Manual Completo Cientificos 2013

Cientficos del futuro de Intel

Taller de capacitacin Manual del participante Versin 1.1

Cientficos del futuro de Intel

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Derechos de autor 2013 Intel Corporation. Todos los derechos reservados. Intel, y el logo de Intel son marcas registradas de Intel Corporation en los Estados Unidos y otros pases. *Otros nombres y marcas pueden ser reclamadas como propiedad de terceros.

Versin 1.1

Intel Future Scientist Version 1.0

Cientficos del futuro de Intel Contenidos

Derechos de autor 2013 Intel Corporation. Cientficos del futuro de Intel Todos los derechos reservados. Versin 1.1

Contenidos M1: Introduccin a la indagacin

Introduccin al taller ........................................................................................................................................................................................... 1

Actividad 1: Conozcmonos ............................................................................................................................................................................ 2

Actividad 2: Hgalo girar usted indaga? ................................................................................................................................................ 2

Actividad 3: Si yo fuera un estudiante ..................................................................................................................................................... 5

Actividad 4: Su comprensin del aprendizaje basado en la indagacin ............................................................................... 10

M2: Aprendizaje basado en la indagacin en la clase de Ciencias

Actividad 1: Introduccin al aprendizaje basado en la indagacin .......................................................................................... 13

Actividad 2: La clase trasformada ............................................................................................................................................................ 16

Actividad 3: Aclarar la percepcin del aprendizaje basado en la indagacin .................................................................... 20

Actividad 4: Facilitar el aprendizaje basado en la indagacin en la clase ........................................................................... 20

M3: Introduccin al mtodo cientfico

Actividad 1: Exploracin del mtodo cientfico ................................................................................................................................. 23

M4: Uso del mtodo cientfico en su clase

Actividad 1: Analizar su rol ........................................................................................................................................................................... 39

Actividad 2: Explorar las fichas de experimentacin ..................................................................................................................... 40

Actividad 3: Del plan unidad tradicional al plan de unidad basado en el mtodo cientfico..41

M5: Del aula a la feria cientfica

Actividad 1: Incorporar el mtodo cientfico en los planes de unidad .................................................................................. 43

Actividad 2: Qu dicen los estudiantes? ............................................................................................................................................. 44

Actividad 3: Un vistazo a las ferias cientficas .................................................................................................................................. 46

M6: El camino al xito

Actividad 1: Ayude a sus estudiantes con la planificacin ......................................................................................................... 48

Actividad 2: Ayude a sus estudiantes con la ejecucin ................................................................................................................ 52

Actividad 3: Ayude a sus estudiantes a crear la presentacin ................................................................................................ 55

Cientficos del futuro de Intel Contenidos

Derechos de autor 2013 Intel Corporation. Todos los derechos reservados. Intel, Cientficos del futuro de Intel el logo de Intel son marcas registradas de Intel Corporation en los Versin 1.1 Estados Unidos y otros pases. *Otros nombres y marcas pueden ser reclamadas como propiedad de terceros.

M7: Trazar el camino

Actividad 1: Su trabajo en la feria cientfica ....................................................................................................................................... 58

Actividad 2: Su cronograma de la feria cientfica ............................................................................................................................ 59

Actividad 3: Su aprendizaje del taller ..................................................................................................................................................... 62

Actividad 4: Su comunidad en la feria cientfica ............................................................................................................................... 64

Apndices

Apndice 1 El trompo .............................................................................................................................................................................. 65

Apndice 2 La escala de indagacin (una herramienta de diagnstico) ...................................................................... 68

Apndice 3 El proceso de diseo de ingeniera......................................................................................................................... 69

Apndice 4 Marco de trabajo de la investigacin (plantilla) ............................................................................................... 72

Apndice 5 Investigacin de antecedentes- El modo funcional ...................................................................................... 75

Apndice 6 Tipos de variables (ejemplos).................................................................................................................................... 77

Apndice 7 Redactar una buena hiptesis .................................................................................................................................. 79

Apndice 8 Experimento para el estudio del efecto de la temperatura del agua en la capacidad espumosa de un detergente ............................................................................... 81

Apndice 9 Marco de trabajo de la investigacin (ejemplo) ............................................................................................... 82

Apndice 10 Diagrama del marco de trabajo del mtodo cientfico ................................................................................. 84

Apndice 11 Niveles de indagacin y el mtodo cientfico ................................................................................................... 85

Apndice 12 Practicar con fichas de experimentacin- probando nuestra comprensin87

Apndice 13 Plan de unidad tradicional ........................................................................................................................................... 93

Apndice 14 Plan de unidad basado en el mtodo cientfico ............................................................................................ 104

Apndice 15 Plan de unidad modelo ............................................................................................................................................... 106

Apndice 16 Normas para todos los proyectos ....................................................................................................................... 111

Apndice 17 Roles y responsabilidades de los estudiantes y los adultos ................................................................. 116

Apndice 18 Roles y responsabilidades de los comits de revisin ............................................................................. 119

Apndice 19 Categoras Intel ISEF de proyectos ..................................................................................................................... 123

Apndice 20 Causas ms comunes por las cuales los proyectos no califican en Intel ISEF..126

Apndice 21 Gran premio de Intel ISEF ......................................................................................................................................... 128

Apndice 22 Cronograma del proyecto del estudiante ........................................................................................................ 131

Apndice 23 Plan de investigacin .................................................................................................................................................. 132

Apndice 24 Perfeccionar su presentacin ................................................................................................................................ 136

Apndice 25 Qu buscan los jueces? ........................................................................................................................................... 138

Apndice 26 Cronograma de la feria cientfica ......................................................................................................................... 141

Mdulo 1

Introduccin a la indagacin


1 1

Mdulo 1

Introduccin a la indagacin Bienvenido al Taller de Cientficos del futuro de Intel! Descripcin: un saln de clases de Ciencias del siglo XXI es aquel en el que todo estudiante est preparado para pensar ms all del libro de texto. La investigacin, el pensamiento crtico, la creatividad, la innovacin, la resolucin de problemas, la comunicacin y la colaboracin solo pueden tener lugar cuando el docente se convierte en socio del aprendizaje. Cuando a los estudiantes se les da la oportunidad de explorar, indagar, descubrir y tomar el control de su propio aprendizaje se convierten en alumnos ms entusiastas y dedicados. Como docente, usted debe velar por crear una experiencia de aprendizaje productiva para sus estudiantes. En este mdulo usted se familiarizar con las metas de este taller, se presentar ante los dems participantes, colaborar, discutir e indagar.

Introduccin al taller El taller de Cientficos del futuro de Intel se centra en cmo usted puede hacer uso del mtodo cientfico en su clase de Ciencias para crear un entorno de aprendizaje basado en la indagacin, y as facilitar la participacin del estudiante en ferias cientficas. Usted aprender cmo transformar los planes de unidad tradicionales en otros que estimulen la indagacin, la exploracin y el descubrimiento. Al finalizar el taller, usted estar preparado para orientar a sus estudiantes en lo que respecta a la presentacin de proyectos de ferias cientficas innovadores, meticulosamente investigados y bien organizados.

