BIOLOGÍA. Programa de Estudio. Primer Año Medio

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1 BIOLOGÍA Programa de Estudio Primer Año Medio Propuesta presentada a resolución del Consejo Nacional de Educación MINISTERIO DE EDUCACIÓN UNIDAD DE CURRICULUM Y EVALUACIÓN DICIEMBRE 2009

2 INDICE Página Presentación 03 Características del programa de estudio I. Estructura y componentes 05 II. Instrumentos curriculares 09 III. Relación entre objetivos fundamentales, aprendizajes esperados y 11 niveles de los mapas de progreso Fundamentos del programa de estudio I. Orientaciones didácticas para el programa de Biología, 1º año medio 13 II. Orientaciones para la evaluación en los programas de estudio. 20 III. Oportunidades para el desarrollo de los objetivos fundamentales 25 transversales en el programa Visión Global del Año Objetivos Fundamentales de Biología 29 Contenidos Mínimos Obligatorios 30 Aprendizajes esperados por semestre y unidad: Cuadro sinóptico 31 Semestre 1: Unidad 1: Estructura y función de la célula 34 Semestre 2: Unidad 2: Flujos de materia y energía en el ecosistema 51 Orientaciones para planificar con el programa de estudio 65 Anexos: Anexo 1: Objetivos Fundamentales por Semestre y Unidad. 71 Anexo 2: Contenidos Mínimos Obligatorios por semestre y unidad. 72 Anexo 3: Relación entre Aprendizajes Esperados, Objetivos 74 Fundamentales (OF) y Contenidos Mínimos Obligatorios (CMO). 2

3 PRESENTACIÓN El presente programa de estudio ha sido diseñado con el propósito de apoyar a las profesoras y profesores en la realización de una enseñanza orientada al logro de los Objetivos Fundamentales definidos en la actualización curricular de Educación Básica y Media del año Los programas de estudio son un instrumento curricular que busca orientar el trabajo pedagógico que realizan los docentes, y se caracterizan por ser un material flexible y adaptable a los diferentes contextos educativos. Respecto a los programas anteriores del, los presentes contienen algunas innovaciones que buscan responder a la opinión y sugerencias de los docentes, recogidas principalmente a través de estudios de seguimiento a la implementación curricular 2 : - Se organizan en semestres y en unidades dentro del semestre. - Muestran la relación entre el programa y los demás instrumentos curriculares. - Presentan un cuadro sinóptico de aprendizajes esperados, que permite tener una visión global de la organización propuesta para el año y de los aprendizajes a lograr. 1 Decretos Supremos 254 y 256 de Desde la implementación de la reforma curricular, el Ministerio ha realizado estudios de seguimiento con diversos propósitos. Entre ellos se pueden citar: estudio de cobertura curricular, estudio de uso de los programas y los textos escolares, estudio de evaluación de aula, estudio cualitativo a través de grupos focales para conocer la opinión de los docentes sobre los programas de segundo ciclo básico. Información disponible en: - Desarrollan el enfoque didáctico y evaluativo del programa. - Definen indicadores para los aprendizajes esperados de cada unidad, que precisan el alcance de estos y apoyan su evaluación. - Proveen, para cada unidad, un ejemplo de experiencia de aprendizaje desarrollado en detalle. - Proponen, para cada unidad, una tarea de evaluación que puede corresponder a una actividad completa o a un desafío que puede incluirse como ítem de una prueba, con sus respectivos criterios para evaluarlas. - Promueven el uso de estos programas en relación a los mapas de progreso del aprendizaje 3, considerando a estos últimos como un referente para describir el crecimiento o mejoramiento del aprendizaje. - Ofrecen orientaciones generales para la planificación de la enseñanza y uso de estos programas de estudio. Se espera que estos programas puedan facilitar, por una parte, la tarea de planificación y evaluación y, por otra, contribuir al desarrollo de prácticas pedagógicas más desafiantes y pertinentes para los alumnos y alumnas, en concordancia con el Marco para la Buena Enseñanza. Los profesores y las profesoras tendrán la responsabilidad y el reto de nutrir esta información inicial, complementándola, enriqueciéndola y adecuándola sobre la base de sus saberes pedagógicos y didácticos y, a sus propios contextos educativos. Estas adecuaciones deben considerar ciertas decisiones estratégicas para un efectivo trabajo pedagógico, como son: la 3 Disponibles en 3

4 selección de aquellas estrategias didácticas desafiantes, la definición de los procedimientos para realizar la evaluación de los aprendizajes y la comunicación de sus avances y resultados, la selección de los recursos didácticos, el uso de los textos escolares, la planificación concreta de los aprendizajes y actividades, entre otros muchos factores que contempla la operacionalización curricular y que se describen en el Marco recién señalado 4. Se espera que este material contribuya a implementar los Objetivos Fundamentales, estimulando el trabajo cooperativo entre los docentes del establecimiento, fortaleciendo la observación y el análisis de los aprendizajes, y promoviendo una enseñanza desafiante y vinculada a las necesidades y fortalezas de los alumnos y alumnas. De este modo, se espera que los programas sean una invitación abierta y flexible para el trabajo individual y colectivo entre docentes, que contribuya a crear oportunidades de aprendizaje que permitan desarrollar al máximo las potencialidades de cada estudiante. 4 El Marco para la Buena Enseñanza se encuentra disponible en 4

5 CARACTERÍSTICAS DEL PROGRAMA DE ESTUDIO I. ESTRUCTURA Y COMPONENTES Este programa, como todos los programas de estudio elaborados por el, está articulado en torno a aprendizajes esperados. Los aprendizajes esperados son expectativas de logro que se estima son alcanzables en períodos de tiempo acotados (un semestre o una unidad) dentro de un año escolar. El conjunto de aprendizajes esperados de un año da cuenta de los Objetivos Fundamentales del nivel. Al igual que los programas anteriores, los nuevos programas de estudio proponen una organización didáctica del año escolar que se expresa en una secuencia pedagógica, aprendizajes esperados, y en orientaciones metodológicas y sugerencias de evaluación para apoyar la planificación de la enseñanza y el trabajo docente de aula. No obstante, presentan algunas innovaciones que se describen a continuación: 1. Capítulo de Fundamentos El programa incorpora un capítulo de fundamentos que expone su enfoque didáctico y evaluativo, y las oportunidades para trabajar los Objetivos Fundamentales Transversales, entregando orientaciones para realizar una enseñanza coherente con los propósitos formativos del sector y los Objetivos Fundamentales del nivel. En este capítulo se desarrolla con detenimiento el enfoque evaluativo que es común a todos los programas de estudio, y se explica cómo estos se pueden articular con los mapas de progreso del aprendizaje. Estas orientaciones han sido elaboradas de acuerdo con el enfoque de evaluación para el aprendizaje, que considera que el proceso de evaluación es parte constitutiva de la enseñanza y una oportunidad para promover aprendizajes. 2. Organización del año Una novedad importante de estos programas es que se estructuran en semestres, para facilitar la articulación de esta propuesta con la organización del tiempo escolar. Cada semestre se organiza en unidades, que constituyen agrupaciones de aprendizajes en torno a un tema o habilidad que les da sentido, y que tienen una duración acotada, aproximadamente de un mes o mes y medio de tiempo. La secuencia que se propone entre semestres y unidades, ha sido diseñada considerando que los estudiantes avanzan gradualmente en su aprendizaje, y que durante el primer semestre deben abordarse aquellos conocimientos y habilidades que son la base para el logro de los aprendizajes propuestos en el segundo semestre. No obstante lo anterior, y de acuerdo con la naturaleza de las unidades que se proponen, cada docente puede realizar 5

6 modificaciones a esta secuencia si lo considera pertinente. Para tener una visión global de la organización anual se presentan los Objetivos Fundamentales y Contenidos Mínimos para el nivel, y un cuadro sinóptico, que muestra los aprendizajes esperados del año distribuidos temporalmente en semestres y unidades. 3. Componentes de cada Unidad. Cada unidad se estructura según los siguientes componentes: a) Aprendizajes esperados e indicadores: Cada unidad se organiza en torno a un conjunto de aprendizajes esperados relacionados entre si. Los aprendizajes esperados corresponden a aquellos conocimientos, habilidades y actitudes que se espera que cada estudiante logre durante dicho período de trabajo. Son el norte de la enseñanza y en base a ellos se desarrollan los demás componentes de la unidad. Para observar los aprendizajes esperados y precisar su alcance, para cada uno de ellos se han definido indicadores, que representan sus componentes constitutivos puntuales. Los indicadores se pueden utilizar de múltiples formas, como recurso para analizar los trabajos de los alumnos y alumnas y como guía para clarificar la extensión y profundidad de los aprendizajes esperados. b) Ejemplos de experiencias de aprendizaje: A diferencia de los programas anteriores, que presentaban actividades genéricas y ejemplos de actividad, estos programas ofrecen ejemplos de experiencias de aprendizaje. Estas constituyen situaciones pedagógicas que contemplan una o más etapas de realización, y que están diseñadas para conducir al logro de determinados aprendizajes esperados. Las experiencias de aprendizaje se organizan considerando actividades de inicio, desarrollo y cierre. Las experiencias sugeridas son ejemplos que orientan sobre cómo abordar determinados aprendizajes esperados. Contienen indicaciones al docente que orientan sobre el tratamiento de los contenidos para el logro de los aprendizajes, y muestran oportunidades para abordar los OFT y realizar una evaluación formativa durante la experiencia. Se ha considerado importante que las experiencias de aprendizaje sean detalladas y con orientaciones claras para el desempeño en el aula. En vez de múltiples ideas de actividades, se ha privilegiado esta vez ofrecer unos pocos modelos, pero desarrollados de forma más completa, que sirvan como referencia para que cada docente elabore nuevas actividades que recojan su propia experiencia y sean adecuadas a su realidad. Por tal razón, es importante destacar que las experiencias de aprendizaje no abordan el total de aprendizajes esperados de la unidad, por el contrario para dar cuenta de todos los aprendizajes, el profesor o profesora debe diseñar sus propias actividades, adecuadas a su contexto educativo, su experiencia y los recursos con que cuenta. Para la construcción de las experiencias de aprendizaje se han considerado los siguientes criterios, comunes para todos los sectores, y que los profesores 6

7 o profesoras pueden aplicar en la construcción de sus propios ejemplos: - Coherencia con los aprendizajes esperados de cada semestre, los objetivos fundamentales transversales, el enfoque curricular del sector y las orientaciones didácticas del programa. - Énfasis en el desarrollo de habilidades cognitivas que exigen elaboración por parte del alumno o alumna, tales como: investigación, comunicación, resolución de problemas, análisis, interpretación y síntesis. - Pertinencia con la edad e intereses de los alumnos y alumnas, y desafiantes en términos cognitivos. - Variedad, en cuanto a metodología y recursos didácticos, considerando estrategias centradas en el estudiante y en el docente, trabajo individual y grupal, y recursos diversos que estén a disposición de la mayoría de los establecimientos del país (textos escolares, software, guías didácticas, Internet, etc.). - Resguardo en cuanto a sesgo cultural, socioeconómico o de género. c) Sugerencias de evaluación: Luego de las experiencias de aprendizaje, se presentan sugerencias de evaluación que orientan sobre cómo observar el aprendizaje de los alumnos y alumnas. Son ejemplos específicos que tienen la forma de actividades, tareas o buenas preguntas que permitan poner en evidencia el logro de los aprendizajes. Al igual que en el caso de las experiencias de aprendizaje, las sugerencias de evaluación no son exhaustivas y no abordan todos los aprendizajes esperados de la unidad. Se busca que sirvan como modelo para que cada docente o equipo de trabajo diseñe nuevas actividades de evaluación. Para su construcción, se han considerado los siguientes criterios, comunes para todos los sectores, y que los docentes pueden aplicar en la construcción de sus propios ejemplos: - Coherencia con los aprendizajes esperados de cada semestre, los objetivos fundamentales transversales, el enfoque curricular del sector y las orientaciones didácticas del programa. - Coherencia con el enfoque de evaluación para el aprendizaje. - Variedad, permitiendo que los estudiantes expresen sus aprendizajes a través de distintos tipos de desempeños. - Énfasis en habilidades cognitivas que exigen elaboración por parte del alumno o alumna. - Énfasis en situaciones y preguntas que permitan a los estudiantes mostrar diversos niveles de desempeño. - Interesantes y desafiantes para los alumnos y alumnas, considerando temáticas y estrategias pertinentes con la edad de los niños y niñas o jóvenes del nivel. - Entrega de información individual aunque la tarea sea grupal. - Resguardo en cuanto a sesgo cultural, socioeconómico o de género. 4. Anexos Para quienes se interesen por conocer la forma en que se han considerado los Objetivos Fundamentales (OF) y Contenidos Mínimos Obligatorios (CMO) de los Marcos Curriculares, en los anexos se incluyen tres cuadros: el 7

8 primero muestra en qué semestre y unidad se abordan los distintos OF; el segundo muestra en qué semestre y unidad se abordan los CMO; y, finalmente, se presenta un cuadro que detalla para cada aprendizaje esperado los OF y CMO que lo originan. ESQUEMA GRÁFICO DE LA ESTRUCTURA Y COMPONENTES DEL PROGRAMA CAPÍTULO FUNDAMENTOS Orientaciones didácticas para el sector y nivel Orientaciones sobre la evaluación Oportunidades para trabajar los OFT VISIÓN GLOBAL DEL AÑO ESCOLAR Objetivos Fundamentales del sector y nivel Contenidos Mínimos Obligatorios del sector y nivel Cuadro sinóptico con Aprendizajes esperados por semestre y unidad SEMESTRE 1 SEMESTRE 2 Unidad 1 Unidad 2 Aprendizajes Esperados Indicadores Ejemplos de Experiencia de Aprendizaje Indicaciones al docente Oportunidades de evaluación OFT Ejemplos de tareas de evaluación ANEXOS 8

