio aprendizaje.
Una actividad indagatoria
En toda actividad indagatoria se parte de una situación-problema, una pregunta respecto
de un fenómeno concreto que sea interesante de ser analizado e investigado.
Una vez que se formula la pregunta, el estudiante elabora sus propias explicaciones para
responder a esta pregunta, de manera de dar una primera respuesta desde sus conocimientos e
intuiciones. Esta primera respuesta (hipótesis), para ser verificada, necesita ser puesta a prueba
Para poder confirmar o desmentir su hipótesis, el estudiante debe realizar una experiencia
concreta que le permita saber si su hipótesis es correcta o no.
Ahora el estudiante analiza la experiencia realizada, compara sus resultados con su
respuesta original y, si su respuesta no concuerda con los datos obtenidos, corrige y reelabora su
respuesta.
Esta respuesta, basada en una experiencia concreta, le permite resolver nuevos problemas
y plantearse nuevas interrogantes relacionadas con la experiencia realizada.
1
Mis agradecimientos a Patricia López Stewart, Directora Ejecutiva del Programa ECBI, por su colaboración
en la redacción de este documento.
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Etapas de la metodología indagatoria
El esquema de trabajo anterior se plasma en cuatro grandes momentos o etapas de la
metodología:
Etapa de focalización:
En esta primera etapa los niños y jóvenes exploran y explicitan sus ideas respecto a la
temática, problema o pregunta a investigar. Estas ideas previas son el punto de partida para la
posterior experimentación. Es necesario en esta etapa iniciar la actividad con una o más preguntas
motivadoras, que permitan al docente recoger las ideas previas de los estudiantes acerca del tema
en cuestión. Es fundamental para el éxito del proceso de aprendizaje que los alumnos puedan
contrastar sus ideas previas con los resultados de la exploración que sigue.
Etapa de exploración
Esta etapa se inicia con la discusión y realización de una experiencia cuidadosamente
elegida, que ponga a prueba los prejuicios de los estudiantes en torno al tema o fenómeno en
cuestión. Lo importante es que ellos puedan comprobar si sus ideas se ajustan a lo que ocurre en
la realidad o no. Es muy importante propiciar la generación de procedimientos propios por parte de
los estudiantes, es decir, que sean los propios estudiantes, apoyados por le docente, los que
diseñen procedimientos para probar sus hipótesis. Al igual que en el trabajo de los científicos es
fundamental el registro de todas las observaciones realizadas.
Etapa de reflexión:
En esta etapa, y luego de realizada la experiencia, se confrontan las predicciones
realizadas con los resultados obtenidos. Es la etapa en que los estudiantes elaboran sus propias
conclusiones respecto del problema analizado. Es aquí donde el docente puede introducir algunos
conceptos adicionales, terminología asociada, etc. Es importante que los estudiantes registren con
sus propias palabras los aprendizajes que ellos han obtenido de la experiencia, y luego compartan
esos aprendizajes para establecer ciertos “acuerdos de clase” respecto del tema tratado. Así, los
conceptos se construyen entre todos, partiendo desde los estudiantes, sin necesidad de ser
impuestos por el docente previamente.
Etapa de aplicación:
El objetivo de este punto es poner al alumno ante nuevas situaciones que ayuden a afirmar
el aprendizaje y asociarlo al acontecer cotidiano. Esta etapa permite al docente a comprobar si los
estudiantes han internalizado de manera efectiva ese aprendizaje. En esta etapa se pueden
generar nuevas investigaciones, extensiones de la experiencia realizada, las que se pueden
convertir en pequeños trabajos de investigación a los estudiantes, en los que ellos apliquen y
transfieran lo aprendido a situaciones nuevas.
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Un ejemplo concreto:
¿Usar o no usar bufanda? He ahí el dilema
1. Focalización
En invierno la gente usa bufandas. ¿Cuál es la función que cumple la bufanda?
2. Exploración
Para ayudarte a responder la pregunta anterior te proponemos las siguientes actividades
Actividad 1:
- Si tienes dos cubos de hielo, uno en un vaso y uno envuelto en una bufanda, ambos sobre la
mesa ¿cuál de los dos se derretirá primero? Explica tu respuesta.
- Para comprobar lo anterior, envuelve en una bufanda un cubo de hielo y pon un cubo de hielo del
mismo tamaño en un vaso plástico. Déjalos durante 30 minutos.
- Desenvuelve el cubo y copara ambos cubos de hielo ¿cuál se derritió primero?
- En este caso, ¿qué función cumple la bufanda?
Actividad 2:
- Echa en dos vasos la misma cantidad de agua caliente, pero enrolla alrededor de uno de ellos la
bufanda (cuidado con derramar el agua). Luego de 5 minutos, y con cuidado, toca el agua de cada
vaso ¿Cuál se enfrió primero?
- En este caso, ¿qué función cumple la bufanda?
3. Reflexión
En base a las experiencias realizadas, ¿Cuál es la función de la bufanda? ¿Por qué la gente la usa
en invierno?
4. Aplicación
- Explica por qué la gente no usa bufanda en verano
- Si quisiéramos derretir un cubo de hielo, ¿Qué sería preferible, envolverlo en un paño y frotarlo
con las manos o frotarlo directamente con las manos? Justifica tu respuesta.
Desarrollo de aprendizajes
Un pequeño análisis de la actividad planteada y de las etapas de la metodología
indagatoria nos permite ver que el estudiante realiza un proceso similar al que realizan los
científicos en su trabajo cotidiano, y que ha sido la forma en que ciencia se ha desarrollado a
través de la historia. Al igual que ellos el estudiante aborda un problema, plantea una hipótesis,
desarrolla procedimientos para probar esa hipótesis, corrige, desecha o afirma su hipótesis y
elabora conclusiones en base a ella. Como se indicaba anteriormente, el estudiante aprende
ciencias haciendo ciencias.
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Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
En el desarrollo del ciclo de aprendizaje de una actividad indagatoria no solamente se
desarrollan los aprendizajes referidos a la temática específica a abordar.
Al ser necesario que el estudiante explicite sus ideas de manera escriba y redacte
sus propias conclusiones se produce un importante desarrollo del lenguaje.
Puesto que el estudiante siente la necesidad de conocerlos y utilizarlos, los
procedimientos matemáticos que se ponen en juego en la experiencia adquieren
sentido y se desarrollan.
Al ser necesario comprender y ejecutar procedimientos propuestos para poder
desarrollar una investigación, y al ser necesario elaborar procedimientos propios
para investigar un tema, el alumno desarrolla su capacidad de análisis como la
comprensión de la información, tanto de textos continuos como de textos
discontinuos (gráficos, tablas, esquemas, etc.).
Se desarrolla una cultura científica en el estudiante que rompe con el mito de la
ciencia alejada de la realidad y propiedad de un grupo selecto y mayormente
dotado en lo intelectual, y se apunta a una ciencia a la que todos los niños y
jóvenes pueden acceder
Transformaciones en el aula y en la práctica docente
La implementación de la metodología indagatoria implica una serie de cambios al interior
del aula y de la propia práctica docente. El modelo indagatorio exige el trabajo en grupos y
promueve el diálogo y el intercambio entre docentes y alumnos y de los alumnos entre sí. El
registro de las actividades y de sus resultados ya no es un dictado sino la propia elaboración de
niños y jóvenes. El cuaderno de ciencias se transforma en bitácora que consigna los sucesos de la
clase y condensa los aprendizajes alcanzados, en su formulación escrita. A través de este registro
se puede evaluar y apreciar no sólo la aprehensión de los contenidos tratados, sino también el
desarrollo de la capacidad de expresar ideas y experiencias. Además, se introduce un nuevo clima
en la clase: el desorden y la desatención dejan de ser un problema y dan lugar a la actividad,
productividad y creatividad.
En el modelo indagatorio, el rol del docente se transforma. Su función se puede definir
como la de un guía que propone y organiza. No hay lugar para enseñar respuestas sino para
incentivar la curiosidad y orientarla hacia el planteamiento de interrogantes. El tradicional
instructivo escrito en el pizarrón es ahora tarea de los alumnos que, a partir del problema
planteado, ensayarán predicciones y propondrán caminos para comprobarlas o desecharlas. El
profesor encauzará la actividad e incentivará el registro de logros y errores y de la explicación de
unos y otros. El correcto análisis de un experimento fallido será más significativo que el
experimento mismo. Así, el docente ya no pedirá respuestas sino preguntas que son la expresión
de que el contenido planteado se ha transformado en un desafío por saber.
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3. Acerca de la enseñanza de las ciencias y la metodología indagatoria
Tanto el común denominador de la gente como los niños y jóvenes con que trabajamos
tienen una imagen previa acerca de la ciencia. Esa imagen se ha construido a través de lo que han
visto en la televisión, en los diarios, y también de lo que han sido para ellos las clases de ciencias
en la escuela.
En el caso de usted, su formación en la enseñanza básica y media, luego en la enseñanza
superior y en la experiencia cotidiana adulta, han también formado una imagen de las ciencias, del
trabajo científico y de la construcción del conocimiento científico, que se transforma en su punto de
partida, su referente a la hora de enseñar las ciencias. No significa esto que usted diseñe sus
clases de la misma manera en que recibió su instrucción, pero la imagen que usted tiene respecto
a las ciencias influye en su manera de hacer clases de ciencias.
En nuestra experiencia escolar muchas veces ocurre que hay profesores con los que lo
“pasamos bien”, es decir, profesores con lo que las clases se nos hacen entretenidas, amenas,
gratas de ser llevadas en una experiencia escolar normalmente poco grata. La mayoría de las
veces, sin embargo, aquellas clases que recordamos con cariño cuando el tiempo ha transcurrido
son aquellas en que hemos logrado un aprendizaje importante, que trasciende el tiempo, y que ha
sido producto de experiencias interesantes. Lamentablemente las clases de ciencia no han sido, al
menos hasta ahora, el espacio donde normalmente se alojan estos recuerdos. Muchas veces
hemos escuchado además expresiones del estilo “Uff, a mi me iba pésimo en física, me cargaba”,
“Yo siempre he sido malo para las ciencias, por eso me iba mal”, “Me cargaba porque había que
aprenderse un montón de fórmulas y yo siempre he sido mala para eso”. Estas expresiones nos
muestran lo que la mayoría de las personas piensa acerca de las ciencias: algo difícil, complejo,
lleno de fórmulas, alejado de la realidad, sólo útil para los científicos. Esto se ilustra en la alegoría
de los científicos en una Torre de Marfil, es decir, científicos encerrados, aislados del mundo,
estudiando cuestiones relevantes sólo para ellos y sin relación con el mundo que los rodea.