En este taller usted podr:

Comprender el enfoque de aprendizaje basado en la indagacin aplicado a la ciencia

Aprender cmo aplicar el mtodo cientfico en su enseanza

Crear un plan de unidad en Ciencias utilizando el mtodo cientfico como un formato para la indagacin

Identificar las ferias cientficas en su pas y aprender cmo orientar y apoyar la participacin de sus estudiantes en ellas

Aprender cmo preparar a sus estudiantes para presentar proyectos ganadores

Mdulo 1 Introduccin a la indagacin

Cientficos del futuro de Intel Derechos de autor 2013 Intel Corporation. Versin 1.1 Todos los derechos reservados.

2

Crear un Cronograma de la Feria Cientfica para trazar su recorrido desde la prctica diaria hasta la feria cientfica.

En los prximos dos das, usted explorar de manera colaborativa, cmo sacar a la luz el cientfico latente en cada uno de sus estudiantes.

Actividad 1 Conozcmonos (10 minutos)

Una buena manera de dar inicio a cualquier taller es familiarizarse con los dems participantes. Por lo tanto, comencemos!

Para empezar, a uno de ustedes se le dar una pelota de tenis. El que la posea deber presentarse en 10 segundos- al resto del grupo en una forma tan innovadora como sea posible. Un timbre sonar indicando que su tiempo se agot. Su presentacin deber incluir su nombre y una palabra o una frase que lo describa. Sea tan creativo como pueda y emplee alguna palabra cientfica que capture la esencia de su personalidad.

Una vez que haya terminado, tire la pelota a otra persona en el crculo que continuar con la cadena de presentacin. Contine hasta que todos los participantes se hayan presentado. Asegrese de escuchar cuidadosamente cada presentacin. Nadie debe emplear un trmino descriptivo que ya haya sido utilizado por alguna otra persona! Listos?

Actividad 2 Hgalo girar usted indaga? (20 minutos)

En esta ocasin, usted ver cmo la indagacin forma parte de todo lo que usted hace, reflexionar sobre la aplicacin que le da a la indagacin en su labor docente y, discutir cmo la indagacin puede hacer la diferencia en el aprendizaje significativo.

Colaborar y crear

Usted trabajar con otro miembro del grupo. Luego, cada pareja pasar a las mesas donde se encuentran los materiales para la actividad. A su compaero y a usted se les proveern los siguientes materiales:

una hoja delgada de cartulina o papel de construccin

un bolgrafo

un lpiz

un papel blanco tamao carta

Mdulo 1



3 3

un barra de pegamento

tijeras

cinta adhesiva

un sacapuntas

un comps

un trozo de tela (30 cm x 30 cm)

20 bandas elsticas (ligas o bandas de goma)

cinta adhesiva de doble cara

2 m de cuerda para trompo

Cronmetro.

Su meta es construir un trompo y anotar cunto tiempo puede girar. Ambos disponen de 15 minutos para completar la tarea. Pueden ver el Apndice 1 (El trompo) como ayuda en su tarea.

Su tiempo empieza ahora!

Revise y reflexione

Una vez concluida la tarea asignada, es el momento de repasar cmo llev a cabo la tarea. Complete la Hoja de reflexin para tener una idea de su participacin en la tarea.

Hoja de reflexin

1. Yo saba cmo hacer un trompo

a. no, pero lo intent

b. s

c. segu lo que los dems estaban haciendo.

2. Plane cmo construir el trompo antes de empezar la tarea

a. s b. no c. en parte.



4

3. Consult a mi compaero las ideas antes de presentar las mas

a. s

b. no

c. en parte.

4. Mi compaero saba cmo construir el trompo, as que solo segu lo que estaba haciendo

a. s

b. no

c. en parte.

5. Pens en formas de hacer que mi trompo completara ms giros

a. s

b. no

c. mientras girara -as sea una sola vez- estuve satisfecho.

6. Aprend algo nuevo en esta actividad

a. s

b. no

c. algo.

7. Disfruto realizando estas actividades

a. s

b. no

c. algunas veces.

8. Aprovecho este tipo de actividades mientras enseo

a. s

b. no

c. algunas veces.

Mdulo 1



5 5

9. Aprendo mejor con:

a. actividades que ayuden a pensar y explorar

b. clases magistrales e indicaciones completas

c. algunos experimentos, pero principalmente clases magistrales.

Resuma y comparta

Luego de completar la Hoja de Reflexin, comparta brevemente sus reflexiones sobre esta actividad con los otros participantes. Discuta con su grupo las siguientes preguntas:

1. Su compaero y usted estuvieron de acuerdo con la forma de llevar a cabo la tarea en el tiempo asignado? Escucharon mutuamente las razones cuando no coincidan y llegaron a un acuerdo?

2. Cmo se sinti cuando sus ideas llevaron a resultados esperados o cuando no funcionaron?

3. Es importante dar a los estudiantes la libertad de ir en pos del aprendizaje a travs de la indagacin, colaboracin y experimentacin? Por qu?

Puede anotar lo que expresan los dems participantes para comprender sus opiniones y reflexionar posteriormente en ellas, durante el transcurso del da.

Actividad 3 Si yo fuera un estudiante (30 minutos)

El uso de un enfoque basado en la indagacin en el aprendizaje de la ciencia permite convertir su saln de clases en un sitio de descubrimiento donde los estudiantes adquieren mayor responsabilidad de su aprendizaje a travs de la iniciativa, toma de decisiones y la exploracin de temas de su inters.

En esta ocasin, usted dar un vistazo a un escenario de clase en donde se utilizan dos enfoques de aprendizaje para ensear el mismo tema. Ver cmo la utilizacin de un enfoque en particular puede ayudar a convertir su clase en un lugar en donde los estudiantes estn involucrados e interesados en su experiencia de aprendizaje. El propsito de la actividad es ofrecer una idea de cmo se sienten los estudiantes mientras aprenden y proporcionar la oportunidad de reflexionar en torno a su experiencia.



6

Paso 1 Un vistazo a la experiencia de Arturo y Anita

Introduccin

Arturo y Anita estudian en octavo nivel. Ambos son estudiantes inquisitivos quienes gustan de hacer preguntas,

tienen pasin por la exploracin e irrumpen con ideas para nuevos proyectos e incursiones cientficas.

Actualmente, ambos estn llevando un curso de Estudios Ambientales donde abordan temas como la explosin

demogrfica.

Escenario 1 La experiencia de clase de Arturo

La Sra. Segovia ingresa al aula y gentilmente asiente en agradecimiento al saludo de la clase y coloca sus libros

sobre el escritorio. Su comportamiento formal provoca un gran silencio en la clase. Luego, se dirige al grupo:

Buenas tardes. Mi nombre es Amanda Segovia. Hoy voy a ensearles los riesgos de la explosin demogrfica. Antes

de iniciar, me gustara dejar sentadas unas reglas bsicas. Si usted tiene alguna pregunta, por favor, djela para el

final de la sesin. Responder a sus consultas si el tiempo lo permite y si parecen relevantes al tema en cuestin.

Est claro?

Todo lo que obtiene por respuesta son unos pocos y tmidos asentimientos con la cabeza.

