Reseñas de Investigación en Educación Básica Convocatoria 2006

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1 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización Reseñas de Investigación en Educación Básica Convocatoria Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función elación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización Alma Gómez Galindo Programa Fomento a la Investigación Educativa Fondo Sectorial de Investigación para la Educación SEP-CONACYT

2 José Ángel Córdova Villalobos Secretario de Educación Pública Francisco Ciscomani Freaner Subsecretario de Educación Básica Juan Martín Martínez Becerra Director General de Desarrollo de la Gestión e Innovación Educativa Rolando Magaña Rodríguez Director de Fomento a la Investigación Patricia Vera Fuentes Responsable Operativo del Programa Fomento a la Investigación Educativa Marco Antonio Cervantes Coordinador de Producción Editorial y Difusión Reseñas de investigación en educación básica. Convocatoria 2006, es una publicación de la Dirección General de Desarrollo de la Gestión e Innovación Educativa de la Subsecretaría de Educación Básica, como resultado de la Convocatoria SEP/SEB-CONACYT 2006, en el marco del Programa Fomento a la Investigación Educativa y del Fondo Sectorial de Investigación para la Educación SEP-CONACYT. Los documentos de esta serie son de exclusiva responsabilidad de los autores y no comprometen a la SEP. Para ampliar la información, favor de visitar nuestro sitio web. A. Moisés Arroyo Hernández Servicios Editoriales Primera edición, 2012 DR Secretaría de Educación Pública Argentina 28, Centro CP 06020, México, DF ISBN: DISTRIBUCIÓN GRATUITA Prohibida su venta

3 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización Presentación Con el propósito de avanzar en la consolidación de una política de fomento a la investigación educativa, entre los años 2002 y 2003, se constituyó el Fondo Sectorial de Investigación para la Educación sepconacyt. Con la subcuenta creada para el apoyo a proyectos de investigación específicamente referidos a la educación básica, en 2003 se publicó la primera convocatoria dirigida a investigadores de todo el país, teniendo entre sus objetivos la generación de conocimientos que puedan ser aplicados en la toma de decisiones en los distintos espacios del sector educativo. Con la publicación de esta serie de Reseñas de investigación en educación básica, se entrega a maestros, directivos, funcionarios de diversos ámbitos y estudiosos de la educación en general, información que les permita enriquecer su práctica cotidiana y abrir nuevos espacios de reflexión, así como incorporar innovaciones que favorezcan la mejora de la calidad en la educación básica nacional. Convencidos de que la ciencia y la educación contribuyen al desarrollo y el bienestar de toda nación, y de que la información y el conocimiento son herramientas que hoy en día han adquirido un valor máximo para la sociedad, el desafío ahora se presenta no sólo para promover la investigación sino para facilitar su divulgación y utilización, a partir de espacios de diálogo y discusión entre investigadores, servidores públicos y todos los actores sociales interesados en la educación básica. Expresamos nuestro agradecimiento a cada uno de los equipos de investigación que, de manera comprometida, trabajaron en estos proyectos; de igual manera agradecemos a los expertos evaluadores de las propuestas e informes de investigación, pues su colaboración nos permite mejorar el trabajo que día a día se pone en práctica en cada escuela, para ofrecer una educación de calidad con equidad a los niños y jóvenes de este país. Dirección General de Desarrollo de la Gestión e Innovación Educativa.3

4 Reseñas de Investigación en Educación Básica Convocatoria Alma Adrianna Gómez Galindo Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN Nota: Si usted desea hacer uso de este material, puede citarlo de la siguiente manera: Gómez Galindo, Alma Adrianna (2011), Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función de relación de los seres vivos enfocada desde el punto de vista de la modelización, México, SEP (Reseñas de Investigación en Educación Básica. Convocatoria 2006).

5 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización Resumen Se presentan los resultados del proyecto de investigación Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función de relación de los seres vivos enfocada desde el punto de vista de la modelización. El proyecto, con una duración de 18 meses, fue financiado por el conacyt por medio del fondo sep-seb, proyecto La investigación fue coordinada por la doctora Alma Adrianna Gómez Galindo y contó con la colaboración del doctor Godfrey Guillumin (Facultad de Filosofía, unam), de la doctora Teresa Guerra Ramos (Unidad Monterrey, Cinvestav) y de la licenciada Estela Vela Barrientos (Normal Básica Miguel F. Martínez, Monterrey); asimismo, se contó con la colaboración de docentes y alumnos de las escuelas Colegio Rébsamen, de Naucalpan, del estado de México, y Profesor Eugenio Carabati y Carlos Maldonado, del estado de Nuevo León. El objetivo del proyecto fue analizar la propuesta que se tenía para el jardín de niños y la primaria hasta 2009, para la enseñanza de la función de relación en los seres vivos, es decir, la capacidad de los seres vivos de obtener información del medio y responder a ella; asimismo, diseñar una serie de secuencias didácticas que cubran esos dos ciclos educativos y que permitan el desarrollo paulatino del modelo de la relación de los seres vivos..5