La ciencia recargada de información y llena de fórmulas se basa en una manera de
comprender el conocimiento científico como una suerte de “gran libro del conocimiento”, es decir, la
ciencia como un producto ya elaborado y listo, el cual debe ser entregado desde el que lo tiene (en
este caso el profesor) al que no lo tiene (en este caso el estudiante). Hay que destacar que esta
manera de enseñar y de aprender no es privativa de la ciencia, y responde a lo que se llama el
paradigma de transmisión-recepción. Este paradigma se basa en algunos supuestos que reducen
el conocimiento científico y lo tergiversan. Por ejemplo:
-
Enseñar ciencias es fácil, basta con “saber” razonablemente la disciplina que se debe
enseñar
Enseñar ciencias es, en realidad, transmitir de manera adecuada, conocimientos ya
elaborados
Los fracasos de muchos estudiantes son normales, pues aprender ciencias es difícil, dada
la estructura de este tipo de conocimientos
Los fracasos de los alumnos se deben a su falta de nivel, de capacidad, etc. 2
Así, tenemos una ciencia de la fórmula y la memorización que en el contexto escolar se
transforma en una ciencia de la recepción de un conocimiento final y listo. En este caso, el sentido
de lo que se aprende esta dado netamente por aquello que “el libro dice”. Es decir, es importante
conocer los movimientos de la Tierra, el Sol y la Luna porque “está en el libro”, “porque hay que
pasarlo”, “porque habrá prueba de ello”, “porque algún día me va a servir”, etc. El problema de
estos argumentos es que ninguno de ellos tiene una validez real para los estudiantes, los que
2
Tricárico, Hugo Roberto. Didáctica de las Ciencias Naturales. ¿Cómo aprender? ¿Cómo enseñar? 1ª Ed.
Editorial Bonum, 2005, p. 60
8
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terminan “aprendiendo” las materias para salvar la prueba. Las comillas ponen de manifiesto que
en la práctica el aprendizaje no se produce, y lo “aprendido” se olvida rápidamente. La ausencia de
sentido en el aprendizaje fue sintetizado en una frase breve pero lapidaria de Ausubel: “Nadie
aprende realmente aquello que no quiere aprender”.
Es fundamental que lo que se aprende en las clases de ciencias tenga un sentido para el
estudiante a la hora de ser estudiado, puesto que la respuesta a la pregunta respecto a la utilidad
de lo que aprende debe provenir del propio estudiante. El cuestionamiento respecto de nuestro
entorno es propio del ser humano, pero es una capacidad bajamente explotada en nuestras
escuelas, en que nuestros estudiantes se acostumbran a recibir respuestas a preguntas que
muchas veces nunca se han hecho, en vez de generar preguntas y caminos de respuesta a
preguntas que surgen legítima y espontáneamente de ellos.
“El concepto de ciencia como investigación es básico para la educación en ciencia y un
principio fundamental en la organización y selección de las actividades de los estudiantes. Los
estudiantes de todos los niveles y en todos los campos de la ciencia deberán tener la oportunidad
de usar los métodos de la investigación científica y de desarrollar la habilidad de pensar y actuar de
formas relacionadas con la investigación. Estas incluyen el hacer preguntas, planificar y llevar a
cabo investigaciones, usar las herramientas y técnicas apropiadas para recolectar datos, pensar de
manera crítica y lógica sobre las relaciones entre la evidencia y las explicaciones, y comunicar
argumentos científicos”.3
La metodología indagatoria, como metodología de aprendizaje de
las ciencias, intenta hacerse cargo de estos desafíos.
Sólo como una última reflexión, y a modo de ejemplo, veamos dos maneras de enfrentar
un aprendizaje relacionado con un tema un poco ausente de nuestras salas de clases como es la
astronomía.
Consideremos las siguientes actividades acerca de las fases de la luna.
a. Los estudiantes construyen una rueda lunar que muestra la posición de la Luna en relación
al Sol y la Tierra para cada una de las fases. Manipularán la rueda para aprender las
diferentes fases lunares y entender dónde está ubicada la Luna en relación al Sol y la
Tierra para cada fase. Se le pedirá a los estudiantes que usen su rueda lunar para predecir
dónde tiene que estar la Luna para producir un eclipse lunar.
b. Dé a los estudiantes una hoja de trabajo para anotar sus observaciones sobre las fases de
la Luna. Observarán el cielo durante las siguientes tres semanas para anotar la fase de la
Luna en cada día despejado. Después construirán una rueda lunar para aprender dónde
está ubicada la Luna en relación al Sol y la Tierra.
c. Los estudiantes escribirán un “libro” de dibujos de cuatro páginas, para explicar sus ideas
acerca de las causas de las fases lunares. Después examinarán seis fotografías (cada
una mostrando una fase diferente de la Luna) y predecirán en qué orden verían las
diferentes fases, si observaran la Luna por unos cuantos días. Los estudiantes observarán
las fases de la luna en varias noches consecutivas. Estudiarán la causa de las fases
usando un modelo del Sol, la Luna y la Tierra. En este, el Sol será una luz brillante, su
cabeza la Tierra y una pelota de tenis la Luna. Cada estudiante manipulará el modelo para
determinar dónde está la Luna en relación al Sol y la Tierra para cada fase lunar.
Si usted organiza las actividades listadas en el orden contrario en que aparecen, entenderá
la magnitud de lo que necesitamos cambiar en la enseñanza de las ciencias (y de la astronomía en
particular). La manera en que enseñamos necesita ir más allá de decirle a los estudiantes lo que
sabemos, o cómo lo sabemos. Los estudiantes deben experimentar por ellos mismos cómo
sabemos lo que sabemos.4
3
National Research Council National Science Educational Standards. 1995, National Academy Press,
Washington, D.C. Disponible en www.nap.edu/readingroom/books/nses/
4 Adaptado de Fraknoi, A.; Schatz, D. El Universo a sus Pies. Edición en español. Proyect Astro &,
Astronomical Society of the Pacific. http://www.astrosociety.org/education/astro/astropubs/universo.html
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Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
4. Las ideas previas
4.1. Las ideas de los niños y el aprendizaje de las ciencias5
R. Driver, E. Guesne y A. Tiberghien
¿Qué podemos decir en relación con esas ideas?
Las ideas de los niños representan modelos coherentes de los fenómenos que se presentan con
frecuencia en los ambientes de clase. Los profesores experimentados comprueban que los
estudiantes tienen sus propias concepciones sobre los fenómenos, aunque a veces estas puedan
parecer incoherentes, al menos desde el punto de vista del profesor. Asimismo, se comprueba que
a menudo persisten aunque no concuerden con los resultados experimentales o con la
explicación del docente. En otras palabras, pueden ser ideas estables. Expondremos ahora
con mayor detalle estas características de las ideas de los niños: su naturaleza personal, su
coherencia y su estabilidad.
Estas ideas son personales
Cuando los niños de una clase escriben sobre el mismo experimento pueden hacer diversas
interpretaciones. Cada uno lo ha "visto" e interpretado a su modo. Nuestra propia conducta
es semejante: cuando leemos un texto o discutimos un tema con otra persona, podemos o
no modificar nuestro punto de vista. La medida en que modifiquemos nuestra forma de
pensar depende, al menos, tanto de nuestras ideas de partida como de lo escrito o dicho.
Cuando diversas personas escuchan la misma conferencia o leen el mismo libro, incluso un
texto científico, no necesariamente aprehenden o retienen los mismos aspectos.
Los sujetos interiorizan su experiencia de una forma propia, al menos parcialmente;
construyen sus propios significados. Estas "ideas" personales influyen sobre la manera de
adquirir la información. También encontramos esta forma personal de enfocar los
fenómenos en el modo de generarse el conocimiento científico. La mayoría de los filósofos de
la ciencia aceptan que las hipótesis o teorías no representan los llamados datos "objetivos",
sino que constituyen construcciones o productos de la imaginación humana. Según esto, las
observaciones de los hechos están influidas por las estructuras teóricas del observador. Las
observaciones que hacen los niños y sus interpretaciones de las mismas también están
influidas por sus ideas y expectativas.
El carácter personal de estas ideas, sean del niño o del científico, no significa necesariamente
que no puedan ser compartidas por muchas personas (en la historia de la ciencia ha ocurrido
en diversas ocasiones que científicos distintos han desarrollado y utilizado independientemente la
misma estructura teoría). Los capítulos siguientes pondrán de manifiesto que los estudiantes, aun
de países diferentes, pueden tener las mismas ideas o hacer idénticas interpretaciones de hechos
semejantes.
Las ideas personales del niño pueden parecer incoherentes
¿Que profesor no ha quedado sorprendido por las distintas y a veces contradictorias
interpretaciones de fenómenos propuestas por los alumnos en clase? Aun cuando el docente
enfrente a los estudiantes con lo que parecen contradicciones, éstos no se darán necesariamente
cuenta de ellas. Además, veremos que el mismo niño puede mantener diferentes concepciones de
un determinado tipo de fenómeno, empleando a veces argumentos distintos que conducen a
predicciones opuestas en situaciones que son equivalentes desde el punto de vista del científico e,
5
Driver, R. ;Guesne, E.; Tiberguien, A. Ideas científicas en la infancia y la adolescencia. 2ª Edición. Ediciones
Morata, 1989. pp 20 a 30
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Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
incluso, cambiando de uno a otro tipo de explicación del mismo fenómeno. A lo largo de este libro
veremos muchos ejemplos de estas contradicciones del pensamiento de los estudiantes. ¿Por que
se producen? La necesidad de coherencia y los criterios para la misma, tal y como los perciben los
estudiantes, no son los mismos del científico: el niño no dispone de un modelo único que incluya el
conjunto de fenómenos que el científico considera equivalentes. Por otra parte, no siente
indefectiblemente la necesidad de una perspectiva coherente, puesto que puede parecer que las
interpretaciones y predicciones ad hoc acerca de los hechos naturales funcionan perfectamente en
la práctica.
Estas ideas son estables
Con frecuencia podemos apreciar que, incluso después de enseñada una cuestión, lo estudiantes
no modifican sus ideas a pesar de los intentos del profesor para combatirlas mediante pruebas en
contra de las mismas. En los capítulos que siguen aparecen unos cuantos ejemplos que ilustran el
problema: los niños pueden ignorar las pruebas en contra, o interpretarlas de acuerdo con sus ideas
antecedentes. Aunque las nociones infantiles pueden ser persistentes, como hemos manifestado ya,
el estudiante no tiene por qué tener un modelo completamente coherente del fenómeno presentado,
al menos en el sentido científico de la palabra "coherente' '. Sus interpretaciones y concepciones
son a menudo contradictorias, pero no menos estables.
¿Cómo afectan estas ideas al proceso de aprendizaje? Un posible modelo
Las mentes de los niños no son tablas rasas capaces de recibir la enseñanza de modo neutral; por
el contrario, se acercan a las experiencias de las clases de ciencias con nociones previamente
adquiridas que influyen sobre lo aprendido a partir de las nuevas experiencias de formas diversas.
Esas nuevas experiencias abarcan las observaciones de hechos, las interpretaciones ofrecidas
sobre esas observaciones y las estrategias que utilizan los estudiantes para adquirir nueva
información, incluyendo la lectura de textos y la experimentación.
