Ideas previas, siete afirmaciones

1. Los estudiantes llegan a la clase de ciencias con un conjunto diverso de concepciones alternativas sobre los eventos y objetos naturales. Muchas de estas concepciones tienen cierta coherencia interna.

2. Las concepciones alternativas son comunes a estudiantes de diferentes medios, edades, géneros e incluso culturas.

3. Las concepciones alternativas son persistentes y no se modifican fácilmente con estrategias de enseñanza convencionales.

PARA MÁS INFORMACIÓN...Wandersee, J. H., Mintzes, J. J. and Novak, J. D., Research on Alternative Conceptions in Science. In D. Gabel (Ed.), Handbook of Research on Science Teaching and Learning, New York, Macmillan, pp. 177-210, 1994.

Ideas previas, siete afirmaciones

4. Estas preconcepciones a menudo presentan isomorfismos con concepciones vigentes a lo largo de la historia del pensamiento científico y filosófico.

5. El conocimiento previo de los alumnos interacciona con el que se les enseña en clase, dando como resultado consecuencias imprevistas en el aprendizaje.

6. Los orígenes de estas preconcepciones están en las variadas experiencias personales, que incluyen la percepción, la cultura de los iguales, los métodos de enseñanza, las explicaciones de los profesores y los materiales educativos.

7. Las propuestas de enseñanza que facilitan el cambio conceptual pueden ser herramientas efectivas para la clase.

Cambio conceptual

De esta forma, aprender un concepto científico implica la reestructuración de las concepciones alternativas en las concepciones científicamente aceptadas. Esto significa lograr discutir con los alumnos sus concepciones sobre el tema y reexaminarlas, hasta llevarlos a la conclusión de que algunas de sus representaciones resultan incompletas para explicar el fenómeno que se discute. A este proceso se le denomina cambio conceptual, y se sabe hoy que es un proceso gradual y complejo, en el cual la información que llega a los alumnos gracias a la experimentación, la indagación y la instrucción, es utilizada para enriquecer o reestructurar sus creencias y presuposiciones iniciales.

PARA MÁS INFORMACIÓN...POSNER, G. J., STRIKE, K. A., HEWSON, P. W., y GERTZOG, W. A. (1982). Accommodation of a scientific conception: Toward a theory of conceptual change. Science Education 66, 211–227.

¿Qué es la ciencia?

Es una actividad fluida y holística y no el seguimiento de una serie de

reglas que requieren comportamientos específicos en

etapas específicas. Es una actividad orgánica, dinámica e

interactiva, una constante interacción de pensamiento y acción.

Finalidades de la enseñanza de la ciencias

Propiciar la construcción de conceptos científicos a partir de las concepciones de los alumnos (cambio conceptual).

Resolver problemas teóricos y experimentales (procesos científicos).

Mostrar las interacciones de la ciencia, la tecnología y la sociedad.

Un currículo equilibrado deberá atender cada uno de estos aspectos.

Visión moderna de la educación científica

El aprendizaje de las ciencias debe concebirse como un cambio conceptual, metodológico y actitudinal. Para ello es necesario una completa integración entre la teoría, las prácticas de laboratorio y los problemas en un proceso único de construcción de conocimientos científicos.

La paradoja de la enseñanza experimental

“Periódicamente desacreditada, muchas veces calificada como una pérdida de tiempo y, sin embargo, la idea predominante en el profesorado de ciencias es que la experiencia práctica es la esencia del aprendizaje científico.”

Hodson, D. (1994) Hacia un enfoque más crítico del trabajo de laboratorio. Enseñanza de las ciencias, 12(3), 299-313.

Hodson, D. (1994) Hacia un enfoque más crítico del trabajo de laboratorio. Enseñanza de las ciencias, 12(3), 299-313.

¿Cuál es la utilidad del trabajo experimental?

¿Cuál es la utilidad del trabajo experimental?

Motivación Aprendizaje de técnicas de laboratorio Aprendizaje de conocimientos científicos Conocer el método científico y su uso Desarrollar actitudes científicas

El trabajo de laboratorio en la educación científica

Países: Dinamarca, Francia, Alemania, Gran Bretaña, Grecia e Italia

Áreas: Química, física y biología

Niveles: bachillerato y los dos primeros años de licenciatura.

Objetivos principales: Clarificar y diferenciar objetivos de aprendizaje para el

trabajo de laboratorio. Obtener información útil para el diseño de propuestas

de trabajo de laboratorio que logren promover los objetivos identificados y el aprendizaje de los alumnos.

Objetivos del trabajo de laboratorio

Estudiantes: Relacionar teoría y práctica. Aprender habilidades experimentales. Aprender la metodología del pensamiento científico. Motivar, desarrollo personal y competencia social.

Profesores: Evaluar el conocimiento de los estudiantes.