6 Reseñas de Investigación en Educación Básica 2 Convocatoria 2006 Descripción La visión cognitiva de la ciencia es un enfoque de acercamiento contemporáneo de la actividad científica. Desde esta perspectiva, según el epistemólogo Ronald Giere (1992), los científicos se representan el mundo mediante modelos teóricos que, organizados y jerarquizados, forman las teorías científicas. Siguiendo tal propuesta, una de las finalidades de la enseñanza de las ciencias es que los niños construyan modelos teóricos que les permitan explicarse y explicar los fenómenos del mundo. Este supuesto es muy sugerente y tiene fundamentos teóricos muy sólidos; sin embargo, carece aún de contenido empírico, por lo que es necesario hacer-llevar a cabo una investigación que genere orientaciones para la actividad en el aula. En el proyecto se aportaron recomendaciones dirigidas a los ciclos de preescolar, primaria y secundaria para la construcción del modelo teórico de la relación de los seres vivos, el cual incluye la captación de estímulos, transporte, traducción, respuesta y regulación. Siendo un modelo central de la teoría sobre los seres vivos y básico para la educación de la salud, hemos encontrado que, tanto en la literatura como en las propuestas de aula, es el menos abordado (respecto a la reproducción y la nutrición, por ejemplo). Por ello, en este estudio, pretendemos generar cinco secuencias didácticas donde se vayan introduciendo paulatinamente los componentes del modelo: estímulos, órganos de los sentidos, receptores, sistema nervioso, respuesta y regulación, así como las relaciones entre esos componentes y el funcionamiento integral de los organismos. Para ello, un punto clave es partir de las ideas de los alumnos e ir avanzando, a través de las actividades que diseñaremos, en la construcción de un modelo coherente y significativo para los alumnos. Los componentes y sus relaciones han de estar estrechamente relacionados con las experiencias vividas por los alumnos, porque los modelos deben dar sentido y organizar su experiencia para propiciar los procesos de generalización. Por ello, las actividades incluirán la experimentación y se dará especial importancia al uso de pruebas, tanto para reforzar los modelos como para elegir entre los modelos en competencia; por ejemplo, hemos encontrado que muchos alumnos consideran 6.

7 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización que la información captada del medio, llega al cerebro a través de las venas y es transportada por la sangre. Se trata de un modelo coherente para ellos, que ya tienen construido ese sistema de transporte. Una de las actividades que se diseñen debe mostrar a los alumnos otro modelo de transporte y comunicación (el sistema nervioso), y ellos han de recabar pruebas que les permitan decidir entre esos dos modelos en competencia. Etapas del proyecto. 1ª etapa: se hizo un diagnóstico de las actividades que ofrecen los libros de texto de primaria de la sep. Posteriormente, se trazó una ruta crítica en la que se definieron los componentes y las relaciones que se encuentran en los libros, así otros que consideremos de interés para abordar la función de la relación. 2ª etapa: diseño y prueba en el aula de una serie de cinco secuencias didácticas para introducir ideas nuevas (componentes y sus relaciones). Durante las actividades, se tomaron notas de la experiencia, se grabaron las conversaciones y se recolectaron los dibujos y escritos de los alumnos. Por el interés de las conversaciones y actividades, se transcribió y analizó el discurso. 3ª etapa: identificación de obstáculos, puntos de interés y recomendaciones para la enseñanza. Un tema básico en las tres etapas fue la reflexión en torno a la secuencia que se da entre la introducción de las ideas y la forma de abordarlas. Consideramos una coherencia lógica y adecuada a la edad de los alumnos y, al mismo tiempo, la posibilidad de generar modelos bien estructurados que puedan seguir evolucionando hacia los modelos científicos aceptados, al mismo tiempo que las secuencias sean realistas y probadas en el aula con niños mexicanos. Para ello, realizaremos la totalidad de las actividades en el aula: algunas de ellas en una escuela de la ciudad de Monterrey y otras en una escuela del estado de México..7

8 Reseñas de Investigación en Educación Básica 2 Convocatoria 2006 Objetivos En la investigación, nuestro objetivo general fue introducir actividades innovadoras en la enseñanza de la función de relación en los seres vivos, dirigidas al ciclo de educación básica. En las actividades se da prioridad a la construcción de modelos teóricos escolares, es decir, a la generación en los estudiantes de un pensamiento teórico que los ayude a comprender los fenómenos y a intervenir en el mundo. Para ello, es necesario atender diversos aspectos de forma interrelacionada. 8.