Luego, la seora Segovia da inicio a su exposicin. La Tierra orbita en la que es considerada una distancia segura al

sol, ideal para el florecimiento de la vida, ya que la temperatura no es ni demasiado alta, ni demasiado baja. Esto le

permite ser terreno frtil para el crecimiento y la existencia de muchos recursos esenciales. Se supone que la

naturaleza sea capaz de proveerle suficientes recursos a todos los seres vivos, por muchas generaciones. Entonces,

surge la pregunta, Por qu actualmente hay hambre en el planeta?

Antes de que los estudiantes puedan plantear una respuesta, la seora Segovia prosigue, La naturaleza se

desquita! No se trata de una mquina expendedora continua que puede producir alimentos y materiales en

abundancia al chasquido de los dedos. Gente de todo el mundo estn consumiendo demasiado rpido los recursos.

Eso sucede porque el nmero de personas est incrementndose sin ningn tipo de control.

Mdulo 1



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En la India, especialmente, nace un nio cada pocos segundos. La gente solo est interesada en sumar nmeros a las

estadsticas actuales. Nadie est preocupado de cmo esto impactar al planeta. La Tierra est diseada para

manejar solo un cierto nmero de personas. Si seguimos incrementando ese nmero, no hay posibilidad para que la

naturaleza vuelva a alcanzar su equilibrio.

Ms an continua ella- la poblacin no est solo creciendo, est creciendo tan rpido que hoy ahora est

EXPLOTANDO!, y los nacimientos no son el nico problema. Con los avances en medicina, las personas estn viviendo

ms. Por lo tanto, la tasa de mortalidad est cayendo. Eso significa que mientras estn siendo introducidas nuevas

vidas al planeta, las generaciones existentes tambin estn viviendo muchsimo ms. Por lo tanto, es muy poco lo

que se puede hacer para ayudar al equilibrio del planeta. Un aumento de la poblacin implica menos recursos en

circulacin, ms deforestacin para incorporar ms casas, ms contaminacin, menos aire puro para respirar y agua

limpia que beber, menos oportunidades de empleo, ms pobreza... la lista de males es interminable! As que si

permitimos este crecimiento incontrolado, no hay esperanzas para las generaciones futuras. Est claro?

Ahora, tomen nota de las siguientes preguntas:

Qu es explosin demogrfica?

Cmo se ocasiona?

Qu significa tasa de natalidad?

Cul es el impacto en la produccin agrcola?

Los estudiantes apuntan las preguntas tan rpido como pueden. Luego, Arturo levanta la mano para aclarar una

duda. La seora Segovia lo mira y le pregunta, Arturo?

Arturo contesta, Seora, el aumento de la poblacin es mayor en la India que en los pases occidentales?

Bueno, en este momento eso no es del todo relevante para nuestro tema. Por favor, responda primero a las

preguntas que les he hecho y; si hay tiempo, discutiremos luego la pregunta que usted ha planteado.



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Escenario 2 La experiencia de clase de Anita

La seorita Morales entra al aula del octavo nivel. Los estudiantes parecen estar un poco indispuestos dado que se

trata de la ltima sesin del da. Ella no pronuncia una sola palabra. Saca una bolsa de papel marrn y coloca sobre su

escritorio una caja llena de piedrecillas. Solicita dos voluntarios y les dice que quiere que uno de ellos sostenga la

bolsa y el otro coloque todas las piedrecillas en ella. En ese momento, un raro silencio se extendi por toda el aula.

Mientras la seorita Morales sigue alentando a los estudiantes a poner las piedrecillas en la bolsa, esta revela una

pequea rasgadura. Ella sonre a la clase y parece despreocupada de lo que le est sucediendo a la bolsa. Les dice a

los voluntarios que continen con la tarea, indicando que es importante que todas las piedrecillas vayan dentro de la

bolsa. En el plazo de unos cuantos segundos, la pequea rasgadura se convierte en un agujero y todas las

piedrecillas empezaron a caer en el piso del saln de clase.

Una ola de risas surc el aula. La seorita Morales volte hacia los estudiantes y pregunt, Qu acaba de suceder?

Anita exclama, La bolsa se rompi!

Por qu sucedi eso?, pregunta la seorita Morales.

Coloc demasiadas piedrecillas dentro de ella. No pudo aguantar tanto y se rompi, replica otro estudiante.

Los ojos de la seorita Morales centellean en cmplice acuerdo. Les solicita a los estudiantes que recojan

rpidamente todas las piedrecillas y las coloquen nuevamente en la caja. Luego, se dirige a ellos.

La seorita Morales se presenta: Buenas tardes. Mi nombre es Marcela Morales. Ustedes acaban de presenciar lo

que le pas a esa bolsa y dieron su opinin de por qu se rompi. Esta tarde voy a plantear a todos ustedes un gran

reto, uno en el que tendrn que averiguar qu pasara si lo mismo le sucediera a nuestra Tierra.

Mi pregunta es: Cules seran los efectos de abarrotar nuestro planeta con ms gente de la que puede soportar?

Consulten tantas fuentes como deseen, discutan con sus amigos y lleguen a una respuesta; adems propongan ms

preguntas que estaran interesados en responder. Presenten sus resultados de forma tan interesante como sea

posible, usando imgenes, grficos o incluso dibujos animados. En el proceso de investigacin, averigen los trminos

utilizados para explicar el fenmeno de sobrecargar nuestro planeta con gente.

Dado que solo disponemos de tiempo limitado, les proveo algn material de referencia aqu. Todos ustedes

trabajarn en equipos de cuatro personas cada uno. Tambin, para ayudarles en la presentacin de sus resultados,

aqu quedan algunas revistas, documentos grficos, marcadores, barras de pegamento, tijeras, hojas para grficos,

lpices, reglas, borradores, tiras cmicas y peridicos. Adems pueden usar el computador. Disponen de 30 minutos

para poner en orden su presentacin.

Mdulo 1



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Sigui una bulliciosa actividad. Un ruido creativo e inquisidor llen el aula. Nadie poda decir que se trataba de la

ltima sesin del da. Se daban frenticas discusiones, se haca referencia a los recursos brindados y se recortaban

figuras. En particular, Anita, portaba una gran sonrisa y estaba totalmente inmersa en su trabajo. Su entusiasmo

tambin era compartido por sus amigos.

Los 30 minutos pasaron volando. Seis equipos tenan sus trabajos listos para ser presentados. El grupo de Anita

pas de primero. Hablaron sobre la explosin demogrfica y de cmo se produjo debido a la ausencia de

planificacin familiar y utilizaron grficos para mostrar cmo las cifras en aumento tuvieron un impacto en los

niveles de contaminacin, en el agotamiento de los recursos naturales, la educacin, las oportunidades de empleo,

vivienda y aseo urbano. Finalizaron su presentacin con la ayuda de graciosas caricaturas que mostraban a la Tierra

desvanecindose bajo el peso de gente con sobrepeso.

Paso 2 Reflexin sobre el enfoque de enseanza de la seora Segovia y la seorita Morales

Discuta con su compaero los enfoques utilizados por ambas docentes y responda las siguientes preguntas:

Cul experiencia cree usted que fue ms interesante y

que ayud a crear un entorno de aprendizaje ms

activo? Por qu?

Cul experiencia cree usted que fue ms exitosa en la

construccin de las destrezas de pensamiento de orden

superior en los estudiantes? Por qu?

