Anexos ANEXO 1 Modelos mentales y ciencia escolar Qué sucede en las mentes de nuestros alumnos cuando estamos explicando un tema de ciencias naturales? Por qué algunos de ellos nos siguen los razonamientos como si estuvieran leyendo nuestra mente y otros se quedan mirando como si habláramos en arameo? Cómo se le ocurrió a ese alumno que nunca participa, aquella pregunta que me descolocó? Por qué un experimento sencillo puede despertar en los chicos un sin fin de cuestionamientos? En este documento, no se pretende responder a todas esas preguntas, no porque no queramos hacerlo, sino porque pertenecen a un campo del conocimiento que comprende la psicología cognitiva y no es nuestra intención entrar en estas discusiones. No obstante, son preguntas que nos hacemos los docentes a diario y, a partir de las cuales, creamos esquemas que guían nuestra propia práctica. Tanto la pedagogía como la didáctica elaboran teorías que intentan explicar y dar cuentas de cómo aprenden las personas y como debemos enseñar los docentes para que nuestras clases sean más efectivas. Uno de esos postulados, es el de la construcción de modelos mentales. Según Antonio de Pro Bueno (2003), podemos decir que un modelo es una herramienta creada por la mente humana que ayuda al que lo usa, en la comprensión de los hechos y de las situaciones, en las interpretaciones de las mismas, en la realización de predicciones y conjeturas, en sus argumentaciones y demostraciones o en la comunicación de lo que piensa. Todos, cuando intentamos apropiarnos de una idea o conocimiento nuevo, llevamos a cabo mentalmente una serie de procedimientos que intentan generar una imagen mental (en sentido amplio) de aquello que queremos comprender. Además, esta representación mental, debe estar de acuerdo con nuestras creencias e interpretaciones del mundo que conocemos, y con ellas creamos ideas que están de acuerdo con nuestros esquemas interpretativos del mundo. Nuestros alumnos no son una excepción. Ellos también van construyendo mentalmente modelos interpretativos de los escenarios que vamos presentándoles con cada tema que llevamos a las aulas. De acuerdo con varios autores, los alumnos no aprenden los conceptos "sueltos" sino conformando conjuntos que tienen sentido para ellos, es decir, construyendo modelos mentales sobre los fenómenos que les mostramos en cada experiencia cuando intentamos introducirlos en el aprendizaje de las ciencias naturales. Desde esta perspectiva, los modelos serán muy simples (tendientes a lo descriptivo) en las primeras aproximaciones al conocimiento científico para ir siendo suplantados por modelos más complejos que den cuenta del funcionamiento y causas del fenómeno natural estudiado, de acuerdo al desarrollo cognitivo que los alumnos vayan experimentando. Por ejemplo, es clásica ya en las aulas de ciencias naturales, la experiencia de flotabilidad dándole diferentes formas a una bolita de plastilina. Las primeras aproximaciones al fenómeno de flotabilidad suelen construirse a partir de interpretar que lo más liviano flota sobre lo más pesado. Ver un trozo de telgopor o un corcho que flota en el agua son experiencias cotidianas que generan un modelo mental de flotabilidad de los cuerpos.
La experiencia introducida en el aula de ciencias naturales, permitiría modificar o ampliar este modelo teniendo en cuenta que la forma de objeto es una variable importante en el fenómeno observado y, cuestionando a la vez, la validez del modelo anterior. Esta simple experiencia no da cuenta del principio de flotabilidad de los cuerpos en su totalidad, pero es una buena aproximación en la EP para la construcción de conocimientos de ciencia escolar en los primeros años de formación. Las actividades que presentamos en esta instancia de capacitación, fueron seleccionadas de acuerdo a la posibilidad de generar en los alumnos preguntas que permitan seguir observando, experimentando, prediciendo y enunciando generalizaciones. Estas capacidades están estrechamente ligadas a los modelos de los fenómenos naturales que los alumnos vayan construyendo en las clases de ciencias naturales, y la vez, constituyen un núcleo importante de lo que se dio en llamar ciencia escolar. Favorecer este tipo de situaciones de aprendizaje, no sólo hace de nuestras clases de ciencias naturales en la aulas, un momento de construcción real de conocimientos sino que motivan a tomar conciencia que podemos conocer el mundo con nuestras propias herramientas mentales.