9 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización Antecedentes Existen diversas posturas sobre qué es la ciencia y cómo hay que enseñarla. Entre los enfoques socio-constructivistas contemporáneos de la enseñanza de las ciencias, se encuentra la propuesta de modelización (Gilbert y Boulter, 2003). En las investigaciones en didáctica, existe un gran interés por los procesos de modelización, en el sentido amplio del término, y su evolución en los escolares (Duschl y Erduran, 1996; Izquierdo et al., 1999; Buckley, 2000; Clement, 2000; Gilbert, 2000, 2002; Tamayo, 2001; Gutiérrez, 2004; Izquierdo y Adúriz-Bravo, 2005; entre otros). Si bien la palabra modelización tiene diversas acepciones, en este caso específico, nuestro marco de referencia teórico proviene de una visión de la ciencia llamada visión basada en modelos y giro cognitivo (Suppe, 2000). Retomamos la sugerencia de Mercé Izquierdo y Agustín Aduríz-Bravo (2005) e incorporamos a esa visión otras aportaciones acerca de la naturaleza axiológica (cargada de valores) y praxiológica (dirigida por intenciones prácticas) de las ideas científicas. Basados en Giere (1997), esos autores mencionan que las ciencias proponen modelos del mundo que se adaptan con gran precisión a las intervenciones experimentales que persiguen y que generan lenguajes específicos altamente abstractos y compactados. Aunque esos modelos son creaciones intelectuales humanas, no son arbitrarios, sino que se ajustan a los fenómenos por medio de relaciones de semejanza. Los modelos teóricos se vinculan unos con otros hasta llegar a formar modelos de los modelos, o teorías, que pueden definirse de manera sumamente abstracta y aparentemente alejada del mundo sensible, pero que también son una familia de modelos que contienen hechos ejemplares, interpretados y teóricamente (re)construidos. Las teorías van estableciendo los límites que condicionan las intervenciones posibles, lo que puede y lo que no puede pasar, es decir, son consecuencia de las reglas del juego de una disciplina científica y, a la vez, las justifican. Las teorías hablan sobre el mundo por medio de los lenguajes especializados que permiten comunicar conocimientos sobre las relaciones entre los fenómenos que se ajustan a los mo-.9

10 Reseñas de Investigación en Educación Básica 2 Convocatoria 2006 delos teóricos, situados en diversos registros semióticos (texto escrito, gráficas, fórmulas, símbolos, imágenes, simulaciones, etc.). (Izquierdo y Adúriz-Bravo, 2005). La propuesta de ciencia escolar (Izquierdo et al., 1999) traspone la visión cognitiva y propone que los alumnos han de construir modelos científicos escolares, los cuales han de permitirles generar un pensamiento teórico sobre el mundo, intervenir en él y comprenderlo. En proyectos antecedentes, hemos estudiado las características de la ciencia escolar y la forma en que puede implementarse en el aula (véase por ejemplo Adúriz- Bravo et al., 2005; Gómez, 2005 y 2006; Gómez y Pigrau, 2005; Gómez, Sanmartí y Pujol, 2003 y 2006; entre otros). También hemos abordado especialmente la construcción del modelo del ser vivo en el aula de primaria. Entre los resultados obtenidos, identificamos algunas áreas de interés: 1) En la escuela primaria, los alumnos tienen escasas ideas construidas sobre la función de relación, en comparación con la nutrición y la reproducción. Podemos considerar que esas tres funciones forman el modelo del ser vivo (García, 2005) y que es necesaria la articulación de las tres para la integración del modelo y la comprensión, por ejemplo, del funcionamiento integral del ser humano. 2) Las ideas que los alumnos tienen sobre la función de relación son poco articuladas y no les permiten comprender los fenómenos del mundo. Por lo anterior, es difícil que los alumnos tomen decisiones autónomas sobre los aspectos de salud que les conciernen. 3) Las propuestas innovadoras han de estar respaldadas teóricamente y también probadas en el aula para generar recomendaciones coherentes para los docentes. En la divulgación de las sugerencias, es necesario incluir ejemplos concretos del trabajo en el aula. 4) Finalmente, hemos encontrado que es necesario llevar a cabo investigaciones que abarquen varios grados de formación, es decir, es necesario hacer propuestas curricularmente articuladas. Todos los resultados nos llevaron a proponer un proyecto que nos permita influir en los obstáculos detectados y avanzar, no sólo en la línea de investigación de los proponentes, generando artículos internacionales, sino fundamentando propuestas viables que atiendan a las demandas del sector y aporten elementos para la toma de decisiones de los docentes en ejercicio. Por otra parte, las directrices de la sep para la enseñanza de los seres vivos en la educación primaria hacen hincapié en la necesidad de la educación para la salud (sep, 1993). El conocimiento de la función de relación es sumamente importante en la comprensión del funcionamiento integral del cuerpo humano y en la educación para la salud. Se requiere hacer un diagnóstico de la propuesta de los libros de texto y aportar información sobre las posibilidades de la enseñanza del tema de tal manera que los niños adquieran ideas que les sirvan para interpretar los hechos 10.

