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La ciencia en la escuela: inducción y método científico. Parte II, la práctica,
1er. ciclo
Prof. Bartolomé Yankovic Nola
A. Para el profesor
Primer ciclo de la enseñanza básica: actividades de observación, medición,
comunicación, e inferencia
Unidad 1. Observaciones, mediciones, inferencias, registro de datos y relaciones
de causa – efecto
Planificación según modelo T
El modelo T de planificación incluye, en la barra horizontal de la letra, los
conocimientos / conceptos y los procedimientos / estrategias; mientras en la barra
vertical de la letra se presentan las capacidades / destrezas, y los valores / actitudes.
Este esquema se inserta tanto en el modelo cognitivo (habilidades adquiridas),
como en el constructivismo (forma de adquirir las habilidades). Es obvio que este modelo
implica el trabajo activo del alumno y el papel orientador y dinamizador del profesor,
donde la evaluación no es solo un proceso terminal para poner notas en función de los
“conocimientos”.
El concepto es mucho más amplio: abarca – durante todo el proceso –
conocimientos, actitudes, valores, procedimientos. De hecho el modelo T requiere pensar
en los contenidos en su triple dimensión: conceptual, de procedimientos, y de actitudes, y,
además, en la forma de lograr el aprendizaje (metodología: procedimientos, estrategias).
Entonces, la evaluación debe ser consistente con todo aquello “que se ha puesto en la
letra T”.
Contenidos – Conceptos
Procedimientos – Estrategias
- Observaciones cualitativas y cuantitativas;
observaciones de cambios.
- Trabajo grupal (3 ó 4 alumnos), con materiales
y situaciones que implican investigaciones
simples, vinculadas a la cotidianidad.
- Medición: unidades arbitrarias y unidades
estándar.
- Confiabilidad de la medición.
- Inferencias e interpretaciones.
- Inferencias y generalizaciones.
- Relaciones causa – efecto.
- Materiales: vasos, agua, reglas graduadas en
mm / cm; termómetros º C; hojas de papel,
cubos de azúcar, semillas de poroto,
germinadores de vaso – secante (papel
absorbente); monedas, trozos de plumavit, lápiz
de cera, etiquetas adhesivas, balanza.
- Registro y comunicación de datos.
- Realizar observaciones empleando los órganos
de los sentidos.
- Reconocimiento de procesos de cambio:
germinación; evaporación de un líquido.
- Registrar
cuantitativas.
- Los cambios del crecimiento: peso, estatura
- Realizar mediciones con unidades arbitrarias y
observaciones
cualitativas
y
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corporal, registro y comunicación.
estándar: longitud, peso, temperatura.
- Esquema experimental para investigar la
validez de una inferencia.
Realizar
observaciones
de
cambios:
germinación, crecimiento corporal; registrar y
comunicar los datos.
- Formular inferencias para un hecho o situación
determinada; formular inferencias alternativas
- Distinguir entre observaciones, inferencias e
interpretaciones.
- Observar y registrar cambios que no alteran
la naturaleza de un objeto; por ejemplo, cambio
de posición, y cambios que alteran la naturaleza
del objeto. Por ejemplo, combustión.
- Formular inferencias referidas a la disminución
del volumen de un líquido (agua) en función del
tiempo y diseñar un esquema experimental para
verificar la validez de una inferencia
(evaporación).
- Registrar y comunicar datos.
- Establecer relaciones causa – efecto.
- Discutir (grupo curso), las actividades de
observaciones e inferencias que surgen de los
propios alumnos.
- Evaluación: observación y registro del trabajo
de los alumnos; desarrollo conceptual expresado
con términos propios de los alumnos.