9 II. INSTRUMENTOS CURRICULARES Los programas de estudio forman parte de un conjunto de instrumentos curriculares que el Ministerio de Educación pone a disposición de los docentes, directivos y sostenedores para apoyar la implementación del currículum. Los marcos curriculares de Objetivos Fundamentales y Contenidos Mínimos Obligatorios definen el aprendizaje que se espera que todos los alumnos y alumnas del país desarrollen a lo largo de su trayectoria escolar. Tienen un carácter obligatorio y son el referente en base al cual se construyen los planes de estudio, los programas de estudio, los mapas de progreso, los textos escolares y se elaboran las pruebas SIMCE. Los Planes de estudio definen la organización del tiempo de cada nivel escolar. Consignan las actividades curriculares que los alumnos y alumnas deben cursar y el tiempo semanal que se les dedica. Los Programas de estudio entregan una organización didáctica del año escolar para el logro de los Objetivos Fundamentales definidos en los marcos curriculares. En los programas de estudio del se definen aprendizajes esperados, por semestre o por unidades, que corresponden a objetivos de aprendizajes acotados en el tiempo. Se ofrecen además, ejemplos de actividades de enseñanza y orientaciones metodológicas y de evaluación para apoyar el trabajo docente de aula. Estos ejemplos y orientaciones tienen un carácter flexible y general para que puedan adaptarse a las diversas realidades de los establecimientos educacionales. Los Mapas de Progreso describen el crecimiento típico de las competencias consideradas fundamentales en la formación de los estudiantes dentro de cada sector curricular, y constituyen un marco de referencia para observar y evaluar el aprendizaje promovido por el curriculum nacional. Los mapas describen en 7 niveles de progreso las competencias señaladas, en palabras y con ejemplos de desempeño y trabajos de alumnos y alumnas ilustrativos de cada nivel. Los Niveles de logro del SIMCE son descripciones de los desempeños que exhiben los alumnos y alumnas en los sectores curriculares evaluados por el SIMCE al final de cada ciclo escolar. Los niveles de logro se han construido en base a los desempeños efectivos de los alumnos y alumnas en la prueba, en relación a los Objetivos Fundamentales del marco curricular y las competencias descritas en los Mapas de Progreso. Los Textos Escolares desarrollan los Contenidos Mínimos Obligatorios definidos en los marcos curriculares para apoyar el trabajo de los alumnos y alumnas en el aula y fuera de ella, y les entregan explicaciones y actividades para favorecer su aprendizaje y su autoevaluación. Para los profesores y profesoras, los textos constituyen una propuesta metodológica para apoyar la implementación del currículum en el aula, y los orientan sobre la extensión y profundidad con que pueden ser abordados los contenidos del marco curricular. 9

10 INSTRUMENTOS CURRICULARES CURRICULUM NACIONAL Marcos Curriculares Definen el aprendizaje que se espera que todos los alumnos y alumnas del país desarrollen a lo largo de su trayectoria escolar. APOYOS A LA IMPLEMENTACIÓN Planes de Estudio Programas de estudio Textos escolares Definen la organización del tiempo de cada nivel escolar. Entregan una organización didáctica del año escolar para el logro de los Objetivos Fundamentales definidos en los marcos curriculares. Desarrollan los contenidos definidos en los marcos curriculares para apoyar el trabajo de los alumnos y alumnas en el aula y fuera de ella. REFERENTES PARA LA EVALUACIÓN Mapas de progreso Describen el crecimiento de las competencias consideradas fundamentales en la formación de los estudiantes y constituyen un marco de referencia para observar y evaluar el aprendizaje promovido por los marcos curriculares. Niveles de logro Describen los desempeños que exhiben los alumnos y alumnas en los sectores curriculares que al final de cada ciclo escolar evalúa el SIMCE 10

11 III. RELACIÓN ENTRE OBJETIVOS FUNDAMENTALES, APRENDIZAJES ESPERADOS Y NIVELES DE LOS MAPAS DE PROGRESO Una pregunta frecuente de las profesoras y los profesores es por la relación que existe entre los Objetivos Fundamentales de los marcos curriculares, los aprendizajes esperados e indicadores de los programas de estudio, y los niveles y ejemplos de desempeño de los mapas de progreso del aprendizaje. La respuesta es simple, se trata de descripciones del aprendizaje con distinto grado de detalle, y que tienen distintos usos que son complementarios. Los Objetivos Fundamentales (OF) corresponden a los conocimientos, habilidades y actitudes que se espera que los alumnos y alumnas aprendan año a año. Los OF van acompañados de Contenidos Mínimos Obligatorios (CMO), que definen con mayor detalle los conocimientos, habilidades y actitudes que se debe enseñar para que los alumnos y alumnas puedan lograr los objetivos de aprendizaje. Aunque se sabe que no todos los alumnos y alumnas logran los objetivos de un año determinado, los OF ofrecen un organización que ordena el sistema escolar nacional. Considerando la diversidad en el crecimiento del aprendizaje, los mapas de progreso están asociados a una expectativa, que corresponde a dos años de escolaridad. Por ejemplo, el nivel 1 corresponde al logro que se espera para la mayoría de los niños y niñas al término de Segundo Básico; el nivel 2 corresponde al término de Cuarto Básico, y así sucesivamente. El nivel 7 describe el aprendizaje de un alumno o alumna que al egresar de la Educación Media es sobresaliente, es decir, va más allá de la expectativa para Cuarto Medio, que describe el nivel 6 en cada mapa. Los mapas describen competencias, es decir desempeños de los alumnos y alumnas que articulan conocimientos, habilidades y actitudes. Los ejemplos de desempeño de los mapas ilustran el tipo de actividades que los alumnos y alumnas realizan cuando tienen logrado el nivel de aprendizaje o competencia descrita, son ejemplos que ayudan a visualizar la complejidad o exigencia del nivel. Son una selección no exhaustiva que podría incluir otras evidencias del aprendizaje. El mapa de progreso es la descripción más gruesa: en siete niveles, y en una página, describe la trayectoria de los estudiantes en los 12 años de escolaridad obligatoria en un ámbito o dominio relevante del sector. Se trata de un continuo que los estudiantes recorren a diferentes ritmos, y por ello, no corresponden exactamente a lo que todos los alumnos logran en un determinado grado escolar. Como herramienta cotidiana orientan sobre la expectativa nacional y le ofrecen un marco global para conocer cómo crece el aprendizaje y observar el progreso de sus alumnos y alumnas 5. Los mapas se han elaborado asumiendo 5 En la página web del se encuentra disponible el documento Orientaciones para el uso de los Mapas de Progreso del Aprendizaje y otros materiales que buscan apoyar el trabajo con los mapas ( 11

12 que en un mismo curso los alumnos y alumnas muestran distintos niveles de logro, y que una pedagogía para ser efectiva, debe responder a esta diversidad. Los aprendizajes esperados de los programas de estudio son más puntuales. Corresponden a conocimientos, habilidades y actitudes que se logran en semestres y unidades acotadas en el tiempo. El conjunto de aprendizajes esperados de un año da cuenta de los Objetivos Fundamentales de los marcos curriculares. Los indicadores de los aprendizajes esperados son sus elementos constitutivos. A diferencia de los ejemplos de desempeño de los mapas, pretenden ser exhaustivos, y se han elaborado para observar el logro del aprendizaje esperado que describen. Estas relaciones se ilustran en el cuadro que sigue: 12

13 Marco Curricular Objetivo Fundamental 1º medio Analizar la dependencia entre organismos respecto a los flujos de materia y energía en un ecosistema, en especial, la función de los organismos autótrofos y la relación entre los eslabones de las tramas y cadenas tróficas con la energía y las sustancias químicas nocivas. Programa de estudio Semestre 1 Aprendizaje esperado 1 Aprendizaje esperado 2 Aprendizaje esperado 3 Aprendizaje esperado 4 Aprendizaje esperado: Comprende las relaciones de dependencia entre organismos en un ecosistema respecto a los flujos de materia y energía. Semestre 2 Aprendizaje esperado 1 Aprendizaje esperado 2 Aprendizaje esperado 3 Aprendizaje esperado 4 Indicadores: a. Diferencia los mecanismos de incorporación de materia y energía en organismos heterótrofos (microorganismos y animales) y autótrofos (plantas, algas y microorganismos). b. Explica qué representan las pirámides de materia y energía, y su utilidad para describir los flujos de materia y energía en el ecosistema. c. Explica el proceso de transferencia de energía entre un nivel trófico y otro, en términos de su eficiencia. d. Explica que las leyes de Lavoisier se aplican a los flujos de materia y energía en los ecosistemas. Mapa de progreso de Organismos, ambiente y sus interacciones Nivel 7 Evalúa críticamente las relaciones entre Nivel 6 Comprende cómo afectan a la biosfera Nivel 5 Comprende que los ecosistemas se interconectan en la biosfera en base a flujos de materia y energía que pueden ser cuantificados. Reconoce los atributos básicos de las poblaciones y comunidades, determinando los factores que condicionan su distribución. Reconoce los efectos de la actividad humana en la biodiversidad y en el equilibrio de los ecosistemas. Describe problemas, hipótesis, procedimientos experimentales y conclusiones en investigaciones científicas clásicas, relacionándolas con su contexto socio-histórico. Interpreta y explica las tendencias de un conjunto de datos empíricos propios o de otras fuentes en términos de los conceptos en juego o de las hipótesis que ellos apoyan o refutan. Reconoce las limitaciones y utilidad de modelos y teorías como representaciones científicas de la realidad. Nivel 4 Comprende las características básicas de Nivel 3 Comprende que en la biosfera los organismos Nivel 2 Comprende el hábitat como un espacio Nivel 1 Reconoce condiciones del ambiente favorables 13

14 FUNDAMENTOS DEL PROGRAMA DE ESTUDIO I. ORIENTACIONES DIDÁCTICAS PARA EL PROGRAMA DE BIOLOGÍA, 1º AÑO MEDIO El sector Biología tiene como propósito que los y las estudiantes desarrollen una comprensión del mundo natural y tecnológico, que los ayude a interesarse y entender su entorno, a ser reflexivos y críticos en relación al conocimiento y las tecnologías. Se busca que los y las estudiantes sean capaces de plantear preguntas y sacar conclusiones basadas en evidencias, tomar decisiones informadas sobre el cuidado del ambiente y la salud de sí mismos y de otros, e involucrarse en asuntos científicos y tecnológicos de interés público. En efecto, la necesidad de una formación científica básica de toda la ciudadanía, es particularmente relevante por las siguientes razones: - El valor formativo intrínseco del entusiasmo, el asombro y la satisfacción personal que puede provenir de entender y aprender acerca de la naturaleza, los seres vivos y la diversidad de aplicaciones tecnológicas que nos sirven en nuestra vida cotidiana. - Las formas de pensamiento típicas de la búsqueda científica son crecientemente demandadas en contextos personales, de trabajo y socio-políticos de la vida contemporánea. - El conocimiento científico contribuye a una actitud de respeto y cuidado hacia el mundo natural, como sistema de soporte de la vida. - La formación en ciencias permite fortalecer una actitud informada y critica frente a los cambios crecientes en materia de ciencia y tecnología y su impacto en la sociedad. La formación en ciencias en el sistema escolar consiste entonces en el desarrollo de un conjunto integrado de elementos que incluye: el aprendizaje de conceptos y la construcción de modelos; el desarrollo de habilidades cognitivas y de razonamiento científico; el desarrollo de habilidades experimentales y de resolución de problemas; el desarrollo de actitudes y valores; y la construcción de una imagen de la ciencia. De acuerdo a los fundamentos del sector, descritos en el marco curricular, el currículum del sector promueve la enseñanza y el aprendizaje de conceptos y habilidades de pensamiento científico de manera integrada. Los conceptos incluyendo, teorías, modelos y leyes se refieren a aquellos que son claves para entender el mundo natural, sus fenómenos más importantes y las transformaciones que ha experimentado mediante la actividad humana. Desde esta perspectiva, este currículum no prioriza el aprendizaje de un acervo extenso de contenidos cada vez más especializados, sino por el contrario, 14

15 se concentra en aquellos conceptos y modelos teóricos fundamentales, que constituyen una base para que nuevos conocimientos puedan ser construidos. Desde esta perspectiva, se considera que el desarrollo de las habilidades de pensamiento científico requiere que los alumnos y alumnas se involucren, en ciertos casos, en ciclos completos de investigación empírica, desde formular una pregunta o hipótesis y obtener datos, hasta sacar las respectivas conclusiones. Sin embargo, también considera que los alumnos y alumnas pueden poner en juego sus habilidades de pensamiento científico fuera de un contexto de investigación empírica, por ejemplo, al reconocer que las explicaciones científicas vienen en parte de lo que se observa y en parte de lo que se interpreta de las observaciones. Las habilidades de pensamiento científico se ponen en juego y se desarrollan, además, cuando los y las estudiantes tienen la oportunidad de conocer y analizar otras investigaciones desarrolladas por científicos. Cabe destacar que el aprendizaje de conceptos y habilidades de pensamiento científico supone el desarrollo de determinadas actitudes como propósito del currículum del sector. En el marco curricular estas actitudes y valores están expresadas tanto en los Objetivos Fundamentales y Contenidos Mínimos del sector, las más específicas de ciencias; como en los Objetivos Fundamentales Transversales, las que son generales a todo el currículum. En este programa se desarrollan de modo integrado las actitudes y valores específicos y generales del currículum, y se destaca en las experiencias de aprendizaje con recuadros para el docente las oportunidades para abordarlas. Las habilidades de pensamiento científico de 1 medio en el subsector de biología están orientadas hacia la descripción de investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con los conocimientos del nivel. Incluyen además la organización e interpretación de datos, la formulación de explicaciones, la valoración del desarrollo histórico de conceptos y teorías, y la comprensión de la importancia de las teorías e hipótesis en la investigación científica. De este modo, el aprendizaje es puesto en juego en un contexto donde las habilidades de pensamiento científico continúan progresando en complejidad a lo largo de los años escolares, en forma concomitante a la profundización de los contenidos disciplinarios sobre los que operan. Así, el aprendizaje de formas de razonamiento y de saber-hacer, no se desarrollan en un vacío conceptual, por el contrario, se abordan estrechamente conectadas a los contenidos conceptuales y a sus contextos de aplicación. Implicancias didácticas El currículum del sector, y los correspondientes programas de estudio, constituyen una selección de conceptos y procesos científicos relevantes derivados de las respectivas disciplinas de las ciencias. Su organización y secuenciación pretende facilitar al docente el proceso de transformación de los conocimientos científicos en un saber enseñable, considerando los conocimientos previos que poseen los y las estudiantes. Un gran desafío para el o la docente tiene que ver con la diversidad de estilos y de niveles de aprendizaje de los alumnos y alumnas de un mismo curso. Este hecho, conocido por los profesores y profesoras, ha cobrado una importancia creciente en las actuales teorías sobre el aprendizaje, que destacan reiteradamente que los nuevos 15