11 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización del mundo. De la misma manera, las recomendaciones de la sep para el trabajo en el jardín de niños están poco orientadas a la construcción de modelos teóricos, pues hacen hincapié en el desarrollo de habilidades motrices, de reconocimiento y memoria y de expresión oral (sep, 1996). Si bien es importante el desarrollo de esas habilidades, creemos que es posible iniciar la creación de modelos explicativos en los niños pequeños. Al finalizar la investigación, esperamos contar con pruebas que afirmen que la modelización de fenómenos naturales es posible y deseable en la educación preescolar. En las actividades previas llevadas a cabo en el área, hemos encontrado que es deseable favorecer los procesos de generalización en los niños pequeños y también que es factible la creación de modelos iniciales (Gómez, en desarrollo). Finalmente, se ha de reconocer que esa manera de abordar la investigación en la enseñanza de las ciencias genera una mancuerna entre la innovación y la investigación que caracteriza esa área de desarrollo (Perales et al. 2002). La didáctica de las ciencias tiene como finalidad identificar y resolver las cuestiones derivadas de la enseñanza de las ciencias, con una doble labor, inicialmente como actividad de investigación, elaborando conocimiento científico sobre qué y cómo enseñar, y, también, como actividad de intervención en el mundo, en la práctica de la enseñanza de las ciencias, que implica conocimientos que van más allá de los aspectos teóricos desarrollados por esta misma práctica de la enseñanza. Debido a ello, la colaboración entre los investigadores y los docentes debe hacerse cada vez más estrecha. Uno de los antecedentes que tenemos en el planteamiento de este trabajo es la amplia experiencia en colaboración con docentes en ejercicio, la cual se plasma en los resultados obtenidos en anteriores investigaciones (Gómez, 2005)..11

12 Reseñas de Investigación en Educación Básica 2 Convocatoria 2006 Justificación En este proyecto nos es de sumo interés mantener un estrecho vínculo entre la teoría y la práctica, por lo que nos planteamos planificar y llevar al aula una serie de ocho actividades para favorecer el proceso de modelización con los escolares y analizar el proceso seguido por ellos en la construcción de nuevos significados. Al hablar de modelización, valoramos la necesidad de transferir las propuestas teóricas a una realidad compleja y variante, como es el trabajo en el aula, a través de la presentación y análisis de planteamientos de trabajo realizado en condiciones naturales en las que se tome en cuenta la significatividad científica de los modelos que se habrán de construir y la relevancia social de los fenómenos interpretados (Pérez, 2001). Dado que una de las finalidades de la clase de ciencias sería aquella donde los niños de uno y otro sexo construyan modelos científicos escolares; es evidente que una de las preocupaciones de la didáctica de las ciencias debe ser la de resolver los problemas derivados de la aplicación de esta idea en las aulas. Existen muchas propuestas relacionadas con los atributos que han de tener los modelos científicos escolares tanto respecto a los componentes y las relaciones entre ellos como a los fenómenos que han de explicar y la manera en que han de llevarse a las aulas escolares. Al igual que los modelos científicos eruditos, podemos considerar que los modelos científicos escolares evolucionan, se debaten, se consensúan y conviven en un mismo momento varias posturas distintas. En esta línea se sitúa la propuesta de este trabajo. Uno de los objetivos de la didáctica de las ciencias es precisamente responder a la pregunta qué ciencia enseñar y, por tanto, qué modelos científicos escolares construir en el aula (Izquierdo et al., 1999; Adúriz-Bravo, 2001). La consecuencia de considerar que una de las finalidades de la enseñanza de las ciencias es la construcción de modelos de ciencia escolar, sería guiar el diseño del currículo conforme a un principio de economía, eligiendo los modelos que estructuren mejor el conjunto de conocimientos de los alumnos, que sean útiles, creíbles, interesantes, formativos y den sentido a la experiencia del alumnado (Izquierdo, 2000). 12.

13 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización Los modelos científicos escolares pueden ser, por ejemplo, el modelo de ser vivo (Pujol, 2003; García, 2005) y el de cambio químico, (Izquierdo, 2004a), entre otros. Los modelos científicos eruditos se convertirían por tanto en los referentes a los que se tiende a llegar en el desarrollo curricular. Uno de los modelos básicos e irreductibles en la enseñanza de las ciencias es, sin duda, el modelo del ser vivo (García, 2005). Actualmente, esa línea de investigación está en desarrollo y es fundamental (Gilbert y Boulter, 2003). Una de las consideraciones importantes es que, si bien existen fundamentos teóricos bien desarrollados, la propuesta carece de contenido empírico. Al hablar de contenido empírico, nos referimos a ejemplos de prácticas exitosas que, articuladas con las propuestas teóricas, generen propuestas ejemplares para los docentes en formación y en ejercicio. La relación entre las propuestas teóricas y las sugerencias para el aula debe ser estrecha para que sean accesibles a sus usuarios. Los ejemplos de prácticas exitosas apoyan la toma de decisiones tanto de los docentes como de los formadores de docentes y de los gestores del currículo. Como se ha destacado, la articulación curricular permite que las sugerencias puedan dirigirse a un amplio sector educativo. Por lo anterior, consideramos no sólo pertinente sino necesario investigar en el aula las innovaciones que tengan un fuerte respaldo teórico. Tal es el caso de la propuesta que presentamos en este proyecto..13