- Capacidad
Razonamiento lógico
-
Destrezas
Responsabilidad
Observar
Solidaridad
Medir
Personalidad
Inferir
Convivencia
Comprobar
Interés
Relacionar
Resolver problemas
Describir hechos
- Capacidad
Curiosidad
Imaginación
Participación
Compromiso
Comprensión
- Destrezas:
Analizar
Comunicar resultados con coherencia
Valores
Motivación
Respetar
Tolerar
Atención
Orden
Actitudes
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-
Capacidad
Expresión oral y escrita
Fluidez verbal
Claridad de ideas
Compañerismo
Destrezas
Expresión correcta de las ideas
Observaciones e inferencias forman parte del trabajo científico, y también, de la
vida diaria. A menudo observamos algo, por ejemplo, un accidente de tránsito, y, con
algunos datos, inferimos estableciendo una relación de causa – efecto. Quienes no han
observado la colisión pueden observar las huellas de frenado, el lugar donde ocurrió el
accidente en relación al semáforo, la preferencia de un conductor u otro, etc., infiriendo
quién fue el responsable. Pero, ocurre a menudo que, para un mismo hecho, se formulen
inferencias diferentes, e, incluso, opuestas.
Si en la escuela, desde la sala de clases sentimos un ruido de quebrazón de vidrios,
y si alguien se asoma al pasillo y observa que dos niños salen corriendo… podría atribuir la
responsabilidad a quienes corren, asumiendo que huyen, y, por lo tanto, son
responsables. Pero también pueden hacerse otras inferencias… cuestión en este caso muy
importante para establecer responsabilidades.
La observación
Es un proceso científico básico. Observar significa hacer una descripción de un
objeto o fenómeno empleando todos los órganos de los sentidos. La observación, por
consiguiente, no es sólo visual, sino que debe incluir datos recogidos por el oído, tacto y
olfato. (Las observaciones gustativas tienen las obvias limitaciones derivadas de la
naturaleza o especificidad de lo que se observa).
Las observaciones pueden ser de dos tipos: cualitativas y cuantitativas. Las
primeras se refieren a aspectos externos como forma, color, tamaño, textura, olor; las
segundas, en cambio, incluyen datos numéricos sobre determinadas características: peso,
longitud, grosor, temperatura, etc.
Otro aspecto importante para el hombre de ciencias es la observación de cambios:
los eclipses, la rotación terrestre, el comportamiento de los animales, la germinación de
las semillas, el crecimiento de un bebé, son cambios de gran interés para los científicos.
Por ejemplo, se puede observar una tableta efervescente describiendo su forma, color,
diámetro, grosor, peso, dureza, sabor, olor..., usando todos los órganos de los sentidos.
Pero si la tableta se coloca en un vaso con agua se producirá un cambio: la tableta se
disuelve, burbujea, etc. En este caso, la tableta interactúa con el agua, produciéndose un
cambio. A nivel escolar básico una de las observaciones más frecuentes se vincula con
semillas como objetos estáticos y en proceso de cambio (germinación).
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La medición
La medición, otro proceso importante en ciencias nos informa mediante un
número y una magnitud, cuánto de qué hay en algo. Por ejemplo, 9 años, 3 meses y 2 días
(edad); 145 centímetros (estatura); 45, 5 kilogramos (peso corporal), 28 º C (temperatura);
20 kilómetros por hora (velocidad de un automóvil, del viento, etc.). La medición es una
observación cuantitativa que nos da mejor información; por ejemplo, en el caso de la
observación del vaso con agua, los niños podrían medir el grosor del vaso, el volumen
total del vaso, el volumen de agua del vaso, la temperatura del agua, etc.
Para medir se usan
unidades: el gramo (g) para el
peso (en primer ciclo básico no se
precisa la diferencia entre peso y
masa); el centímetro (cm) para la
longitud,
y
el
volumen
(centímetro cúbico). Los niños
también están familiarizados con
otras unidades como la temperatura. Además, utilizan múltiplos como kilo, litro, metro,
kilómetro. También están familiarizados con unidades arbitrarias, como los pasos, la
cuarta… que varían de una persona a otra.
