La indagación en el aula: el desarrollo del pensamiento científico en la clase de ciencias

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1 2014 La indagación en el aula: el desarrollo del pensamiento científico en la clase de ciencias Taller de formación docente UNICEN-UNMdP-UdeSA

2 DENOMINACION DEL TALLER: La indagación en el aula: el desarrollo del pensamiento científico en las clases de ciencias RESPONSABLES María Florencia Di Mauro es Licenciada y Profesora en Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional de Mar del Palta (UNMdP). Se encuentra escribiendo su tesis de Maestría en Enseñanza de las Ciencias para la Universidad Nacional del Centro. Es docente regular de materias del tramo pedagógico de los Profesorados de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Actualmente cursa el doctorado en Educación en la Universidad de San Andrés. Ha publicado numerosos trabajos en el área de Educación en Ciencias. Participa del Grupo de Extensión Laboratorios con Ciencia desde el año Lugar de Trabajo: Departamento de Educación Científica, FCEyN, UNMdP. Grupo de Educación en Ciencias de UdeSA, Buenos Aires. Dirección de mail: flordimauro@gmail.com. Verónica Godoy es Licenciada en Ciencias Biológicas, UNMDP y Doctora en Ciencias, área Biología (UNMdP). Es docente regular de materias de la Lic. y Prof. en Biología de la FCEyN (área Bioquímica y Biología Celular y Molecular y Prácticas Docentes).Ha publicado numerosos trabajos en las áreas de Biología Molecular de plantas y en Educación en ciencias. Desde el 2007 dirije el grupo de Extensión Laboratorios con Ciencia. Lugar de Trabajo: Instituto de Investigaciones Biológicas, FCEyN, UNMdP. Dirección de mail: avgodoy@mdp.edu.ar RESUMEN DE LA PROPUESTA Este taller tiene como objetivo aportar a los docentes de ciencias herramientas de enseñanza que fomenten el pensamiento científico en sus alumnos. Presentamos un enfoque pedagógico, el modelo de indagación escolar, que propone el aprendizaje de las ciencias como una investigación dirigida acerca de situaciones problemáticas de interés, que potencia el desarrollo de habilidades de pensamiento científico integradas con el aprendizaje de conceptos de las disciplinas y sitúa a los alumnos como activos generadores de conocimiento escolar, bajo la guía cercana del docente. El taller se organiza en tres etapas: la primera etapa consiste en transitar una experiencia que permita a los docentes vivenciar el proceso de indagación científica. La propuesta que desarrollaremos plantea la exploración sistemática de un fenómeno natural, a partir de una situación problemática contextualizada, de un modo que guarda ciertas analogías con las formas de producir conocimiento de la ciencia. En este caso se utilizará como ejemplo una situación en la cual es necesario determinar las temperaturas y el ph óptimo de fermentación de las 1

3 levaduras para la producción de pan casero. A través del diseño de experimentos sencillos, su ejecución y la interpretación de resultados intentaremos dar respuesta al problema planteado. Durante la segunda etapa se propone un análisis pedagógico de la actividad de indagación transitada. Los docentes reflexionarán sobre los desafíos y oportunidades que conlleva este tipo de abordaje didáctico y sus propios aprendizajes. Aquí se prevé el desarrollo teórico de los principales fundamentos del modelo didáctico por indagación. En la última etapa del taller se propone una actividad de aplicación en la cual los docentes elaborarán una secuencia didáctica basada en el modelo por indagación para implementar en sus aulas. Esta última actividad de cierre se iniciará de forma presencial y se continuará con consultas de forma virtual. Tiempos estimados: - Primera etapa (actividad de indagación): 3 hs reloj - Segunda etapa (reflexión pedagógica y marco teórico): 2 hs reloj - Inicio de la tercera etapa (aplicación): 1 hora reloj. Los contenidos a desarrollar: Características de una actividad de indagación: Cuáles son las mejores condiciones para que fermenten las levaduras? Habilidades de pensamiento científico que se ponen en juego para responder preguntas investigables (planteo hipótesis, planteo de diseños experimentales, registro de datos y análisis de resultados, elaboración de conclusiones y modelos explicativos). Aspectos de la ciencia que nos dicen como enseñarla: ciencia como producto, proceso y como construcción social. La Enseñanza por indagación. Desafíos y oportunidades que presenta este enfoque a la hora de implementar propuestas para el aula. La ciencia escolar y el desarrollo del pensamiento científico. El rol del docente en la implementación de propuestas didácticas de indagación. Tipos de indagación. Preguntas productivas. Bibliografía para el tallerista Adúriz-Bravo, A. (2008). Un nuevo lugar para la intervención experimental en la ciencia escolar. Revista 12(ntes), Papel y Tinta para el Día a Día en la Escuela, 3(24), 4-5. Cañal, P. (2007). La investigación escolar, hoy. Alambique, 52, García Carmona, A. y Criado Garcia A. (2007). Investigar para aprender, aprender para ensenar. Un proyecto orientado a la difusión del conocimiento científico escolar sobre ciencia. Alambique,