16 aprendizajes son construidos por los sujetos a partir de sus conocimientos y experiencias previos. En este contexto, se recomienda a los y las docentes iniciar cada unidad pedagógica considerando un espacio educativo para conocer los diferentes niveles de aprendizaje y conocimientos previos de los y las estudiantes en relación con los aprendizajes esperados del programa. La información recogida le permitirá establecer un dialogo entre los nuevos conocimientos y los conocimientos previos de los alumnos y alumnas, reforzar aquellos aspectos que considere débiles, y conformar grupos de trabajo flexibles y mixtos según niveles de aprendizaje, para que el curso se apoye entre sí. Este programa de estudio considera en su organización unidades didácticas de acuerdo a los ejes disciplinarios planteados en el currículum. En cada una de estas unidades se propone un ejemplo de experiencia de aprendizaje, como apoyo a la labor docente en el proceso de enseñanza-aprendizaje en el aula. Estos ejemplos de experiencias de aprendizaje tienen una duración de dos a cuatro clases de dos horas pedagógicas, en la mayoría de los casos. Las clases tienen un orden secuencial, de tal modo que los conocimientos, habilidades y actitudes declarados en los aprendizajes esperados se desarrollen paulatinamente a través de ellas. La estructura de cada clase también ayuda al desarrollo de los aprendizajes esperados. Así, cada clase considera una etapa de inicio, en donde se pretende despertar la atención y el interés del alumnado por los aprendizajes que se espera desarrollen. Se establece en esta etapa la consideración de las ideas previas de los estudiantes, tratando de explorar sus conocimientos, comprensiones y concepciones respecto de los saberes en juego. Luego se considera una etapa de desarrollo, la que profundiza las situaciones planteadas en la etapa inicial e involucra la resolución y/o construcción de problemas y situaciones que implican el uso de principios, teorías y conceptos que permiten explicar los fenómenos en estudio. Para esto, se incluyen diversos recursos didácticos, tales como lecturas, experimentos, material audiovisual e informático, materiales de tipo técnico e histórico, salidas de campo, etc. Finalmente se plantea un cierre, en donde se realiza una síntesis de la experiencia y su relación con los aprendizajes esperados propuestos inicialmente y con las ideas previas de los y las estudiantes. Adicionalmente, las unidades presentan sugerencias para la evaluación de algunos aprendizajes esperados de cada unidad, los cuales pueden o no corresponder a aquellos abordados en la experiencia de aprendizaje. Tienen un valor de modelo o ejemplo y no agotan los requerimientos evaluativos de la unidad. Por medio de estas sugerencias se entregan orientaciones para monitorear los logros de los estudiantes, siempre en referencia a los aprendizajes esperados. Se trata de tareas o escenarios de evaluación para ser usados con propósitos principalmente formativos o sumativos. Por medio de ellos se proponen diversas herramientas de evaluación, tales como rúbricas de corrección, escalas de apreciación, criterios de evaluación, entre otras. La inclusión de estas herramientas tiene por finalidad no solo ayudar al profesor a construir un juicio evaluativo enriquecido, sino también proveer de recursos para la retroalimentación de los y las estudiantes, respecto de sus logros. Por ejemplo, las mismas rúbricas aplicadas en la corrección de un trabajo, sirven para informar a un alumno o alumna de su estado de avance de un aprendizaje. Asimismo, las sugerencias de evaluación están diseñadas para que la información evaluativa que se obtenga de ellas, contribuya también a la retroalimentación del propio docente, respecto de los puntos fuertes y débiles de su 16

17 práctica pedagógica. La retroalimentación entonces alimenta el diseño y rediseño de planificaciones en función de la mejora los logros obtenidos con los estudiantes, así como de la reflexión sobre las metodologías y estrategias didácticas utilizadas en el trabajo en el aula. Cabe señalar que el o la docente tiene otras oportunidades de conocer el nivel de logro de los aprendizajes esperados, durante el transcurso de las mismas experiencias de aprendizaje que ofrece a sus alumnos y alumnas, pues en ellas los alumnos y alumnas deben ser invitados permanente a entregar evidencias de la comprensión que están teniendo de los fenómenos, conceptos, principios, etc., en estudio. Las experiencias de aprendizaje sugeridas en este programa son solo ejemplos que ilustran una secuencia pedagógica. El o la docente evaluará en qué medida se adecuan a las características de su curso para determinar si las aplica, y si las aplica tal como se presentan o con las variaciones que estime pertinentes. Estas experiencias no agotan los aprendizajes esperados del programa, por ende los profesores y profesoras deberán desarrollar otras. Para ello, se recomienda que contemplen en las actividades a desarrollar aspectos tales como: el intercambio de ideas con los pares; diversas formas de comunicar lo aprendido, oralmente y por escrito; el desarrollo de representaciones de fenómenos, la conducción de investigaciones y la resolución de problemas. En todas ellas, la verbalización de las ideas de los y las estudiantes, sus justificaciones y aproximaciones sucesivas a lo nuevo, juega un rol destacado. El o la docente debe dar oportunidades para que los alumnos y alumnas vayan exponiendo sin temor sus preconcepciones y teorías implícitas, y las vayan contrastando con la argumentación que sostiene al conocimiento científico sobre el tema en estudio, con el grado de complejidad que corresponde al nivel. En relación a las actividades de resolución de problemas, es conveniente estimular que los y las estudiantes se enfrenten a auténticas situaciones problemas, escogidas de tal manera que puedan resolverlas a la vez que desarrollan su lenguaje y las experiencias que le proporcionan evidencias. De esta forma se caracterizan las situaciones problemas como aquellas situaciones que plantean dificultades para las que no se poseen soluciones predeterminadas o hechas; por tanto un problema, es una situación que pide una solución para la cual los individuos implicados no conocen medios o caminos evidentes para obtenerla. El aprendizaje de habilidades de pensamiento científico, en este nivel como en otros, no ocurrirá a menos que el o la docente disponga oportunidades para ello de manera intencionada y sistemática, y monitoree su logro a través del año escolar. Así, por ejemplo, la identificación de patrones y tendencias en los datos, es un aprendizaje que requiere poner a los y las estudiantes en contacto, en reiteradas oportunidades, con datos sobre temas significativos del nivel y estimularlos a pronunciarse sobre los mismos, las regularidades y tendencias que observan, y chequear con ellos en qué medida los datos mismos sostienen o no la interpretación de los estudiantes. Dado que en el currículum del sector de Biología, el desarrollo de habilidades de pensamiento científico es tan importante como el aprendizaje de conceptos y modelos, es posible que las actividades de aprendizaje que el docente tenga que poner en práctica se alejen de una clase convencional de tiza y pizarrón. En el esfuerzo por desarrollar 17

18 clases innovadoras es importante resguardar que no se pierda el foco en el aprendizaje que se busca desarrollar, ocurre a veces que se diseñan actividades muy sofisticadas donde el medio pasa a ser más importante que el fin que se persigue. Por ello, en toda clase de ciencias el o la docente no puede perder de vista ciertos principios básicos de organización de toda buena clase, tales como una secuencia ordenada con inicio, desarrollo, cierre; claridad de los objetivos de la clase en función del (los) aprendizaje(s) esperado(s) que se buscan; oportunidad para aclarar dudas de los estudiantes; oportunidad para ejercitar y perseverar en el logro del aprendizaje buscado. Organización El programa de estudio de primer año medio en el subsector de biología, ha sido organizado en dos semestres, cada uno con una unidad, que comprenden los ejes temáticos de Estructura y función de los seres vivos y, Organismo, ambiente y sus interacciones. Las unidades propuestas y su secuencia es la siguiente: Unidad Eje Estructura y función de la célula Estructura y función de los seres vivos Flujos de materia y energía en el ecosistema Organismo, ambiente y sus interacciones Para dar un sentido de progresión al ordenamiento semestral propuesto, se debe tener presente que los contenidos y habilidades de pensamiento científico que serán trabajadas en el subsector de biología de enseñanza media requieren como base el estudio de diversas temáticas que han sido abordadas en los distintos niveles del segundo ciclo de enseñanza básica y, en particular, en 8 básico. Desde esta perspectiva, es importante recordar que los alumnos y alumnas han estudiado, entre otros temas: la célula como unidad común a la organización, estructura y funcionamiento de los seres vivos, los procesos de obtención y eliminación de nutrientes a nivel celular y su relación con el funcionamiento integrado de algunos sistemas de órganos, la circulación de materia y energía a través de cadenas y tramas tróficas y los factores que las afectan. Además, estos contenidos se abordaron integrados con las habilidades de pensamiento científico propias del nivel tales como: obtención de evidencia a partir de investigaciones simples, identificación de patrones y tendencias, distinción entre datos de una observación e interpretación de los mismos, y la formulación de explicaciones y predicciones de los fenómenos en estudio. En Primero Medio se da inicio al año escolar con la unidad Estructura y función de la célula que desarrolla una visión más profunda de los conceptos y habilidades desarrollados en 8 básico. Se estudia la célula como unidad funcional y estructural de los seres vivos, sus diferencias en la compartamentalización entre células primitivas (procariontes) y células modernas (eucariontes) y la especialización de cada uno de los organelos celulares en cuánto a la función que desempeñan en el metabolismo celular. Se profundiza hasta el nivel molecular de la célula, abordando las características estructurales y funcionales que cumplen en la célula las principales moléculas orgánicas (Carbohidratos, Proteínas, Lípidos, Ácidos nucleicos) que componen la materia viva. 18

19 Estos conceptos se integran con habilidades de pensamiento científico referidas a la identificación de problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones, en investigaciones científicas clásicas relativas a la teoría celular. En este contexto se hace alusión a destacados investigadores tales como Hooke, Schwann, y Schleinden, así como a la descripción de los procedimientos experimentales y las conclusiones trabajadas por Singer y Nicolson sobre el modelo del mosaico fluido. En el segundo semestre del año escolar se estudia la unidad Flujos de materia y energía en el ecosistema. Esta profundiza los temas trabajados en la enseñanza básica, desde una perspectiva cuantitativa y problemática. Por ejemplo, en fotosíntesis se estudia la ecuación de reacción, con sus productos y reactantes y las variaciones de producción primaria producto de la incidencia de factores de temperatura y humedad. A esto se agrega el estudio de los flujos de materia y energía en pirámides, en términos de su eficiencia energética. Finalmente, se analizan los efectos de las sustancias químicas nocivas sobre los eslabones de cadenas y tramas tróficas y la importancia de la protección de estos para el equilibrio de los ecosistemas. Estos conceptos son integrados con habilidades de pensamiento científico, tales como, organización e interpretación de datos, formulación de explicaciones a partir de los conceptos en estudio y su relación con teorías y leyes. En este contexto se analiza la aplicación de las leyes de Lavoisier a los flujos de materia y energía en el ecosistema. Aun cuando las unidades que comprenden el primer año de enseñanza media abordan temas que resultan cercanos y familiares, estas materias pueden ser percibidas por los estudiantes como arduas e inalcanzables si no se les introduce de forma fenomenológica. El punto de partida de una relación conceptual con la naturaleza es siempre la observación, y lo que más sorprende y entusiasma es lo inesperado en medio de lo cotidiano. La presentación que se hace en este documento se inspira en este principio, buscando en todo momento que se motive e interese al estudiante, llamándole la atención hacia los múltiples aspectos fascinantes e intrigantes que pueblan su experiencia diaria, de los cuales quizá no está consciente. Para que las materias de que trata este programa se integren bien al conocimiento del estudiante, es necesario que éste asuma un papel protagónico en el proceso de aprendizaje. El programa incluye sugerencias orientadas a este fin, esperando que el docente se ayude con ellas para orientar al estudiante y estimularlo a llevar a cabo sus propias experiencias en los temas que sean de su interés. Finalmente, como el programa pone el énfasis en la comprensión de los fenómenos de la vida diaria, las demostraciones prácticas que se sugieren están basadas en objetos y materiales habituales y simples, muchas veces ya disponibles o de fácil adquisición. 19