Es importante que los niños relacionen la confiabilidad de las mediciones con los
instrumentos utilizados (un termómetro para medir la temperatura de un líquido es más
eficiente que la medición “a dedo”) también, hay personas – quienes miden – que son
más cuidadosas que otras; y que las unidades estándar y oficiales garantizan que todo el
mundo mida con las mismas unidades. Las unidades arbitrarias – pasos, cuartas, pies -, en
cambio, varían según las personas.
La inferencia
Es una interpretación, una explicación, una deducción, referida a un hecho o
fenómeno particular. La inferencia debe ser razonable; puede ser más útil que la
observación misma, pero es necesario verificar su validez.
Las inferencias forman parte de lo cotidiano; miramos el cielo y deducimos si habrá
o no lluvia; observamos las huellas de unos neumáticos en el pavimento y podemos
interpretar si el automóvil iba a una determinada velocidad... y - realizando otras
observaciones - podemos hasta determinar si el conductor fue o no culpable del
accidente.
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La ciencia progresa investigando si las inferencias son correctas: “voy a averiguarlo,
dice el científico”.
Para una situación cualquiera pueden formularse varias interpretaciones. Por
ejemplo:
Observaciones
En el patio de una escuela se observa un vidrio roto, produciéndose gran
ruido. Dos alumnos, al oír el ruido, salen corriendo.
Inferencias
- Los alumnos han roto el cristal.
- Los alumnos no han roto el cristal.
- Desde afuera, alguien ha lanzado una piedra que rompió el cristal.
- El vidrio estaba mal colocado; el viento, al azotar la ventana, lo soltó
definitivamente.
En estos casos las inferencias tienen algún fundamento. Para verificar cuál de ellas
es verdadera debe realizarse una pequeña investigación que establezca una relación entre
el hecho observado y su posible causa.
B. El trabajo en la sala de clases
El profesor propone actividades de observación al grupo curso, comentando a los
niños que deben registrar sus observaciones, describiendo las características del objeto.
Por ejemplo, un terrón de azúcar, una hoja de papel blanco, una barra de plasticina, etc.
Los niños, además, pueden proponer otras observaciones.
Observar
El curso de puede organizar en grupos de no más de cuatro alumnos. Supongamos
que un grupo observa un vaso de vidrio, transparente, que contiene agua.
¿Qué observaciones podrían registrar sobre el vaso? Color,
transparencia, forma del vaso, capacidad (cuánto líquido cabe dentro);
su brillo y dureza.
¿Qué observaciones podrían realizar sobre el líquido? Color, olor, sabor,
volumen (cuánto líquido contiene el vaso), y la temperatura (el agua
está fría, tibia o caliente).
Los niños deben comprender que el número de observaciones que se puede
realizar es bastante grande, y que no hay que confundir observaciones con
interpretaciones. Si alguien dice, por ejemplo, que el agua es fundamental para la vida
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animal y vegetal, no está registrando una observación; está describiendo un aspecto
utilitario del agua. Además, deben concluir que las observaciones se realizan con los
órganos de los sentidos: visión, audición, olfato, tacto, gusto. La temperatura se registra,
en estos casos, a través de la piel. Además, si bien el gusto (sabor) es un dato interesante,
deben entender que sólo está permitido probar algo si el profesor lo autoriza, porque
puede ser peligroso. Por ejemplo, el alcohol y el agua, a primera vista, tienen el mismo
aspecto.
El grupo de observó la barra de plasticina podría anotar datos como
los siguientes: es una masa blanda que se puede modelar con los
dedos, es opaca, de color x, opaca (porque no se puede ver a través
de ella), suave al tacto, no tiene olor. Es probable que la barrita
tenga olor, aunque sea difícil de definirlo.
Otras observaciones
Semillas de poroto (forma arriñonada, color beige o café con leche;
semilla dura aunque se puede rayar con la uña; opaca, de superficie
brillante, suave al tacto, tan liviana como la tapa de un lápiz pasta…
Una hoja de papel de de cuaderno.
Una moneda.
Una bolita de acero o de vidrio
Un trozo de plumavit.