14 Reseñas de Investigación en Educación Básica 2 Convocatoria 2006 Metodología La investigación tiene un enfoque metodológico cualitativo. El interés está centrado, por una parte, en la comprensión de los obstáculos epistemológicos de los alumnos para generar ideas articuladas en un modelo específico y, por otra parte, en generar alternativas que permitan superar los obstáculos encontrados en la aplicación de cada activad. La metodología se inscribe en el estudio de casos, donde el caso corresponde a la enseñanza de la función de relación en la escuela primaria (Stake, 1999). En cada etapa se utilizan instrumentos de análisis específicos, atendiendo a su finalidad. 1ª etapa. Diagnóstico. Se realiza un estudio de las propuestas de los libros de texto de la sep para obtener un diagnóstico de las actividades sugeridas. En esta etapa, el análisis será documental. Se analizan los seis libros de texto de la sep. Utilizaremos el análisis de contenido y generaremos mapas conceptuales para ver las entidades introducidas y sus relaciones. 2ª etapa. Innovación. En esta etapa se diseñan las actividades de innovación (Oñorbe, 2002). Las innovaciones se llevarán al aula. Su duración en horas variará en función de las características particulares. En el ámbito de las secuencias didácticas llevadas al aula en condiciones naturales, se documentan los trabajos de los escolares: dibujos, escritos y construcciones tridimensionales; y, en algunos casos, se grabarán las conversaciones de los niños y los docentes. Se realiza un análisis del discurso de algunas secuencias seleccionadas (Cazden y Beck, 2003). Para ello, se identifican las secuencias significativas, como las secuencias discursivas donde exista una coherencia interna derivada del contenido científico tratado y de relevancia para documentar los obstáculos y los puntos favorables (Gómez, 2005). 3ª etapa. Síntesis. Con los resultados obtenidos en las actividades, se hace un análisis global con la finalidad de integrarlos. Se retoma la ruta crítica y se hacen sugerencias a los docentes. 14.

15 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización Resultados Dado que los modelos son un aspecto central de la enseñanza, una reflexión básica es qué modelos enseñar. Tomando en cuenta que la educación básica en México pretende la alfabetización científica de todos los ciudadanos mexicanos y que se espera que todos ellos cuenten al final con una formación similar, la pregunta qué enseñar? ha de ser respondida tomando en cuenta tanto la utilidad del contenido como los fenómenos estudiados, los intereses diversos, etc.; pero, a su vez, se han de considerar los resultados de las investigaciones didácticas. Tal como afirma Izquierdo (2008), es necesaria la elaboración de una teoría de los contenidos escolares. Actualmente existen algunas propuestas sobre qué modelos enseñar en la educación básica, propuestas que comprenden grupos de modelos que a su vez permiten la construcción de modelos más amplios, y así sucesivamente. Algunos autores proponen que, a lo largo del currículo, se incorporen los siguientes modelos: fuerzas en interacción, cambio químico (Izquierdo y Adúriz-Bravo, 2005), seres vivos (García, 2005; Gómez et al., 2007) y planeta tierra. En cada uno de ellos, se considerarían algunas ideas básicas; en el cuadro 1 se presenta un ejemplo de algunas de ellas. Cuadro 1. Ejemplos de algunas ideas básicas que han de incorporarse en la educación básica en el área de las ciencias experimentales Todos los seres vivos (modelo del ser vivo) Todos los materiales (modelo del cambio químico): nadas (por ejemplo, el vidrio). En los estados líquido y gaseoso, siempre están desordenadas.15

16 Reseñas de Investigación en Educación Básica 2 Convocatoria 2006 Cuadro 1. Ejemplos de algunas ideas básicas que han de incorporarse en la educación básica en el área de las ciencias experimentales (conclusión) Todos los seres vivos (modelo del ser vivo) (excepto ) Todos los objetos (modelo de fuerzas en interacción): esos sistemas sobre el primero en dirección opuesta y con la misma magnitud En el caso de los seres vivos, se incluyen a su vez los modelos de relación, reproducción y nutrición (García, 2005). Cabe comentar que, en el modelo de la nutrición, se incluye el de la respiración como proceso básico de la nutrición. 16.

17 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización El modelo de relación en los seres vivos Un resultado incial del proyecto fue la definición de las ideas básicas del modelo de relación que han de incorporarse en la educación básica, definición que surgió a través del análisis teórico, por una parte, de las ideas científicas aceptadas en la actualidad y, por otra parte, de las ideas de partida de los alumnos, de las propuestas de la didáctica de las ciencias y de la propuesta curricular actual de la sep. Algunas de las ideas básicas que se ha de desarrollar en el modelo de relación son las que se presentan en el cuadro 2. Cuadro 2. Ideas básicas que se ha de desarrollar en el modelo de relación Función de relación en los seres vivos: tipo. miento. punto, a los cambios detectados. Las ideas mencionadas se abordan generalmente en temas relacionados con los órganos de los sentidos y el sistema nervioso. Al revisar los programas de preescolar y primaria, encontramos que, en el primero (sep, 2004), no se mencionan contenidos específicos relacionados con esos temas. Por otra parte, en el libro (sep, 1993), se presentan temas relacionados con los órganos de los sentidos y el sistema nervioso en el primero, cuarto, quinto y sexto grados (véase el cuadro 3)..17

18 Reseñas de Investigación en Educación Básica 2 Convocatoria 2006 Grado Cuadro 3. Propuesta de contenidos relacionados con la función de relación en los planes y programas de la sep, 1993 Contenido 1º 4º problemas en la agudeza visual y auditiva 5º 6º 18.

