UNA EXPERIENCIA DIDÁCTICA EN EL ÁREA DE CIENCIAS NATURALES BASADA EN LA INDAGACIÓN ESCOLAR

Transcripción

1 UNA EXPERIENCIA DIDÁCTICA EN EL ÁREA DE CIENCIAS NATURALES BASADA EN LA INDAGACIÓN ESCOLAR Bartels, Natalia; Tintori Ferreira, Alejandra; Viau, Javier. Facultad de Ingeniería. UNMdP Resumen La escuela se presenta como instancia primordial para sentar las bases del pensamiento científico. Actualmente existe un amplio consenso sobre la necesidad de que los docentes incorporen nuevas dimensiones de las Ciencias Naturales en su enseñanza, particularmente se propicia un enfoque que tenga en cuenta el proceso de producción del conocimiento científico. En este trabajo se presenta una secuencia didáctica cuyo punto de partida es una cuestión a resolver: cómo podemos calentar un clavo sin acercarlo a una llama? Para dar respuesta los alumnos trabajan con materiales concretos, recolectando datos y estableciendo relaciones entre ellos para comenzar a lograr una explicación a la situación planteada y construir en forma gradual los conceptos de calor y temperatura. Esta propuesta se basa en el modelo de enseñanza por indagación y está orientada a que el aprendizaje de conceptos científicos este integrado con el desarrollo de competencias científicas como: la capacidad de formular y responder preguntas, observar, describir, realizar predicciones y analizar datos. Este trabajo describe algunas de las actividades realizadas en el Taller de Ciencia en la Escuela Primaria puesto en marcha por el grupo de extensión Laboratorio con ciencia. Capacitación y acompañamiento a escuelas públicas para la mejora de la enseñanza de las ciencias, de la UNMDP. Palabras clave: enseñanza de las ciencias, experiencias con materiales concretos, modelo de indagación, calor y temperatura.

2 Introducción Enseñar Ciencias Naturales en la escuela primaria nos pone en un lugar de privilegio. Tenemos el rol de guiar a nuestros alumnos en el conocimiento de ese nuevo mundo que se abre ante ellos cuando comienzan a hacerse preguntas. Es nuestra tarea capitalizar la curiosidad que todos los chicos traen a la escuela como plataforma sobre la cual construir herramientas de pensamiento científico y desarrollar el placer por seguir aprendiendo. La enseñanza de las ciencias naturales debe trascender la simple descripción de fenómenos y experimentos, que provocan que los alumnos vean a las ciencias como materias difíciles, ocasionando falta de interés, e incluso rechazo hacia el estudio. Por lo tanto, es necesario promover en los alumnos el interés científico y esto sólo se puede lograr acercando la ciencia a sus propios intereses, haciendo que ellos participen en la construcción de su propio conocimiento. (Candela, 1991). En este contexto el aprendizaje de las ciencias puede y debe ser una aventura potenciadora del espíritu científico: la aventura que supone enfrentarse a problemas abiertos, participar en la construcción tentativa de soluciones, recrear los fenómenos naturales, etc., bajo este supuesto la finalidad de enseñar y aprender ciencia, en definitiva, es hacer ciencia (Gil, et. al., 2005). Estamos convencidos del necesario aporte de la educación científica a la formación ciudadana. Por este motivo y con el objetivo de promover prácticas cotidianas en el aula que faciliten la construcción de nuevas maneras de enseñar y aprender ciencias es que presentamos una secuencia didáctica en el contexto de la indagación científica. El punto de partida de la propuesta es una pregunta investigable relacionada con los conceptos de calor y temperatura. La propuesta está centrada en trabajar con los alumnos de la escuela primaria de forma tal de que mediante la utilización de materiales concretos, recolectando datos y estableciendo relaciones entre ellos logren elaborar una explicación a la situación planteada e interpretar cuestiones científicas que son en general parte de su vida cotidiana. La experiencia descripta en este trabajo es parte de las actividades realizadas durante la implementación del proyecto de extensión La integración de los lenguajes de la Ciencia y del Teatro, una nueva mirada hacia una política educativa municipal en la escuela primaria, de la Facultad ingeniería de la Universidad Nacional de Mar de Plata.