4 Gellon, G. (2008). Los experimentos en la escuela: La visión de un científico en el aula. Revista 12(ntes), 24, Harlen W. (2013). Educación en ciencias basada en la indagación: fundamentos y objetivos. En W. Harlen (ed). Evaluación y Educación en Ciencias Basada en la Indagación. Global Network of Science Academies, Trieste, Italia. Furman, M. (2008). Ciencias Naturales en la Escuela Primaria: Colocando las Piedras Fundamentales del Pensamiento Científico. Presentado en el IV Foro Latinoamericano de Educación, Fundación Santillana, Buenos Aires. Bibliografía recomendada Gellon, G., Rosenvasser Feher, E., Furman, M., y Golombek, D. (2005). La Ciencia en el Aula: Lo que nos dice la ciencia sobre cómo enseñarla. Buenos Aires: Paidós. Porlán, R. (1999). Hacia un modelo de enseñanza- aprendizaje de las ciencias por investigación. En Kaufman, M., y Fumagalli, L. (1999). Enseñar Ciencias Naturales: Reflexiones y Propuestas Didácticas. Buenos Aires: Paidós. Izquierdo M. (2000) Fundamentos Epistemológicos. En F. J., Perales y P. Cañal (Eds.). Didáctica de las ciencias experimentales: Teoría y Práctica de la enseñanza de las ciencias. España: Marfil. Furman, M., & Zysman, A. (2001). Ciencias Naturales: Aprender a Investigar en la Escuela. Buenos Aires: Novedades Educativas. Paginas recomendadas

5 Actividad I: Cuáles son las mejores condiciones para que fermenten las levaduras? Leamos el problema del Cuadro 1 y contestemos las preguntas A, B, C y D. A- De acuerdo a la historia de Camila y Macarena Qué necesitan las levaduras para realizar el proceso de CUADRO 1 Macarena y Camila ya soñaban con la idea del viaje de egresados a Bariloche. Todavía faltaba un año pero por las tardes se juntaban a pensar cómo hacer para ganar algo de dinero y así ayudar a pagar el viaje. Una tarde la mamá de Macarena les dio la idea de preparar pan casero con una vieja receta de la abuela y venderlo en el barrio. Receta en mano Macarena y Camila pusieron manos a la obra pero sin buenos resultados, los panes salieron chatitos. La mamá de Macarena les dijo que seguramente el pan no se estaba lavando bien y que tenían que mejorar las condiciones para que las levaduras trabajen mejor. Les explicó que las levaduras necesitan un ambiente tibio y con poco oxígeno. Las chicas pensaron que eso lo habían tenido en cuenta ya que cubrieron la masa con plástico, limitando la entrada de oxígeno y la dejaron levando arriba del calefactor. Entonces la mamá de Macarena les dijo que cuando la abuela tenía problemas para levar el pan solía agregarle unas gotitas de vinagre y que siempre decía las levaduras son bichos delicados: para trabajar les gusta estar calentitos y a veces tomar un poquito de ácido. Macarena y Camila no pudieron contener la risa con las ocurrencias de la abuela y antes de volver a probar la receta con sus recomendaciones decidieron buscar más información en internet. En la búsqueda Macarena y Camila encontraron que las levaduras son hongos microscópicos formados por una sola célula. Si a las levaduras se las pone en agua tibia y se les agrega azúcar ocurre lo mismo que durante la preparación del pan: transforman los azúcares en etanol y un gas (dióxido de carbono) que se observa por la aparición de burbujas. También encontraron que las levaduras son capaces de llevar a cabo este proceso llamado fermentación bajo ciertas condiciones de temperatura y acidez del medio. Macarena y Camila comenzaron a pensar que la abuela podía tener razón y decidieron realizar un experimento para averiguarlo. Vamos a ayudarlas? fermentación? Qué otras cosas conocen ustedes acerca de este proceso? B- De todas estas cosas Cuáles tuvieron en cuenta y cuáles no durante la preparación del pan? Qué piensan que pudo haber ocurrido para que los panes no se levaran? C- Qué pregunta quieren contestar Macarena y Camila cuando deciden hacer un experimento? Escriban la pregunta a continuación. Esta va a ser nuestra pregunta de investigación. Pregunta investigable: 4