Los estudiantes comprendieron igual de bien los

conceptos en ambas experiencias? Por qu s o por qu

no? En cul experiencia piensa que los estudiantes

comprendieron ms de lo que se les estaba enseando

y por qu?

Cul de las experiencias insta a una mayor

participacin por parte del estudiante? Cmo?

En la sesin de Arturo, cmo podra haber sido

mejorada la experiencia de aprendizaje?



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Comparta su aprendizaje con los dems participantes. Escuche lo que dicen y reflexione sobre cmo utilizando un

enfoque basado en la indagacin ayud a mejorar el entorno de aprendizaje.

Los docentes emplean diversos enfoques para asegurarse que los estudiantes comprendan bien un tema. Sin

embargo, algunos enfoques funcionan mejor que otros. Como docente, es su responsabilidad emplear un enfoque

que promueva el deseo de explorar y comprender un tema, un enfoque ms centrado en el estudiante.

Actividad 4 Su comprensin del aprendizaje basado en indagacin (10 minutos)

En esta actividad, usted anotar sus ideas respecto al aprendizaje basado en indagacin. Utilice sus observaciones

emanadas de la reflexin efectuada en la actividad anterior como ayuda para la redaccin de sus ideas en los

siguientes espacios.

1. Cuando pienso en el trmino indagacin, las palabras que me vienen a la mente son:

__________________________________________________________________________

2. El aprendizaje basado en la indagacin implica:

__________________________________________________________________________

3. Pienso en el aprendizaje basado en la indagacin como (puede seleccionar una o ms opciones):

a. un proceso dirigido por el docente

b. un proceso conducido por el estudiante

c. un medio para confirmar principios conocidos

d. algo ms que (o diferente de) lo mencionado arriba.

Si ha seleccionado la opcin d, anote seguidamente sus impresiones.

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Mdulo 1



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4. El aprendizaje basado en la indagacin comprende...

a. solo un tipo de enfoque

b. diversos enfoques.

5. El aprendizaje basado en la indagacin incluye un componente de investigacin:

a. siempre

b. algunas veces

c. nunca.

6. Las asignaturas cientficas que promueven el aprendizaje basado en la indagacin, la investigacin debe ser

fomentada:

a. frecuentemente

b. solo cuando el docente lo considere necesario

c. casi nunca.

7. La investigacin puede ser propiciada como...

a. una actividad independiente, por parte del estudiante

b. una actividad orientada

c. una actividad colaborativa

d. todas las anteriores.



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8. Dado el diseo de nuestro currculo acadmico, la innovacin en el aula es...

a. posible y debe ser propiciada

b. posible, pero solo debe realizarse de vez en cuando

c. difcil de adecuar

d. imposible.

9. El aprendizaje basado en indagacin es posible...

a. solo en los niveles superiores

b. solo en las clases de primaria

c. en todos los niveles.

10. Anote una idea, reflexin o preguntas relacionadas con el aprendizaje basado en indagacin

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Ahora que usted dispone de una nocin de lo que es indagacin y de la diferencia que puede marcar en el

aprendizaje experimentado por sus estudiantes, es hora de una exploracin a fondo del aprendizaje basado en

indagacin.

En el prximo mdulo aprender lo que realmente significa el aprendizaje basado en la indagacin y su impacto en

sus asignaturas cientficas. Tambin aprender cmo facilitar de manera efectiva el aprendizaje basado en la

indagacin para propiciar aprendices activos y participativos que intercambian ideas e informacin con entusiasmo.

Mdulo 2

Aprendizaje basado en la indagacin en la clase de Ciencias


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Mdulo 2

Aprendizaje basado en la indagacin en la clase de Ciencias Descripcin: como docente, probablemente se habr preguntado con cierta frecuencia si su mtodo de aprendizaje provee suficientes oportunidades para que sus estudiantes practiquen el pensamiento crtico, exploren lo desconocido y descubran nuevas formas de aprendizaje. Es importante que los alumnos dispongan de mayor control de su aprendizaje de modo que surjan como individuos independientes y seguros, capaces de hallar soluciones a los problemas que ven a su alrededor. Este mdulo lo introducir al aprendizaje basado en la indagacin y los diversos niveles de esta. Tambin aprender sobre los beneficios de este tipo de aprendizaje y cmo facilitarlo de manera efectiva.

Actividad 1 Introduccin al aprendizaje basado en la indagacin (30 minutos) El aprendizaje basado en la indagacin es un enfoque constructivista o el pilar fundamental en el cual los estudiantes son los constructores de su aprendizaje. Inicia con la exploracin y el cuestionamiento y da lugar a la investigacin en medio de una pregunta generadora, asunto, problema o idea. Comprende formular preguntas, reunir y analizar informacin, generar soluciones, tomar decisiones, justificar conclusiones y tomar acciones.1 Una clase de Ciencias que emplea aprendizaje basado en la indagacin es un lugar en donde los estudiantes colaboran entre s para comprender el mundo a travs del tema que estudian. El trabajar con este enfoque apoya el aprendizaje efectivo de la ciencia. Brinda a los estudiantes la oportunidad de practicar otras destrezas importantes como la observacin, el cuestionamiento y el anlisis, adems de un pensamiento crtico y destrezas para la resolucin de problemas.

1 Basado en las definiciones de Sharon Friesen www.galileo.org/inquiry-what.html (referencia en idioma ingls).

Mdulo 2 Aprendizaje basado en la indagacin en la clase de Ciencias

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Paso 1 Explore los niveles de indagacin Tome unos minutos para leer la siguiente informacin respecto de los niveles de indagacin: Es posible que la indagacin pueda ser completamente dirigida por el docente -brindando a los estudiantes las indicaciones y los procedimientos en cada etapa- o los estudiantes pueden apropiarse totalmente de ella, donde el docente es simplemente un facilitador y un mentor que solo interviene cuando es requerido. Dependiendo de cunta informacin se brinde a los estudiantes y cunta orientacin necesite proveerles como docente, puede haber tres niveles de indagacin: Niveles de indagacin Existen diferentes niveles de indagacin. Tres de estos niveles son: 1. Indagacin estructurada: es aquella en la cual tanto la pregunta como el procedimiento para la

indagacin, son suministrados por el docente. Los resultados han de ser descubiertos por los estudiantes. Se les solicita a los estudiantes que apoyados en la evidencia que han recolectado generen una explicacin a una pregunta. Por ejemplo, usted desea que los estudiantes descubran que entre menor resistencia al aire tenga un objeto, ms rpidamente caer. Debera empezar hacindoles la pregunta: los objetos pesados caen ms rpido que los livianos? Luego, podra pedirles que creen aviones de diferentes envergaduras y les provee un procedimiento experimental. Posteriormente, les pide que recopilen datos llevando a cabo el experimento y que llenen una tabla la cual les fue suministrada con el propsito de anotar los datos. Basado en el anlisis que hagan de los datos, los estudiantes podran generar una explicacin del por qu algunos aviones caen ms rpido que otros. En este caso, usted provey la pregunta y el procedimiento, pero les permiti tener una o varias respuestas por ellos mismos.

