La ciencia en la escuela: inducción y método científico. Parte II, la práctica, 1er. ciclo

Transcripción

1 La ciencia en la escuela: inducción y método científico. Parte II, la práctica, 1er. ciclo Prof. Bartolomé Yankovic Nola 1 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 - Observaciones cualitativas y cuantitativas; observaciones de cambios. - Medición: unidades arbitrarias y unidades estándar. - Confiabilidad de la medición. - Inferencias e interpretaciones. - Inferencias y generalizaciones. - Relaciones causa efecto. - Registro y comunicación de datos. - Reconocimiento de procesos de cambio: germinación; evaporación de un líquido. - Los cambios del crecimiento: peso, estatura Procedimientos Estrategias - Trabajo grupal (3 ó 4 alumnos), con materiales y situaciones que implican investigaciones simples, vinculadas a la cotidianidad. - 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. - Realizar observaciones empleando los órganos de los sentidos. - Registrar observaciones cualitativas y cuantitativas. - Realizar mediciones con unidades arbitrarias y

2 corporal, registro y comunicación. - Esquema experimental para investigar la validez de una inferencia. - Capacidad Razonamiento lógico Observar Medir Inferir Comprobar Relacionar - Destrezas Resolver problemas Describir hechos Comprensión Analizar - Capacidad - Destrezas: Comunicar resultados con coherencia estándar: longitud, peso, temperatura. - 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. Motivación Responsabilidad Solidaridad Personalidad Convivencia Interés Curiosidad Imaginación Participación Compromiso Respetar Tolerar Atención Orden - Valores - Actitudes 2

3 - Capacidad Expresión oral y escrita - Destrezas Fluidez verbal Expresión correcta de las ideas Claridad de ideas Compañerismo 3 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).

4 La medición 4 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.

5 La ciencia progresa investigando si las inferencias son correctas: voy a averiguarlo, dice el científico. 5 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

6 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. 6 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.

7 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. 7 Medir 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. 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.

8 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. 8 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. Dónde está el agua? 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. 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:

9 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? 9 El profesor: nos quedaremos tranquilos tan sólo anotando los resultados? Propone lo siguiente: C. La evaluación 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? 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.

10 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: 10 - 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