ANEXO 2 PLANIFICACIÓN DE SECUENCIAS DIDÁCTICAS Decidir qué se va a enseñar y cómo, es decir, planificar es una de las actividades más importantes que llevan a cabo los enseñantes. De acuerdo con Sanmartí (2000), Una persona puede haber aprendido nuevas teorías didácticas y puede verbalizar que tiene una determinada visión acerca de qué ciencia es importante que sus alumnos aprendan o acerca de cómo se aprenden mejor las ciencias, pero es en el diseño de su práctica educativa donde se refleja si sus verbalizaciones han sido interiorizadas y aplicadas 1. la planificación, cuando deja de ser una mera exigencia administrativa, puede constituir procesos -personales y colectivos- de reflexión y de toma de decisiones en los que se integran los conocimientos científicos y pedagógicos, la experiencia profesional, las creencias y los planteamientos ideológicos del profesorado 2. Una unidad de planificación básica es la secuencia didáctica. no es una actividad concreta la que posibilita aprender, sino el proceso diseñado, es decir, el conjunto de actividades organizadas y secuenciadas, que posibilitan el flujo de interacciones con y entre el alumnado y entre el alumnado y el profesorado 3. Como toda planificación, los componentes básicos de la secuencia son: Las metas (expresadas como objetivos o propósitos). Los contenidos, conceptos y formas de conocer de acuerdo al DC de EP. Las estrategias metodológicas implementadas por el docente. La evaluación, criterios e instrumentos de evaluación del desempeño y accionar de docentes y alumnos. Las actividades se diferencian no sólo por los contenidos que introducen, sino sobre todo por sus finalidades didácticas, es decir, por la función que el enseñante cree que pueden tener en relación al proceso de enseñanza diseñado. Los tipos de actividades pueden organizarse de acuerdo al nivel de complejidad y abstracción como se indica en la Fig. 1. Los materiales. Los tiempos. Los recursos. 1 SANMARTÍ, N. 2000. El diseño de unidades didácticas. En: Didáctica de las Ciencias Experimentales. 10: 241. Edit. Marfil. 2 PRO BUENO, A. y SAURA LLAMAS, O. 2007. La planificación: un proceso para la formación, la innovación y la investigación. ALAMBIQUE. Didáctica de las Ciencias Experimentales. 52: 39-55. 3 Ob. Cit.1.
ANEXO 3 Datos sobre el Sistema Solar Astro Distancia al sol (millones de km ) Período de revolución d = días a = años Período de rotación Diámetro Ecuatorial (km) Masa (Tierra=1) Sol - - 25 d 1390180 33400 - Mercurio 57,9 88 d 58,6 d 4878 0,0553 - Venus 108,1 224,7 d 243 d 12104 0.8150 - Tierra 149,5 365,26 d 23h 56m 12756 1.0 1 Marte 227,9 687 d 24h 37m 6787 0,1074 2 Júpiter 778,3 11,86 a 9h 50m 142800 317,83 16 Saturno 1427 29,46 a 10h 39m 120540 95,18 18 Urano 2869,6 84,01 17h 54m 51118 14,53 15 Neptuno 4496,6 168,79 a 19h 12m 49528 17,13 8 Plutón 5900 247,69 a 6d 9h 2300 0,002 1 N satélites
ANEXO 4 Las armonías de los mundos Para la misma época en que Galileo Galilei experimentaba con su telescopio, Johannes Kepler, nacido en Alemania en 1571, se dirigía al encuentro de Tycho Brahe, uno de los más importantes astrónomos de aquellos tiempos, por la precisión de las observaciones astronómicas a simple vista consignadas en tablas denominadas ticónicas en su honor. Kepler, hombre profundamente místico, supuso que Dios había creado el universo tomando como base algunas ideas matemáticas fundamentales. Ideó un modelo del cosmos que se apoyaba en las ideas heliocéntricas de Copérnico. En este modelo que Kepler llamó el Misterio Cósmico, los planetas se movían en órbitas circulares alrededor del sol Kepler en su afán por corroborar que el Misterio Cósmico, era una representación real del universo, solicitó a Brahe sus datos sobre los movimientos planetarios. Poco después de la muerte de Tycho Brahe y siguiendo sus instrucciones, Kepler se concentró en el estudio del movimiento de Marte. Cálculo