European Comission, Teachers’ objectives for labwork. Proyect PL 95-2005 Labwork in science education.

European Comission, Teachers’ objectives for labwork. Proyect PL 95-2005 Labwork in science education.

¿Es motivante?

El entusiasmo por el laboratorio disminuye con la edad.

Les gusta cuando saben lo que hacen y cuando hacen sus propios experimentos.

No les gusta si sale mal.

¿Aprenden técnicas de laboratorio?

Habilidades generales

¿De qué manera la habilidad de saber usar una bureta o pipeta es transferible a otro contexto de laboratorio o a una situación de la vida diaria?

Destrezas y técnicas esenciales para futuros científicos y técnicos

11% leen un amperímetro programable.

14% monta un circuito eléctrico con diagrama.

57% realiza una técnica de filtración.

¿Aprenden conocimientos científicos?

Investigación (biología):

clase/discusión vs trabajo de laboratorio/discusión vs clase/demostración profesor/discusión

El trabajo práctico presenta ventajas sólo respecto al desarrollo de técnicas de laboratorio. No así en conceptos adquiridos, comprensión de metodología científica o motivación.

Aun cuando la información disponible es difícil de interpretar y poco concluyente, no se puede afirmar que el trabajo práctico es superior a otros métodos. En ocasiones es menos útil.

En resumen

Se hace un uso irreflexivo del trabajo práctico.

Es SOBREUTILIZADO; las prácticas se usan como algo normal y no como algo extraordinario.

Es INFRAUTILIZADO; sólo en contadas ocasiones se explota completamente su auténtico potencial.

Preguntas obligadas:

¿Cuáles son las finalidades y objetivos que perseguimos los docentes al hacer que los alumnos realicen actividades experimentales?

¿Cómo se realizan habitualmente las prácticas de laboratorio en la enseñanza de la química y qué visión de la ciencia y del trabajo científico transmiten?

¿Es posible la transformación de las prácticas de forma que se facilite la familiarización de los estudiantes con visiones más actuales de la actividad científica?

El trabajo de laboratorio…

¿Es un pilar o sólo un apoyo para la educación científica?

¿Es el único modo de experimentar directamente muchos de los fenómenos y hechos que aborda la ciencia?

¿Propicia el desarrollo de habilidades particulares indispensables para el desarrollo profesional?

¿Qué hacer con el laboratorio?

Reconceptualizarlo:Perfilar los tipos de prácticas con base en tres finalidades:

Aprender ciencia: conocimientos teóricos y conceptuales.

Aprender qué es la ciencia: entender su naturaleza, métodos y su relación con la sociedad.

Aprender a hacer ciencia: técnica de la investigación científica y resolución de problemas.

Diversificarlo

Experiencias. Destinadas a obtener una familiarización perceptiva con el fenómeno.

Experimentos ilustrativos. Destinados a mostrar un principio o una relación entre variables.

Ejercicios prácticos. Diseñados para aprender determinados procedimientos o destrezas, que pueden ser prácticas, intelectuales, de comunicación o para ilustrar una teoría.

Investigaciones. Diseñadas para dar a los estudiantes la oportunidad de trabajar como lo hacen los científicos, para aprender en su curso cómo se hace el trabajo científico, las destrezas y procedimientos propios de la indagación.

Nota

No todo el trabajo práctico se realiza en el laboratorio y no todo

el trabajo de laboratorio es experimental.

trabajos prácticos = métodos de aprendizaje activos

Menos práctica y más reflexión

Las mejores prácticas son las de un nivel de indagación alto.

Un estudiante que carezca de la comprensión teórica apropiada no sabrá dónde o cómo mirar para efectuar las observaciones de la tarea en cuestión o no sabrá cómo interpretar lo que vea.

Saber y no saber aplicar es no saber.

No olvidar…

El trabajo de laboratorio es el único modo de experimentar directamente muchos de los fenómenos y hechos que aborda la ciencia.

Sólo será útil cuando las investigaciones tengan una base teórica y sean bien entendidas por el estudiante.

Lo que los estudiantes de todas las edades parecen valorar es el desafío cognitivo.

El trabajo debe ser relativamente fácil de llevar a cabo con éxito.

Las habilidades particulares son necesarias si queremos que los estudiantes participen con éxito en el trabajo práctico.

Enseñar sólo aquellas destrezas que resulten útiles para la educación posterior y asegurarnos de que sean desarrolladas a un nivel de competencia satisfactorio.

Hay que hacer un experimento adecuado que tenga un objetivo claro y “funcione” y tener una medida de control e independencia suficientes.

Habilidades intelectuales

Observar Comunicar Estimular Medir Recopilar datos

Clasificar Graficar Interpretar

datos Inferir Predecir

Experiencias de cátedra*

Son demostraciones de experimentos útiles para el conocimiento científico.