3 Marco teórico La enseñanza por indagación: las dos dimensiones de la ciencia en el aula. Un análisis del modelo didáctico de enseñanza que los docentes reproducen en las escuelas públicas de nuestro distrito nos permitió detectar el uso casi exclusivo del modelo por transmisión verbal de conocimientos científicos o modelo tradicional. Este modelo, ha sido objeto de numerosas y severas críticas, ya que reproduce una visión distorsionada de la ciencia como un conjunto de conocimientos acabados, descontextualizados del proceso por el cual fueron producidos (Godoy y Segarra, 2005). Actualmente existe un amplio consenso sobre la necesidad de que los docentes incorporen nuevas dimensiones de las ciencias en su enseñanza, particularmente se propicia un enfoque que tenga en cuenta el proceso de producción del conocimiento científico. En primer lugar, pensar en la ciencia es pensar en un producto, un conjunto de conocimientos. Hablamos de aquello que se sabe, de ese conocimiento que los científicos han generado en los últimos siglos. Esta es la dimensión de la ciencia más presente en las escuelas hoy. Ahora bien, las Ciencias Naturales son también un proceso, un modo de explorar la realidad a través del cual se genera ese conocimiento. En esta otra dimensión de la ciencia como proceso, juegan un papel fundamental del pensamiento lógico, la imaginación, la búsqueda de evidencias, la contrastación empírica, la formulación de modelos teóricos y el debate en una comunidad que trabaja en conjunto para generar nuevo conocimiento. Esta dimensión de las Ciencias Naturales es la que, habitualmente, está ausente en las escuelas, (Furman y Podestá, 2009). Bajo esta perspectiva, la enseñanza a través de la indagación científica promueve que los estudiantes respondan preguntas, propongan y lleven a cabo actividades de investigación para comprobar sus ideas. 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 niñas. Diversas investigaciones educativas (Minner, et al., 2010) exponen que las estrategias de enseñanza que comprometen al estudiante activamente en el proceso de aprendizaje a través de investigaciones científicas, incrementan la comprensión conceptual mejor que las estrategias que se basan en técnicas pasivas. Enseñar a pensar el mundo con mentes científicas

4 En la clase de ciencia es necesario guiar a los alumnos en el conocimiento de ese mundo nuevo que se abre ante ellos cuando comienzan a hacerse preguntas y a mirar más allá de lo evidente. Será nuestra tarea aprovechar la curiosidad que todos los chicos traen a la escuela como plataforma sobre la cual construir herramientas de pensamiento científico y desarrollar el placer por seguir aprendiendo. Es evidente que los alumnos llegan a la escuela primaria con una "mochila" de ideas propias que poco tienen que ver con la visión científica que queremos que se apropien. (Tintori, et al., 2014). Al iniciar procesos de enseñanza y aprendizaje que implican el desarrollo de conceptos como calor y temperatura, los niños ya tienen ciertas ideas establecidas por construcciones propias a partir de lo que observan, experimentan e inclusive escuchan, y aunque estas ideas personales, distantes en muchos casos del conocimiento aceptado como científico (Dumrauf, 2004), permiten a los alumnos tener una visión del sentido común del mundo que los rodea. Los niños, desde los siete años, diferencian, en principio, los términos de Calor y Temperatura; por supuesto que no les asignan el significado aceptado por la ciencia, pero aseguran que se trata de dos cosas distintas (a pesar de que en el lenguaje cotidiano puedan usarse como sinónimos). En un estudio realizado por Domínguez (1998) sobre las ideas relacionadas con los conceptos de calor y temperatura determinó que un número alto de estudiantes tendieron a identificar el concepto de Calor con el sol y el fuego y a la Temperatura con el frío, y sobre todo, con la fiebre. En general, los niños relacionaron el Calor con una fuente de energía térmica y la Temperatura con el clima o con la fiebre, lo que parece ser producto del uso cotidiano de estos términos en el lenguaje cotidiano (Pozo, 1996). Esas ideas de sentido común amasadas con experiencias personales son, justamente, las que consideramos como punto de partida para la elaboración de la propuesta didáctica en la cual prima el desarrollo de ideas más científicas que puedan explicar una variedad de fenómenos relacionados con los conceptos de calor y temperatura. Metodología Contextualización y participantes La experiencia se desarrolló en la escuela primaria municipal Nº 10 Eriberto Bignole y participaron 26 alumnos de 5º grado (10 años) junto a su docente. Propuesta didáctica