Es importante realizar observaciones de objetos sencillos, de formas simples,
reconocibles por ellos, pudiendo aceptarse expresiones como “cuadrado, redondo, etc.”,
aunque no sean tan correctas. El estudio de la forma de los cuerpos se define al término
de la enseñanza básica.
Observación de cambios
Cambio de posición (lugar). Un objeto está sobre la mesa, bajo ella,
cerca de la puerta, etc. En todos estos casos el objeto sigue siendo el
mismo.
Con una hoja de papel se puede hacer una pelota, pero el papel sigue
siendo el mismo; se puede cortar en trozos más pequeños, y sigue
siendo papel. Al quemarlo (actividad realizada por el profesor) el papel
se transforma, cambia; deja de ser papel.
Puede plantear la clásica observación y registro de semillas de poroto
que primero de ponen a remojar (24 ó 48 horas) y después se adosan a
las paredes de un vaso cuyas paredes interiores se han recubierto de
papel secante o absorbente. El vaso tiene un poco de agua. Se registran
las observaciones día tras día. El proceso se llama germinación.
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Llamar la atención sobre otros cambios que se observan en la
naturaleza. Por ejemplo, los árboles del otoño y la primavera; el tiempo
atmosférico, el crecimiento de los animales y las personas, etc.
Siempre trabajando en grupo de tres o cuatro niños, realizar mediciones
usando unidades arbitrarias: medir la longitud de la sala de clases en
pasos; el ancho de la sala utilizando el pie como unidad; el largo de la
mesa o pupitre empleando la cuarta, etc.
¿Qué problemas tiene la medición con unidades no oficiales o
arbitrarias?
¿Por qué es importante usar unidades estándar u oficiales?
Usar y registrar datos usando instrumentos de medición: reglas
graduadas en cm y mm; balanza – graduación en g y kg - ; termómetros
de laboratorio, graduación en ºC.
Si no es posible el uso de termómetros de laboratorio, observar y
emplear termómetros clínicos.
Registrar longitudes de objetos comunes de la sala de clases; registrar
el peso corporal (kg) y la estatura (cm) de compañeros de curso.
Registrar la temperatura corporal; registrar la temperatura ambiental.
Usar el termómetro de laboratorio para registrar la temperatura del
agua en diferentes condiciones: fría, tibia, caliente.
Llevar un registro cuidadoso de la estatura y peso corporal personal a lo
largo del año para verificar que ocurren cambios en el tiempo. Las
mediciones deben realizarse mes a mes, en la sala de clases.
Medir
Inferir
Inferir es interpretar un hecho o fenómeno determinado. Siempre es un hecho
particular, y la inferencia, es decir, la interpretación se basa en nuestra experiencia, en lo
que ya conocemos. Por ejemplo, una persona podría describir a otra las características de
un líquido (agua), sin decirle de qué líquido se trata; la persona que está atenta a la
descripción podría inferir que se trata de agua. En este caso, ha usado su experiencia.
Inferimos con frecuencia y no siempre correctamente. A veces se suelen establecer
generalizaciones a partir de alguna experiencia personal; por ejemplo, si una niña de la
familia Sepúlveda se enferma con frecuencia… se generaliza diciendo que “la familia”
Sepúlveda se enferma frecuentemente… Si observamos el cielo muy nuboso podemos
inferir que va a llover, pero no siempre ocurre así. Sin embargo, las inferencias se hacen
más bien sobre lo que ha ocurrido y no tanto sobre hechos que van a suceder.
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En términos de comportamiento social, las generalizaciones abundan: los chinos
viven para trabajar, los magallánicos son gente fría, los italianos son gritones, etc., Todas
estas generalizaciones son absolutamente falsas.
Actividades
Proponer actividades de inferencia; colocar algunos ejemplos y animar a
los niños para participar en el juego de inferencias.
Por ejemplo, un niño observa que el pasto del jardín
está mojado.