tras cálculo, el astrónomo y el místico que convivían en Kepler, no sólo debieron aceptar que el Misterio Cósmico no representaba realmente al cosmos. Para ajustar una descripción de las órbitas planetarias a los datos obtenidos por Tycho Brahe, Kepler propuso que los planetas no se mueven describiendo círculos sino elipses. Tiempo después Kepler escribió otro libro, Las armonías de los mundos, en el cual definía su imagen del universo y completaba el enunciado de sus tres leyes del movimiento de los planetas en sus giros en torno al sol. En 1642 moría en Italia Galileo Galilei y nacía en Inglaterra Isaac Newton, quien con su modelo de la gravitación universal no sólo le dio cohesión a un sistema del universo de carácter heliocéntrico sino que, además, aportó importantes herramientas matemáticas para el cálculo, que tiempo después ayudaría al descubrimiento de nuevos planetas en lo que hoy llamamos el Sistema Solar. Un nuevo lugar En la época que va desde fines del siglo XVI hasta el siglo XVIII ocurrieron importantes cambios sociales y políticos. Fue en ese período donde la imagen del universo cambió. Apoyados en la idea de que el hombre puede conocer el mundo a través de la razón y la experimentación, pensadores tan diferentes, como Copérnico, Galileo, Kepler y Newton demostraron que la Tierra no era el centro del universo, y este nuevo lugar para nuestro planeta significó también un nuevo lugar para los seres humanos. Lugar que nos llevaría a investigar acerca de nuestros orígenes. Actualmente, si bien consideramos el Sistema Solar desde una perspectiva heliocéntrica modificada: con el sol ocupando un lugar cercano al centro geométrico; de ningún modo se considera que ese centro sea el del universo. Nuestro universo carece de puntos privilegiados.
Seis planetas, cuatro satélites naturales, y una miríada de estrellas todos girando en torno al sol, fue el legado de la astronomía desarrollada antes de la construcción de los grandes telescopios modernos. Pero el mundo moderno era una sociedad de inventores y personas que creían en la fuerza del conocimiento como forma de mejorar la condición humana. El espacio estaba allí, esperando que mentes inquietas se animaran a dar respuesta a los grandes interrogantes: Cómo se originó el universo? Cuál es su extensión? Qué hay más allá de las estrellas que podemos ver a simple vista? Habrá más planetas que aún no conocemos? William Herschel con sus extraños telescopios extendió las fronteras del universo conocido al ofrecernos algunas respuestas a los interrogantes planteados. Hacia 1871 descubrió un nuevo planeta, Urano. La órbita de este nuevo habitante del cosmos era difícil de explicar en función de las ideas propuestas por Newton. Acaso significaba esto que había que desechar una teoría que había mostrado su eficacia en la explicación del movimiento de los astros? Generalmente una teoría no se abandona porque algunos hechos no encajen según lo esperado. Los investigadores tratan de defender sus ideas agregando nuevos argumentos en las fundamentaciones de sus teorías. De esta forma se postuló la idea de que la órbita de Urano podía ser explicada desde la teoría gravitacional de Newton si existía otro planeta que perturbase dicha órbita. Urbain J. J. Leverrier (1811-1877) calculó la órbita de ese nuevo planeta que posteriormente pudo ser observado en 1846 por Johann Galle y que recibió el nombre de Neptuno. El universo conocido se expandía. Y lo haría aún más a partir de las observaciones del propio Herschel quien catalogó una gran cantidad de nebulosas, definidas actualmente como galaxias. En idéntica línea de pensamiento que Leverrier, en 1905 Percival Lowell predijo la existencia de otro planeta más allá de la órbita de Neptuno. Finalmente en 1930 Clyde Tombaugh descubrirá Plutón, el noveno planeta de nuestro Sistema Solar, de naturaleza y órbita muy particulares.