19 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización Análisis de la propuesta de contenidos de la función de relación en los libros de texto de primaria Antes de abordar el análisis de los libros de texto, cabe resaltar que pueden ser considerados como una tercera voz en la construcción del conocimeinto compartido (Candela, 1999), es decir, como un actor más presente en la escuela. Especialmente en la educación primaria, el libro de texto ha llegado a contituirse en un actor más en el acto educativo. Para determinar qué contenidos se propone abordar en la escuela primaria y si se presenta el modelo de relación al abordarlos, hicimos un análisis de los libros de texto de la sep. El análisis se ha presentó en la conferencia de narst 2009 y se publicó en extenso en las memorias (Gómez et al., 2009). En el libro identificamos las explicaciones, que son integradas al modelizarse y no son evaluadas individualmente, sino que se consideran como parte de una narrativa o de una serie de explicaciones relacionadas (Norris et al., 2005). Su objetivo es incrementar la comprensión significativa del fenómeno. Por ese motivo, las relaciones entre los conceptos y el modelo teórico de referencia deben ser explicitadas, para que sus características teóricas puedan ser reconocidas y vayan haciéndose más complejas y reelaborándose a lo largo del currículum (Izquierdo, 2004b). Así, los temas que se presentan en los libros de texto generan redes de ideas que pueden representarse mediante mapas conceptuales (Izquierdo, 2004b). Los mapas conceptuales tienen el objetivo de establecer entre los conceptos relaciones de significado que van más allá de las reglas sintácticas y que se establecen y respaldan explicaciones teóricas. Para hacer evidentes las conexiones teóricas, se establecen distintos tipos de relaciones entre los conceptos o componentes. Thagard (1992) expresa que los conceptos están organizados en el texto en forma de relaciones, que pueden ser al menos de cinco tipos: clase (un concepto es una clase de otro), parte (un concepto es parte de un todo), ejemplo (señala estados posibles), propiedad (el objeto es una propiedad del concepto) y regla (general, pero no siempre universal, relación entre conceptos)..19

20 Reseñas de Investigación en Educación Básica 2 Convocatoria 2006 Distintos autores han utilizado los mapas de Thagard para analizar el contenido de los textos y han llegado a una misma conclusión: cuando el texto presenta muchas relaciones de regla, se debe a que el modelo teórico de referencia se hace explícito; por el contrario, cuando no aparecen relaciones de regla, el texto esconde el modelo, haciendo difícil su identificación para los inexpertos (Marbà- Tallada, 2005; Izquierdo, 2004b). Nuestro análisis pone de manifiesto los puntos débiles y los puntos fuertes de los textos; por ejemplo: permite identificar cuándo aparece el modelo con sus regularidades (cosa que coadyuvará a transferir la explicación a otro fenómeno) o cuándo aparece sólo como una descripción. Los resultados permiten manifestar implicaciones relacionadas con el potencial de los análisis de texto para ayudar a los profesores y a los alumnos en la elaboración de explicaciones y argumentaciones científicas. En la investigación, el contenido analizado hace referencia a los órganos de los sentidos y el sistema nervioso. El objetivo, tal como se ha señalado, es identificar cómo se establecen las relaciones entre los conceptos y el modelo teórico con el propósito de poder definir la potencialidad de un texto para favorecer la construcción de explicaciones teóricas de los alumnos (modelización). Se eligió el tema de los órganos de los sentidos y el sistema nervioso por dos razones: primera, porque estos temas son de capital importancia para entender el funcionamiento del cuerpo humano en particular y de los seres vivos en general (García, 2005); segunda, porque en trabajos previos (Gómez, 2005) detectamos que la función de relación, entendida como una habilidad de los seres vivos de obtener información del ambiente y generar respuestas, es más difícil de entender para los alumnos que la de nutrición o reproducción y se aborda menos en las aulas. Las preguntas de investigación para esta sección del proyecto fueron las siguientes: 1. Qué conceptos y relaciones entre los conceptos son introducidas en los libros de texto en relación con los órganos de los sentidos y el sistema nervioso? 2. Hasta qué punto los contenidos presentados en los textos establecen relaciones para generar el modelo teórico? 3. Tienen los textos potencialidad para favorecer la construcción de las explicaciones científicas de los alumnos? 20.