Puede dar explicaciones como las siguientes:
Tal vez llovió anoche,
Seguramente la mamá regó el pasto,
Está húmedo por el rocío de la mañana.
Un niño observa que el volumen de agua de un frasco
disminuye día tras día. ¿Inferencias?
El agua se ha derramado,
El agua se evapora.,
El agua sale poco a poco, por las paredes del frasco.
En estos casos averiguar cuál es la inferencia correcta supone un trabajo más
cuidadoso.
Un niño observa, un domingo, después del mediodía, que el ascensor
del edificio donde vive huele a comida. ¿Inferencias?
En algún departamento del edificio están cocinando
sin usar la campaña de ventilación,
Tal vez algún repartidor de comida preparada subió
por el ascensor.
¿Dónde está el agua?
Sara y Juan, compañeros de curso, discuten sobre el agua. Sara afirma
que el vapor del aire se debe a que el agua que hay sobre la tierra “se
va”, se evapora. Afirma que esto se produce porque cuando hay calor el
agua se evapora y se eleva. Es lo mismo que pasa con una tetera o un
calentador de agua.
En la ducha, dice, al usar agua caliente, ocurre lo mismo. Juan no está
tan seguro, pero no tiene argumentos para discutir. El profesor les pide
que realicen una serie de observaciones:
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Colocar agua en un vaso, hasta la mitad de su
capacidad,
Marcar el nivel de líquido usando un lápiz cera o una
cinta de papel engomado,
Poner el vaso en la parte alta de un estante y
observen el volumen de líquido después de 24, 48 y
72 horas, registrando las observaciones.
¿Cuál es el resultado?
¿Conclusiones?
El profesor: ¿nos quedaremos tranquilos tan sólo anotando los resultados?
Propone lo siguiente:
En dos vasos iguales, coloquen la misma cantidad de agua, marcando,
en ambos casos, el nivel del líquido en la parte exterior de los vasos.
Poner etiquetas engomadas a los vasos, para identificarlos: A, B,
Al contenido del vaso B, agregar un poco de aceite de
comer.
Dejar ambos vasos en la parte alta de un estante y
observar el nivel del líquido todos los días, durante
tres o cuatro días.
¿Qué resultados se obtienen?
¿Para qué se usó el aceite?
Si hay diferencias de nivel, ¿cuál puede ser la causa?
La afirmación inicial de Sara – el vapor que hay en el
aire se debe a la evaporación del agua - ¿será
verdadera?
¿Cómo se puede aumentar la velocidad de
evaporación del agua?
¿Habrá diferencias en la evaporación del agua entre
invierno y verano?
C. La evaluación
Si el profesor observa en el diagrama T, al comienzo de esta Unidad, el listado de
conceptos, habilidades – destrezas; valores – actitudes, puede parecerle abrumadora. Es
una lista extensa. Pero el progreso de los niños, a lo largo del año, es paulatino: no es
posible lograr que todo se plasme en realidad tangible en dos semanas de trabajo. Este
listado, entonces, es un indicador de avance paulatino… y el profesor debe registrar dichos
avances.
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Es probable que en un curso numeroso los niños no realicen todas las actividades
de observar – medir – inferir. Entonces, muchas de ellas podrán usarse en el proceso de
evaluación, donde también se tendrán en cuenta los objetivos, incluyendo:
-
Conceptos,
Capacidades y destrezas,
Actitudes y valores.
Estos registros por parte del profesor se realizan observando el trabajo individual y
en grupo de los alumnos, utilizando un panel o tabla de objetivos por capacidades –
destrezas, y valores - actitudes. Es del caso advertir que las capacidades y destrezas,
principalmente, se van desarrollando a lo largo de toda la trayectoria escolar, desde 1º a
8º año básico, de tal manera que el registro del profesor, en tablas de datos, le permite
ver cómo progresa el alumno, qué aspectos hay que reforzar, etc.
Continúa: La ciencia en la escuela: inducción y método científico. Parte III, la práctica, 2º
ciclo
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