ANEXO 5 Algunos datos que ayudan a ampliar el tema: Definiciones de Planetas: La palabra planeta es muy común en nuestro vocabulario: vivimos en un planeta, viajamos a otros planetas, estudiamos planetas, etc. Pero... qué es en realidad un planeta? Definición histórica: Los griegos antiguos llamaron así a los astros, en apariencia similares a las estrellas, que mostraban una trayectoria diferente a la del resto; planeta deriva de un vocablo que significa algo así como astro vagabundo. A simple vista, sólo cinco astros cumplen esa definición y los astrónomos mantuvieron sus nombres primitivos: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Estos planetas, el Sol y la Luna, conforman la base de lo que entendemos hoy como el Sistema Solar. Definición astronómica: A través de pacientes observaciones y con el auxilio de otras ciencias (por ejemplo: Física y Matemática), los astrónomos ampliaron la definición de planeta diciendo que se trata de un astro que: 1. No tiene luz propia, brilla reflejando la luz del Sol, 2. Es opaco a la luz, no son transparentes, la luz no los traspasa, y 3. Se mueve alrededor del Sol, atraído por la gravedad solar. Definición más general: En el cuadro, se indican la existencia de mas de150.000 asteroides o pequeños planetitas; sin embargo, otros tantos cuerpos esperan observaciones más precisas para certificar exactamente sus órbitas, de modo de no sean confundidos con otros planetitas ya clasificados. Denominación y abundancia Clásicos o históricos (sólo 8) Visibles desde la Tierra A ojo desnudo. Ejemplos Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Satélites planetarios o lunas (más de 100) Sólo con telescopio. A ojo desnudo. Urano y Neptuno. Sólo la Luna. Sólo con telescopio. Europa, Fobos, Titán, Nereida, etc. Planetas enanos Sólo con telescopio. Plutón, Ceres, Eris Asteroides o planetitas (más de 150.000) Sólo con telescopio. Pallas, Vesta, Héctor, Angélica, Paula, La Plata, etc.
Nuestro universo se halla en constante movimiento. Prácticamente todos los cuerpos celestes giran alrededor de sí mismos o se trasladan alrededor de otros. Cuando rotan, lo hacen en torno de un eje imaginario, que los atraviesa por su centro. Las galaxias también rotan y arrastran, durante su giro, todas sus estrellas. Al mismo tiempo, cada una de las estrellas gira alrededor de sí misma mientras que, como sucede en el Sistema Solar, un cortejo de planetas se desplaza alrededor del Sol. Cómo se mueven los planetas del Sistema Solar? Todos los planetas rotan al mismo tiempo que se trasladan alrededor del Sol. En la Tierra es donde los movimientos de rotación y de traslación son más evidentes. Un eje imaginario atraviesa la Tierra de polo a polo. La rotación en torno a este eje dura un poco más de 24 horas y es el tiempo que transcurre entre dos salidas o dos puestas de Sol. Durante este movimiento, todos los sitios del planeta pasan por la zona iluminada (día solar) y por la zona oscura (noche). Cuando sale el Sol por el horizonte, sus rayos caen al ras sobre la superficie de la Tierra. Durante el mediodía, el lugar donde se encuentran se halla justo en el centro de la zona iluminada y el Sol se ve en el punto más alto del cielo. Por el contrario, a la medianoche, ese mismo lugar está en el centro de la zona de oscuridad. El movimiento de rotación es continuo y su consecuencia más importante es la sucesión de los días y las noches. Durante el día, la luz y la radiación solar influyen en muchos procesos vitales que realizan los seres vivos y se desarrolla la mayor parte de las actividades humanas. Se llama traslación al movimiento de los planetas alrededor del Sol. Este movimiento se registra siempre en la misma dirección respecto de la trayectoria que sigue cada planeta. Esta trayectoria, llamada órbita, tiene forma elíptica casi circular y el Sol se encuentra ligeramente alejado de su centro. El tiempo que dura la traslación determina el año de un planeta. El plano que determina la órbita terrestre (y la de los otros planetas) se llama plano de la elíptica. Durante la traslación de la Tierra, su eje imaginario permanece inclinado con respecto a este plano, describiendo un ángulo un poco mayor a 23. Esto hace que los rayos solares caigan sobre la superficie terrestre en forma desigual, dependiendo del lugar que la Tierra ocupe en su propia órbita. Si en el hemisferio Sur la radiación solar llega a la tierra con mayor perpendicularidad, será verano, e invierno en el caso opuesto. Durante la traslación de la Tierra, se suceden las estaciones y las fases lunares. En todo el mundo las estaciones varían. En las zonas más templadas, se reconocen cuatro: invierno, primavera, verano y otoño. En los polos Norte y Sur, sólo dos: verano e invierno, mientras que en las regiones tropicales y ecuatoriales los períodos se dividen de acuerdo con la presencia de lluvias o sequías.