El niño, aún cuando es muy pequeño, tiene ideas sobre las cosas, y esas ideas desempeñan un
papel propio en las experiencias de aprendizaje. Muchos autores, como Ausubel, Piaget y Wallon,
incluyeron esta noción como elemento integrante de sus teorías. Lo que los niños son capaces de
aprender depende, al menos en parte, de "lo que tienen en la cabeza", así como del contexto de
aprendizaje en el que se encuentren.
El modelo introducido por los científicos cognitivos se ajusta bastante bien a lo que conocemos de
la interacción entre las distintas ideas del niño y la forma de evolución que experimentan con la
enseñanza. Este modelo se basa en la hipótesis de que la información se almacena en la memoria
de diferentes formas y de que todo lo que decimos y hacemos depende de los elementos o grupos
de elementos de esta información almacenada, que han sido denominados "esquemas". Un
esquema puede referirse al conocimiento del sujeto acerca de un fenómeno específico {por ejemplo, a la sensación de frío suscitada por un objeto metálico), o a una estructura de razonamiento
más compleja (por ejemplo, la asociación de una variable con otra que lleva a que algunos niños
prevean que "cuanto más brille la bombilla, mayor será la sombra"). Por tanto, el termino "esquema" denota las diversas cosas almacenadas e interrelacionadas en la memoria. Asimismo, estos
esquemas influyen sobre la forma de comportarse y de actuar una persona con el ambiente y, a su
vez, puede ser influida mediante retroalimentación (feedback) por ese mismo ambiente.
Ilustraremos la idea de "esquema" utilizando como ejemplo la noción que un sujeto tiene de un
instituto de bachillerato. Este esquema puede incluir relaciones entre hechos o situaciones
comprendidas en el y que son, ellas mismas, esquemas. Algunas representan características
físicas, p. ej.: uno o más edificios, escaleras, pasillos, salas, campo de deportes; o personas,
incluyendo gran cantidad de estudiantes, profesores, técnicos, limpiadoras y un director.
Otros aspectos del esquema general del sujeto pueden incluir los tipos de relaciones o actitudes
presentes entre las personas implicadas, como amistad, sumisión y poder, y las actividades de
estas personas, como subir o bajar las escaleras, escribir, hablar, tocar instrumentos musicales y
enseñar.
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Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
Por tanto, este "esquema" relativamente sencillo del instituto contiene diferentes elementos
organizados entre si para formar una estructura. Esta puede hallarse ligada a esquemas de otras
estructuras (por ejemplo, profesores, estudiantes, educación, etc.).
En la teoría científica hay algunos "esquemas" muy elaborados que representan el conocimiento
correspondiente a un campo concreto como mecánica, luz o reacciones químicas. Estos
"esquemas" científicos, integrados en estructuras, se componen, de manera similar, de elementos
y de relaciones entre ellos. Sin embargo, difieren del ejemplo del instituto antes utilizado en que
algunos elementos de una teoría científica no corresponden a percepciones directas.
Estos modelos de la organización de esquemas integrados en estructuras pueden ser utilizados
para describir el aprendizaje o la adquisición de una nueva porción de conocimientos. En primer
lugar, consideraremos una analogía con la agrupación de los estudiantes de una clase. Estos se
relacionan entre si y forman grupos para actividades distintas, corno deportes, teatro o ciencias.
Estos grupos no son estáticos, sino que se modifican cuando cambian las amistades y los
intereses; algunos estudiantes puede que no se relacionen con los otros y permanezcan aislados.
Pensemos en lo que sucede al incorporarse un nuevo alumno. Cuando Mega, pueden darse varias
posibilidades: puede no relacionarse con ninguno de los otros alumnos, permaneciendo aislado;
puede unirse a un grupo ya existente, o su presencia puede provocar la reorganización general de
los grupos de amigos. El mismo estudiante se integral de forma distinta según la clase que lo
acoja.
La analogía con el aprendizaje es clara: el modo de asimilación de un nuevo elemento de
información depende tanto de la naturaleza de dicha información como de la estructura del
aprendiz de "esquemas". Por tanto, la misma experiencia facilitada a los estudiantes en sus clases
de ciencias puede ser asimilada de manera muy distinta por cada sujeto.
Estas imágenes de la organización de esquemas y de la adquisición de otros nuevos puede dar
cuenta de la existencia de estas ideas personales, contradictorias y estables. Cada uno de
nosotros tiene una organización característica de esquemas. La información adquirida está ligada a
otra información y, aunque la nueva sea idéntica para varias personas, hay pocas probabilidades
de que el enlace establecido entre esta información adquirida y la ya almacenada sea el mismo
para dos personas distintas.
Cuando un estudiante manifiesta diversos conceptos contradictorios, se ponen en juego diferentes
esquemas; estas ideas pueden ser estables todas ellas en tanto en cuanto los esquemas las
mantengan integradas en estructuras, de manera que el cambio de una de ellas requiera la
modificación de una estructura y no meramente de un elemento de la misma.
Al aprender ciencias, un alumno puede darse cuenta de que un hecho se opone a sus
expectativas, de que no se ajusta a sus esquemas. Sin embargo, la simple comprobación de esta
discrepancia no implica necesariamente la reestructuración de las ideas del estudiante; esa
reestructuración requiere tiempo y circunstancias favorables. Para ayudar a los niños a llevar a
cabo esta reestructuración de su pensamiento acerca de los fenómenos naturales, la enseñanza
de las ciencias puede desarrollar un importante papel para proporcionar a los alumnos una amplia
muestra de experiencias relacionadas con determinadas ideas clave. En capítulos posteriores se
ilustra esta cuestión, especialmente en cuanto a las ideas de los niños respecto a la transferencia
de calor (Capítulo IV) y sobre los gases (Capítulo VI). En ambos casos, se presentan y comentan
ejemplos que ilustran los "esquemas" conceptuales utilizados por los estudiantes en las clases,
señalando que los cambios habidos en algunas de estas ideas no se producen rápidamente, a
pesar de las actividades prácticas realizadas por los niños.
¿Qué ganamos al comprender las ideas de los estudiantes?
Una de las estrategias, si bien no es la única, que permite adaptar mejor la enseñanza a los
estudiantes consiste en tener en cuenta sus ideas previas. Esta adaptación puede darse de
diversos modos:
(1) La elección de los conceptos que se enseñarán En ciertos esquemas de enseñanza utilizados
con alumnos de secundaria algunos conceptos se consideran obvios y se dan por sabidos al
planificar el curso. Sin embargo, como indican los descubrimientos de los Capítulos IV y VIII, el
12
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
estudio de las ideas de los niños sugiere que incluso nociones aparentemente tan sencillas como la
conservación de la materia o la naturaleza intensiva de la temperatura pueden no ser captadas por
muchos estudiantes de secundaria. La incomprensión de estas ideas fundamentales puede, en tal
caso, llevar a posteriores y más serios problemas de aprendizaje.
(2) La elección de experiencias de aprendizaje. Si conocemos las ideas previas de los estudiantes,
podemos atacarlas de modo directo mediante experiencias que entren en conflicto con las
expectativas, de manera que les obliguen a reconsiderarlas. No obstante, no es suficiente, para
promover tal cambio, ponerlas en tela de juicio; hay que presentar otras alternativas, que han de
ser consideradas por los estudiantes no sólo como necesarias, sino como razonables y plausibles.
El conocimiento de las ideas infantiles nos permite escoger actividades de aprendizaje que puedan
ser interpretadas más fácilmente por los estudiantes en el sentido que pretendemos. Tenemos un
ejemplo en el caso de la reflexión de la luz por los objetos, descrito en el Capítulo II. La mayoría de
los niños de 13 y 14 años reconocen que un espejo tiene la propiedad de reflejar la luz, pero
piensan que los otros objetos no lo hacen. En apoyo de esta idea, manifiestan que con un espejo
podemos iluminar un objeto o lanzar ráfagas hacia alguien. El profesor puede proponer experiencias semejantes para convencerles de que la luz es reflejada por los objetos corrientes. A
mediodía, en verano, un trozo de papel blanco deslumbra cuando recibe la luz del sol. En una
habitación oscura, podemos percibir con facilidad un objeto ligeramente coloreado cuando lo
iluminamos mediante la luz reflejada por una hoja de papel blanco. Por otra parte, vemos también
que el conocimiento de las concepciones de los niños nos permite rechazar algunos experimentos
clásicos de la enseñanza que no son interpretados por el niño en el sentido deseado.
(3) La presentación de los objetivos de las actividades propuestas. Al formular los objetivos de las
tareas de aprendizaje es importante tener en cuenta que los alumnos pueden reinterpretar las
intenciones del profesor a su modo. El siguiente ejemplo, de unas alumnas de enseñanza secundaria que seguían la programación de una serie de actividades en fichas de trabajo, ilustra esta
cuestión. Un grupo de niñas realizaba un experimento en el que se colocaba un calentador por
inmersión en bloques de igual peso, pero de diferentes metales (Figura 1). El experimento
pretendía demostrar la variación del calor específico entre los distintos metales. Las alumnas
tenían que dibujar un gráfico que relacionara temperatura y tiempo cuando calentasen cada
bloque. Hacia el final de la clase, se pidió a las niñas que mirasen los gráficos y los comparasen,
proponiendo una explicación de lo observado en ellos. La profesora (P) toma parte en la
conversación.
Figura 1.
P:
¿Qué os muestra el experimento?
A2: Que los diferentes... mm..., que tos materiales diferentes y que...vemos cómo puede
viajar el calor a través de ellos.
P:
¿Qué habéis descubierto?
A1: Bueno... pues... que el calor iba a través del... del... hierro más fácilmente que a
través del esto...
A2: Aluminio.
13
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
Las alumnas habían tenido una experiencia directa: recogieron los datos, pero los habían
incorporado a un esquema relacionado con la conductividad, en vez de al que se pretendía.
Si bien es necesario tener en cuenta las ideas de los alumnos al enseñar, ciertamente no es fácil
llevar esta exigencia a la práctica. El profesor tiene la responsabilidad de la clase como un todo y
puede considerar poco realista prestar atención a las distintas nociones de cada estudiante.
Una de las ideas que aparecen reiteradamente en los estudios revisados en los capítulos
siguientes es que, aunque los conceptos que los alumnos emplean para interpretar los fenómenos
son diferentes, existen ciertas pautas generales en los tipos de ideas que tienden a utilizar los
niños de diversas edades. Los estudios de las concepciones infantiles relativas a cierta cantidad de
temas científicos se han realizado en distintas partes del mundo con niños cuya experiencia de
enseñanza formal de ciencias variaba considerablemente. A pesar de ello, estudios de
investigación independientes entre sí han mostrado que los niños mantienen pautas semejantes de
ideas. Por ejemplo, los estudios efectuados en el área de las concepciones de los alumnos sobre la
dinámica (Capítulo V), sobre sus puntos de vista acerca de la Tierra (Capítulo IX) y acerca del calor
(Capítulo IV) se han realizado en países distintos y los resultados muestran un cuadro coherente
con la afirmación de que las experiencias previas de los niños con los fenómenos dominan su
pensamiento. Los estudios mencionados en relación con la teoría de partículas de la materia en los
Capítulos Vil y VIII muestran lo difícil que resulta para muchos estudiantes asimilar aspectos de ese
modelo, a pesar del cuidado puesto en el diseño de las secuencias de enseñanza. El informe sobre
las ideas de los niños en cuanto a la electricidad del Capítulo II! muestra un hallazgo bastante
perturbador: domina a lo largo de la enseñanza secundaria la proporción de estudiantes que
utilizan un modelo de "secuencia" de corriente eléctrica incorrecto.