20 II. ORIENTACIONES PARA LA EVALUACIÓN EN LOS PROGRAMAS DE ESTUDIO. Un supuesto de los programas de estudio elaborados por el es que una evaluación que ayuda a mejorar el aprendizaje es un proceso planificado y articulado con la enseñanza, que ayuda a profesoras y profesores a reconocer qué han aprendido sus estudiantes, conocer sus fortalezas y debilidades y a partir de esto retroalimentar la enseñanza y el proceso de aprendizaje de los alumnos y alumnas. La información que proporcionan las evaluaciones, es útil para que los y las docentes en forma individual y en conjunto reflexionen sobre sus estrategias de enseñanza, identificando aquéllas que han resultado eficaces, las que puedan necesitar algunos ajustes y aquéllas que requieren de más trabajo con los alumnos y alumnas. Este programa de estudio cuenta con indicaciones para la evaluación que se señalan en el desarrollo de las experiencias de aprendizajes, además en cada unidad se ofrecen sugerencias para evaluar los aprendizajes de los alumnos y alumnas en situaciones y contextos desafiantes y variados. Ellas buscan orientar una práctica evaluativa coherente con los aprendizajes del currículum. Las sugerencias de evaluación que se incluyen en este programa no agotan las estrategias ni las oportunidades que cada profesor, profesora o equipo de docentes pueden utilizar para evaluar y calificar el desempeño de sus alumnos y alumnas. Por el contrario éstas deben ser complementadas con otras tareas y actividades de evaluación para obtener una visión completa y detallada del aprendizaje de sus estudiantes. De este modo, los docentes pueden recoger información relevante para observar el logro de aprendizaje de sus alumnos y alumnas durante el desarrollo de cada una de las unidades o semestres. A continuación se explica brevemente la lógica con que están construidas estas sugerencias y se dan orientaciones para su uso. 1) Qué se evalúa en las tareas y actividades de evaluación que propone este programa? Las tareas y actividades incluidas en el programa contribuyen a evaluar el desarrollo de determinados aprendizajes esperados de cada unidad o semestre. Y de este modo, observar el logro de los Objetivos Fundamentales definidos en el marco curricular para este nivel. Más que ayudar a evaluar si los y las estudiantes conocen algunos conceptos puntuales o saben utilizar determinados procedimientos específicos de forma aislada, proponen desafíos que requieren integrar conocimientos y habilidades establecidos en los aprendizajes esperados, en situaciones significativas para los y las estudiantes, a fin de lograr los propósitos formativos del sector. Para evaluar el logro de los aprendizajes esperados las tareas señalan los indicadores que se recomienda utilizar para analizar los desempeños de los alumnos y alumnas y construir el juicio evaluativo. Estos indicadores se pueden utilizar integrados en listas de 20

21 cotejo, rúbricas, como criterios de una pauta de observación o como criterios para asignar puntajes totales o parciales. 2) Qué características tienen las tareas y actividades de evaluación en este programa? Las tareas y actividades de evaluación que se presentan en este programa han sido elaboradas considerando los siguientes elementos como base: Ofrecen estímulos variados, como por ejemplo preguntas, desafíos o ítems, que en sí mismos, pueden constituirse en un escenario o instrumento de evaluación o integrarse a uno mayor complementado con otros estímulos. El conjunto de tareas y sugerencias de evaluación busca ilustrar una variedad de estímulos y situaciones oportunas para que los alumnos y alumnas se desempeñen y puedan dejar evidencias del logro de los aprendizajes esperados. Se desarrollan en situaciones que desafían a los estudiantes a poner en juego sus aprendizajes en forma integrada en contextos cotidianos potencialmente significativos. Presentan situaciones abiertas y que pueden ser resueltas de distintas maneras y con diferente grado de complejidad, para que los diversos estudiantes puedan resolverlas evidenciando sus distintos niveles de aprendizaje. Las tareas ofrecen orientaciones para analizar el desempeño de los alumnos y alumnas, utilizando los indicadores que dan cuenta del aprendizaje esperado que está siendo evaluado. El conjunto de tareas presenta diferentes formas de utilizar los indicadores, tales como listas de cotejo, rúbricas, y pautas de observación. Buscan ser eficientes en el sentido de entregar información relevante y abundante a partir de un estímulo sencillo. Son realizables en cualquier lugar del país y no involucran mayores costos de materiales y tiempo, buscando su mayor utilidad. Debido a que cada docente utiliza distintas estrategias y frecuencias para evaluar y calificar el desempeño de sus estudiantes, se recomienda que tengan en cuenta las consideraciones anteriores al elaborar otras tareas que complementen las que se presentan en este programa de estudio. 21

22 3) Cómo aprovechar mejor las tareas y actividades de evaluación que se proponen en el programa? Las sugerencias para la evaluación y las tareas que se presentan en el programa, adquieren su mayor potencial si los profesores y las profesoras tienen las siguientes consideraciones en su uso: - Informar a alumnos y alumnas sobre los aprendizajes que se evaluarán. Compartir con los alumnos y alumnas las expectativas de aprendizaje y los indicadores de evaluación que se aplicarán, favorece su logro, ya que así tienen claro que se espera de ellos y ellas. - Analizar los desempeños de sus alumnos y alumnas para fundar juicios evaluativos y retroalimentar la práctica pedagógica. Un análisis riguroso de los trabajos de los y las estudiantes en términos de sus fortalezas y debilidades, individuales y colectivas, ayuda a elaborar un juicio evaluativo más contundente sobre el aprendizaje de su grupo curso. El análisis de esta información es una oportunidad para la reflexión docente sobre las estrategias utilizadas en el proceso de enseñanza, y para tomar decisiones pedagógicas dirigidas a mejorar resultados durante el desarrollo de una unidad, de un semestre o al finalizar el año escolar y planificar el siguiente. - Retroalimentar a sus alumnos y alumnas sobre sus fortalezas y debilidades. La información que arrojan las evaluaciones es una oportunidad para involucrar a los alumnos y alumnas con sus aprendizajes y analizar sus estrategias de aprendizaje. Compartir esta información con los y las estudiantes en forma individual o grupal, es una ocasión para consolidar aprendizajes y orientarlos acerca de los pasos que deben seguir para avanzar. Este proceso reflexivo y metacognitivo de los alumnos y alumnas puede fortalecerse si se acompaña de procedimientos de autoevaluación y coevaluación, que los impulsen a revisar sus logros, identificando sus fortalezas y debilidades y revisando sus estrategias de aprendizaje. - Construir nuevas tareas que complementen las que aquí se presentan, de modo que se articulen con la propuesta pedagógica de los programas de estudio, sin dejar de lado las necesidades particulares de su curso. Utilizar otros instrumentos para evaluar, tales como pruebas escritas, guías de trabajo, informes, ensayos, entrevistas, debates, mapas conceptuales, informes de laboratorio, investigaciones, entre otros, ayudará a que los alumnos y alumnas cuenten con más oportunidades para que evidencien lo que han aprendido; y a que los y las docentes cuenten con mayor evidencia para inferir el logro de los aprendizajes esperados de cada unidad. - Planificar las evaluaciones. Para que la evaluación apoye el aprendizaje, es necesario contar con un plan que se diseñe en forma integrada con la planificación de la enseñanza. En este plan se debe especificar los procedimientos más pertinentes y las oportunidades en que se recolectará la información respecto al logro de los aprendizajes esperados, determinando las tareas que necesita construir y el mejor momento para aplicarlas para retroalimentar el proceso de aprendizaje. 22

23 - Analizar en el tiempo el mejoramiento del aprendizaje. Para observar los avances en el aprendizaje de los alumnos y alumnas y analizar comparativamente sus trabajos a través del tiempo, es necesario contar con criterios de evaluación estables que se refieran a los aspectos o dimensiones permanentes del aprendizaje del sector. Estos criterios pueden ser extraídos de los ejes y dimensiones descritos en los mapas de progreso del aprendizaje. 4) Cómo se pueden articular los Mapas de Progreso del Aprendizaje con la propuesta de evaluación de los programas de estudio? Tanto la propuesta de evaluación de los programas de estudio como los Mapas de Progreso 6 apuntan a hacer de la evaluación una instancia que ayude a lograr mejores aprendizajes, dando orientaciones sobre qué conocimientos, habilidades y actitudes son relevantes de evaluar y cómo observarlos en el desempeño de los y las estudiantes. Los Mapas de Progreso ponen a disposición de profesoras y profesores y de las escuelas de todo el país, un mismo referente para evaluar el logro de aprendizajes de los alumnos y alumnas, ubicándolos en un continuo de progreso. Para esto los mapas describen el desarrollo de las competencias propias de cada sector de aprendizaje a lo largo de toda la trayectoria escolar. Los Mapas de Progreso orientan la evaluación, acorde a la propuesta de los programas de estudio, en tanto permiten: Reconocer aquellos aspectos y dimensiones que son esenciales de evaluar e ir observando en el tiempo, los que están señalados en las introducciones de cada mapa de progreso del sector. Clarificar la expectativa de aprendizaje nacional, al conocer la descripción de cada nivel, sus ejemplos de desempeño y el trabajo concreto de estudiantes que ilustran esta expectativa. Contextualizar en una trayectoria formativa los aprendizajes esperados del programa de estudio, asociándolos y ubicándolos en relación a los niveles descritos en los mapas de progreso. Observar el desarrollo, progresión o crecimiento de las competencias de un alumno o alumna, al constatar cómo sus desempeños se van desplazando en el mapa. Analizar las fortalezas y debilidades de los logros de los alumnos y alumnas, en relación a la expectativa nacional descrita en los niveles de los mapas de progreso. Analizar la situación global del curso y la diversidad de logros, en relación a la expectativa nacional descrita en los niveles de los mapas de progreso. Contar con modelos de tareas y preguntas que permiten a cada alumno y alumna evidenciar sus aprendizajes. Cada profesor y profesora posee estrategias para evaluar y calificar el trabajo de sus estudiantes de acuerdo con las necesidades de cada curso y de su establecimiento. Por 6 Para ver los Mapas de Progreso de cada sector puede visitar la página web 23

24 esto, las tareas y sugerencias de evaluación que presenta este programa, en conjunto con los Mapas de Progreso, ayudan a la apropiación de los principios que posee una evaluación orientada a mejorar el aprendizaje. Estas sugerencias tomarán más sentido para cada profesor o profesora al trabajar con sus estudiantes las actividades sugeridas en el programa de estudio y en tanto conozcan y usen los Mapas de Progreso del Aprendizaje. 24

25 III. OPORTUNIDADES PARA EL DESARROLLO DE LOS OBJETIVOS FUNDAMENTALES TRANSVERSALES EN EL PROGRAMA LOS OBJETIVOS FUNDAMENTALES TRANSVERSALES (OFT) definen finalidades generales de la educación referidas al desarrollo personal y la formación ética e intelectual de alumnos y alumnas, y son un componente principal de la formación integral que promueve el currículum nacional. Tal como señalan los marcos curriculares, los OFT tienen un carácter comprensivo y general orientado al desarrollo personal, y a la conducta moral y social de los alumnos y alumnas, y deben perseguirse en las actividades educativas realizadas durante el proceso de la Educación General Básica y Media (2009, p.20). El marco curricular establece 5 ámbitos distintos de Objetivos Fundamentales Transversales: o Crecimiento y autoafirmación personal o Desarrollo del pensamiento o Formación ética o La persona y su entorno o Tecnologías de Información y Comunicación Para el desarrollo y promoción de los OFT se pueden distinguir dos grandes modalidades de implementación, ambas relevantes para la formación de los estudiantes, y ambas complementarias entre sí. Por una parte, el desarrollo y promoción de los OFT tiene lugar a partir de las dinámicas que acompañan y que ocurren de manera paralela al trabajo orientado al logro de los aprendizajes propios de los sectores curriculares. Por medio del ejemplo cotidiano, las normas de convivencia, la promoción de hábitos, entre otros se comunica y enseña a los alumnos y alumnas, implícita o explícitamente, formas de relacionarse con otros y con el entorno, a valorarse a sí mismos, a actuar frente a los conflictos, a relacionarse con el conocimiento y el aprendizaje, entre otros tantos conocimientos, habilidades, valores y comportamientos. Por otra parte, existen algunos OFT que se relacionan directamente con los aprendizajes propios del sector y se desarrollan de manera conjunta con el despliegue de los objetivos de aprendizaje y contenidos de un sector curricular. Tal es el caso, por ejemplo, de aquellos OFT relacionados con las habilidades de análisis, interpretación y síntesis de información, con la protección del entorno natural, la valoración de la historia y las tradiciones, la valoración de la diversidad, el uso de tecnologías de la información y comunicación, que forman parte constitutiva de los aprendizajes esperados de distintos sectores de aprendizaje. Esta condición de los transversales se entiende bajo el concepto de integración. Esto implica que los OFT y los aprendizajes esperados del sector no constituyen dos líneas de desarrollo paralelas, sino que suponen un desarrollo conjunto, retroalimentándose o potenciándose mutuamente. Por una parte, los aprendizajes propios del sector constituyen en sí mismos un antecedente importante 25

26 y pertinente para el desarrollo de los OFT. Por otra parte, los OFT forman parte integral de los aprendizajes del sector. 1. Cómo se integran los OFT en los programas de estudio? Si bien las dos modalidades arriba señaladas son importantes para el desarrollo de los estudiantes, en los programas de estudio se han destacado aquellos aspectos de los OFT que presentan una relación más directa con cada sector en particular. Se ha buscado presentar de manera explícita la relación entre los aprendizajes del sector, las estrategias de enseñanza y los objetivos transversales, con la finalidad de hacer visibles las distintas instancias en las que los OFT están implicados, y en consecuencia, visualizar la multiplicad de posibilidades para su desarrollo. Es necesario remarcar que la alusión a los OFT que se hace en los programas en ningún caso pretende agotar las distintas oportunidades o líneas de trabajo que cada docente y cada establecimiento desarrolla en función de estos objetivos. Junto con esto, resulta necesario señalar que los OFT que se mencionan explícitamente en este programa de ningún modo deben entenderse como los únicos que pueden ser pertinentes al momento de trabajar en este sector. Cada docente y cada establecimiento puede considerar otros objetivos en función de su proyecto educativo, del entorno social en el que éste se inserta, las características de los estudiantes, entre otros antecedentes relevantes que merezcan ser tomados en consideración. La presencia de los OFT en los programas de estudio se expresa en: - Los Aprendizajes Esperados e indicadores de cada unidad, que incluyen aprendizajes relacionados con el desarrollo de los OFT. Estos aprendizajes aparecen destacados en el cuadro sinóptico del año y en los cuadros de aprendizajes e indicadores de cada unidad. - Las experiencias de aprendizaje que se presentan para cada unidad o semestre. En el desarrollo de cada una de estas experiencias se señalan oportunidades para desarrollar los OFT. Por medio de esto se busca visibilizar que la promoción de los OFT puede estar directamente ligada al trabajo orientado a lograr los Aprendizajes Esperados del sector, y las diversas oportunidades que el programa ofrece para desarrollarlos. 2. Cómo se evalúan los OFT? En tanto los OFT constituyen objetivos fundamentales definidos en el currículum nacional, el logro de los mismos debería ser evaluado por los docentes. Esta evaluación debería orientarse a obtener información sobre el grado de desarrollo de los estudiantes en relación a los OFT, para seguir apoyando el desarrollo de los mismos. Cabe resaltar que los indicadores presentados para apoyar la observación de los Aprendizajes Esperados referidos a los OFT, se entregan a modo de ejemplos de comportamientos observables que ilustran el desarrollo del Aprendizaje Esperado. No son exclusivos ni exhaustivos, sino que buscan ofrecer algunos referentes para la observación y monitoreo de estos aprendizajes por parte de los docentes. 26