Deben ser sencillas de presentar y atractivas. Deben generar la curiosidad de los estudiantes y motivar

el razonamiento “HANDS ON, MIND ON”. Deber ser visibles para todos Se pueden desarrollar con materiales sencillos y baratos. La diversión o la vistosidad no deben ser el único objetivo,

por lo que todas las experiencias de cátedra deben aterrizar en algún concepto importante o en un tema ubicado en el currículo.

Deben ser infalibles, por eso es conveniente ensayar el experimento antes de clase y tener todo preparado.

*Talesnick, I. El discreto encanto de la química, Facultad de química, UNAM, 1993.

¿Por qué experiencias de cátedra?

Los estudiantes disfrutan ver que pasan cosas.

Cuando los principios químicos se ilustran con demostraciones, no solamente son más interesantes para los estudiantes, sino también es más divertidos para el profesor.

¿Cómo elegir el experimento?

Aquel que llame la atención del alumno sobre el comportamiento químico del mundo que lo rodea.

El que aumente su cultura científica. Con el que observe fenómenos y aprenda

hechos. Con el que desarrolle habilidades de

pensamiento.

¿Cuál?

Aquel que llame la atención del alumno sobre el comportamiento científico del mundo que lo rodea.

El que aumente su cultura científica. Con el que observe fenómenos y aprenda

hechos. Con el que desarrolle habilidades de

pensamiento.

Características

Objetivo educativo claro. Oportuno y apropiado. Visible. Sencillo y sin distractores. Directo y evidente. Dramático e impactante. Preparado y probado.

¿Qué ganamos?

Desarrollo de la capacidad de observación

Manejo de sustancias y equipo

Riesgos

Tratamiento de desechos

Presentar algo sólo con el interés de que vean un cambio químico sorprendente o impresionarlos con la “magia” de la química, es perder la oportunidad de enseñar conceptos científicos y describir las propiedades de los sistemas

¡CUIDADO!

Presentar algo sólo con el interés de Presentar algo sólo con el interés de que vean un cambio químico que vean un cambio químico

sorprendente o impresionarlos con sorprendente o impresionarlos con la “magia” de la química, es perder la “magia” de la química, es perder

la oportunidad de enseñar la oportunidad de enseñar conceptos científicos y describir las conceptos científicos y describir las

propiedades de los sistemaspropiedades de los sistemas..

Disoluciones

Dispersiones

Disoluciones:Mezclas homogéneas en las que las partículas de la fase dispersa tiene el tamaño de átomos o moléculas.

Coloides:Mezclas homogéneas. Partículas entre 10 y 10000 veces más grandes que los átomos y moléculas.

Suspensiones:Tamaño promedio mayor que el de los sistemas coloidales.

Disoluciones

gas-gas airegas-líquido aire húmedogas-sólido humos finoslíquido-gas refrescos gaseososlíquido-líquido vinagrelíquido-sólido agua de marsólido-gas H2 adsorbido en

metalessólido-líquido amalgamas dentalessólido-sólido aleaciones

Sobresaturación

Acetato de sodio trihidratado

(NaC2H3O23H2O)

Arriba de los 58°C el acetato pierde su agua de hidratación.

La sal se disuelve completamente a los 79°C (152 g NaC2H3O2/100 g H2O)

Día y noche

C6H12O6 + OH- C6H11O6- + H2O

O2 (g) O2 (ac)

O2 (ac) + indicador indicador + O2

(incoloro) (azul)

indicador O2 + C6H11O6- indicador + productos

(azul) (amarillo claro)

C6H12O6 + O2 (g) + OH- H2O + productos

El aprendizaje científico como investigación dirigida

A medida que la didáctica de las ciencias pretenda proponer una visión lo más cercana posible a los trabajos científicos, y sabiendo que en la actividad científica la teoría, las prácticas de laboratorio y los problemas sobre un mismo tema aparecen absolutamente entremezclados, es necesario que las propuestas para enseñar teoría, prácticas de laboratorio y problemas no sean diferenciadas.Carvahlo, A. M. P. (2004), “Formación de profesores: es necesario que la didáctica de las ciencias incluya la práctica de la enseñanza”, Educación Química, vol. 15, No. 1.

Estrategia

Plantear situaciones problemáticas que generen el interés de los alumnos y proporcionen una concepción preliminar de la tarea. Proponer a los estudiantes el estudio cualitativo de las situaciones planteadas y la toma de decisiones para acotar problemas precisos y concebir un plan de ataque. Orientar el tratamiento científico de los problemas: emitir hipótesis, elaborar y realizar estrategias de solución y analizar los resultados.

Plantear el manejo reiterado de los nuevos conocimientos en una variedad de situaciones para profundizarlos y afianzarlos, haciendo énfasis en las relaciones CTS.

Favorecer las actividades de síntesis (esquemas, memorias, mapas conceptuales, etc) la elaboración de productos y la concepción de nuevos problemas.