21 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización Se analizaron seis libros de texto de educación primaria de México (para alumnos de 6 a 12 años). Los libros de texto son distribuidos por el ministerio de educación a todo el alumnado (sep, 1998). De cada uno de los libros, se hizo el análisis de las lecciones relacionadas con los sentidos y, o, el sistema nervioso. En el caso de cada lección, se identificaron los conceptos y las relaciones entre ellos, clasificadas según las categorías propuestas por Thagard (1992). Seguidamente se trazaron los mapas para estructurar la información. Dado que la presentación de los temas en los libros de texto sugiere un orden cronológico, también se tuvo en cuenta la secuencia de presentación de las ideas y se elaboró una línea del tiempo. Finalmente, se llevó a cabo un análisis interpretativo para determinar la generación de explicaciones..21

22 Reseñas de Investigación en Educación Básica 2 Convocatoria 2006 Resultados del análisis de libros Se presenta a continuación sólo una muestra de los resultados obtenidos, a modo de ejemplo; para ver los resultados completos consúltese Gómez et al., En la parte introductoria de la lección, no se identifican relaciones de regla. Tal como hemos mencionado, esas relaciones establecen de forma explícita el modelo de relación y generan un vínculo de explicación entre la teoría y los fenómenos estudiados. En esa sección de la lección, dado que es introductoria, sería deseable presentar de forma explícita el modelo cuyas relaciones de regla habrían de retomarse y desarrollarse al presentar cada sentido. En la figura 1 presentamos uno de los mapas elaborados (el relacionado con la parte introductoria de la lección 1, libro de 4º). Gusto Oído Vista Olfato Dentro del cerebro Tacto Pa K K K KK 5 sentidos K Envío de información Pr Pr Pr Registra estímulos Memoria Pr Pr Pr Pr Cerebro Pr Coordina Sistema Nervioso Pr Analiza I I I Recibe, analiza y relaciona información Responde I Movimientos Sentimientos Pensamientos Niño cruzando la calle Figura 1. Mapa conceptual, al estilo propuesto por Thagard, sobre la primera parte de la lección 1 del libro de 4º año. Relaciones de regla: R; de propiedad: Pr; de parte: Pa; de clase: K; de ejemplo: I. 22.

23 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización Al elaborar los mapas de las lecciones que presentan cada uno de los cinco sentidos, observamos que las relaciones de regla son escasas. Para ver los mapas de las diferentes lecciones, acúdase a Gómez et al., Tras el análisis de las lecciones y de la continuidad entre ellas, podemos destacar lo siguiente: Observamos que en los libros de la primaria, incluso el de 5º grado, el sistema nervioso no está siendo estudiado como un sistema de comunicación en el cuerpo ni tampoco como un sistema que permite adquirir, procesar y responder a la información del medio, lo cual puede provocar que los alumnos identifiquen el sistema circulatorio como el único sistema de comunicación de su cuerpo. Respecto a la secuencia de los contenidos, encontramos, en términos generales, dos aspectos relevantes: 1) los contenidos no están abordados desde un enfoque de modelización; y 2) existe discontinuidad entre los diferentes grados educativos al abordarse los contenidos. Específicamente en cuanto a la progresión en la incorporación de ideas en los libros de texto, en el análisis identificamos una preocupante falta de continuidad. No se recuperan las ideas elaboradas con antelación ni se establecen relaciones en un mismo modelo teórico; por ejemplo: en el libro de 4º año se introducen los órganos de los sentidos y, en el libro de 5º, el sistema nervioso, sin relacionarlo con los órganos de los sentidos. Desde el punto de vista del modelo, el sistema nervioso debería relacionarse con las reglas: Contamos con vías de transporte de la información hacia zonas de traducción y almacenamiento de la información y contamos con zonas especializadas para la traducción de los estímulos; sin embargo, en la lección 17, Centro de control: el sistema nervioso, la relación entre el sistema nervioso y los órganos de los sentidos es poco explícita. El cerebro coordina y ordena lo que aprendemos y escogemos hacer y decir. En este instante mientras lees, estás procesando las señales que los ojos reciben. Reconoces las letras, las palabras, recuerdas su significado, lo organizas y entiendes. Todo sucede dentro de tu cerebro. [ ] La mayor parte de las neuronas se localiza en lugares especiales, según su función. En el cerebro hay zonas distintas donde se concentran las neuronas relacionadas con funciones como hablar y sentir (sep, 1998, libro de 4º grado para alumnos, pág. 85). Por las dos razones antes mencionadas, y de acuerdo a los resultados de nuestras investigaciones (Gómez et al., 2009), los libros de texto no resultan un apoyo para que los alumnos construyan el modelo de la relación en los seres vivos..23