27 La forma de evaluar los OFT y la decisión si ellos serán objetos de calificación o no, depende del OFT del que se trate, ya que estos objetivos son diversos en términos de sus características, y en consecuencia, la evaluación debe ajustarse a éstas. Mientras algunos corresponden a habilidades, otros se vinculan con el desarrollo de los sujetos y con su formación valórica. Lo anterior implica que los instrumentos utilizados para evaluar los OFT deben ser diversos y adecuados al OFT que se busca observar. Por ejemplo, la observación cotidiana de las formas de conducta y de interacción de los estudiantes puede resultar una modalidad apropiada para evaluar el OFT ejercer de modo responsable grados crecientes de libertad y autonomía personal ( ). En tanto, otros objetivos pueden requerir también conocer el discurso o las opiniones de los estudiantes. Tal es el caso, por ejemplo, de OFT tales como apreciar la importancia de desarrollar relaciones igualitarias entre hombres y mujeres ( ). En este caso puede ser útil que el docente conozca en qué medida los alumnos y alumnas valoran las contribuciones que tanto hombres como mujeres realizan en distintos espacios de la vida social. Si bien todos los OFT se pueden evaluar, no todos ellos pueden ser calificados en atención a sus distintas características. A modo de ejemplo, aquellos OFT relacionados con el conocimiento de sí mismo y la autoestima no son calificables, básicamente por el hecho que asignar una nota sobre estos aspectos es cuestionable en sí mismo. Se puede esperar que los estudiantes logren determinado nivel de autoconocimiento y autoestima, pero no se puede exigir determinado nivel de desarrollo en estas dimensiones. En tanto, los OFT referidos a las habilidades de pensamiento, o bien el referido a comprender y valorar la perseverancia, el rigor y el cumplimiento ( ) aluden a aspectos que caben dentro de lo que se les puede exigir a los estudiantes al momento de asignar una calificación. La definición e implementación de los instrumentos de evaluación, así como las decisiones respecto de la calificación de los OFT, son aspectos que en última instancia dependen de las opciones adoptadas al interior de cada establecimiento. Específicamente, estos son aspectos que dependerán de las disposiciones que cada establecimiento defina en su reglamento de evaluación. 3. Qué OFT se integran en el presente programa? El programa de Biología de Primer Año Medio refuerza los OFT planteados en el currículum y su relación con los diversos Objetivos Fundamentales Verticales para este año escolar. Los conceptos (o conocimientos), habilidades y actitudes que este programa propone trabajar integran explícitamente parte de los OFT definidos en el currículum para la Educación Media. En este sentido se promueve: Los OFT del ámbito Crecimiento y Autoafirmación Personal: el desarrollo de habilidades transversales que apuntan al interés por descubrir y utilizar el conocimiento para la formulación de explicaciones acerca de los fenómenos del entorno, partiendo por el organismo y, específicamente, la célula como unidad fundamental de todos los seres 27

28 vivos y su constitución molecular en funciones específicas referidas al metabolismo celular. Lo anterior es complementado y potenciado con habilidades que buscan interpretar y explicar la dinámica de los ecosistemas a partir del estudio de los flujos de materia y energía que estos presentan. De esta forma, la utilización del conocimiento, permite la promoción del interés por conocer y comprender la realidad en la que las y los alumnos están insertos. Los OFT del ámbito Persona y su Entorno, promueven el desarrollo de habilidades transversales de comprender y valorar la perseverancia, el rigor y el cumplimiento, la flexibilidad y la originalidad en la formulación de explicaciones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos sobre la estructura y función de la célula y los flujos de materia y energía de los ecosistemas. De la misma forma, los OFT de este ámbito promueve la responsabilidad personal y social sobre la protección del entorno natural y sus recursos, como contexto de desarrollo humano 28

29 VISIÓN GLOBAL DEL AÑO ESCOLAR OBJETIVOS FUNDAMENTALES 29

30 CONTENIDOS MÍNIMOS OBLIGATORIOS: Habilidades de pensamiento científico: 1. Identificación de problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones, en investigaciones científicas clásicas o contemporáneas, por ejemplo, los descubrimientos realizados por Hooke, Schwann, Schleinder, Virchow o Weismann en biología celular. Caracterización de la importancia de estas investigaciones en relación a su contexto. 2. Procesamiento e interpretación de datos, y formulación de explicaciones, apoyándose en los conceptos y modelos teóricos del nivel, por ejemplo referidos al transporte de agua a través de membranas. 3. Análisis del desarrollo de alguna teoría o concepto relacionado con los temas del nivel, por ejemplo osmosis, con énfasis en la construcción de teorías y conceptos complejos. 4. Distinción entre ley, teoría e hipótesis y caracterización de su importancia en el desarrollo del conocimiento científico. Las habilidades de pensamiento científico deben desarrollarse articuladamente con los siguientes CMO: Estructura y función de los seres vivos: 5. Identificación de las principales moléculas orgánicas que componen la célula y de sus propiedades estructurales y energéticas, en el metabolismo celular. 6. Explicación del funcionamiento de los tejidos y órganos basada en la actividad de células especializadas que poseen una organización particular, por ejemplo, la célula secretora, la célula muscular. 7. Explicación de fenómenos fisiológicos en base a la descripción de mecanismos de intercambio entre la célula y su ambiente (transporte activo, pasivo y osmosis) y extrapolación de esta información a situaciones como, por ejemplo, la acumulación o pérdida de agua en tejidos animales y vegetales. Organismos, ambiente y sus interacciones: 8. Explicación de la formación de materia orgánica por conversión de energía lumínica en química, reconociendo la importancia de cadenas y tramas tróficas basadas en autótrofos. 9. Comparación de los mecanismos de incorporación de materia y energía en organismos heterótrofos (microorganismos y animales) y autótrofos. 10. Descripción cuantitativa de cadenas y tramas tróficas de acuerdo a la transferencia de energía y materia y las consecuencias de la bioacumulación de sustancias químicas como plaguicidas, toxinas, entre otras. 30

31 APRENDIZAJES ESPERADOS POR SEMESTRE Y UNIDAD Cuadro Sinóptico: SEMESTRE 1: UNIDAD 1 Estructura y función de la célula 1. Reconoce que la compartimentalización de las células eucariontes es clave para la función celular. 2. Describe investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con la teoría celular. 3. Comprende que la célula está constituida por diferentes moléculas biológicas que cumplen funciones específicas en el metabolismo celular. 4. Comprende que el funcionamiento de órganos y tejidos depende de células especializadas que aseguran la circulación de materia y el flujo de energía. SEMESTRE 2: UNIDAD 2 Flujos de materia y energía en el ecosistema 1. Comprende el proceso de formación de materia y energía en organismos autótrofos. 2. Comprende las relaciones de dependencia entre organismos en un ecosistema respecto a los flujos de materia y energía. 3. Organiza datos y formula explicaciones, apoyándose en los conceptos en estudio. 4. Relaciona los eslabones de las tramas y cadenas tróficas con las sustancias químicas nocivas, valorando la protección de los ecosistemas. 5. Comprende los procesos de intercambio de sustancias entre la célula y su ambiente a partir de evidencia experimental. OFT intencionados en la unidad 6. Muestra habilidad para entender el carácter sistémico de procesos y fenómenos estudiados en relación a la función celular. 7. Valora la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad al desarrollar las actividades de la unidad. 4. Manifiesta interés por conocer más de la realidad y de utilizar sus conocimientos al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. 5. Valora la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad al desarrollar las actividades de la unidad. 6. Muestra una actitud de cuidado y valoración del medio ambiente asociada al estudio de los flujos de materia y energía en el ecosistema. 31

32 HABILIDADES DE PENSAMIENTO CIENTÍFICO Los aprendizajes esperados e indicadores de evaluación que se presentan a continuación corresponden a las Habilidades de Pensamiento Científico del nivel. Estas habilidades han sido integradas en los aprendizajes esperados de cada una de las unidades de los semestres correspondientes. No obstante lo anterior, se exponen también por separado para darles mayor visibilidad y apoyar su reconocimiento por parte de los docentes. Se sugiere a profesoras y profesores incorporar estas habilidades en las actividades que elaboren para desarrollar los distintos aprendizajes esperados de las unidades que componen el programa. APRENDIZAJES ESPERADOS E INDICADORES Aprendizajes esperados 1. Describe investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con los conocimientos del nivel 2. Organiza e interpreta datos, y formula explicaciones y conclusiones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos en estudio. 3. Valora el conocimiento del origen y el desarrollo histórico de conceptos y teorías, reconociendo su utilidad para comprender el quehacer científico y la construcción de conceptos nuevos más complejos. 4. Comprende la importancia de las teorías e hipótesis en la investigación científica y distinguir entre unas y otras Indicadores Identifica problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones, en investigaciones científicas clásicas o contemporáneas Describe aportes de investigaciones científicas clásicas Ordena e interpreta datos con herramientas conceptuales y tecnológicas apropiadas, relacionándolos con las teorías y conceptos científicos del nivel Formula explicaciones y conclusiones, integrando los datos procesados y las teorías y conceptos científicos en estudio Analiza el desarrollo de alguna teoría o concepto relacionado con los temas del nivel, por ejemplo la teoría celular, con énfasis en la construcción de teorías y conceptos complejos. Caracteriza la importancia de estas investigaciones en relación a su contexto. Distingue entre ley, teoría e hipótesis y caracteriza su importancia en el desarrollo del conocimiento científico. 32

33 SEMESTRE 1 33

34 UNIDAD 1: Estructura y función de la célula El foco de esta unidad es el estudio de la célula en cuanto a su estructura y función en el metabolismo celular. En este contexto, se proponen Aprendizajes Esperados relacionados con el reconocimiento de la compartimentalización como un factor clave en el funcionamiento celular. De ahí que se aborde el estudio de la función de los organelos en algunas reacciones del metabolismo celular, como por ejemplo la respiración celular y la fotosíntesis. El estudio de célula continúa con la estructura y función de las diferentes moléculas biológicas que la componen y sus funciones específicas en el metabolismo celular. Dentro de estas, la composición molecular de las enzimas y su función en las reacciones catalíticas del metabolismo celular. Cabe señalar que las reacciones propias del metabolismo celular, dada su complejidad y nivel de detalle, no forman parte de los Aprendizajes Esperados de este programa. Junto con ello, en esta unidad se propone el estudio del funcionamiento de tejidos y órganos en base a la actividad de células especializadas tales como la célula intestinal, célula secretora, entre otras. A esto se suman los procesos de intercambio de sustancias entre la célula y su ambiente a partir de evidencia experimental. En relación al desarrollo de las habilidades de pensamiento científico, se espera que en este nivel los alumnos y alumnas identifiquen claramente y en ejemplos concretos, las distintas etapas de un procedimiento científico (problemática, hipótesis, experimentos, resultados y conclusiones), a partir del análisis de investigaciones clásicas relacionadas con las moléculas que participan en el metabolismo celular. En esta misma línea, se propone el desarrollo de habilidades para organizar, interpretar datos, y formular explicaciones y conclusiones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos sobre la composición y función molecular de la célula. En esta unidad se propone una experiencia de aprendizaje detallada, que recoge algunos de los aprendizajes esperados e indicadores. La experiencia sugerida se relaciona con el estudio de la Estructura y función molecular de la célula en el metabolismo celular. Es recomendable que tanto esta experiencia como las otras que diseñe el o la docente en esta unidad, se inicien considerando las ideas y conceptos previos que los y las estudiantes ya poseen y vinculando estos preconceptos al trabajo y estudio de nuevos conceptos y habilidades a desarrollar. 34

35 Aprendizajes Esperados e Indicadores Aprendizajes Esperados 1. Reconoce que la compartimentalización de las células eucariontes es clave para la función celular. 2. Describe investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con la teoría celular. 3. Comprende que la célula está constituida por diferentes moléculas biológicas que cumplen funciones específicas en el metabolismo celular. 4. Comprende que el funcionamiento de órganos y tejidos depende de células especializadas que aseguran la circulación de materia y el flujo de energía. 5. Comprende los procesos de intercambio de sustancias entre la célula y su ambiente a partir de evidencia experimental. 6. Organiza e interpretar datos, y formular explicaciones y conclusiones, apoyándose en las Indicadores Establece diferencias y semejanzas en relación a la compartimentalización de células procariontes y eucariontes. Establece semejanzas y diferencias entre las estructuras de células animales y vegetales Describe la función de los organelos y estructuras de la célula involucradas en reacciones típicas del metabolismo celular: respiración celular, reproducción celular, síntesis de proteínas, síntesis de lípidos, síntesis de carbohidratos, digestión celular, fotosíntesis. Identifica problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones, en investigaciones realizadas por Hooke, Schwann, y Schleinden acerca de la teoría celular. Describe los procedimientos experimentales empleados y las conclusiones a las que llegaron Singer y Nicolson sobre el modelo del mosaico fluido. Describe las características estructurales y funcionales que cumplen en la célula las principales moléculas orgánicas (Carbohidratos, Proteínas, Lípidos, Ácidos nucleicos) que componen la materia viva. Explica la composición molecular de las enzimas y su función en las reacciones catalíticas del metabolismo celular. Identifica las condiciones necesarias de temperatura, ph, disponibilidad de sustrato para el óptimo funcionamiento enzimático en la célula. Organiza en un esquema los niveles de organización de los seres vivos desde molécula hasta el organismo completo, incluyendo las correspondientes unidades de medida. Describe con ejemplos el funcionamiento de tejidos y órganos en base a la actividad de células especializadas tales como: célula intestinal, célula secretora, célula muscular, célula epitelial renal, célula sanguínea (eritrocito). Explica procesos fisiológicos (por ejemplo absorción intestinal, secreción glandular, reabsorción renal) en base a la descripción de mecanismos de intercambio entre la célula y su ambiente (osmosis, difusión, transporte pasivo y activo). Formula de explicaciones para fenómenos experimentales de osmosis en membranas semipermeables, aplicando conceptos de intercambio celular (por ejemplo, explica la turgencia de la lechuga sumergida en agua). Ordena e interpreta datos sobre la composición y función molecular de la célula, aplicando herramientas conceptuales apropiadas. 35