2. Indagacin guiada: es aquella en la que el docente solamente proporciona a los estudiantes la

pregunta de investigacin y los materiales. Luego, les insta a disear un procedimiento de indagacin que les permita responder la pregunta. Esto proporciona una mayor participacin en la generacin de explicaciones. No obstante, una mayor libertad de los estudiantes para dirigir una indagacin no significa que el papel del docente se vuelva pasivo. Los estudiantes necesitarn orientacin acerca de la solidez de su procedimiento de investigacin. Por ejemplo, en una discusin sobre gravedad, usted puede preguntarles a sus estudiantes cmo los aviones desafan la gravedad. Luego, les puede pedir que diseen una investigacin para comprender las principales fuerzas que intervienen en un avin y lo mantiene en vuelo. Para lo anterior pueden utilizar aviones de papel. Los estudiantes emprendern un estudio de las fuerzas de elevacin, gravedad, empuje y resistencia al avance y disearn aviones de papel para comprender el principio que subyace al vuelo. En este caso, usted propuso la pregunta pero ellos concibieron su propio procedimiento para llegar a un resultado.

3. Indagacin abierta: es aquella en la que los estudiantes disponen del ms alto nivel de libertad

para asumir su aprendizaje. Empiezan trabajando como verdaderos cientficos y generan preguntas en temas de inters, disean investigaciones para responder interrogantes, conducen las investigaciones y comunican sus resultados. Es en este nivel que los estudiantes tienen la oportunidad de demostrar la aptitud y seguridad para dirigir su propia indagacin en un tema que despierte su curiosidad. Por ejemplo, puede instar a sus estudiantes a que investiguen la aplicacin del Principio de Bernoulli y la Tercera Ley del Movimiento de Newton en la

Mdulo 2



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aerodinmica. En este caso, ellos propondrn sus propias preguntas, un procedimiento para la investigacin y finalmente- un resultado.

El carcter de innovacin y creatividad son evidentes sobre todo en el enfoque de la indagacin abierta. Cada tipo de indagacin cuenta con los elementos de observacin y anlisis integrados en el enfoque. Sin embargo, desde la indagacin estructurada hasta la abierta, pasando por la guiada, hay una clara progresin del proceso que va desde la liderada por el docente hasta la propuesta por parte el estudiante. Paso 2 Determine el nivel de indagacin para una actividad de ciencias Ahora, con base en lo que sabe sobre indagacin y sus distintos niveles, dedique un poco de tiempo a la reflexin de las siguientes actividades, en Ciencias y marque el nivel de indagacin al cual usted cree pertenece la actividad. Puede utilizar la Escala de indagacin (Apndice 2) para determinar el nivel de indagacin.

Actividad de Ciencias Indagacin

estructurada Indagacin

guiada Indagacin

abierta

Una de las actividades de laboratorio con preguntas, materiales y procedimientos especificados. Por ejemplo, pregunte a sus estudiantes: Cmo afecta la temperatura la velocidad de las molculas? D dos vasos transparentes, dos cuentagotas (goteros), colorante vegetal, agua caliente y agua fra. Pida que aadan unas cuantas gotas de colorante vegetal tanto en el vaso con agua caliente, como en el que contiene agua fra. Luego, indique a los estudiantes que anoten sus observaciones a la velocidad con la cual se dispersa el colorante en cada vaso. Deben tratar de averiguar si el colorante vegetal se dispersa ms rpidamente en alguno de los vasos y por qu.

Se les provee a los estudiantes un huevo duro y materiales de experimentacin. Luego, se les pide que construyan una cubierta protectora utilizando los materiales suministrados que servir para proteger al huevo cuando se les pida que lo dejen caer de determinada altura.

Los estudiantes hacen una gira de campo a un jardn. Se permite que exploren el jardn y observen las flores y las plantas en l. En grupo, deben determinar una pregunta que pueden investigar y que tambin permita conducir una investigacin, basada en sus observaciones. Por ejemplo, mientras exploran el jardn los estudiantes pueden proponer la pregunta: Cules plantas necesitan ms agua para crecer bien?

Un docente de Ciencias les da a sus estudiantes materiales para la construccin de un cohete, pero no les brinda indicacin alguna para el diseo del mismo. Los estudiantes son instados a disear el cohete por ellos mismos y tambin asegurarse que despegue correctamente, vuele cierta distancia y aterrice de manera segura.



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Ahora, reflexione en las siguientes preguntas: Cul nivel de indagacin puede ser considerado como el de ms bajo nivel, en trminos de apropiacin del aprendizaje por parte de los estudiantes? Por qu?

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__________________________________________________________________ Cul de los niveles considerara usted con el ms alto nivel de indagacin para la creacin de una experiencia de aprendizaje independiente y significativo? Por qu?

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________ Cmo cambia el rol del docente desde un nivel de indagacin estructurado a un nivel de indagacin abierto?

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________ Cul nivel de indagacin les brinda la mayor oportunidad a los estudiantes para que trabajen como verdaderos cientficos en una investigacin?

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________ A menudo, los docentes de Ciencias que no estn familiarizados con el aprendizaje basado en la indagacin, por lo que prefieren empezar con actividades de indagacin estructuradas dado que estas les confieren un mayor control sobre el proceso que sigue y los resultados. No obstante, una vez que comienzan a sentirse cmodos con la indagacin empiezan a usar la indagacin guiada y eventualmente- aspiran a propiciar eficazmente la indagacin abierta. Una transicin gradual desde una indagacin estructurada, a una indagacin guiada hasta una indagacin abierta tambin hace ms fcil la adopcin del aprendizaje basado en indagacin, tanto para estudiantes como para docentes.

Actividad 2 La clase transformada (el impacto del aprendizaje basado en la indagacin) (40 minutos) En esta oportunidad, usted descubrir cmo empleando el enfoque de aprendizaje basado en la indagacin puede transformar su clase de un lugar para el estudio a uno de maravilla y entusiasmo. La clase evoluciona a medida que usted cambia su rol desde ser una fuente de informacin para sus estudiantes hasta un facilitador que trabaja para empoderar a sus estudiantes a responder sus propias preguntas. Sus estudiantes progresan desde ser acumuladores de conocimiento hasta convertirse en exploradores, cientficos e ingenieros. Mientras se encuentran inmersos en la indagacin, los estudiantes exploran e investigan temas, participan activamente en el proceso de aprendizaje, colaboran, discuten y finalmente- llegan a respuestas por s mismos.

Mdulo 2



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Paso 1 Descubra cmo la indagacin promueve la creatividad y la innovacin Lea el Paso 2- Indagar, innovar y crear para obtener una idea de cmo la indagacin puede propiciar la innovacin y la creatividad entre sus estudiantes. Cuando los estudiantes tratan de comprender por qu las cosas suceden del modo en que lo hacen, van ms all de temas simples y de las lecciones recibidas en el aula. Su deseo por dar sentido a las cosas, eventos y fenmenos es un motivador natural que lleva hacia la innovacin y la creatividad. De hecho, la indagacin motiva la innovacin y la creatividad porque involucra la curiosidad, la observacin del mundo que les rodea, el cuestionamiento, lluvia de ideas y la bsqueda activa de explicaciones. Es la indagacin lo que conduce a los por qu y los cmo que llevan a un vaya! Un elemento crtico en la innovacin es el proceso de indagacin. Cuando los estudiantes buscan explicaciones tambin tienden las bases para generar soluciones prcticas que mejoren una situacin o resuelva un problema. De esta manera emulan cientficos e ingenieros que no se detienen ante teoras o explicaciones, sino que se esfuerzan por conseguir soluciones a problemas reales del mundo de la ciencia. Muchas innovaciones cientficas, adelantos de diseo en la ingeniera y avances tecnolgicos deben su existencia a las acciones impulsadas por la indagacin.