Los estudios de este tipo muestran que, a pesar de la aparente variedad de ideas sugeridas en las
clases de ciencias, puede ser útil tratar de tener en cuenta las tendencias generales del
pensamiento infantil, tanto para planificar las actividades de aprendizaje como para mejorar la
comunicación interna de la clase.
4.2. ¿Qué hacer con las ideas previas?
En cualquier discusión es difícil convencer a otro de nuestro punto de vista, podemos asentir que el
otro tiene razón y seguir defendiendo nuestro punto de vista de todas maneras. El convencimiento
es lento, y no pasa simplemente por saber que estamos “equivocados”, sino también por aceptar el
punto de vista del otro como verdadero, para luego adoptarlo paulatinamente.
En esta línea, el primer paso para avanzar desde las ideas del estudiante hacia ideas más
disciplinariamente correctas es determinar cuales son estas ideas previas, explicitarlas tanto para
nosotros como docentes como para nuestros estudiantes. Cuando las ideas se explicitan, en
especial de manera escrita, es más fácil poder poner a prueba estas ideas, pues muchas veces
somos inconcientes de ellas.
El segundo paso es poner a prueba estas ideas a través de alguna experiencia. No se trata de
ninguna manera de decir “tú estás equivocado, lo correcto es lo siguiente…” Esta postura no
modifica las ideas de los estudiantes, pues para él no aparecen como “más válidas” que las
propias. Cuando las ideas previas se deben poner en juego en una situación concreta, la posible
contradicción de ellas con la experiencia genera incomodidad, desazón. Sin embargo, esto aún no
es suficiente, pues la interpretación de lo observado puede acomodarse al esquema mental del
estudiante, puesto que, ante el hecho de no tener una mejor explicación, es preferible tener una
respuesta “acomodada” que o tener ninguna respuesta.
El tercer paso es, por tanto, poner a disposición del estudiante una explicación alternativa a la
suya, que sea comprensible por él, que permita dar respuesta a la experiencia desarrollada a sus
experiencias previas. Este modelo debe ser lo suficientemente cercano para que el estudiante
pueda apropiárselo, sin por ello transar en lo disciplinario.
El cuarto paso es reafirmar el modelo entregado al estudiante con actividades que refuercen el
valor del modelo, de manera de segurizar al estudiante en los fundamentos y, sobre todo, en el uso
de este modelo para responder a sus propias preguntas.
14
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
5. Respecto de la exploración y la experimentación en clases
5.1. La importancia y el sentido de las actividades en ciencias
Tradicionalmente se ha insistido en la importancia de las actividades de “laboratorio” para aprender
ciencias. En múltiples ocasiones surge como un condicionante para el aprendizaje no poder contar
con material suficiente o no contar con un laboratorio apropiado para realizar experiencias
prácticas. Ante esto, surgen variadas posturas respecto a la función de las experiencias y
“experimentos” en ciencias:
- Sin laboratorio no hay experimentos:
- Se explica la materia y después se hace un experimento
- Si no se puede hacer el experimento no importa, porque los estudiantes aprenden igual
sólo estudiando del libro
- El experimento es para que “vean” lo que pasa
- Es mejor hacerlo demostrativo
- Es muy difícil trabajar con material concreto, así que es mejor hacer todo demostrativo
- Las experiencias son difíciles de hacer, porque casi siempre requieren materiales muy
caros y muy complicados
Hemos insistido (y lo seguiremos haciendo) en que la construcción del conocimiento científico debe
ser un proceso que realice el estudiante con la ayuda del profesor. Cierto es que existen muchas
experiencias que, por lo caras, complejas o riesgosas no son posibles de realizar en la sala de
clases. Cierto es también que se ha construido una imagen de la ciencia situada en experimentos
complejos, con material caro y complejo de conseguir, por lo que la propia imagen de la
experimentación científica que tenemos la aleja de la sala de clases.
Sin embargo, privar a los estudiantes de poder generar sus respuestas a las preguntas que,
alguna vez, tuvieron los científicos, es privarlos de la posibilidad real de que construyan
conocimiento. El generar experiencias sencillas, con materiales sencillos y fáciles de conseguir
permite construir una imagen de una ciencia más real, más cercana, como efectivamente lo es.
Estudiar el proceso de digestión de los alimentos no debe ser una larga lista de características de
los nutrientes, los alimentos y los órganos de nuestro cuerpo. El comprender la digestión tiene que
ser un proceso en que el estudiante descubra qué es lo que come, que le aporta lo que come,
como su cuerpo usa aquello que come, para qué lo usa, y como se deshace de aquello que no le
es útil. Enseñar acerca de la digestión es convertir al estudiante en un sujeto informado, conciente
de su entorno y su propio organismo, para que pueda tomar decisiones informadas y
fundamentadas acerca de su salud y la de otros.
¿Qué hacer cuando no es posible o es muy difícil hacer experiencias para todos los estudiantes?
Siempre es mejor realizar una experiencia concreta de manera demostrativa que simplemente
hablar de ella, leer sobre ella o directamente no mencionarla. Sin embargo, que una experiencia
sea demostrativa no implica que el estudiante sea un receptor pasivo de lo que ocurre con esa
experiencia.
Veamos un ejemplo
Queremos que los estudiantes comprendan que la fotosíntesis es un proceso de producción de
hidratos de carbono (almidón por ejemplo) que requiere de luz solar para producirse. Para ello,
cubrimos hojas de cardenal con un papel oscuro durante tres días, luego tomamos estas hojas
junto a hojas de la misma planta que no hayan estado cubiertas y, separadamente, las hervimos en
alcohol para quitarles el pigmento. Luego, hacemos la prueba de almidón en ambas hojas, para ver
que en las hojas que estaban cubiertas la cantidad de almidón es mínima o inexistente, no así en
las hojas que estaban expuestas a la luz solar.
15
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
Lo anterior es la descripción de la secuencia experimental, pero no de una secuencia de trabajo
indagatorio.
Una posible secuencia de trabajo indagatorio sería:
- Llevar a la sala la planta o mostrar algunas flores cortadas de cardenal a los alumnos.
Explicarles que va a tapar algunas hojas con papel oscuro durante algunos días y dejará el
resto sin tapar. Pedirles que registren en ese momento sus predicciones de qué es lo que
ocurrirá en ambas hojas después de los tres días.
- La siguiente semana llevar la planta o las hojas cubiertas y descubrirlas frente a los
estudiantes. Entregarlas a algunos estudiantes y pedirles en voz alta que describan como
se ven las hojas cubiertas y las descubiertas, mientras sus compañeros registran las
observaciones
- Hervir las hojas en alcohol, explicándoles a los estudiantes que se hierven para quitarles el
pigmento, para poder hacer la prueba de almidón
- Preguntar en cual de las dos hojas la prueba de almidón dará positiva, argumentando su
respuesta.
- Pedir a dos estudiantes que hagan la prueba de almidón en ambas hojas, y cuenten que
ocurrió en cada caso
- Pedir a los estudiantes que expliquen a que se debe lo observado, guiando las reflexiones
a cual es el factor que cambia entre ambas hojas
- Hacer la prueba de almidón en el alcohol en que se hirvieron las hojas, para despejar
dudas de si el almidón se quedo en el alcohol.
- Contarle a los estudiantes que otro estudiante (ficticio) dijo que el problema no era que a
las hojas cubiertas no les llegara sol, sino que como las hojas estaban cubiertas con papel
no podía entrar el aire (el CO2) con comodidad a la hoja. Pedir entonces a los estudiantes
que diseñen un procedimiento para probar la veracidad de esa afirmación
Una secuencia de este tipo permite que los estudiantes elaboren hipótesis y predicciones, elaboren
procedimientos, realicen observaciones, internalicen nuevo conocimiento, etc. Permite además
evitar que todos los estudiantes deban realizar el proceso de conseguir los cardenales, hervir las
hojas en alcohol (proceso peligroso por los vapores y la posibilidad de inflamación del alcohol), etc.
5.2. Estructura de los guiones de prácticas6
¿Como hacer buenos guiones?
Un buen guión debería tener presente los resultados de la investigación didáctica sobre cómo
aprenden los alumnos, como hacer significativo el trabajo experimental, además debe tener en
cuenta el material que normalmente se encuentra en las aulas y las limitaciones de tiempo de
laboratorio del que se dispone.
Diversos autores han estudiado la estructura de los guiones de prácticas para experimentos en
tiempo real (Pintó et al, 1999; Pérez-Castro, 2001; Borghi et al. 2003).
La estructura de los guiones de prácticas que proponen estos y otros autores procede de una
visión didáctica en la que se suele tener en cuenta:
- la necesidad de que el trabajo experimental que realizan los alumnos sea el resultado de
responderse a una cuestión o problema, de buscar saber algo y no simplemente de seguir
unas pautas o una receta.
- la conveniencia de que los alumnos se construyan una representación mental del
fenómeno a analizar antes de empezar a manipular.
- la utilidad de hacerse propias las metas que el profesor desea que ellos/ellas alcancen
(autorregulación de los aprendizajes)
6
Membiela, P (Editores) (2007). Experiencias innovadoras de utilización de las NTIC en actividades prácticas
de ciencias. Educación Editora. La versión en línea del artículo puede descargase en
http://webs.uvigo.es/educacion.editora/volumenes/Libro%203/C7_Tortosa.pdf
16
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
-
-
la importancia de verbalizar entre iguales y mediante lenguaje oral, escrito y gráfico lo que
están observando gracias al equipo experimental y al ordenador.
la conveniencia de que cada alumno exprese sus concepciones entorno a la evolución del
proceso o fenómeno que observa. De este modo después de haber tomado las medidas y
leído las gráficas resultantes podrá constatar el acierto de sus concepciones y también la
idoneidad del modelo teórico que se utiliza para describirlo.
El interés de aplicar las ideas utilizadas en una situación a otros ámbitos más generales
para ampliar su significatividad.
Estas premisas pueden dar lugar a un guión con distintas secciones como las que muestra la tabla
17.
SECCIONES
Planteamiento del problema a resolver
CONTENIDO
Se presenta un fenómeno cotidiano o situación
problemática en la que se plantean
interrogantes. Se remarca que la práctica tiene
como objetivo responder a ellos
Proceso a estudiar
Se expone cómo el fenómeno será estudiado y
qué aspectos del mismo se analizarán
Materiales a utilizar
Identificación de los distintos materiales
necesarios para el estudio
Identificación y explicación del montaje
experimental a realizar
Montaje
Descripción cualitativa del fenómeno a observar
En este apartado se solicita a los estudiantes
que expliquen con sus propias palabras el
fenómeno que estudiarán.