36 teorías y conceptos científicos sobre la composición y función molecular de la célula. 7. Muestra habilidad para entender el carácter sistémico de procesos y fenómenos estudiados. 8. Valora la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad al desarrollar las actividades de la unidad. Describe relaciones entre los distintos fenómenos y conceptos abordados en la unidad. Formula hipótesis relacionando aprendizajes de otros sectores con los conocimientos y conceptos desarrollados a través de la unidad. Analiza impacto de algunas acciones humanas desde una perspectiva relacional y sistémica. Inicia y termina investigaciones o trabajos asumidos. Registra de acuerdo a un orden los datos producidos en torno al tema de trabajo. Sigue adecuadamente los pasos aprendidos al desarrollar las actividades de la unidad. Entrega trabajos en los tiempos acordados. Reformula y adapta las tareas ante nuevas circunstancias o ante nuevas ideas. 36

37 Ejemplo de experiencia de aprendizaje: Introducción a la experiencia de aprendizaje: Esta experiencia de aprendizaje busca llevar al estudiante, en forma progresiva, hacia la comprensión de las unidades microscópicas llamadas células, cuya actividad origina todos los procesos y actividades que ocurren en el organismo como un todo. La experiencia comienza con una actividad orientada a que el alumno y alumnas reconozcan cómo distintos investigadores, a través de la historia, gestaron la teoría celula, y su implicancia en la explicación de los seres vivos, para luego examinar la organización celular y las moléculas que lo constituyen. Las moléculas orgánicas son tratadas de una manera sencilla y visual, centrándose en el hecho que unos pocos elementos atómicos carbono, hidrógeno, oxigeno- se combinan de muy diversas maneras y forman estructuras de variadas formas y funciones, sin considerar en esta etapa sus fórmulas químicas. En forma conjunta se trabajan habilidades del pensamiento científico relacionadas con el reconocimiento, en investigaciones clásicas, del problema de investigación, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones. Tiempo estimado: 8 horas pedagógicas Aprendizajes esperados e indicadores considerados en esta experiencia: Aprendizajes Esperados Reconoce que la compartimentalización de las células eucariontes es clave para la función celular. Comprende que la célula está constituida por diferentes moléculas biológicas que cumplen funciones específicas en el metabolismo celular. Describe investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con los conocimientos del nivel. Muestra habilidad para entender el carácter sistémico de procesos y fenómenos estudiados. Indicadores Establece semejanzas y diferencias entre las estructuras de células animales y vegetales. Establece diferencias y semejanzas en relación a la compartimentalización de células procariontes y eucariontes. Describe la función de los organelos y estructuras de la célula involucradas en reacciones típicas del metabolismo celular: respiración celular, reproducción celular, síntesis de proteínas, síntesis de lípidos, síntesis de carbohidratos, digestión celular, fotosíntesis. Describe las características estructurales y funcionales que cumplen en la célula las principales moléculas orgánicas (Carbohidratos, Proteínas, Lípidos, Ácidos nucleicos) que componen la materia viva. Identifica problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones, en investigaciones realizadas por Hooke, Schwann, y Schleinden acerca de la teoría celular. Describe relaciones entre los distintos fenómenos y conceptos abordados en la unidad. Formula hipótesis relacionando aprendizajes de otros sectores con los conocimientos y conceptos desarrollados a 37

38 través de la unidad. Analiza impacto de algunas acciones humanas desde una perspectiva relacional y sistémica. Clase 1 (2 horas pedagógicas): Quiénes dieron el primer paso en la descripción de la célula? INICIO: El o la docente introduce el estudio de la célula recuperando conocimientos previos de niveles anteriores (6 y 8 año básico). Con apoyo gráfico, por ejemplo fotografías de un frotis sanguíneo, solicita a sus estudiantes identificar los 3 componentes principales de las células (núcleo, límite celular y citoplasma). Les recuerda que todos los seres vivos tanto animales como vegetales, multicelulares o unicelulares están constituidos de células. DESARROLLO: El o la docente, explicita que la célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos y que a través de la historia, gracias al trabajo de muchos científicos se llegó a establecer la teoría celular. Cuáles serán los principios de esta teoría? El o la docente entrega a los alumnos y alumnas textos que ha seleccionado previamente, sobre investigaciones relacionadas con el descubrimiento de la célula y la teoría celular: Hooke, Schwann, y Schleinden. Organiza a los y las estudiantes en grupos de trabajo, asigna una investigación en particular y entrega una guía de trabajo para sintetizar los textos. En la guía se consignan aspectos como: - Datos del investigador - Problema estudiado - Hipótesis de trabajo - Actividad experimental - Conclusiones de la investigación Observaciones al docente: Al realizar la lectura de los documentos, se sugiere a el o la docente verificar que los y las estudiantes están comprendiendo el texto, ya que solo así podrán avanzar exitosamente en las actividades siguientes. CIERRE: Los grupos concluyen el análisis y se organizan para presentarlos al curso en la clase siguiente. 38

39 Clase 2 (2 horas pedagógicas): Exposiciones: Quiénes dieron el primer paso en la descripción de la célula? INICIO: El o la docente recuerda cómo están organizados los grupos y las distintas investigaciones que se van a presentar. DESARROLLO: Cada grupo presenta su trabajo en plenario, en el caso de que entre los grupos se repita algún investigador, se recomienda discutir las presentaciones y establecer elementos en común. A partir de las presentaciones guiar la discusión para elaborar en conjunto las ideas centrales en torno de las investigaciones y presentar los principios de la teoría celular. Por ejemplo: En qué consistía el método de estos investigadores y porqué resultaba innovador para la época? En qué se diferenciaban los métodos aplicados por Pasteur y Koch? CIERRE: A modo de cierre, el o la docente: Elabora una línea de tiempo con los principales hitos en el descubrimiento de la célula, que incluya año, acontecimiento, investigador. Escribe en la pizarra los postulados de la teoría celular y los explica. Explica sintéticamente algunos componentes claves de la investigación científica: problema de investigación, hipótesis, procedimientos experimentales Observaciones al docente: Se sugiere retroalimentar los aprendizajes al momento de elaborar la línea de tiempo, estas mismas se pueden exponer en un panel en la sala de clase. El documento debe permitir a los estudiantes reconocer: problema de investigación, hipótesis, procedimientos experimentales de la investigación, por lo tanto éstos deben estar caracterizados en el texto de análisis. Clase 3 (2 horas pedagógicas): Al interior de una célula. INICIO: El o la docente inicia la clase señalando su propósito general: que reconozcan la estructura de una célula eucarionte, y analicen semejanzas y diferencias entre una célula animal y vegetal. DESARROLLO: El o la docente presenta una imagen de una célula eucarionte vista al microscopio electrónico de transmisión. Solicita a los y las estudiantes que observen la imagen y distingan elementos, de manera espontánea, sin nombrarlos aún. Luego, el o la docente nombra y localiza los principales organelos presentes en la célula tales como: retículo endoplasmático, mitocondrias, vesícula. Describe de manera general la función de los organelos. A continuación, muestra una imagen de una célula procarionte, junto a la anterior. Introduce el concepto de compartimentalización: una estructura está compartimentalizada cuando ella presenta volúmenes delimitados por membranas 39

40 específicas. Pregunta si las células en observación son o no compartimentalizadas y por qué. Explica la importancia de la compartimentalización en la función celular. Luego, observan y comparan fotografías de células animales y vegetales tomadas con microscopio electrónico. El o la docente guía una comparación de estructuras entre ambas células, de modo que los estudiantes concluyan la diferencia entre una y otra. Focaliza en la función de cloroplastos y mitocondrias, en la presencia de pared celular y gran vacuola en célula vegetal, y en la presencia o ausencia de lisosomas y centriolos en estas células. Ejemplos de preguntas para guiar el análisis de las imágenes: Qué organelo es el encargado de aprovechar la energía proveniente de la luz? Qué proceso realiza este organelo? Cuáles son los productos del proceso realizado por el cloroplasto? Qué nombre recibe el proceso realizado por el cloroplasto? Qué organelo utiliza los productos generados por el cloroplasto? Qué proceso permite la utilización de estos productos (CO2 y productos orgánicos)? Cuáles son los productos del proceso realizado en la mitocondria? Qué organelo es el responsable de la digestión celular? Qué organelos es el responsable de la forma característica de la célula vegetal? En qué contribuye la vacuola a la turgencia de las plantas? El o la docente conduce a los y las estudiantes a elaborar un esquema que representa los procesos anteriores, como el siguiente: CIERRE: Para verificar el alcance de los aprendizajes formula preguntas como: Qué función desempeña la mitocondria en una célula? Qué función desempeña el cloroplasto en una célula? 40

41 Qué relación se establece entre el cloroplasto y la mitocondria? En qué proceso se libera energía? En qué proceso se ocupa energía? Observaciones al docente: Si el o la docente dispone de un microscopio óptico, puede dedicar parte de la clase o una clase completa a la observación y reconocimiento de estructuras en diversas células, tales como láminas de corcho, epitelio de catafilo de cebolla y células de la mucosa bucal. Debe considerarse, sin embargo, que las imágenes de células tomadas con microscopio electrónico presentan un mejor nivel de resolución para la distinción de organelos. Hay sitios en internet con buenas fotografías de microscopía electrónica acompañados de sus esquemas respectivos tales como

42 Clase 4 (2 horas pedagógicas): Moléculas que componen la materia viva INICIO: El o la docente inicia la clase mostrando láminas de variados organismos y pregunta a sus estudiantes: de qué creen que están formados estos organismos? Orienta la discusión hacia la diferencia entre molécula orgánica e inorgánica y hacia el reconocimiento de moléculas orgánicas comunes que constituyen a dichos seres vivos, conectando con el nivel celular. DESARROLLO: El profesor o profesora presenta al curso una lámina como la siguiente y entrega un texto previamente seleccionado (puede ser el texto escolar o un sitio en internet tal como en el que aparezca la descripción de la estructura química, características y funciones de cada macromolécula. MOLÉCULAS QUE COMPONEN LA MATERIA VIVA El o la docente organiza al curso en grupos y asigna a cada grupo una molécula. A partir del documento entregado, los y las estudiantes deberán elaborar un breve informe escrito en el que expliquen: - Composición atómica de la molécula. - Descripción de la molécula: unidad (monómero), nombre de las moléculas formadas por muchas unidades (polímero), clasificación o subdivisiones. - Lugares de la célula donde se puede encontrar. - Descripción de la función biológica. 42

43 El o la docente invita a los alumnos y alumnas a presentar al curso su informe o una presentación power point, para que todos tengan oportunidad de conocer las diferentes moléculas. CIERRE: A modo de cierre, el o la docente puede mostrar un esquema de la membrana citoplasmática, reconociendo que ella así como todos los componentes celulares, están formada por las moléculas orgánicas estudiadas, principalmente por lípidos (fosfolípidos), proteínas (proteínas de membrana) y glúcidos (glicolípidos y glicoproteínas ). Observaciones al docente: Esta clase podría ser desarrollada en la sala de computación para que los y las estudiantes fuesen elaborando en la misma clase el informe o una presentación power point. El texto de apoyo debe considerar conceptos tales como: monómeros polímeros, proteínas, hidratos de carbono, lípidos, ácidos nucleicos. Se sugiere acompañar el documento con ilustraciones. El o la docente refuerza la función de las distintas macromoléculas a nivel de membrana, aportando información adicional entregada por los o las estudiantes y haciendo uso de láminas. BIBLIOGRAFÍA Y PÁGINAS WEB RECOMENDADAS Alberts, Bruce (2005) Introducción a la biología celular. 2ª edición. Editorial Panamericana. Campbell, Neil (2007) Biología. 7a Edición. Editorial Panamericana Curtis, H., Barnes N. S., Schnek A., Massarini A., (2008). Biología. 7a Edición en español. Editorial Médica Panamericana. Purves, Sadava, Heller, Orians, Hillis. (2009) Vida, La ciencia de la Biología. 8a Edición. Editorial Médica Panamericana 43

44 Sugerencia para la evaluación: Aprendizajes esperados e Indicadores que se evalúan en la tarea: Aprendizajes Esperados Comprende que la célula está constituida por diferentes moléculas biológicas que cumplen funciones específicas en el metabolismo celular. Indicadores Describe las características estructurales y funcionales que cumplen en la célula las principales moléculas orgánicas (Carbohidratos, Proteínas, Lípidos, Ácidos nucleicos) que componen la materia viva. Explica la composición molecular de las enzimas y su función en las reacciones catalíticas del metabolismo celular. Organiza e interpreta datos, y formular explicaciones y conclusiones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos sobre la composición y función molecular de la célula. Ordena e interpreta datos sobre la composición y función molecular de la célula, aplicando herramientas conceptuales apropiadas. Descripción de la tarea o actividad de evaluación: Esta sugerencia de evaluación aborda las características estructurales y funcionales de las principales moléculas biológicas de la célula (Carbohidratos, Proteínas, Lípidos, Ácidos nucleicos). Para ello se solicita a las o los estudiantes completar un cuadro resumen con información obtenida de diversas fuentes y realizar un diagrama de flujo o mapa conceptual que ilustre relaciones existentes entre las macromoléculas presentadas en una figura y sus funciones asociadas a la célula. 44