Acerca del origen del universo A partir de Newton, muchos científicos comenzaron a pensar en un universo dinámico; pero fue Edwin Hubble, en el siglo XX, quien realizó una observación clave para comenzar a entender el origen del cosmos. Observó que, desde cualquier lugar del universo donde estemos ubicados, las galaxias se están alejando de nosotros. Esto significa que, en épocas anteriores, las galaxias deberían haber estado más juntas entre sí. Este descubrimiento hizo pensar en un universo en expansión y discutir sobre cómo fue su origen. Según esta hipótesis, hubo un tiempo (hace diez o veinte mil millones de años) en que todos los objetos (toda la materia y la energía) deberían haber estado muy juntos entre sí. Toda la materia elemental existente en el cosmos se hallaba reunida en una pequeña y densa bola de gas. Determinadas condiciones de presión y temperatura la llevaron a su explosión y posterior expansión. A esta explosión primordial se la llamó Big Bang y, desde que ocurrió, se supone que el universo continúa expandiéndose. El universo conocido Los secretos de la luz: Toda la información acerca de la composición química de los cuerpos celestes, su temperatura o su velocidad de desplazamiento se basa en la luz que nos llega desde el cielo. Existe un instrumento llamado espectrógrafo, que se compone de un sistema de prismas colocados dentro de un telescopio, los cuales descomponen la luz en los colores que la forman (como un arco iris). Mediante este mecanismo se pueden conocer las características de la fuente emisora de luz. Galaxias y estrellas Al igual que ocurre en una nube, la difusión del gas en expansión por el espacio no fue pareja. En algunos sitios, hubo mayor concentración de polvo y gas (nebulosas*), lo que determinó inmensos agrupamientos de estrellas que llamamos galaxias. Las galaxias son grandes concentraciones de estrellas y también de otros astros secundarios, como los planetas. Observadas con telescopios, lo más llamativo es el brillo de sus estrellas y las formas que suelen presentar. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, puede verse como una franja lechosa, en un cielo nocturno y despejado. Se piensa que posee, por lo menos, 200 000 millones de estrellas. Todo lo que vemos a simple vista pertenece a la Vía Láctea, excepto la gran galaxia M31, en la constelación de Andrómeda, que se observa en el hemisferio Norte, y las dos nubes de Magallanes: la pequeña a 180 000 años luz y la grande a 150 000 años luz de la Tierra. Estas son galaxias satélites de la Vía Láctea y, junto a otras quince, forman el Grupo Local. Por su parte, las estrellas son fuentes naturales de luz. Las vemos brillar en el cielo como puntos luminosos titilantes debido a la enorme distancia que nos separa de ellas. Las estrellas están conformadas por gases; los más frecuentes son el helio y el hidrógeno y, en menor proporción, otros elementos más pesados como oxígeno, hierro y carbono.