Predicciones
Se pide al alumnado que explique cómo
evolucionará el fenómeno. Si corresponde, los
alumnos deben dibujar la forma que cree tendrá
el gráfico de evolución del proceso.
Toma de datos
Algunas instrucciones para la recogida de datos
por parte de los alumnos
Análisis de datos obtenidos e interpretación de
las gráficas
Se plantea a los estudiantes, a través de
cuestiones el análisis cualitativo y cuantitativo
de los resultados: lectura del gráfico, diferencia
entre los resultados experimentales y sus
predicciones; cambios de escala e
interpretación con el gráfico, diferencias entre
los distintos gráficos experimentales obtenidos,
etc.
Uso de términos científicos para explicar el
fenómeno
Se pide a los alumnos que expliquen el
fenómeno que han estudiado y los resultados
obtenidos, haciendo uso de terminología
científica.
Extensión de los resultados
Se presenta una situación que promueva que
7
La tabla presentada es una adaptación de la propuesta original de los autores.
17
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
los estudiantes extiendan los resultados
obtenidos a situaciones más generales, más
complejas o de la vida diaria, que contenga los
elementos esenciales del fenómeno estudiado.
Esta tabla corresponde a la manera de estructurar el guión o pauta de trabajo para los estudiantes.
Las secciones como tales corresponden a elementos a incluir en el guión, mucho más que títulos o
partes bien definidas dentro de éste. En esta línea el informe de laboratorio que deben elaborar
debe ser coherente con esta pauta de trabajo. La siguiente es nuestra propuesta para la
elaboración del informe de laboratorio:
-
-
-
-
-
Portada: La portada debe incluir
o Colegio (de preferencia incluir la insignia del colegio)
o Nombre de la experiencia (tú debes darle un nombre a la experiencia)
o Integrantes del grupo
o Curso
o Nombre del profesor
Introducción: Explicar en breves palabras en que consiste la actividad que han realizado
Predicciones: Indicar las predicciones realizadas para esta experiencia.
Desarrollo Experimental
o Materiales
o Montaje experimental
o Procedimiento
o Datos obtenidos
Análisis de los datos: Incluir en este punto los gráficos realizados, los análisis hechos, la
comparación entre las predicciones y los resultados, la respuesta a las preguntas
planteadas y las investigaciones realizadas.
Conclusiones: Las conclusiones deben ser coherentes con los resultados obtenidos, y
resultan de confrontar las predicciones realizadas con dichos resultados. Las conclusiones
también incluyen propuestas para mejorar el experimento y posibles extensiones para la
investigación.
Bibliografía: Indicar las fuentes de las cuales se obtuvo información (si corresponde). Por
ejemplo:
o Hewitt, Paul. Física Experimental. Páginas 50 a 55
o Curva de calentamiento del agua, en
http://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20060919120915AA3pY86
6. Las bases de una actividad indagatoria
Es muy importante destacar que la potencia y la virtud de la metodología indagatoria no radica
simplemente en una sucesión de pasos. Son los fundamentos de la metodología los que le dan
sustento a cada una de las fases. Por lo mismo, existen diferentes metodologías de aprendizaje de
las ciencias que recogen varios de los principios en los que se basa la indagación (por ejemplo el
aprendizaje basado en problemas).
En términos muy reducidos, es fundamental cautelar que en toda situación de aprendizaje
indagatorio se den los siguientes elementos:
-
Qué el aprendizaje refiera a una situación que tenga sentido y sea interesante para el
estudiante
Partir de las ideas y conceptos de los propios estudiantes
Generar situaciones de aprendizaje en base a experiencias concretas o construcción de
modelos
Generar hipótesis y predicciones antes de realizar los experimentos
18
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
-
Recoger y sistematizar información de las experiencias realizadas
Contrastar las ideas originales y los resultados de las experiencias
Introducir nuevo conocimiento, a través de lecturas guiadas o investigaciones bibliográficas
Sistematizar lo aprendido y ponerlo por escrito
Aplicar el conocimiento adquirido en situaciones nuevas, o en el diseño de nuevos
procedimientos o experiencias
La construcción de actividades indagatorias es una tarea ardua en un principio, pues exige romper
muchos paradigmas y tentaciones:
-
la tentación de decirle a los estudiantes lo que va a ocurrir
La tentación de enunciar la teoría antes de la actividad
La idea de que los estudiantes no podrán llegar a las conclusiones que se espera
Qué las dificultades iniciales asociadas al trabajo experimental hagan optar por una clase
expositiva
Las dificultades en un principio también serán parte de los alumnos. Ellos no están acostumbrados
a preguntas tan extrañas como “¿Qué crees tú?”. Estamos (ellos también) acostumbrados a las
seguridades, a responder solo cuando tenemos “la” respuesta correcta. Estamos acostumbrados a
memorizar, no a investigar. En definitiva, tanto ellos como usted deben luchar por vencer a la
tradición, con la que hemos vivido durante muchos años. Eso implica un esfuerzo mayor al
principio, pero implica recompensas mayores al final.
Para cerrar este análisis, le presentamos un párrafo particularmente clarificador del profesor Walter
Bateman, del libro “Alumnos curiosos: Preguntas para enseñar, preguntas para aprender”
Primer intento8
De modo que usted es lo suficientemente capaz de intentar dar una clase enseñando por medio de
la indagación. Se prepara para el gran día. Tiene usted un problema preparado para comenzar la
clase.
Plantea dicho problema. Espera una respuesta. Tres segundos más tarde, comienza a entrar en
pánico. Sus manos transpiran. La clase sólo lo mira en silencio.
Cálmese. Los alumnos necesitan tiempo para pensar. Necesitan tiempo para digerir la idea en la
que usted quiere que piensen. Necesitan tiempo para imaginarse lo que la pregunta significaba y si
se animan a exponerse al ridículo.
Espere.
Sonría. No siquiera mire su reloj de reojo.
Mire fijamente en forma expectante a uno o dos alumnos de los que usted habitualmente sabe que
están listos. Codéelos un poco con su sonrisa.
Espere. No diga una palabra.
Sonría expectante.
Espere.
En dos o tres horas, alguien ofrecerá una respuesta tentativa. Si usted pudiera echar una mirada al
reloj, se daría cuenta de que esas dos horas fueron en realidad unos cuarenta segundos.
Alabado sea el alumno que al hablar en voz alta dé la respuesta “correcta” sacada del texto. Muy
agradecido quiere usted gritar: “Muy bien. Eso esta bien. Sabía que podía contar contigo”.
No se atreva. No se atreva a decirle a ese alumno que la respuesta es correcta. No se atreva a
quitarle a la clase la diversión de pensar y decidir y juzgar.
Al contrario, se da vuelta y ofrece ese deleite a otro alumno: “¿estas de acuerdo con eso?”
Asombro. A muchos alumnos nunca se les ha preguntado eso. Otro comentario sobre nuestro
sistema.
8
Bateman, Walter. Alumnos curiosos. Preguntas para aprender y preguntas para enseñar. 1ª edición. Editorial
Gedisa, España, 1999. pp 211-212
19
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
Los alumnos sobrevivirán. Usted lo sobrellevará. Con un poco de paciencia y de práctica, tanto
usted como sus alumnos aprenderán a discutir un tema, a cuestionar las suposiciones, a definir
una palabra, a explorar alternativas, a ganar las habilidades necesarias para pensar. Como usted
ya sabe cómo hacer esto, su trabajo es aprender a quedarse callado.
Esto lleva tiempo y muchas repeticiones. Los alumnos aprenderán; y si usted es la mitad de
inteligente de lo que yo creo que es, usted también aprenderá. La laringitis ayuda.
6.1. Aspectos específicos de cada etapa que deben considerarse al
construir una actividad de aprendizaje indagatoria9
En la siguiente tabla se establecen los objetivos de cada una de las etapas de la metodología
indagatoria, la forma en que dichos objetivos pueden materializarse de forma concreta en la sala
de clases, algunos elementos que deben considerarse a la hora de implementar cada una de las
etapas en el contexto escolar, así como algunas preguntas de análisis que permitan interrogar una
actividad indagatoria una vez que esté elaborada. El sentido de esta tabla es entregar algunas
orientaciones que permitan la construcción y el análisis de actividades indagatorias por parte de un
docente de física.
ETAPA DE FOCALIZACION
Objetivos de
cada etapa
- Centrar la
atención del
alumno en
la temática
a investigar,
trabajar o
tratar.
- Recoger las
ideas
previas.
Cómo puede esto
materializarse en la
sala de clases
Qué debe considerarse a la hora
de implementar
Algunas preguntas para analizar
la elaboración de material
indagatorio en cada etapa
- Planteo de una
situación
problemática
contextualizada.10
-
La situación problema debe ser
coherente con los objetivos de
aprendizaje y con las actividades
prácticas planificadas.
- La situación planteada ¿es una
situación auténtica
(contextualizada y posible de ser
significativa para los alumnos)?
- Planteo de una
pregunta general
acerca del tema.
-
Debe ser una situación
motivadora o un conjunto
pequeño de preguntas, que
produzca discrepancias y permita
levantar las ideas previas de los
alumnos.
- ¿Permite esta situación, y las
actividades posteriores, lograr los
objetivos de aprendizaje
previamente establecidos?
- Lluvia de ideas.
- Breve discusión
grupal y escritura de
ideas por grupo, las
que luego se
comparten con el
curso.
- Escritura individual
de las ideas previas
en el cuaderno, y
puesta en común
optativa de dichas
ideas.
-
En la lluvia de ideas las ideas
deben ser registradas pero no
juzgadas, para no coartar a los
alumnos.
-
En la discusión grupal previa a la
actividad cada grupo debe
respetar las posibles ideas
divergentes de sus miembros, y
todas las ideas debe ser
registradas, registrando la
concordancia y la discrepancia.
- La o las preguntas iniciales
¿permiten que los alumnos
expliciten sus ideas previas
respecto de lo que se va a
estudiar?
- Las preguntas o situaciones
planteadas ¿invitan a la
participación del alumno?
- Las intervenciones del docente
¿coartan, censuran o respetan las
ideas previas de los alumnos?
Esta sección fue extraída de la tesis de grado “Diseño de actividades pedagógicas para el subsector de
Física, con base en la metodología indagatoria de la enseñanza y el aprendizaje de la física”, de los
estudiantes de pedagogía en física de la Universidad de Santiago Luz Pavéz, Bárbara Allendes y Héctor
Alarcón.
10 Contextualizada entendida además como significativa
9
20
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
ETAPA DE EXPLORACION
Cómo puede
esto
materializarse
en la sala de
clases
Objetivos de
cada etapa
- Investigar
respecto de
algunas
preguntas
planteadas o
inquietudes
establecidas
en la etapa
de
focalización.
- Poner a
prueba las
ideas previas
de los
alumnos, de
manera de
utilizar el
desajuste
cognitivo que
pueda
producirse
para generar
conocimiento.
-
Experimentos
grupales.
-
Experiencias
demostrativa
s.
-
Construcción
de modelos.
-
Análisis de
videos.