5 Esta propuesta se organiza en torno de una serie de actividades por las que el docente guía a sus alumnos en la exploración y construcción de conceptos científicos escolares. El docente motiva, estimula, establece desafíos y plantea problemas, promueve discusiones con las cuales alienta a los alumnos a reflexionar acerca de sus propias maneras de pensar, lo cual es un buen ejercicio para desarrollar el espíritu científico. Los alumnos, por su parte, comparten ideas, aportan sus preguntas, se acercan al tema, predicen, anticipan y elaboran conclusiones. El propósito de la propuesta consiste en que los alumnos no solo logren construir los conceptos de calor y temperatura, sino también, desarrollen competencias básicas y científicas proponiéndoles trabajar manipulando objetos de uso cotidiano. Diseño y procedimientos La propuesta didáctica se diseña en base a la utilización de diversas estrategias que incluyen: actividades exploratorias, experiencias de laboratorio y representaciones mediante dibujos como herramientas para la enseñanza de los conceptos vinculados con la temperatura y el calor. A lo largo de las actividades, los alumnos adquieren progresivamente los conocimientos previstos. En todo el proceso se da prioridad a la práctica lingüística, oral y escrita, en relación con la práctica experimental. Esta práctica lingüística genera una actividad recurrente de análisis y reflexión que ayuda a la conceptualización. Implementación en el aula Con el propósito de que los alumnos construyan su conocimiento en forma gradual la propuesta didáctica se implementa en el aula en dos etapas. Cada etapa se organiza de manera que la participación de los alumnos se oriente a diversas formas de compromiso que evolucionan con el correr de las clases. La implementación de la primera etapa se pueden resumir en: a) Plantear una situación problemática abierta que despierte el interés de los alumnos. En este caso, la pregunta a investigar es cómo podemos calentar un clavo sin acercarlo al fuego o a una llama? Una vez instaurado el problema los alumnos proponen una solución usando sus conocimientos previos. b) Presentar el material (un trozo de papel de lija, un clavo y una vela) y guiar a los alumnos para que logren dar respuesta al problema planteado mediante una situación experimental. Por medio de preguntas, el docente va llevando a los alumnos a interesarse en las causas físicas de lo que observan durante la experiencia relacionada con el calentamiento por frotamiento.