Las nebulosas, a veces, forman estrellas dobles o binarias, es decir, estrellas que giran una alrededor de otra. También suelen originarse en grupos de tres, cuatro, cinco o más, formando cúmulos abiertos de estrellas blanco azuladas. Existen, además, cúmulos estelares, que son enormes globos de luz compuestos por cientos de miles de estrellas muy viejas de color rubí. No todas son idénticas. Lo que las diferencia es su masa. De ella depende su tamaño, luminosidad y temperatura, como así también, su evolución y tiempo de vida. Las estrellas se están formando todo el tiempo, mientras que muchas otras se van apagando. Las muy grandes suelen explotar y brindar su material a las nuevas en formación. Otras, como el Sol, al agotar su combustible, se contraerán por dentro y se dilatarán por fuera. Serán estrellas gigantes rojas por algunos millones de años y, cuando terminen el helio, se convertirán en estrellas enanas blancas. Se calcula que en un segundo el Sol transforma 500 millones de toneladas de hidrógeno en helio. Mientras esto ocurre, la energía sobrante se convierte en luz; por eso el Sol, como todas las estrellas, brilla. La edad del Sol se calcula en 4 700 millones de años. Se piensa que se formó por contracción, bajo la acción de su propia gravedad, a partir de una gigantesca masa de polvo y gas en rotación. Esta contracción duró millones de años hasta que su temperatura interior aumentó y produjo las primeras reacciones generadoras de luz. Los cuásares son gigantescas fuentes de energía ubicadas a enormes distancias. Su nombre deriva del término inglés quasar (abreviación de QuASi stellar object) y significa objeto cuasi estelar. Alude a que el tamaño y el aspecto de estos objetos son similares a los de las estrellas, pero generan tal cantidad de energía que no pueden ser estrellas. Los púlsares son los restos de supernovas* que estallaron, pero conservando restos de materia en su centro. Al girar sobre sí mismos, parpadean emitiendo destellos de luz en cada pulsación. Desde la Tierra, los astrónomos los ven como faros luminosos. Agujeros negros en el universo Los agujeros negros son los objetos más exóticos del universo. Su existencia se debe a que una estrella pierde combustible nuclear y explota, convirtiéndose en una supernova. Al final, reduce su tamaño a tan sólo un punto lejano, pero disponiendo de una enorme fuerza de atracción gravitatoria. Es decir, se convierte en un embudo gravitatorio, que atrae hacia su interior todo lo que la rodea, incluyendo su propia luz. Como no pueden verse, los astrónomos llaman agujeros o huecos negros a estas estrellas en agonía.
Algunos datos del Sistema Solar. A) Dónde creen que se encuentra acumulada la mayor cantidad de masa en el Sistema Solar? Evidentemente, dirán que en el sol, el mayor cuerpo celeste de este sistema, pero tal vez no conozcan cuánta masa concentra. Objetos celestes Porcentaje de masa aproximada (%) Sol 99,86 Todos los planetas clásicos y enanos 0,135 Todos los satélites 0,00004 Cometas 0,00003 (estimado) Asteroides 0,0000003 (estimado) Polvo y gases interplanetarios Menos de 0,0000001 (estimado) Sabiendo que la composición del sol es en un 95% hidrógeno y helio, los dos elementos químicos más simples, podemos imaginar qué escasos son los restantes elementos químicos del sistema solar (Son 88 elementos químicos naturales presentes en la Tierra).