-
Análisis de
narraciones
de
experiencias
previamente
realizadas.
-
Otros
Qué debe considerarse a la hora
de implementar
Algunas preguntas para analizar
la elaboración de material
indagatorio en cada etapa
- Las actividades diseñadas
deben ser coherentes y
concordantes con los objetivos
de aprendizaje previamente
determinados, con el contexto
sociocultural de los alumnos y
con los materiales disponibles.
- ¿Considera la actividad el
contexto sociocultural de los
alumnos?
- El diseño de la actividad debe
considerar la puesta a prueba de
los ideas previas de los
alumnos, de manera de poder
generar un desequilibrio en su
estructura de pensamiento que
permita la reestructuración de su
conocimiento y la introducción
de nuevo conocimiento.
- Los tiempos propuestos para
cada etapa de la actividad ¿son
realistas, es decir, posibles de
cumplir en la práctica?
- Deben considerarse tiempos
adecuados para realizar la
actividad, y considerar en la
planificación del tiempo cada
una de las etapas.
- Las actividades deben
desarrollar tanto aprendizajes
conceptuales, como
aprendizajes relacionados con el
desarrollo de habilidades de
pensamiento científico.
- En orden decreciente, en
términos de posibilidades de
aprendizaje significativo,
algunas actividades deseables
son:
- ¿Considera la actividad la
disponibilidad de materiales para
su ejecución?
- ¿Se ponen en juego las ideas
previas de los alumnos a través
de la actividad?¿Permite esta
actividad la capacidad de los
alumnos de:
· Formularse preguntas.
· Diseñar o ejecutar
procedimientos para contestar
dichas preguntas.
· Recoger y analizar datos, y
elaborara conclusiones en
base a ellos.
· Analizar el procedimiento
realizado y proponer mejorar o
ampliaciones de éste?
· Prácticas realizadas por los
propios alumnos
· Construcción de modelos en
las situaciones en que una
actividad práctica no sea
realizable (por ejemplo en el
análisis de la estructura
atómica)
· Actividades demostrativas
· Simulaciones interactivas
· Videos de actividades
prácticas
· Animaciones computacionales
· Análisis de experiencias ya
realizadas
· Otras
21
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
ETAPA DE REFLEXION
Objetivos de cada
etapa
- Analizar la
actividad
realizada y las
conclusiones
obtenidas en
base a los datos
recogidos.
- Reelaborar,
ajustar, corregir,
ampliar las
conclusiones
grupales en base
al análisis del
grupo curso.
- Introducir
definiciones por
parte del docente,
asociadas al
trabajo realizado
y la temática
investigada.
- Introducir nuevo
conocimiento
asociado al tema.
Cómo puede esto
materializarse en la
sala de clases
- Análisis grupal de
los resultados
obtenidos.
- Puesta en común
de resultados y
análisis a nivel de
curso.
- Análisis guiado por
parte del docente
para la elaboración
de conclusiones de
curso.
- Introducción de
definiciones y/o
nuevo
conocimiento por
parte del docente
y/o el análisis de
textos (por
ejemplo, el texto de
estudio asociado al
nivel).
- Registro de las
definiciones en el
cuaderno por parte
del alumno.
Algunas preguntas para
analizar la elaboración
de material indagatorio
en cada etapa
Qué debe considerarse a la
hora de implementar
- El docente debe guiar, con
el cuidado de no imponer,
el análisis de la actividad
realizada y la elaboración
de conclusiones generales
por parte de todo el curso.
-
Las conclusiones
elaboradas ¿son un
producto del análisis
realizado por los
alumnos?
-
Las definiciones y
nuevo conocimiento
introducido ¿se
vinculan con la
experiencia realizada?
¿son coherentes con
ella?
-
¿Se registra las
definiciones y el nuevo
conocimiento
introducido?
-
Los alumnos
¿reelaboran (para
internalizar) el
conocimiento que se
les presenta, o sólo lo
transcriben en sus
cuadernos?
- Las definiciones y nuevo
conocimiento deben
introducirse vinculando
dicho conocimiento con la
experiencia realizada.
- El uso del libro de texto es
esencial para establecer
fuentes de conocimiento
validado adicional al
docente, para reforzar lo
aprendido en la actividad y
ayudar a lograr un
aprendizaje significativo y,
por tanto, duradero.
- Los alumnos deben
registrar los aprendizajes
esenciales, así como una
reinterpretación
(reelaboración), en base a
la lectura, tanto del nuevo
conocimiento presentado
como de las definiciones
introducidas, lo que puede
lograrse a través de
preguntas que ayuden al
alumno a reelaborar el
conocimiento.
22
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
ETAPA DE APLICACIÓN
Objetivos de
cada etapa
- Verificar el
nivel de
logro de los
aprendizajes
esperados
para la
actividad.
- Transferir el
conocimient
o adquirido,
aplicándolo
en la
resolución
de
situacionesproblemas
cercanos
pero
diferentes a
los
investigados
.
Cómo puede esto
materializarse en la
sala de clases
- Registro
autónomo de los
aprendizajes por
parte del alumno.
- Análisis y
resolución de
problemas
vinculados con la
temática.
- Análisis de la
investigación,
proponiendo
variaciones o
nuevas
experiencias para
estudiar temáticas
vinculadas.
Algunas preguntas para
analizar la elaboración de
material indagatorio en
cada etapa
Qué debe considerarse a
la hora de implementar
- Las conclusiones y
aprendizajes centrales
que cada uno de los
alumnos ha internalizado
no son necesariamente
los mismos que los
conceptos registrados en
la etapa anterior (dado
que corresponden a
conclusiones grupales), y
por ello es importante el
registro autónomo de
cada alumno de sus
aprendizajes.
-
¿Existen instancias
explícitas de aplicación del
conocimiento adquirido?
-
¿Se analiza el grado de
adquisición de
conocimiento de los
alumnos? ¿Se le da un
uso a esta información?
-
Las actividades de
aplicación ¿privilegian el
análisis y resolución de
problemas concretos?
- En la aplicación y/o
transferencia del
conocimiento adquirido
debe haber un acento en
el análisis de fenómenos,
y subordinar el cálculo
sólo como una
herramienta para el
análisis.
- Se deben plantear
situaciones que estén
vinculadas (que sean
cercanas) con lo
estudiado, de manera de
ampliar de manera
natural la zona de
desarrollo próximo (ZDP)
del alumno.11
11
Vigotsky, L. El desarrollo de los procesos psicológicos superiores. Editorial Crítica, Grupo
editorial Grijalbo. México. 1988
23
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
6.2. Una educación centrada en el proceso de construcción de las ideas
científicas12
¿Cómo podemos acercar el proceso de aprendizaje de ciencias en el aula al proceso de
indagación científica de los científicos? Hay aspectos fundamentales de la actividad científica que
pueden ser incorporados al aula y que, según nuestra experiencia, mejoran y enriquecen el
aprendizaje y la enseñanza de las ciencias. De primerísima importancia en el aula, a nuestro
criterio, son los aspectos empírico, metodológico, abstracto, social y contra-intuitivo de la ciencia,
que elaboramos a continuación.
Para empezar podemos reconocer que la investigación científica busca producir descripciones y
explicaciones de la realidad o, dicho de otro modo, dar cuenta de lo que percibimos con nuestros
sentidos. Ésta es una diferencia sustancial con otras disciplinas como la lógica (donde lo que
importa es la consistencia interna), la ética o la literatura. En ciencias, el arbitro final de nuestras
aseveraciones es lo que observamos (al margen de las limitaciones inherentes a cualquier
observación). En el aula, la fuente última del saber es tradicionalmente el docente o el libro de
texto. Pero un estudiante que nunca puede apreciar hasta qué punto las ideas científicas derivan
del estudio de una realidad externa a nosotros, tendrá una idea distorsionada del valor de un
enunciado científico. Si en nuestras clases de ciencia la respuesta siempre está en los libros y
nunca en los resultados de los experimentos, estamos proveyendo una visión mutilada o falsa de la
ciencia. Esta conexión indisoluble entre las ideas científicas y lo que experimentamos con nuestros
sentidos es lo que llamamos el aspecto empírico de la ciencia. Ahondaremos en este aspecto en el
capítulo 1, y en los capítulos 2 y 3 daremos ejemplos concretos de cómo incorporar ese aspecto de
la ciencia a nuestras actividades en el aula.
¿Debemos concluir de lo antedicho que hay que desterrar las clases expositivas tradicionales e
instituir únicamente clases de laboratorio? ¿Es el problema principal de la educación en ciencias la
falta de experimentos en el aula? Podríamos pensar que si hacemos experimentos el aspecto empírico tiene que estar presente, pero esto no es así. Es totalmente posible realizar experimentos y
experiencias de laboratorio de forma mecánica, repitiendo recetas; y, si bien en una clase práctica
los estudiantes pueden familiarizarse con aparatos y procedimientos, esto no garantiza la
comprensión conceptual. La genuina actividad mental consiste en hacerse preguntas, indagar,
compartir las ideas propias, ser capaz de defenderlas y cuestionar las de otros. Si hablamos del rol
activo del estudiante nos referimos a la actividad cognitiva y no al mero hacer. Una clase teórica
puede hacer referencia clara y sin ambigüedades a la evidencia empírica que sostiene esta idea o
aquel modelo. Esta actitud, sin experimento alguno, es ya un enorme paso adelante hacia la
incorporación del aspecto empírico de la ciencia en el aula.
Además de su estrecha relación con la realidad a estudiar, la ciencia se caracteriza por el conjunto
de herramientas del pensamiento y la indagación conocidas bajo el nombre general de "método
científico". Se trata de un cúmulo de procedimientos, estrategias y técnicas que llamamos el aspecto metodológico de la ciencia. Como discutiremos en el capítulo 4, el método científico no es
una receta infalible que puede aplicarse paso a paso en todos los experimentos. Pero si queremos
que los alumnos entiendan cómo se hace ciencia y cómo llegamos a saber lo que sabemos, el
método científico tiene que ser protagonista permanente de la clase de ciencias. En los capítulos 5
y 6 ilustramos la incorporación del método científico al aula.
A estos dos aspectos fundamentales de la ciencia -su conexión rigurosa con la realidad de los
sentidos y su elaborado arsenal de métodos de indagación- debemos agregar otros, igualmente
característicos y definitorios, que limitan y contextualizan a los primeros dos. Muchas de las ideas
más importantes en ciencia no se derivan directamente de la observación de la realidad, sino que
son el fruto de la imaginación humana. En general, estas ideas impuestas sobre la realidad desde
la mente humana se denominan "modelos teóricos", teorías o construcciones teóricas. Las
nociones de gen, átomo o energía han sido grandes actos de creación, ideas inventadas para
12
Gellon, G.; Rosenvasser, E.; Furman, M; Gollombek, D. La ciencia en el aula. Lo que nos dice la ciencia
sobre cómo enseñarla. 1ª edición. Editorial Paidós. 2005. pp 16-19, 39, 82, 133, 180, 219
24
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
explicar la realidad, pero no derivadas directamente de la simple observación. Las nociones
teóricas tienen un rol central dentro del pensamiento científico, no sólo por su alcance explicativo,
sino porque además moldean aquello que observamos o juzgamos relevante en una observación.