6 c) Promover la elaboración de explicaciones y argumentaciones. Durante esta actividad los alumnos comparan lo observado con sus anticipaciones y elaboran conclusiones. Terminada esta etapa los alumnos están en condiciones de explicar por medio de narraciones y dibujos el fenómeno de transferencia de calor. En la segunda etapa se trabaja principalmente en la construcción del concepto de temperatura mediante las siguientes actividades: a) Se comienza con dialogo basado en preguntas relacionadas con la subjetividad de los datos que aportan los sentidos con respecto a la temperatura, ya que los alumnos tienen una noción de la temperatura vinculada a los sentidos, particularmente al tacto. Por ejemplo una de las preguntas realizada es Cómo podemos medir la temperatura del agua? De esta manera los alumnos realizan algunas anticipaciones y se los guía en la idea de temperatura. b) Planteo de una actividad experimental para promover la evolución del concepto de temperatura. El docente guía a los alumnos a formular predicciones, registrar sus resultados y a analizarlos después. c) Guiar a los alumnos mediante la indagación a elaborar una explicación a la situación planteada e interpretar cuestiones científicas que son en general parte de su vida cotidiana. Es de esperar que los alumnos puedan aproximándose a la construcción de la noción de temperatura y reconozcan la diferencia entre calor y temperatura, por medio de la comparación entre sus predicciones y el análisis las conclusiones elaboradas. Resultados Durante la implementación de las etapas de la propuesta didáctica, hemos registrados mediante diversos instrumentos: narraciones, dibujos y observaciones del trabajo áulico, el trabajo de los alumnos. Luego de plantear las actividades de la primera etapa, el docente por medio de preguntas, orienta a los alumnos a interesarse en las causas físicas del fenómeno de calentamiento por frotación: Qué sintieron cuando tocaron el clavo después de frotarlo? Que le paso al clavo? Qué suponen que ocurrirá si pinchan la vela con la punta del clavo recién frotado? Por qué la vela se derritió cuando la tocamos con el clavo? Durante la actividad los alumnos registraron sus ideas y descubrimientos en el cuaderno de ciencia usando narraciones y dibujos, (figura 1 y 2).

7 Es interesante señalar la evolución de las ideas de los alumnos sobre el concepto de calor. Las respuestas de los alumnos estaban íntimamente ligadas a la experiencia directa de los sentidos y al conocimiento cotidiano, por ejemplo en sus anticipaciones identificaban al calor con el sol, el fuego, lo caliente o lo que calienta. A diferencia de lo que se registra en las conclusiones donde los alumnos fueron capaces de analizar e interpretar el fenómeno de calentamiento por frotación utilizando un lenguaje más próximo al conocimiento científico. Esto se evidencia, en el alto número de respuestas en las que se puede identificar la idea de calor como de transferencia de energía, que produce en aumento de la temperatura del clavo. Figura 1. Dibujo y narración realizada por una alumna de 10 años para dar respuesta a la pregunta problema.

8 Figura 2. Respuestas elaboradas por un alumno de 11 años luego de realizar la actividad experimental. A partir del análisis de los resultados arrojados en las actividades, realizadas por los alumnos en la segunda etapa (figura 3), se evidencia que la mayoría de los niños tienen la idea del tacto como instrumento para medir la temperatura de un cuerpo. Una de las causas principales de esta idea se origina en que a muy temprana edad pasan por la experiencia de tocar algo muy frío o muy caliente y aprenden a clasificar los objetos de acuerdo a sus sensaciones en frío y calientes, quizá, con alguna difusa graduación intermedia.

9 Figura 3. Respuestas elaboradas por un alumno de 11 años luego de realizar la actividad experimental. En general, el uso del termómetro significó un elemento importante que modificó las ideas de los alumnos, aunque prácticamente todos los niños con quienes trabajamos conocían el termómetro, lo asociaban en su mayoría con un instrumento para medir la temperatura corporal. Luego de trabajar realizando lecturas de la temperatura del agua fría y del agua hirviendo, usando un termómetro y tocándola con la mano, los niños no tuvieron dificultad en asegurar que el termómetro mide la temperatura y que es el único instrumento seguro para registrar la temperatura de un cuerpo. Por ejemplo, algunos alumnos describieron que

10 la temperatura es lo que marcan los números del termómetro, mientras que otros explicaron que la temperatura del agua se mide con un termómetro y no con las manos, (Figura 4 y 5). Figura 4. Registro de temperatura del agua realizada durante la actividad experimental. Figura 5. Imagen que muestra el trabajo de los alumnos. Finalmente aunque fue difícil que los alumnos dieran alguna definición o explicación acerca de la relación entre el calor y la temperatura, entendieron muy bien que existe una diferencia entre estos dos conceptos, como quedo expuesto en los registros de las actividades realizadas.