ANEXO 6 Las PRECONCEPCIONES de los alumnos de este nivel sobre Fenómenos Astronómicos. A lo largo de la escolaridad primaria se van armando modelos de apropiación de los conocimientos que funcionan como anclaje de conocimientos posteriores. Muchos de los que se mantienen se construyen sobre ciertos errores. Las limitaciones de una educación científica centrada en la mera transmisión de conocimientos han impulsado investigaciones que señalan a las concepciones epistemológicas incorrectas como uno de los principales obstáculos para movilizar estos errores. Si se quiere cambiar lo que los docentes y los alumnos hacemos en las clases de ciencias, es preciso previamente modificar las concepciones epistemológicas de los docentes. El estudio de dichas concepciones se ha convertido, por esa razón, en una potente línea de investigación y ha planteado la necesidad de establecer lo que puede entenderse como una visión mínimamente correcta de la enseñanza de las ciencias naturales. Esto por supuesto no supone sugerir la existencia de un supuesto método universal, de un modelo único de enseñanza. Esto supone evitar simplismos y deformaciones claramente contrarias a lo que puede entenderse, en sentido amplio, como aproximación al tratamiento de problemas. A las respuestas que podemos encontrar desde la lógica disciplinar deberemos sumar: Las ideas de los niños (en diferentes momentos de su escolaridad primaria) cuando intentan explicar el paso del día a la noche o sobre el cambio de las estaciones del año. El conocimiento de los docentes sobre estos temas. Los textos de los libros y las ilustraciones que los acompañan. Los modelos de representación del Sistema Solar que circulan en la escuela Abordaremos en un primer apartado esta búsqueda de visiones deformadas, susceptibles de concitar un amplio consenso en torno a lo que debe rechazarse cuando pretendemos aproximarnos a la actividad científica. Veamos algunas situaciones investigadas por diferentes autores y en las que todos coinciden. Si bien estos trabajos tienen unos años, trabajos más actuales no difieren mucho de estos. Según Driver (y que muchos autores coinciden con ella en investigaciones posteriores) Varios estudios que se han realizado sobre la idea de los niños sobre la Tierra en el espacio dan cuenta de una posible progresión que va desde una Tierra plana con un cielo limitado hasta una Tierra esférica rodeada por el cielo en la que abajo está dirigido hacia su centro. En algunas investigaciones se ha podido también detectar que las representaciones infantiles muestran la coexistencia de dos Tierras en los mismos niños: una plana en la que vivimos y una esférica en el espacio. También que muchos niños la representaban redonda como un plato y con un borde, aún sabiendo de la esfericidad de la tierra
Las nociones de día y noche se pueden agrupar en 4 bandas de pensamiento desde: Un Sol animado (que se va a dormir, gira, sale, está sobre el suelo, se esconde detrás de los árboles, está detrás de las montañas, etc.). El Sol se cubre por: las nubes, la noche, la oscuridad o la atmósfera. Relacionan con movimientos astronómicos y órbitas: El Sol da una vuelta a la Tierra una vez al día. La Tierra da la vuelta al Sol una vez al día. El Sol se mueve arriba y abajo. Rotación de la Tierra: la Tierra gira sobre su eje una vez al día. Sobre las ideas de rotación y traslación: Baxter identificó 6 teorías en jóvenes de 15 y 16 años en todas ellas se observa la falta de comprensión de los tamaños relativos como de las distancias relativas que separan la Tierra, el Sol y la Luna. La mayoría de los alumnos los dibujaron de tamaños similares. Según los resultados de sus investigaciones Baxter concluye que estas visiones erróneas pueden ser aumentadas e incluso causadas por el uso de modelos erróneos y por los diagramas de los libros.
En cuanto a las fases de la Luna y los eclipses el mismo autor plantea que los 4 modelos por él analizados sugieren la idea de tapar a la Luna por objetos cada vez más distantes: Las nubes cubren parte de la Luna. Los planetas forman una sombra sobre la Luna. La sombra del Sol cae sobre la Luna. Las fases de la Luna se explican por la porción de cara iluminada de la Luna.
En cuanto a la estaciones del año su investigación permite pensar que la mayoría de los niños atribuía a la distancia de la Tierra al Sol era lo que lo determinaba. Muchos de estos niños pensaban que en verano la Tierra está mucho más cerca del Sol que en invierno. A partir de la lectura de las concepciones de los niños sobre estas temáticas podemos inferir que muchos adultos conservan estas ideas cuando se manejan en la vida cotidiana. Es por ello que a partir de ahora trabajaremos con ejemplos similares a los que aparecen en los libros de texto. Textos que si bien no contienen errores, muestran dificultades al momento de ser usados en las clases. Volvemos entonces a plantear la necesidad del trabajo con las concepciones de los docentes para lograr que luego ellos se conviertan en mediadores entre el texto que utilizarán en sus clases y el alumno. Llegar a convertirse en mediador supone primero conocer muy bien el tema a trabajar, comprenderlo de manera tal que se pueda lograr que otro a su vez lo comprenda. Como lo plantean muchos investigadores, las concepciones de los docentes, juegan un papel importante en la toma de decisiones en el aula. El docente no es un técnico que aplica instrucciones, sino que procesa información, toma decisiones, genera rutinas y conocimiento práctico y posee creencias que influyen en su actividad y su actividad está relacionada con generar conocimientos en sus alumnos, generar procesos que los lleven a comprender.