Es por lo tanto crucial que los estudiantes de ciencia en un aula aprecien cómo surge y se valida
una idea teórica, y cómo cambia con el tiempo por una combinación de evolución interna, fuerzas
sociales y evidencia empírica. Estas ideas abstractas que se inventan para explicar la evidencia
empírica constituyen lo que llamamos el aspecto abstracto de la ciencia. Si un estudiante no logra
distinguir claramente entre una idea derivada de la observación directa y otra inventada para
acomodar observaciones, no sólo no podrá entender de manera cabal la dinámica interna del
proceso científico, sino que tendrá una visión frágil y caricaturizada de conceptos científicos
importantes.
Así como las teorías moldean nuestras observaciones, también las fuerzas sociales dentro y fuera
de la comunidad científica determinan lo que conocemos y cómo lo conocemos. Tanto la
formulación de ideas por parte de los científicos como la construcción de conocimiento por parte de
los estudiantes son procesos sociales en los que los participantes interactúan unos con otros para
poner a prueba sus ideas y verificar si encajan con las de los demás. Actualmente se reconoce que
el aspecto social del aula es un instrumento importante para una educación eficaz, un instrumento
que está ausente de las clases en que el profesor expone los contenidos y los estudiantes toman
nota y resuelven problemas sin interactuar entre sí. El aspecto social de la ciencia difiere de su
contraparte en el aula, y es necesario resaltar esa diferencia para poder hacer al aula más
científica. Mientras que en el aula puede existir un arbitro con autoridad, como puede ser el
docente o el libro de texto, la actividad científica construye sus conocimientos mediante el
consenso informado de una gran multitud de participantes, ninguno de los cuales es depositario
apriori de la verdad. El proceso de crítica y mutua corrección por pares es característico de la
ciencia y aparece en los sistemas de referato para la publicación de artículos en revistas
profesionales y para la evaluación de proyectos de investigación. Las ideas o explicaciones a las
que la ciencia arriba no resultan "ciertas" mediante criterios objetivos, infalibles y externos al grupo
que debate sobre ellas; más bien se aceptan cuando la vasta mayoría de los participantes está
convencida más allá de toda duda razonable.
A veces los estudiantes (o el público lego en general) miran con aprehensión este aspecto de la
ciencia, como si negara todos los demás. Si todo depende de consensos y no hay criterios
"objetivos", definitorios, ¿entonces la ciencia es un mero juego subjetivo en el que cualquier
respuesta es válida? Para comprender que no es así, los estudiantes deben de alguna manera
participar de la generación de conocimiento en grupo, a través de discusiones e intentos de
persuasión en los cuales la evidencia empírica y la lógica interna cumplen un papel central. Este
tipo de experiencia lleva a los alumnos a entender que muchas veces los contextos culturales e
históricos afectan a, y son afectados por, las ideas científicas en boga, y que tabúes culturales o
personalidades intimidantes pueden determinar qué problemas se investigan y qué
descubrimientos son viables.
Todo esto parece sugerir que la base de una eficaz y rica educación científica consiste en
reproducir en el aula las condiciones de producción de conocimiento que encontramos en el
laboratorio o equipo de investigación, es decir, permitir que los estudiantes se sumerjan en el libre
juego de hacer ciencia como los científicos. Una posibilidad sería exponer a los estudiantes a un
problema o serie de problemas reales, o a una colección de fenómenos desafiantes, y dejar que
ellos mismos generen las ideas y descubran las leyes científicas. Este método de "jugar con las
cosas y ver qué es lo que sucede" puede ser estupendo en la escuela primaria. Pero no se puede
pretender que niños o adolescentes descubran por sí mismos las ideas sutiles y poderosas de la
ciencia.
Ocurre que muchas de las ideas importantes del conocimiento científico son profundamente
contraintuitivas, y no se llega a ellas mediante las formas naturales de pensamiento del común de
la gente. En otras palabras, podemos apostar que librados a su propio "descubrimiento" los
estudiantes no siempre llegarán a las ideas y comprensiones buscadas por el docente. La ciencia
25
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
es frecuentemente un desafío al sentido común. No sólo las ideas científicas suelen ser difíciles,
sino que la forma misma de pensar que caracteriza a la investigación científica debe ser enseñada
y aprendida. A este aspecto crítico del pensamiento científico lo denominamos el aspecto
contraintuitivo de la ciencia. Lo trataremos en detalle en el capítulo 13, y en los capítulos 14 y 15
daremos ejemplos de las formas en que el pensamiento cotidiano, basado en el sentido común,
dificulta el acceso a ciertas ideas científicas, y de cómo se puede allanar el camino a los alumnos.
En definitiva, la misma investigación que muestra lo inadecuado de la educación tradicional nos
alerta sobre esquemas basados en la exploración sin guía por parte de los estudiantes. Es
importante que los estudiantes formulen sus propias hipótesis y aprendan de otros más avezados
cómo comprobarlas o refutarlas. Es importante que aprendan a realizar observaciones y extraer
conclusiones de ellas, a hacer simplificaciones y generar modelos, a identificar los supuestos
implícitos y tantos otros trucos del pensamiento científico. Una clase teórica clásica no puede
brindar todas estas herramientas, pero tampoco pueden surgir del mero juego. El docente debe
crear las condiciones que resulten una guía eficaz para la indagación y el desarrollo de las ideas
científicas por parte de los alumnos.
PRÁCTICAS PEDAGÓGICAS SUGERIDAS PARA DESTACAR:
a. EL ASPECTO EMPÍRICO DE LA CIENCIA
 Brindar la oportunidad a los estudiantes de observar fenómenos y de formar sus propias
ideas sobre ellos.
 Usar la secuencia "fenómeno-idea-terminología" al explorar un tema.
 Utilizar preferentemente definiciones operacionales en lugar de definiciones de tipo teórico.
 Modificar o refinar conceptos y definiciones de términos sobre la base de nuevas
observaciones o ideas.
 Desarrollar ideas a partir de experiencias o prácticas de laboratorio.
 Usar actividades de exploración guiadas que arranquen "desde cero", es decir, fomentando
que los estudiantes construyan sus ideas de acuerdo con lo que perciben.
 Prestar atención a la dinámica del aula; por ejemplo, brindando suficiente tiempo a los
alumnos para que piensen y elaboren sus respuestas a las preguntas del docente.
 Poner especial atención en indagar la evidencia empírica que lleva a formular conceptos
cuando se trata de fenómenos no observables en el aula.
 Considerar casos históricos, analizando la secuencia de desarrollo de una idea a partir de
las observaciones y experimentos e incluyendo la definición y redefinición de términos.
b. EL ASPECTO METODOLÓGICO DE LA CIENCIA
 Analizar casos históricos de desarrollo de preguntas, hipótesis, experimentos y análisis de
resultados.
 Entrenar a los estudiantes en el arte de formular preguntas deliberadamente. Fomentar en
los estudiantes el hábito de preguntar "cómo" antes de "por qué".
 Desarrollar el hábito de preguntarse "¿Qué pasaría si...?" (es decir, qué pasaría si cambio
variables en el fenómeno observado). A falta de predicciones basadas en explicaciones
causales se pueden admitir "conjeturas educadas" pero no adivinanzas descabelladas.
Incentivar en los estudiantes el hábito de formular hipótesis frente a cualquier pregunta.
 Promover en los estudiantes la costumbre de hacer predicciones basadas en la hipótesis
formulada.
 Fomentar en los estudiantes la capacidad de observación y descripción de lo que ven.
 Enseñar a distinguir entre observación e inferencia o interpretación.
 Estimular el diseño de experimentos que puedan contestar las preguntas o contrastar las
hipótesis propuestas.
 Involucrar a los alumnos en experimentos en los que tengan que realizar mediciones para
interpretar la validez o no de una hipótesis propuesta.
26
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias


Estimular en los alumnos la exploración de diversos tipos de metodologías alternativas o
complementarias para la resolución de los experimentos.
Cuando sea posible, resolver problemas en forma cualitativa antes de embarcarse en
cálculos matemáticos.
c. EL ASPECTO SOCIAL DE LA CIENCIA
 Fomentar la discusión en pequeños grupos (análisis de experimentos, formulación de
hipótesis, etc.).
 Promover las presentaciones orales y escritas de los alumnos a sus pares, con amplia
discusión y crítica constructiva.
 Utilizar diálogos socráticos para detectar saltos lógicos en las argumentaciones y facilitar la
construcción de argumentos consistentes.
 Buscar consensos en la clase sobre la base de la evidencia disponible. Considerar casos
históricos en los que una idea científica fue modificada o descartada, haciendo hincapié en
la naturaleza de la crítica (empírica, ideológica, filosófica u otra).
 Analizar con ejemplos concretos la relación entre ciencia y sociedad (en sus aspectos
históricos, políticos, éticos y económicos).
d. EL ASPECTO CONTRAINTUITIVO DE LA CIENCIA
 Reconocer explícitamente el carácter contraintuitivo de algunas ideas científicas e ilustrarlo
con casos históricos.
 Dar oportunidad a los alumnos para que expliciten y tomen conciencia de las ideas que
traen a clase sobre el tema a encarar.
 Buscar fenómenos, situaciones o experimentos discrepantes que pongan de manifiesto la
contradicción entre las preconcepciones de los estudiantes y los resultados científicos
consensuados.
 Usar la técnica de pedir predicciones y explicación de las predicciones, y luego contrastar
la predicción con lo que sucede. Si fuera necesario, lograr que el alumno cambie su
explicación incorporando la nueva evidencia.
27
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
7. Ejemplos de actividades indagatorias para la clase de física13
1. Magnetismo
Materiales
-
2 imanes
5 alfileres
1 moneda de $10
2 brújulas
Polvo de hierro
1. Polos
Acerque 2 imanes por el mismo color y por colores opuestos ¿Qué conclusión puede sacar?
2. “Campo”
Pon un imán bajo una hoja de papel. Espolvoree polvo de hierro sobre el imán. Dibuje las
figuras que se forman
3. Imanes y atracción
- Acerca el imán a la moneda y los alfileres ¿Qué conclusión puedes sacar?
-
Acerca el imán por cada extremo a una brújula ¿Qué ocurre? ¿Cómo lo explicas?
-
Frota dos alfileres sobre un imán por un minuto. Ahora, acerca entre sí los alfileres ¿Qué
ocurre? ¿Por qué?
4. Imanes y la Tierra
Ubica las brújulas al lado de un imán. ¿Hacia donde apuntan? ¿Cómo se relaciona esto con
las brújulas y la Tierra?
Para pensar:
¿Qué has aprendido o descubierto con estas actividades?
13
Las actividades originales incluían los espacios para que los estudiantes respondieran las preguntas. Por
efectos de extensión de este documento, los espacios se han suprimido
28
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
2. El poder de la fricción14
Focalización
¿Cree que es posible levantar una botella introduciendo por su boca un cuchillo de mesa? Si su
respuesta es afirmativa ¿En qué condiciones se produciría?