11 Consideraciones finales La tarea de enseñar y aprender Ciencias Naturales, se encuentra hoy con el desafío de las nuevas alfabetizaciones. En este sentido, entendemos por alfabetización científica una propuesta de trabajo en el aula que implica generar situaciones de enseñanza que recuperen las experiencias de los chicos con los fenómenos naturales, para que vuelvan a preguntarse sobre ellos y elaboren explicaciones utilizando los modelos de las ciencias naturales. Por eso, enseñar ciencias significa abrir una nueva perspectiva para mirar. Una perspectiva que permite identificar regularidades, hacer generalizaciones e interpretar cómo funciona la naturaleza. Los nuevos escenarios sociales demandan de la escuela una función renovada que permita aumentar las oportunidades de aprendizaje todos los chicos. Para eso, se propone trabajar las preguntas, ideas y modos de conocer de la ciencia escolar, brindando ambientes de aprendizajes ricos, estimulantes y potentes que promuevan la curiosidad y el asombro de los alumnos y que favorezcan distintas vías de acceso al conocimiento. Estos escenarios demandan una ciencia escolar planificada sobre la construcción progresiva de los modelos explicativos más relevantes en la cual el planteo de conjeturas o anticipaciones, los diseños experimentales, la comparación de resultados y la elaboración de conclusiones, estén conectados por medio del lenguaje con la construcción de significados sobre lo que se observa y se realiza. En este sentido es importante que los alumnos puedan elaborar explicaciones que les permitan relacionar diferentes aspectos de sus observaciones, sus experiencias y sus análisis, así como la información, para que puedan organizar sus ideas y hallar regularidades y diferencias. Referencias bibliográficas Candela A. (1991). Argumentación y conocimiento científico-escolar. En Infancia y aprendizaje. 55, pp Domínguez, J., Pro, A. y García-Rodeja, E. (1998). Las partículas de la materia y su utilización en el campo conceptual de calor y temperatura: un estudio transversal. En Enseñanza de las Ciencias, 16(3), pp Dumrauf, A.G; Cordero, S. (2004). Qué es esa cosa llamada calor? Interacciones discursivas en una clase de física. En Enseñanza de las ciencias, 3 (2), pp

12 Furman, M. y Podestá, M. E. (2009). La aventura de enseñar Ciencias Naturales. Buenos Aires: Aique. Gil, D., Sifredo, C., Valdés, P. y Vilches, A. (2005) Cuál es la importancia de la educación científica en la sociedad actual? En Cómo promover el interés por la cultura científica? Una propuesta didáctica fundamentada para la educación científica de jóvenes de 15 a 18 años, UNESCO, Chile. Godoy, A. y Segarra, C. (2005). Las Ciencias Naturales en el aula: qué y cómo enseñar. En Revista Novedades Educativas, 18(180), pp Minner, D., Levy, A., y Century, J.(2010). Inquiry-Based Science Instruction What is it and does it matter? Results from a Research Synthesis Years 1984 to En Journal of Research in Science Teaching, 47(4), pp Pozo, J. (1996). Las ideas del alumnado sobre la ciencia: de dónde vienen, a donde van. y mientras tanto qué hacemos con ellas. En Revista Alambique: 7, pp Solomon, J. (1986). Children's Explanations. En Oxford Review Education. 12, pp Tintori Ferreira A., Viau J. y Lores, N. (2014). Ciencia en la escuela primaria: qué imagen tienen los alumnos de los científicos? En III Jornadas sobre Pedagogía de la Formación del Profesorado: Investigar las prácticas para mejorar la formación: metodologías y problemas. Facultad de Humanidades, UNMdP. Miramar.