45 Tarea de evaluación: El o la docente entrega las siguientes láminas recortables, donde aparecen las distintas macromoléculas presentes en la estructura celular. Luego solicita que realicen las actividades

46 1. Complete el siguiente cuadro resumen Esquema de la molécula Composición atómica Descripción de la molécula Función Construya un diagrama de flujo o mapa conceptual que ilustre las relaciones existentes entre las macromoléculas presentadas y sus funciones asociadas a la célula. 46

47 Pauta de evaluación: El o la docente puede registrar los resultados marcando con una X el grado de satisfacción respecto al aspecto descrito L (logrado)= El aspecto es apreciado de manera satisfactoria, cumpliendo con todas las variables y factores que se exponen. Aplica las habilidades de pensamiento científico declaradas. ML (medianamente logrado) = El aspecto es apreciado en el desempeño de manera regular, respondiendo la mayoría de variables y/o factores en juego. Sin embargo hay algunos aspectos que se evidencian débiles los que deben ser susceptibles de reforzar. PL (Por lograr) = El aspecto es apreciado con dificultad en su desarrollo, se evidencia falta de conocimiento como a su vez debilidad en la aplicación de habilidades de pensamiento científico. Aspecto L ML PL Observaciones al docente Reconoce la composición atómica de las diferentes estructuras presentadas Describe la función que desempeña cada estructura molecular a nivel celular Organiza la información entregada en una secuencia lógica que relaciona las estructuras moleculares con sus funciones asociadas al interior de la célula Fundamenta las relaciones que establece en base a conceptos y teorías sobre la estructura y función molecular de la célula 47

48 Para la revisión de la tarea, el o la docente puede considerar las siguientes indicaciones: 1. Sobre el cuadro resumen: Molécula Proteínas Carbohidratos Lípidos Ácidos Nucleicos Composición Descripción de la atómica molécula C, H, O, N, S Unidad básica: aminoácidos. (20 variedades distintas). C, H y O Monosacáridos. Disacáridos Polisacáridos. C, H y O, con menos oxígeno comparados con los carbohidratos. Forman agregados por su insolubilidad en agua, bicapas en membranas y gotas en el citoplasma. Ejemplos: - Ácidos grasos - Triglicéridos. - Fosfolípidos - Colesterol. C, H, O, N, P Cadenas de ADN y ARN formadas por unidades básicas llamadas nucleótidos, cuya secuencia contiene la información genética. ATP, como nucleótido rico en energía en sus tres grupos fosfatos. Función - Estructural. - Enzimáticas - De transporte - Defensa. - Hormonal - Receptora. 1. Reservorio de energía de uso rápido en plantas (almidón). 2. Reservorio de energía de uso rápido en animales (hígado y músculos en forma de glucógeno) 3. Estructural Reservorios de energía de uso lento. Térmica. Estructural. Almacenamiento, transmisión y expresión de la información genética en el núcleo (ADN) Control de la síntesis y la secuencia de todas las proteínas, enviando un mensaje desde el núcleo al citoplasma (ARN). 2. sobre el diagrama de flujo o mapa conceptual: a) Todas las moléculas son proposiciones dentro del diagrama de flujo o mapa conceptual b) Se debe considerar conectores que indiquen la función que cumple y su relación con otra u otras estructuras moleculares presentadas c) Considerar que el diagrama de flujo o mapa conceptual desarrollado tiene como centro la actividad celular. d) Existen múltiples formas de desarrollar un diagrama de flujo o mapa conceptual. 48

49 Retroalimentación: La sugerencia de evaluación permite obtener información sobre el desempeño de cada alumna y alumno. Se sugiere realizar la retroalimentación considerando los criterios señalados en la pauta de evaluación y el desempeño de los y las estudiantes respecto de ellos. Estos se desprenden de los aprendizajes esperados e indicadores considerados en la tarea de evaluación. De esta forma, la retroalimentación se realiza de acuerdo a aspectos claramente definidos. Para un buen desarrollo de este proceso se sugiere tener en cuenta: Compartir la pauta de evaluación con los y las estudiantes, y contrastarla con las expectativas propuestas en los aprendizajes esperados. Considerar los desempeños evidenciados por parte de los estudiantes en el momento de desarrollar otras actividades de evaluación Considerar diferentes herramientas de evaluación, según los ritmos y tiempos de aprendizajes de las y los alumnos. Retroalimentar la información obtenida con la lógica desarrollada en la construcción del diagrama de flujo o mapa conceptual por parte del alumno o alumna. Construir otras actividades de evaluación por cada uno de los aprendizajes esperados presentados para la unidad y promover la evaluación formativa. 49

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51 UNIDAD 2: Flujos de materia y energía en el ecosistema Esta unidad tiene como propósito profundizar el estudio de los flujos de materia y energía en el ecosistema. Se inicia con el estudio del proceso de fotosíntesis como mecanismo de formación de materia y energía en organismos autótrofos, identificando la forma en que estos organismos aprovechan la energía producida en procesos de mantención, crecimiento y reproducción. Luego se estudian las relaciones de dependencia entre organismos de un ecosistema respecto a los flujos de materia y energía, representando estos a partir de pirámides de materia y energía. Se explica el proceso de transferencia de energía entre un nivel trófico y otro, en términos de su eficiencia y la ley de conservación de la materia de Lavoisier. Finalmente, se analizan los efectos de las sustancias químicas nocivas sobre los eslabones de cadenas y tramas tróficas y la importancia del cuidado y protección de estos para el equilibrio de los ecosistemas. Estos conceptos se articulan con el desarrollo de las habilidades de pensamiento científico relacionadas con la organización de datos y la formulación de explicaciones en problemáticas entorno a los flujos de materia y energía En esta unidad se propone una experiencia de aprendizaje detallada, que recoge algunos de los aprendizajes esperados e indicadores. La experiencia sugerida se relaciona con el estudio de los flujos de materia y energía del ecosistema en términos de su eficiencia y productividad. Es recomendable que tanto esta experiencia como las otras que diseñe el o la docente en esta unidad, se inicien considerando las ideas y conceptos previos que los y las estudiantes ya poseen y vinculando estos preconceptos al trabajo y estudio de nuevos conceptos y habilidades a desarrollar. Aprendizajes Esperados e Indicadores Aprendizajes Esperados 1. Comprende el proceso de formación de materia y energía en organismos autótrofos. 2. Comprende las relaciones de dependencia entre organismos en un ecosistema respecto a los flujos de materia y energía. Indicadores Explica el proceso mediante el cuál los organismos autótrofos captan CO 2, agua y energía lumínica y producen O 2 e hidratos de carbono. Identifica la forma en que los organismos autótrofos aprovechan la energía producida durante la fotosíntesis (mantención, crecimiento y reproducción). Identifica los principales factores (Temperatura y humedad) que hacen variar la producción primaria en distintos ecosistemas. Diferencia los mecanismos de incorporación de materia y energía en organismos heterótrofos (microorganismos y animales) y autótrofos (plantas, algas y microorganismos). Explica qué representan las pirámides de materia y energía, y su utilidad para describir los flujos de materia y energía en el ecosistema. Explica el proceso de transferencia de energía entre un nivel trófico y otro, en términos de su eficiencia. Explica que la ley de Lavoisier se aplica a los flujos de materia 51

52 3. Organiza datos y formula explicaciones, apoyándose en los conceptos en estudio. 4. Relaciona los eslabones de las tramas y cadenas tróficas con las sustancias químicas nocivas, valorando la protección de los ecosistemas. 5. Manifiesta interés por conocer más de la realidad y de utilizar sus conocimientos al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. 6. Valora la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad al desarrollar las actividades de la unidad. 7. Muestra una actitud de cuidado y valoración del medio ambiente asociada al estudio de los flujos de materia y energía en el ecosistema. en los ecosistemas. Elabora pirámides de materia y energía a partir de datos dados y extrae conclusiones. Formula explicaciones de las variaciones en los flujos de materia y energía en pirámides de materia y energía. Da ejemplos de ecosistemas afectados por sustancias químicas nocivas. Predice consecuencias, para el ecosistema, de la bioacumulación de sustancias químicas nocivas (plaguicidas, toxinas, entre otras). Describe el impacto de plaguicidas y toxinas en procesos de transferencia de energía en determinadas tramas tróficas. Da ejemplos de estrategias que contrarresten el efecto de sustancias químicas nocivas en algunos ecosistemas. Busca información complementaria sobre aspectos que despertaron interés en la Unidad. Realiza observaciones vinculando los conocimientos aprendidos en la unidad con situaciones observadas en su entorno. Formula preguntas espontáneas cuando tiene dudas y/o para motivar la reflexión entre sus pares. Participa activamente en desarrollo de la Unidad. Inicia y termina investigaciones o trabajos asumidos. Registra de acuerdo a un orden los datos producidos en torno al tema de trabajo. Sigue adecuadamente los pasos aprendidos al desarrollar las actividades de la unidad. Entrega trabajos en los tiempos acordados. Reformula y adapta las tareas ante nuevas circunstancias o ante nuevas ideas. Propone ideas para cuidar el ambiente aplicando en la cotidianeidad conocimientos trabajados en la Unidad. Explica la importancia de contar con normativas que regulen el uso de sustancias químicas que pueden afectar el ecosistema. Manifiesta un juicio crítico fundamentado ante situaciones en las que el uso de sustancias químicas puede comprometer el ecosistema. Impulsa acciones de cuidado y respeto por el medio ambiente. 52

53 Ejemplo de experiencia de aprendizaje: Introducción a la experiencia de aprendizaje: Esta experiencia de aprendizaje tiene como propósito que los y las estudiantes vayan construyendo, con la guía del docente, conceptos fundamentales tales como: flujo de materia y energía en los ecosistemas, importancia de los organismos autótrofos, pirámide de materia y energía, bioacumulación y ley de conservación de Lavoisier. Además, promueve que los y las estudiantes desarrollen sus habilidades para aplicar dichos conceptos al análisis y la comprensión de los procesos nocivos para el ecosistema producto de la acción humana, reconociendo de esta manera acciones que protejan el medio natural y sus recursos. Es necesario que el o la docente desarrolle otras experiencias de aprendizaje que complementen la aquí propuesta, para promover el logro del conjunto de aprendizajes esperados de la unidad. Tiempo estimado: 6 horas pedagógicas Aprendizajes esperados e indicadores considerados en esta experiencia: Aprendizajes Esperados Comprende el proceso de formación de materia y energía en organismos autótrofos. Comprende las relaciones de dependencia entre organismos en un ecosistema respecto a los flujos de materia y energía. Organiza datos y formula explicaciones, apoyándose en los conceptos en estudio. Relaciona los eslabones de las tramas y cadenas tróficas con las sustancias químicas nocivas, valorando la protección de los ecosistemas. Indicadores Explica el proceso mediante el cuál los organismos autótrofos captan CO 2, agua y energía lumínica y producen O 2 e hidratos de carbono. Identifica la forma en que los organismos autótrofos aprovechan la energía producida durante la fotosíntesis (mantención, crecimiento y reproducción). Explica qué representan las pirámides de materia y energía, y su utilidad para describir los flujos de materia y energía en el ecosistema. Explica el proceso de transferencia de energía entre un nivel trófico y otro, en términos de su eficiencia. Explica que la ley de Lavoisier se aplica a los flujos de materia en los ecosistemas Elabora pirámides de materia y energía a partir de datos dados y extrae conclusiones. Formula explicaciones de las variaciones en los flujos de materia y energía en pirámides de materia y energía. Da ejemplos de ecosistemas afectados por sustancias químicas nocivas. Predice consecuencias, para el ecosistema, de la bioacumulación de sustancias químicas nocivas (plaguicidas, toxinas, entre otras). Describe el impacto de plaguicidas y toxinas en procesos de transferencia de energía en determinadas tramas tróficas. Da ejemplos de estrategias que contrarresten el efecto de sustancias químicas nocivas en algunos ecosistemas. 53

54 8. Manifiesta interés por conocer más de la realidad y de utilizar sus conocimientos al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. 9. Valora la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad al desarrollar las actividades de la unidad. 10. Muestra una actitud de cuidado y valoración del medio ambiente asociada al estudio de los flujos de materia y energía en el ecosistema.. Busca información complementaria sobre aspectos que despertaron interés en la Unidad. Realiza observaciones vinculando los conocimientos aprendidos en la unidad con situaciones observadas en su entorno. Formula preguntas espontáneas cuando tiene dudas y/o para motivar la reflexión entre sus pares. Participa activamente en desarrollo de la Unidad. Inicia y termina investigaciones o trabajos asumidos. Registra de acuerdo a un orden los datos producidos en torno al tema de trabajo. Sigue adecuadamente los pasos aprendidos al desarrollar las actividades de la unidad. Entrega trabajos en los tiempos acordados. Reformula y adapta las tareas ante nuevas circunstancias o ante nuevas ideas. Propone ideas para cuidar el ambiente aplicando en la cotidianeidad conocimientos trabajados en la Unidad. Explica la importancia de contar con normativas que regulen el uso de sustancias químicas que pueden afectar el ecosistema. Manifiesta un juicio crítico fundamentado ante situaciones en las que el uso de sustancias químicas puede comprometer el ecosistema. Impulsa acciones de cuidado y respeto por el medio ambiente. Clase 1 (2 horas pedagógicas): Fotosíntesis y organismos autótrofos INICIO: El o la docente inicia la clase recuperando aprendizajes previos de los las estudiantes trabajados en años anteriores, relacionados con los flujos de materia y energía. Para ellos puede plantear preguntas como: cómo fluyen la materia y la energía en los ecosistemas?, de dónde adquieren plantas, algas y algunos microorganismos la energía para crecer? Eventualmente, el o la docente puede recordar a los estudiantes los principales elementos de los ciclos del carbón y el nitrógeno, y señalar que el propósito de la experiencia es que comprendan el proceso de formación de materia y energía en los organismos autótrofos. DESARROLLO: El o la docente presenta una lámina como la siguiente y solicita a los y las estudiantes que la completen guiados por preguntas como: Qué nombre recibe el proceso? Qué tipo de energía utiliza? Cuáles son los reactantes del proceso? Cuáles son los productos? 54