Exploración

Tome la botella e introduzca en ella la arena hasta ¾ partes de su capacidad.
o
Deslice el cuchillo dentro de la botella con la arena hasta que su hoja metálica y la
mitad de su mango queden completamente enterrados en la arena.
o
Mueva el cuchillo y apriete la botella
o
Agregue más arena hasta llenar la botella.

Si levanta lentamente el cuchillo ¿Qué pasará con él?

¿Qué sucedió con la botella al levantar el cuchillo?
Reflexión

¿Qué sucedió con la botella al levantar el cuchillo?

¿Por qué crees que sucedió esto con la botella?

¿Qué produce el arena sobre el cuchillo?

¿Producto de que fuerza se produjo esta situación?
Etapa de Aplicación

14
Averigüe como funcionan los frenos de una bicicleta.
Obtenido de la tesis de grado antes citada
29
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
3. Ondas
Introducción
Muchas veces habrás escuchado el término ‘onda’. Algo muy difícil de imaginar con solo
interpretarlo en nuestra mente. Te invitamos a construir una representación de una onda para
intentar definir lo que es.
Materiales
1. Una goma elástica de unos tres metros de longitud.
2. Palitos de madera (por ejemplo pinchos de brocheta)
3. Cola fría
Focalización
Muchas veces para intentar definir el concepto de onda, mostramos ejemplos antes de algo más
formal, como por ejemplo: La conocida ‘ola’ que hacemos con nuestros brazos en un estadio de
futbol, o el movimiento del mar. ¿Cómo definirías tú lo que es una onda?
Exploración
1. Pegamos los palitos en el centro a lo largo del
elástico separados por aproximadamente 4 cm.
2. Una vez que estén pegados, amarramos ambos
extremos del elástico haciendo que quede tenso.
3.
Tuerce el palito de un extremo de la cuerda
elástica y suéltalo ¿Qué ocurre? Repitan la
experiencia muchas veces y anota todas las
observaciones posibles.
Reflexión
1. ¿Qué observaciones consideras importantes de resaltar?
2. ¿Tenías noción de como se comportarían los demás palitos?
3. ¿A qué se deberá que el movimiento vuelva al punto donde aplicamos la torsión?
4. ¿Cómo es la intensidad del movimiento cuando viene de vuelta?
5. ¿Transportó algo este movimiento? ¿o todo quedó en su lugar luego de terminarse?
Aplicación
1. Comparte con tus compañeros fenómenos de la naturaleza donde es posible apreciar
movimientos de similares características.
30
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
8. Bibliografía asociada a la didáctica de las ciencias y la educación
-
Enseñar las ciencias experimentales. Didáctica y formación. Publicado por la Oficina
Regional de Educación para América Latina y el Caribe, UNESCO. Muy buen libro, muy
preciso y conciso para tratar una serie de temas relacionados con la educación en ciencias
-
Ideas científicas en la infancia y la adolescencia Rosalin Driver, Edith Guesne y Andrée
Tiberguien. Ediciones Morata, 1992. A mi parecer, imprescindible para cualquier estudiante
de pedagogía en ciencias, y muy recomendado para todo docente de ciencias,
especialmente de física. Despliega una serie de estudios de diversas partes del mundo
respecto a ideas previas científicas de los niños
-
Didáctica de las Ciencias Naturales. Hugo Roberto Tricárico. Editorial Bonum. 2005.
Resume en pocas páginas los elementos centrales (a mi parecer) de la didáctica de las
ciencias naturales, y da con “tips” muy asertivos para el profesor. Vale la pena, es cortito y
muy barato (de comprar y fotocopiar)
-
Alumnos curiosos. Preguntas para aprender y preguntas para enseñar. Walter
Bateman. Editorial Gedisa, 2000. Aunque más cercano a las ciencias sociales es un libro
muy muy grato de leer, lleno de anécdotas docentes. Es curioso que un libro como este
(acerca de indagación) haya sido editado en ingles hace ya 16 años atrás, y ahora todo
esto aparezca como una novedad. Trae su propia bibliografía adicional al inicio del libro,
con varios libros más de la misma colección dedicados a la enseñanza de las ciencias por
medio de la indagación
-
Historias para pensar la ciencia. Eduardo Wolovelsky Un libro muy breve, con historias
acerca de la historia y la génesis de la ciencia y el pensamiento científico. Es parte del
proyecto de alfabetización científica del Ministerio de Educación de Argentina. Puede
descargarse en http://www.me.gov.ar/curriform/p_pensarcs.html
-
Maestros, alumnos y conocimiento en contextos de pobreza. María I. Vega, María J.
Miranda.Ediciones Homo Sapiens, 2005. Recomendable, aunque no es del ámbito de la
educación en ciencias es un estudio etnográfico acerca de las representaciones acerca de
su práctica y su rol por parte de docentes que trabajan en sectores de pobreza en
Argentina. Bueno para un análisis de nuestra propia realidad
-
La ciencia en el aula. Lo que nos dice la ciencia sobre como enseñarla Gabriel Gellon
et al. Ediciones PAIDOS 2005. Muy buen libro, muy claro y con ejemplos que pueden
llevarse a la sala de clases.
-
Miradas para pensar la enseñanza de las ciencias. Silvina Gvirtz (dir.) Ediciones
Novedades Educativas. 2000.
-
La ciencia posible. Propuestas de enseñanza-aprendizaje de las ciencias Naturales
para el Segundo Ciclo. Ana Sargoroschi (coord.) Ediciones Novedades Educativas
-
Didáctica de las Ciencias Naturales. Enseñar a enseñar Ciencias Naturales. Liliana
Liguori, María Irene Noste. Ediciones Homo Sapiens, 2005.
-
Aprender de los errores. El tratamiento didáctico de los errores como estrategia de
aprendizaje. Saturnino de la Torre, Editorial Magisterio del Río de la Plata, 2004
-
Educación Secundaria: Un camino para el desarrollo humano. UNESCO
-
¿Qué educación secundaria para el siglo XXI? UNESCO
31
Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
9. Algunas direcciones y sitios interesantes en Internet
Educación en general:
Revista RedEscolar
http://redescolar.ilce.edu.mx/redescolar/Revista/06/articulos/03.html
Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias
http://www.saum.uvigo.es/reec/index.htm
Revista Iberoamericana de Educación
http://www.campus-oei.org/revista/deloslectores.htm
Ciencias
Cientec
http://www.cientec.or.cr/ciencias.html
Colombia Aprende. Listado de sitios de Interés
http://www.colombiaaprende.edu.co/html/sitios/1610/propertyvalue-21143.html
Libros para descargar, Colección “La ciencia, una forma de leer el mundo”
http://redteleform.me.gov.ar/pac/articles.php?lng=es&pg=81
Sitios de Física:
Listado de sitios con experimentos de Física
http://www.tianguisdefisica.com/otros.htm
A mi me gusta la ciencia
http://www.uv.es/~jaguilar
Grupo Profisica
http:// www.profisica.cl  Muy Recomendable
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Metodología Indagatoria, enseñar ciencias haciendo ciencias
10. Cuadro comparativo de niveles educativos
CHILE
URUGUAY
ESPAÑA
ESTADOS UNIDOS
ARGENTINA
FRANCIA
MÉXICO
VENEZUELA
COLOMBIA
1) Educación
Parvularia: de
0 a 6 años de
edad. Se
encuentra dividida
en tres ciclos:
Sala
Cuna, de 0 a 2
años de edad;
Nivel Medio, de
2 a 4 años de
edad y Nivel de
Transición, de 4
a 6 años de edad
2) Educación
General Básica:
de 6 a 14 años de
edad. Se
encuentra
dividida en dos
ciclos de cuatro
años
1) Educación
Preescolar o
Inicial: de 3 a 6
años de edad
1) Educación
Infantil: de 0 a 6
años de edad. Se
encuentra dividida
en dos ciclos:
de 0 a 3 años y de
3 a 6 años
1) Jardín de
Infantes: de 3 a
6 años de edad.
Se encuentra
dividido en
Guardería
(Nursery School)
de 3 a 5 años de
edad y Jardín de
Infantes
(Kindergarten de 5
a 6 años de edad)
1) Educación
Inicial: de 0 a 6
años de edad. Se
encuentra
dividida en
Jardín Maternal, de 0 a 3
años de edad, y
Jardín de
Infantes, de 3 a
6 años de edad
1) Escuela
Maternal o
Jardín de
Infantes (Ecole
Maternelle): de
0 a 6 años de
edad
1) Educación
Preescolar: de
3 a 6 años de
edad
1) Educación
Preescolar: de
5 a 6 años de
edad
1) Educación
Preescolar: de
0 a 6 años de
edad
2) Educación
Primaria: de 6
a 12 años de
edad
2) Educación
Primaria: de 6 a
12 años de edad.
Se encuentra
dividida en tres
ciclos
Elemental o
Primaria
(Elementary or
Primary School):
de 6 a 12 años de
edad
2) Educación
General Básica: de
6 a 15 años de
edad. Se
encuentra
dividida en tres
ciclos de tres
años
2) Escuela
Primaria
(Ecole
Elementaire):
de 6 a 11 años
de edad
2) Educación
Primaria: de 6
a 12 años de
edad
2) Educación
Básica: de 6 a
15 años de edad.
Se encuentra
dividida en tres
ciclos de tres
años cada uno
3) Educación
Media: de 15 a
18 años de edad.
Se encuentra
dividida en dos
ciclos, Formación
General (2 años,
común) y
Formación
Diferenciada
Técnicoprofesional o
CientíficoHumanista (2
años).
3) Educación
Media: de 12 a
18 años de edad.
Dividida en: Ciclo
Básico (tres años)
y Segundo Ciclo
Bachillerato (3
años). En lugar de
este último, se
puede optar por la
Educación
técnicoprofesional (dos a
siete años)
3.a)Educación
Secundaria: de
12 a 16 años de
edad. Se
encuentra dividida
en
dos ciclos
3.b)Bachillerato o
Formación
profesional de
grado medio, de
16 a 18 años
Secundaria
(High School): de
12 a 18 años de
edad. Se encuentra
dividida en
dos ciclos de tres
años
3) Educación
Polimodal: de
15 a 18 años de
edad
3) Enseñanza
Secundaria
(Enseignement
Secondaire): de
11 a 18 años de
edad. Se
encuentra dividida
en dos subciclos:
cuatro años de
Colegio
(Collége) y tres
años de Liceo
(Lycée)
3)Educación
Secundaria: de
12 a 17 años de
edad. Se
encuentra dividida
en dos ciclos de
tres y dos años,
respectivamente
3) Educación
Media:
diversificada y
profesional de
15 a 18 años de
edad
2) Educación
Básica: de 6 a
15 años de
edad. Dividida
en dos ciclos:
Básica primaria
de cinco años y
Básica
secundaria de
cuatro años
3) Educación
Media
Vocacional: de
15 a
17 años
33