Paso 2 Indagar, innovar y crear D un vistazo a la tabla que se muestra a continuacin y observe lo que el equipo de cientficos e ingenieros de la NASA hicieron para resolver uno de sus problemas y cmo esto benefici al mundo. Luego, d los pasos necesarios para resolver el problema asignado y anote sus acciones en la columna Mi equipo. La clave reside en ser tan innovador como sea posible, permita que su esencia creativa fluya mientras que usted se embarca en este reto de diseo!

Indagar, innovar, crear

El equipo de la NASA Mi equipo

El problema

La NASA quera averiguar cmo mantener limpia el agua de los astronautas por un largo perodo, dado que la aparicin de enfermedades en el espacio -transmitidas a travs de ese lquido- poda resultar muy problemtica.

Los boteros de un pueblo intentan combatir la inflacin y quieren ser capaces de transportar ms carga en sus botes cuando hacen viajes a la ciudad para ofrecer artesanas del pueblo. Su equipo debe hacer el diseo de un bote que pueda transportar un mximo de carga y luego deben construirlo. Materiales suministrados: 2 pliegos de papel aluminio 1 vasija de agua 10 dados (para ser utilizados como carga).

La solucin

Trabajaron en la creacin de filtros que eliminaban las bacterias e impedan el crecimiento de las bacterias.

(Cmo su equipo dise y construy un bote que solucionara el problema? Proporcione un breve resumen)

El beneficio

Esta es la tecnologa que es utilizada por las empresas para proveernos de filtros de agua que usamos diariamente en nuestros hogares.

(Cmo puede el diseo de su bote beneficiar al mundo?)



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Comparta con los dems sus reflexiones sobre cmo el uso de la indagacin estimula la creatividad y la innovacin. Emplee las siguientes preguntas como gua para su discusin: Qu podra decir respecto a las estrategias utilizadas para disear y construir el bote? En qu medida la creatividad y la innovacin jugaron un papel importante para hacer de esta

tarea un xito? La experiencia fue agradable? Qu medidas tom su equipo para culminar exitosamente el proyecto? Qu podra decir respecto al papel de su equipo para concluir a tiempo la tarea? El proceso empleado por usted para definir y comprender el problema, pensar en los requisitos del diseo, crear diseos alternativos para su bote y finalmente- escoger el mejor diseo que pueda ser probado y desarrollado por usted, es bastante similar al proceso que es utilizado por ingenieros alrededor del mundo para resolver problemas. Aunque el enfoque de este currculo es en el mtodo cientfico, puede remitirse al documento Proceso de diseo de ingeniera (Apndice 3) para obtener una visin general del modo en que trabajan los ingenieros. Mientras los cientficos llevan a cabo experimentos y formulan explicaciones medibles acerca del modo cmo funciona el mundo, los ingenieros crean nuevos productos -como el bote que usted dise- para hacer ms fcil la vida para todas las personas que habitan el planeta. La clave de estas mejoras y contribuciones al conocimiento yace en el espritu de indagacin. Los filtros de agua utilizados hoy da en todas partes son slo un ejemplo de cmo la indagacin y la innovacin cambian el mundo. La clave para promover la indagacin, la innovacin y la creatividad reside en cmo usted empodere a la prxima generacin para que piense de manera diferente y sea exitosa. En el centro de cualquier cambio que sea exitoso y poderoso est la innovacin. El crecimiento que observamos hoy en el mundo es la recompensa directa a las contribuciones de muchos innovadores a lo largo de siglos.

Paso 3 Las ventajas del aprendizaje basado en la indagacin En esta seccin revisar los beneficios del empleo del aprendizaje basado en indagacin en el aula. El aprendizaje basado en la indagacin promueve las destrezas de pensamiento de orden superior y el pensamiento crtico. El enfoque, con sus diversos niveles de indagacin, enciende la curiosidad, fomenta el estudio sistemtico y la investigacin y motiva a que los estudiantes comprendan un concepto en profundidad, a la vez que se provee una plataforma para el estudio colaborativo. Tambin promueve el aprendizaje permanente, permitiendo a los estudiantes la posibilidad de aplicar su conocimiento en el mundo real y convertirse en individuos pensantes, perspicaces y humanitarios con destrezas de indagacin. El aprendizaje basado en indagacin ofrece muchos beneficios. Algunos de ellos son:

Mdulo 2



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Enfoque centrado en el estudiante El aprendizaje basado en la indagacin tiene como meta hacer estudiantes independientes, pensadores inquisitivos capaces de encontrar respuestas y soluciones a cualquier problema que pueda surgir. Esto solamente puede suceder si el docente est dispuesto a jugar el papel de gua a la mano en lugar de sabio distante. Este enfoque centrado en el estudiante prev que el docente sea un mentor que pueda brindar indicaciones cuando el estudiante lo solicite. Centrado en el proceso en lugar del producto Para asegurarse que el aprendizaje se ha completado, los estudiantes deben estar en capacidad de apropiarse de todo el viaje hacia la comprensin. El aprendizaje basado en la indagacin propicia que los estudiantes propongan soluciones lcidas, pero solo luego de haber dedicado suficiente tiempo a la recoleccin de datos, realizacin de experimentos, conjuntar las observaciones y presentar evidencia clara que confirme o niegue la hiptesis original. Por esto, el centro de la indagacin no es simplemente llegar a la respuesta correcta sino que hace nfasis en cmo alguien lleg ah o el procedimiento empleado. Ayuda a comprender mejor el currculo Como ya se ha visto, el aprendizaje basado en la indagacin es un enfoque prctico que puede ser dirigido como un proceso orientado por el docente en el cual los procedimientos son dados claramente con el fin de que sean seguidos por el estudiante, o bien incluso como un proceso apropiado por l, donde se requiere que este investigue cada aspecto del concepto, antes de llegar a una conclusin. De hecho, todos los niveles de la indagacin ayudan a desarrollar una mejor comprensin del tema. Dada la amplitud del currculo, los docentes frecuentemente muestran recelo en emplear mtodos de aprendizaje vanguardistas, pues estos parecen consumir ms tiempo. Sin embargo, el aprendizaje basado en la indagacin mejora la calidad del aprendizaje, lo hace ms autntico y actualmente- puede ayudar a administrar el tiempo de aprendizaje de manera ms eficaz. Aborda destrezas y contenidos El enfoque de aprendizaje basado en la indagacin est orientado a permitir que los estudiantes mejoren sus destrezas de pensamiento cientfico, de razonamiento, investigacin, cuestionamiento, anlisis e inferencia y no est simplemente orientado al contenido. Esto lo convierte en el mtodo ideal para la enseanza y aprendizaje de la Ciencia como aplicable en el mundo real. Abordaje colaborativo Una de las mejores formas de aprender Ciencias es cuando el docente y el estudiante se convierten en socios del aprendizaje. En la indagacin abierta, el aprendizaje basado en la indagacin fomenta el aprendizaje de la colaboracin a travs de su diseo de cuestionamiento y descubrimiento. Desde esa perspectiva, los docentes son al igual que muchos estudiantes- alumnos. El aprendizaje basado en la indagacin permite que el docente sea un facilitador, as como un co-estudiante, haciendo ms accesibles a los estudiantes y construyendo un entorno de aprendizaje ms vibrante, menos tenso y muy gratificante. Dedique unos minutos a reflexionar sobre lo que ha ledo y anote cualquier beneficio en la utilizacin del aprendizaje basado en la indagacin en su clase que le venga a la mente.