6 D- Cuál piensan que es la respuesta a esta pregunta? Escríbanla a continuación. Esta va a ser nuestra hipótesis de trabajo. Hipótesis: Ahora en grupos diseñen un experimento que permita poner a prueba la hipótesis y contestar la pregunta planteada. Para diseñar el experimento cuentan con los materiales del Cuadro 2 (pueden usarlos a todos o no) y les proponemos las siguientes preguntas guía. a. Qué vamos a comparar? b. Qué vamos a medir? Cómo lo vamos a medir? c. Qué variables dejamos constantes? d. Qué variable modificamos? e. Qué materiales necesitamos? Anoten TODO lo CUADRO 2. Materiales disponibles necesario para realizar la experiencia. - Gradilla - 10 tubos de ensayo - Levadura - Azúcar - Agua tibia - Vinagre - Termómetro - Papel para medir ph - Vasos de precipitado - Marcador - Cucharitas de plástico - Gotero o pipeta Pasteur - Bombuchas ó preservativos - Regla Materiales para nuestro experimento: 5

7 f. Cómo registramos los datos? Elaboren una tabla para registrar los resultados. g. Esquematicen o relaten en el siguiente recuadro el diseño experimental completo. Vuelvan a explicar qué variables dejan constantes y qué variable modifican. 6

8 Comuniquen y discutan su diseño con el resto de los grupos. Ahora están en condiciones de realizar el experimento. Registren los resultados usando la tabla que diseñaron en el punto f. Interpreten los resultados. Para ello deben explicar por escrito lo que dicen los resultados en relación a la hipótesis de trabajo. En base a lo que dicen los resultados elaboren la/s conclusiones. La conclusión debería dar respuesta a la pregunta investigable. Relacionamos con los contenidos 1. En base a los resultados del experimento Qué recomendaciones les darían a Macarena y Camila para que puedan mejorar la preparación del pan? 2. Expliquen el fundamento científico de los dichos de la abuela de Macarena: las levaduras son bichos delicados: para trabajar les gusta estar calentitos y a veces tomar un poquito de ácido. 7

9 Actividad II: Reflexión pedagógica 1. Qué contenidos se abordan en esta actividad de indagación? 2. Qué habilidades de pensamiento científico se trabajan durante esta actividad? 3. Identificá alguna pregunta productiva que haya surgido durante la actividad de indagación desarrollada. Elaborá otras que podrían haber surgido y no surgieron. 8

10 4. Qué ventajas y qué desafíos pueden identificar a la hora de llevar esta actividad al aula? 5. Qué aprendí? Escribí los aprendizajes logrados en el taller. Actividad III: Elaboración grupal de una actividad de indagación 9