SIMULADOR CELESTIA ANEXO 7 Es un programa que se puede obtener de la Web, lo podrán bajar gratuitamente utilizando Google, solicitándolo como celestia.es. También sabemos que estos programas se encuentran instalados en las net que se encuentran en algunas escuelas. Les contamos un poquito de que se trata: Celestia es un programa de simulación del espacio en tres dimensiones que, además, proporciona diversas imágenes de astros (por ejemplo: estrellas, planetas, satélites, galaxias), figuras ficticias (por ejemplo: planos de referencia, constelaciones, etc.) y, también, datos muy precisos sobre la posición de esos astros para un observador terrestre (cualquiera sea su ubicación en la Tierra). Se trata de un programa sofisticado pero de fácil manejo, que permite, entre otras posibilidades, las siguientes: Ajustar la escala temporal. Es decir, la época para la que se busca cierto fenómeno (la posición de un planeta, la aparición de una estrella, etc.) puede escogerse tan lejana en el tiempo como se quiera, tanto en el futuro como en el pasado. Modificar el sitio de observación. No sólo se puede ver un fenómeno en tiempos remotos o futuros, sino también tal como se vería desde diferentes sitios. Además de detectar la fecha de ocurrencia de eclipses solares y lunares, este programa permite mostrar el fenómeno tal como se vería en el cielo de un observador en la Tierra (si aún no ocurrió) o cómo se vio (si sucedió en el pasado).como también puede cambiar la perspectiva de la observación, es posible mostrar cómo un mismo fenómeno (en este caso, un eclipse) tiene aspectos diferentes para distintos observadores, ubicados en lugares distantes uno del otro.
Modificar el aspecto del cielo nocturno. El programa permite variar el número de estrellas visibles, cambiar el tamaño del campo visual, entre otras modificaciones en la apariencia celeste. Obtener abundante información de los astros, por ejemplo: La denominación de galaxias, estrellas, planetas, satélites, asteroides y cometas. Datos superficiales de algunos astros (cadenas montañosas, valles, cráteres, etcétera). Por ejemplo, se puede posicionar en un cierto cuerpo celeste y cambiar tanto las distancias de observación como la época, de modo que se puede materializar en la imagen, por ejemplo, salidas y puestas de diversos astros. Datos físicos de los principales planetas (por ejemplo, su radio, distancia al Sol, la duración del día, la temperatura media superficial, etcétera). Datos físicos de muchas estrellas (por ejemplo, su distancia, diámetro real, luminosidad, clase espectral y temperatura). Datos geográficos de la Tierra, los que permiten hallar un sitio utilizando coordenadas reales. Visualización de algunos de los efectos de los movimientos terrestres básicos: traslación alrededor del Sol y rotación de la Tierra sobre sí misma. Además: Al poder acelerar el tiempo y ver el fenómeno en el futuro (como en el pasado), es posible observar cómo cambia la iluminación solar en las diferentes regiones del planeta y cómo la misma - en cierto sitio de la Tierra depende de su giro intrínseco o de su posición entorno al Sol. Como el programa permite modificar el campo de visión, es posible ver el fenómeno de rotación tal como lo aprecia un observador en la superficie terrestre y tal como el mismo fenómeno se aprecia desde el espacio (por ejemplo, para un observador ubicado en la Luna) Una vez que tengan cargado este simulador, desde el ícono del escritorio, lo podrán abrir, y les va a aparecer la Tierra y datos en la parte superior de la pantalla, (datos del astro, dimensiones, distancia desde donde se lo observa, la fecha en tiempo real). Utilizando la ruedita del Mouse (scroll) se podrá acercar o alejar los astros. Le sugerimos que vayan probando y disfrutando todas las opciones que ofrece este simulador, del que aprovecharemos muchas de ellas. En la barra de herramientas, desplegamos Tiempo y nos permite que los movimientos de la Tierra se realicen cada vez más rápidos o más lentos. Hagan que el tiempo pase muy rápido y observen los cambios que se producen.