55 El o la docente retroalimenta las intervenciones e introduce la fórmula de fotosíntesis a partir del esquema siguiente: A continuación, dispone al curso en trabajo en grupos. Los y las estudiantes deben equilibrar la ecuación y responder preguntas como: De dónde se obtiene el carbono para formar la molécula de glucosa? De dónde se obtiene el oxigeno para formar la molécula de glucosa? Cuál es el reactivo ausente en la ecuación? De dónde se obtiene el hidrógeno para formar la molécula de glucosa? Qué sucede con el oxigeno que no forma parte de la molécula de glucosa? Qué sucede con la energía lumínica captada por el organismo autótrofo? Qué sucede con la glucosa generada en la reacción? CIERRE: La o el docente finaliza la clase vinculando la fotosíntesis con la importancia de los organismos autótrofos en los flujos de materia y energía. Observaciones al docente: Dependiendo de los aprendizajes previos de los y las estudiantes, se sugiere focalizar la atención sobre el efecto de la luz, CO2 y agua en la producción de compuestos orgánicos, ya que en cursos anteriores pudieron reconocer los reactantes y productos de la fotosíntesis. 55

56 Clase 2 (2 horas pedagógicas): Pirámides INICIO: La o el docente plantea que el propósito de la clase es profundizar en el tema de los flujos de materia y energía, a través del concepto de pirámides. DESARROLLO: El o la docente propone el siguiente problema a los estudiantes, para que lo solucionen en sus cuadernos: Si un halcón peregrino come un pez grande por día, cuántos peces grandes por mes necesita el halcón? (Respuesta: 30 peces al mes). Si cada uno de los peces grandes come tres peces pequeños por semana, cuántos peces pequeños por mes necesitan comer los peces grandes? (Respuesta: 360 peces. Porque 30 peces grandes, por 3 peces pequeños por semana, por 4 semanas = 360 peces pequeños). Si cada uno de esos peces pequeños come diez larvas de insectos por día durante un mes, cuántas larvas de insectos necesitan los peces pequeños? (Respuesta: larvas. Porque 360 peces pequeños, por 10 larvas por día, por 30 días larvas de insectos). Si cada una de esas larvas de insectos come 25 algas por día, por un mes, cuántas algas necesitan los insectos? (Respuesta: algas. Porque larvas de insectos, por 25 algas, por 30 días = algas). De acuerdo a la información anterior, Cuántas algas son necesarias para mantener a un sólo halcón peregrino por un mes? (Respuesta = algas). Luego, invita a los grupos a representar la información anterior mediante una pirámide de números. Revisa las pirámides para asegurarse que estén bien construidas en sus aspectos fundamentales. A continuación, guía a los alumnos y alumnas a dar un significado a las diferencias de números de individuos a lo largo de la pirámide, guiados por preguntas como: por qué no hay la misma cantidad de individuos en diferentes niveles de la pirámide?, qué pasaría si la hubiera? El o la docente introduce el concepto de eficiencia en la transferencia energética, que se fundamenta en el hecho de que solo una parte de la energía disponible para cierto nivel trófico es aprovechada por el siguiente. En general, solo un 10% de la energía almacenada en una planta se convierte en biomasa animal en el herbívoro que se alimenta de esa planta; en cada nivel trófico se encuentra una relación semejante. El o la docente explica que la pirámide de números también se puede expresar en una pirámide de materia (biomasa) o de energía, y explica en qué consiste cada una. A continuación, pregunta a los alumnos y alumnas qué pasa con la energía que un nivel trófico no aprovecha del precedente: se pierde?, en qué se convierte? Guía a los y las estudiantes a recordar las leyes de Lavoisier sobre conservación de la energía y cómo se aplican a la pirámide realizada. 56

57 CIERRE: A modo de cierre, el o la docente verifica la asimilación de los principales conceptos de la clase: pirámide, eficiencia, conservación de la energía. Observaciones al docente: En las actividades propuestas se recomienda centrar la atención en los conceptos de flujo e intercambio de materia y energía, eficiencia y conservación de la energía, ya que es fácil perder la atención en el cálculo de individuos. Clase 3 (2 horas pedagógicas): Bioacumulación. INICIO: La o el docente plantea el propósito de la clase: analizar el impacto en los eslabones de las tramas y cadenas tróficas de la introducción de sustancias químicas. Luego, solicita a los y las estudiantes dar ejemplos de casos reales en que esto sucede, señalando de qué sustancia se trata y cuáles son las tramas afectadas. DESARROLLO: El o la docente organiza al curso en grupos de trabajo y les entrega un documento para ser analizado a través de preguntas tales como: - Qué se entiende por Bioacumulación? - Qué beneficios aporta a los seres humanos el uso de plagicidas? - Qué consecuencias trae para el ecosistema la bioacumulación? Documento de trabajo BIOACUMULACIÓN El ser humano ha utilizado sustancias o compuestos para controlar plagas desde hace muchos años, pero en los últimos tiempos los pesticidas -conocidos también como plaguicidas o biocidas- han alcanzado un alto grado de eficiencia, la mayoría de ellos como fruto de una síntesis química. Con la demanda creciente de alimentos para atender a una población humana que se multiplica rápidamente, los pesticidas han reportado beneficios innegables. La salud también ha sido beneficiada por ellos. Sería difícil imaginar el mundo actual sin que hubiese pesticidas que mantuvieran bajo control al mosquito Anopheles o al Aedes, transmisores del paludismo, la fiebre amarilla y el dengue. Como tampoco podríamos pensar en tener alimentos si la langosta o el gusano barrenador no pudieran ser controlados por los biocidas. Además de utilizarse para nuestro beneficio, los biocidas han tenido otras aplicaciones. En las últimas guerras ciertos países han utilizado los herbicidas con la finalidad de eliminar las hojas de las plantas que cubren selvas y bosques de las zonas de combate, facilitando así la localización de los enemigos. De esta manera se han perdido importantes extensiones de bosques en Vietnam o en la antigua Yugoeslavia. 57

58 Los herbicidas tienen otra aplicación: la de eliminar en las zonas de cultivo las hierbas que compiten por el suelo y los nutrientes con las plantas cultivadas, sin embargo, son difíciles de aplicar y sus efectos no se pueden tener bajo estricto control y pueden llegar a perjudicar a las demás plantas. Como resultado del gran desarrollo de la tecnología en la síntesis de insecticidas, éstos pueden usarse prácticamente en cualquier sitio, por cualquier persona y a precios no muy altos. Esto ha ocasionado que su uso se haya generalizado. Entre los pesticidas más comunes se encuentran los insecticidas, de los cuales los más conocidos son el DDT (diclorodifeniltricloroetano) y el dieldrín. Que aunque se ha prohibido su uso en algunas naciones industrializadas, se utilizan abundantemente en el tercer mundo, donde nuestro país ocupa un sitio importante. 1. Matan muchos más organismos de otras especies que de aquéllas que se quiere combatir. 2. Después de varias aplicaciones van seleccionando a la población nociva, dejando sólo a los más fuertes y resistentes, por lo que después de un tiempo parecen ineficaces pues la población a la que se quiere atacar ya no es sensible a ese insecticida. 3. Al disminuir la eficacia de un insecticida, hay la tendencia usarlo en mayores cantidades con lo cual aumentan sus efectos contaminantes. 4. Matan a los depredadores o enemigos naturales de la plaga que se quiere exterminar, lo que hace que se desequilibren los ecosistemas y que desaparezcan los únicos organismos capaces de luchar con la plaga sin contaminar el medio ambiente. 5. Los enemigos naturales de las plagas siempre se encuentran en menor número que ellas, y al ser atacados por los plaguicidas, tienden a desaparecer rápidamente. 6. Los plaguicidas más eficientes son generalmente muy estables, es decir, no se degradan en el medio de manera fácil ni rápida. Así, permanecen en el ambiente En las aves se han encontrado hasta 25 ppm de insecticida En los grandes peces: 2 ppm En los peces pequeños: 0.5 ppm En el agua: 0.000,003 ppm En el zooplancton: 0.04 ppm BIOACUMULACIÓN 58

59 largos períodos de tiempo y sus efectos son también de largo plazo. 7. No pueden ser metabolizados y, por el contrario, al ser solubles en grasas, se almacenan en el tejido adiposo de muchos otros organismos produciendo lo que se conoce como "ampliación biológica" o "bioacumulación". Cuando un pez come algún insecto o una planta que ha sido expuesta a algún insecticida, ingiere con él la dosis de plaguicida que se va a almacenar en la grasa de su cuerpo. Cuando otro animal, que puede ser un ave, otro pez o cualquier carnívoro, ingiere al pez, se come el insecticida que éste ingirió durante toda su vida. Si come muchos peces en las mismas condiciones, almacena más y más insecticida. Cuando finalmente, un consumidor terciario como el ser humano, come el pescado adquiere con él todo el insecticida que ha acumulado. Así, se establece una cadena acumulativa de insecticida, que eleva peligrosamente su concentración mientras más larga es la cadena alimenticia que se desarrolla. Se podría decir que no hay un lugar en el mundo donde no hayan llegado los insecticidas. En la grasa de animales como el oso polar o el pingüino, se han encontrado importantes cantidades de insecticida aún cuando estos animales habitan, uno en el Ártico y el otro en la Antártida. Fuente: extracto Luego, el o la docente conduce una discusión grupal cuyo propósito es asegurar una buena comprensión de lo leído, en base a las preguntas planteadas: - Qué se entiende por Bioacumulación? - Qué beneficios aporta a los seres humanos el uso de plaguicidas? - Qué consecuencias trae para el ecosistema la bioacumulación? CIERRE: A modo de cierre, el o la docente pide a los estudiantes que propongan una alternativa para disminuir el uso de plaguicidas. Observaciones al docente: Adicionalmente, el o la docente puede solicitar que los estudiantes escriban una carta a autoridades sanitarias advirtiendo del uso de plaguicidas y su necesidad de reemplazo por prácticas más sustentables. La presentación de estas cartas puede ser una instancia de monitoreo del aprendizaje y de retroalimentación. Mediante afiches, investigaciones, propuestas de alternativas para disminuir el uso de plaguicidas y las cartas pueden organizar una campaña en el establecimiento y sensibilizar a la comunidad educativa en temas relacionados con la protección del entorno natural y sus recursos. 59

60 BIBLIOGRAFÍA Y PÁGINAS WEB RECOMENDADAS Curtis, H., Barnes N. S., Schnek A., Massarini A., (2008). Biología. 7a Edición en español. Editorial Médica Panamericana. Hoffmann A., Armesto J. (2008) Ecología, Conocer la Casa de Todos. Editorial Biblioteca America. Purves, Sadava, Heller, Orians, Hillis. (2009) Vida, La ciencia de la Biología. 8a Edición. Editorial Médica Panamericana 60

61 Sugerencia para la evaluación: Aprendizajes esperados e Indicadores que se evalúan en la tarea: Aprendizajes Esperados Comprende las relaciones de dependencia entre organismos en un ecosistema respecto a los flujos de materia y energía. Organiza datos y formula explicaciones, apoyándose en los conceptos en estudio. Relaciona los eslabones de las tramas y cadenas tróficas con las sustancias químicas nocivas, valorando la protección de los ecosistemas. Indicadores Explica qué representan las pirámides de materia y energía, y su utilidad para describir los flujos de materia y energía en el ecosistema. Explica el proceso de transferencia de energía entre un nivel trófico y otro, en términos de su eficiencia. Explica que la ley de Lavoisier se aplica a los flujos de materia en los ecosistemas Elabora pirámides de materia y energía a partir de datos dados y extrae conclusiones. Formula explicaciones de las variaciones en los flujos de materia y energía en pirámides de materia y energía. Da ejemplos de ecosistemas afectados por sustancias químicas nocivas. Predice consecuencias, para el ecosistema, de la bioacumulación de sustancias químicas nocivas (plaguicidas, toxinas, entre otras). Describe el impacto de plaguicidas y toxinas en procesos de transferencia de energía en determinadas tramas tróficas. Da ejemplos de estrategias que contrarresten el efecto de sustancias químicas nocivas en algunos ecosistemas. Descripción de la tarea o actividad de evaluación: Esta sugerencia de evaluación puede ser aplicada al término de la experiencia de aprendizaje, ya que aborda todos los aprendizajes esperados mencionados. El o la docente puede decidir si realiza esta actividad de evaluación en grupo o individualmente. 61

62 Tarea de evaluación: Estructura de una trama trófica 1. Describe cómo se relaciona la ley de Lavoisier con la trama trófica representada. 2. Qué consecuencias para la trama trófica podría producir: i. el aumento de la población de zorro artico ii. la desaparición de la perdiz nival iii. La introducción de especies de roedores foraneos 3. Construye una piramide de energía utilizando las especies presentes en la trama trofica y valores referenciales de energía. Qué ocurre con la energía entre un nivel y otro? 4. Evalúa consecuencias para la piramide construida si los organismos productores son tratados con plaguicidas. 5. Da ejemplos de estrategias que contrarresten el efecto de los plaguicidas en la situación anterior. 62