24 Reseñas de Investigación en Educación Básica 2 Convocatoria 2006 Propuesta para la modelización de la función de relación Posteriormente al análisis de los textos, se diseñó una propuesta para la modelización de la función de relación que se llevó al aula en los estados de México y Nuevo León. En el ciclo de preescolar se realizó en el Jardín de Niños Niño Eugenio Canavati, en San Nicolás de los Garza, Nuevo León, y en el Colegio Rébsamen, en Naucalpan, México. Las actividades diseñadas para la primaria se llevaron a cabo en la escuela Carlos Maldonado, en Apodaca, Nuevo León, y Colegio Rébsamen, en Naucalpan, México. La secuencia para secundaria no se probó. La propuesta, que incluye la descripción de las cinco unidades didácticas, se publicó en un libro dirigido a los maestros (Gómez, 2009a). Tomando en cuenta las ideas básicas del modelo, se desarrollaron actividades con la finalidad de ir construyéndolas paulatinamente en el aula. Las ideas básicas que se han de desarrollar en cada ciclo educativo son: Preescolar En nuestro cuerpo tenemos partes especializadas para captar lo que sucede a nuestro alrededor: los órganos de los sentido. Cada parte capta cosas diferentes: la luz (los ojos), la temperatura y cuando te toca algo (la piel y la lengua), el sonido (los oídos), el sabor (la lengua) y el olor (la nariz). Los órganos de los sentidos se comunican con el cerebro por medio de cablecitos. El cerebro nos dice qué sucede en el ambiente, almacena alguna información y envía órdenes al cuerpo por medio de los nervios, una especie de cablecitos, para que reaccione a lo que sucede a su alrededor. El cerebro controla los movimientos. 24.

25 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización Se retoman las ideas anteriores y, además: Otros seres vivos (los animales) también tienen partes especiales para captar lo que sucede a su alrededor. Los órganos de los sentidos se comunican con el cerebro por medio de cablecitos. Por los cablecitos viaja la información que permite a los seres vivos saber lo que sucede a su alrededor. El cerebro interpreta, almacena información y controla los movimientos. Las órdenes que envía el cerebro pueden ser de diferente tipo: externas, como moverse, o internas, como la producción de saliva, etcétera. Los seres vivos son diversos, porque son capaces de captar diferente información y reaccionan de forma diversa. Se retoman las ideas anteriores y, además: La información captada por los órganos de los sentidos viaja a gran velocidad por los cablecitos o nervios hasta el cerebro. Las respuestas pueden ser inmediatas (moverse, ponerse chinito) o más lentas (si estamos un rato en el calor, después de unos momentos empezamos a sudar). Las respuestas ayudan a evitar el peligro, a sentirnos mejor en cada situación (adaptarnos), a aprender a cuidarnos, a saber qué nos gusta, etc., pero no podemos adaptarnos a todo, tenemos límites que hay que conocer. Cuando cambiamos mucho las condiciones del ambiente, muchos animales (o las personas) no pueden adaptarse y mueren. Se retoman las ideas anteriores y, además: Cada órgano de los sentidos es una parte especializada de nuestro cuerpo, pero, a su vez tiene partes especiales que captan cierta información del medio (células)..25

26 Reseñas de Investigación en Educación Básica 2 Convocatoria 2006 Las células se conectan con los nervios, que recorren todo el cuerpo hasta el cerebro. En los órganos de los sentidos se transforma la información y se convierte en electricidad que viaja por los nervios. El cerebro tiene zonas especializadas para recibir y procesar cierto tipo de información. Las drogas producen efectos varios en el sistema nervioso, como acelerar la información o desacelerarla. Secundaria Se retoman las ideas anteriores y, además: El sistema nervioso está formado por diferentes partes, cada una tiene una función específica. Hay estímulos externos (ruidos) e internos (hormonas). Respondemos a los estímulos y nos adaptamos hasta cierto grado (umbral); cuando no podemos adaptarnos, los estímulos pueden ser nocivos (drogas, ruido, etc.) y podemos enfermar. Algunos estímulos tienen efectos que ya no se pueden cambiar (irreversibles), como algunas drogas. Existen enfermedades del sistema nervioso; se deben a que alguna parte no está llevando a cabo su función. El análisis de algunos aspectos de las actividades de preescolar se puede encontrar en Gómez y Vela (en prensa) y en Gómez (2009b); las de tercero y cuarto, en Gómez (2008a), Gómez (2008b) y Gómez (2009d), y la de quinto y sexto, en Gómez y Adúriz-Bravo, en preparación; además, la descripción detallada de las actividades se puede encontrar en Vela (2007), Gómez (2007), Gómez (2009b), Gómez (2009c) y Gómez (2008c). 26.

27 Diseño de propuestas didácticas innovadoras para la enseñanza de la función Relación en los seres vivos bajo un enfoque de modelización Consideraciones finales Este proyecto aboga por la modelización como enfoque para la enseñanza de las ciencias y por un diseño curricular basado en hipótesis de progresión en el desarrollo de las ideas. Se llevó al aula una serie de secuencias didácticas cuyo análisis muestra la posibilidad de generar un pensamiento teórico cuando se explica los fenómenos incluso a los niños pequeños. Se requiere continuar investigando las posibilidades y obstáculos de este enfoque para la enseñanza de las ciencias naturales en la educación básica en México.27

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