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Actividad 3 Aclarar la percepcin del aprendizaje basado en la indagacin (20 minutos) Ahora que sabe lo que significa el aprendizaje basado en la indagacin y cmo beneficia a sus estudiantes, es tiempo de verificar su comprensin respecto a este enfoque. En esta actividad, usted aclarar su percepcin del aprendizaje basado en la indagacin. Sobre la base de lo que ha descubierto sobre el aprendizaje basado en indagacin, de qu cree que se trata? Revisin de hechos y conceptos errneos Los participantes se agruparn en equipos. Elabore una lista con afirmaciones sobre el aprendizaje basado en la indagacin y examnelas. A cada equipo se le suministrar una hoja de papel con afirmaciones sobre aprendizaje basado en la indagacin, material para crear un cartel y un globo. Lea la afirmacin dada a su equipo y disctala con los miembros de su equipo. Disponen de 5 minutos para llegar a un consenso respecto a si la afirmacin constituye un hecho o un concepto errneo. Si la afirmacin es un hecho, haga un cartel con la afirmacin. Si creen que se trata de un concepto errneo, pegue la afirmacin en el globo. Cada equipo presentar su punto de vista consensual de la afirmacin que han discutido y justificarn su opinin. Si tienen un globo con un concepto errneo, estllelo para simbolizar la eliminacin de ese concepto. Si en su lugar, disponen de un cartel con un hecho, colquelo sobre una mesa para que pueda ser visto por todos los participantes.

Actividad 4 Facilitar el aprendizaje basado en la indagacin (10 minutos) Conocer lo que es el aprendizaje basado en la indagacin, familiarizarse con sus beneficios y comprender los niveles de indagacin no es ms que el punto de partida para hacer de las experiencias procesos vibrantes de curiosidad, investigacin y debate. El verdadero reto reside en facilitar el aprendizaje basado en la indagacin, de modo que los alumnos disfruten del aprendizaje que tiene lugar. En esta seccin, usted revisar conceptos prcticos que le ayudarn a facilitar de manera efectiva el aprendizaje basado en la indagacin y tambin reflexionar en su capacidad para lograrlo.

Mdulo 2



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Paso 1 Consejos para la facilitacin efectiva del aprendizaje basado en la indagacin Para ser un facilitador efectivo del aprendizaje basado en la indagacin, examine la lista de estrategias QUE DEBO HACER, indicadas a continuacin.

Mi lista de estrategias QUE DEBO HACER para ser un facilitador efectivo

1. Abstngase de revelar toda la informacin al estudiante cuando presente el concepto. Permita que los estudiantes tropiecen con dificultades que les obliguen a cuestionar y resolver las cosas por s mismos.

2.

Disee cuidadosamente la estrategia de cmo integrar la indagacin en su plan de estudios. El aprendizaje basado en la indagacin requiere de una cuidadosa planificacin de su parte. Debe escoger cul nivel de indagacin implementar, teniendo presente todos los distintos componentes de los diferentes niveles de indagacin.

3. Asegrese que sus estudiantes hayan puesto en prctica el cuestionamiento, la investigacin, el anlisis, la interpretacin y las tcnicas de presentacin.

4. Asegrese que estn disponibles los materiales requeridos para llevar a cabo la investigacin y cercirese de brindar acceso a informacin suficiente y relevante.

5. Provea ejemplos en contextos del mundo real, de modo que la indagacin de un problema de Ciencias tenga sentido para ellos.

6. Convirtase en un socio colaborativo en el aprendizaje. Oriente a sus estudiantes siempre que estos lo soliciten o requieran. Monitoree constantemente el progreso para asegurarse que van por buen camino.

7. Puede ser que los estudiantes lleguen a hacer consultas que usted no pueda responder inmediatamente. Asuma esas situaciones como oportunidades para trabajar de manera colaborativa con ellos, para llegar a la respuesta.

8. Lea, investigue y revise. Entre ms usted aprenda, ms puede ayudar a que sus estudiantes aprendan mejor.

9. Una o dos veces al ao, proporcione a todos los estudiantes la oportunidad de compartir los resultados de su aprendizaje con sus pares, docentes y padres de familia a travs de una exposicin estructurada o sesin de presentaciones, una o dos veces al ao.

10. Permita que sus estudiantes sean exploradores independientes, pero asegrese de evaluar su aprendizaje y trabajo en intervalos regulares.

11. Asegrese de disponer de una sesin donde todos los estudiantes reflexionen sobre lo que sali bien, cmo lo pueden mejorar y cmo puede efectuarse regularmente el intercambio de las mejores prcticas.



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Paso 2 Reflexione en la facilitacin del aprendizaje basado en la indagacin A medida que aportamos una facilitacin efectiva de aprendizaje basado en la indagacin, reflexione en todo lo que usted ha aprendido hasta el momento y llene el siguiente cuestionario: Mis ideas del aprendizaje basado en la indagacin antes de explorar los niveles de indagacin

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________ Mis ideas del aprendizaje basado en la indagacin despus de explorar los niveles de indagacin

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________ Qu es lo que ya me encuentro haciendo para la facilitacin efectiva del aprendizaje basado en la indagacin?

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________ Qu es lo que debo hacer para la facilitacin efectiva del aprendizaje basado en la indagacin?

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________ En el prximo mdulo, usted aprender cmo emplear el mtodo cientfico. El mtodo cientfico es una de las formas ms populares de ensear Ciencias utilizando el enfoque de aprendizaje basado en la indagacin y para ayudar a que los estudiantes surjan como futuros cientficos. El enfoque para el resto del curso se basar en este mtodo porque la mayora de las ferias cientficas siguen el formato del mtodo cientfico para experimentos cientficos basados en proyectos.

Mdulo 3

Introduccin al mtodo cientfico


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Mdulo 3

Introduccin al mtodo cientfico Descripcin: el aprendizaje basado en la indagacin provee a los estudiantes las oportunidades para desarrollar destrezas que les ayudan a hallar soluciones a problemas y suscitar cambios positivos. Lo cual les permite combinar conocimiento y aplicacin para obtener una perspectiva ms profunda en cualquier tema. En particular el estudio de la Ciencia, la formulacin de preguntas, la observacin, la recoleccin de datos y la validacin de teoras son integrales a la comprensin de los conceptos. Este mdulo lo introducir al mtodo cientfico y tambin aprender cmo implementar cada paso del mismo. Actividad 1 Exploracin del mtodo cientfico (120 minutos) El enfoque de aprendizaje basado en la indagacin puede ser incorporado en cualquier asignatura empleando mtodos idneos segn el tema en estudio. En la Ciencia, el mtodo cientfico es comnmente utilizado para promover las destrezas de indagacin en los estudiantes. Este taller se enfocar especficamente en el mtodo cientfico, dado que los pasos son pertinentes a los requisitos de las ferias cientficas. El pilar principal del mtodo cientfico yace en la experimentacin que es empleada para estudiar fenmenos, hacer observaciones y responder preguntas. El estudio de las relaciones causa-efecto en la naturaleza tambin constituyen los fundamentos de este mtodo. Pasos del mtodo cientfico En esta seccin, se empezar utilizando el mtodo cientfico y explorar sus diversas fases a travs de breves sub-actividades diseadas para tal propsito. Mientras vaya aprendiendo ms sobre algn paso, ir rellenando la plantilla del Marco de trabajo de la investigacin (Apndice 4) la cual le ayudar a comprender cmo este se traduce en una actividad de indagacin. Lea la informacin brindada para cada paso del mtodo cientfico y desarrolle con su equipo las secciones Su turno.

Paso 1 Seleccionar un tema El mtodo cientfico inicia con la seleccin del tema adecuado. Todos nos preguntamos por qu las cosas suceden del modo en que lo hacen. La seleccin de un tema empieza con la curiosidad e inters hacia algn fenmeno. Por ejemplo, usted puede proporcionar a los estudiantes una muestra de agua del grifo y detergente en polvo. Tambin debe proveer acceso a dispositivos de calentamiento. Los estudiantes se preguntan a qu temperatura el detergente suministrado genera la mayor cantidad de espuma y deciden generar el tema de investigacin: Estudio de la capacidad de hacer espuma de un detergente a diferentes temperaturas.

Mdulo 3 Introduccin al mtodo cientfico


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Resulta esencial escoger un tema que se preste a la indagacin. El tema seleccionado debe tratar, ya sea con el estudio de un fenmeno y las leyes que lo gobiernan o con sus aplicaciones prcticas.

Su turno Mario y Diego han hecho una apuesta amistosa. Mario sostiene una pequea canica y pretende ponerla a rodar por la pendiente de una rampa. Diego tiene una pelota de tenis y se propone usar la misma rampa para lanzarla. Mario insiste que su canica siempre ir ms lejos que la pelota de tenis de Diego, independientemente de la altura de la rampa. Diego sostiene que su pelota de tenis siempre cubrir ms distancia. Quin cree que ganar la apuesta? Ahora es su turno de investigar sobre un tema. Hoy, su tema de indagacin ser Distancia recorrida por objetos esfricos cuando son liberados a distintas alturas. Anote el tema en su plantilla del Marco de trabajo de la investigacin. Dedique algn tiempo a pensar sobre la apuesta entre Mario y Diego y trate de proponer algunas preguntas que le gustara investigar.

Paso 2 Generar preguntas El trmino indagacin anticipa una pregunta que se entreteje sobre ella misma. Todo el proceso debe iniciar con el planteamiento de una pregunta que invite a la reflexin, que sea motivadora, que valga la pena ser investigada y que promueva el pensamiento de orden superior. De manera ideal, las preguntas que se ajustan a una indagacin en Ciencias deberan ser: centradas en objetos, organismos y eventos en el mundo natural, relacionadas a conceptos cientficos, en lugar de opiniones, sentimientos o creencias, susceptibles a ser investigadas a travs de experimentos u observaciones, apropiadas para la recoleccin de pruebas y deben dar lugar al empleo de datos para explicar

cmo funciona el mundo natural, adecuadas para llegar a conclusiones cuantificables. Una de las cosas ms importantes en una investigacin es proponer una buena pregunta de indagacin. Una forma de llegar a tal pregunta es utilizando la siguiente Estrategia para la redaccin de la pregunta de indagacin en Ciencias. Estrategia para la redaccin de la pregunta de indagacin en Ciencias Para poder generar una pregunta de indagacin sobre un tema, reflexione en lo siguiente: 1. El objeto de estudio de mi investigacin es: ____________________________

Mdulo 3



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2. Mi objeto de estudio hace lo siguiente:

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________ 3. Basado en mi tema de investigacin, los elementos que ms podran afectar lo que hace mi

objeto de estudio, son:

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________ 4. Los cambios de lo que hace mi objeto de estudio pueden ser medidos como:

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________ 5. Con base en mis reflexiones, una pregunta que puedo investigar es:

__________________________________________________________________

Por ejemplo, si usted pide a sus estudiantes que utilicen la Estrategia para la redaccin de la pregunta de indagacin en Ciencias en el tema Estudio de la capacidad de hacer espuma de un detergente a diferentes temperaturas, podran sugerir lo siguiente: 1. El objeto de estudio de mi investigacin es: El detergente 2. Mi objeto de estudio hace lo siguiente:

Limpia, se disuelve en agua, crea espuma en el agua



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3. Basado en mi tema de investigacin, los elementos que ms podran afectar lo que hace mi

objeto de estudio, son:

Cantidad de agua, temperatura del agua, agitacin y cantidad de detergente a ser utilizado

________________________________________________________________

________________________________________________________________ 4. Los cambios de lo que hace mi objeto de estudio, pueden ser medidos como:

Altura de la espuma, volumen de la espuma_______________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________ 5. Con base a mis reflexiones, una pregunta que puedo investigar es:

El detergente muestra distinta capacidad para formar espuma a diferentes

temperaturas?

La temperatura del agua afecta la capacidad de formar espuma del detergente?

El nivel de formacin de espuma de un detergente determina las condiciones ptimas de su

uso?

D un vistazo a algunos otros ejemplos de preguntas de indagacin:

Tema Pregunta

smosis Vara la presin osmtica segn el tipo de soluto utilizado?

Magnetismo Cmo puede desmagnetizarse un imn?

Energa solar La intensidad de la luz afecta la funcionalidad de una celda fotovoltaica?

Mdulo 3



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Con base en lo que ya usted conoce, vea las siguientes preguntas. Seleccione las preguntas que usted crea que cumplen con el criterio de preguntas verificables y mrquelas con un smbolo de verificacin () para indicar su idoneidad en indagacin. Marque las dems preguntas con el smbolo X, indicando su falta de idoneidad para este propsito.

Preguntas de indagacin Idnea () o No idnea (X)

Mi respuesta Respuesta del equipo

Puede ser afectado el perodo de un pndulo por la naturaleza de la cuerda utilizada?

Cambia la fuerza magntica con el tamao del imn?

Cul cree que es mejor, un cido o una base?

Puede la presencia de monxido de carbono afectar la capacidad fotosinttica de una planta?

Puede el dixido de sulfuro actuar como gas invernadero?

Qu tan grande cree que es nuestro universo?

Puede el tono de una vibracin ser afectado por la longitud de la columna de aire?

Es saludable para los humanos consumir agua destilada?

Es importante conocer las unidades de frecuencia?

Cules son las especies ms importantes?

En la discusin con todo el grupo, llegue a una conclusin respecto de si las preguntas en discusin son idneas para la indagacin o no.

Su turno Recuerda la apuesta entre Mario y Diego? Teniendo esto en cuenta, utilice la Estrategia para la redaccin de la pregunta de indagacin en Ciencias para construir dos o tres preguntas en el tema Distancia recorrida por objetos esfricos cuando son liberados a distintas alturas. Antelas en el espacio designado en la plantilla del Marco de trabajo de la investigacin (Apndice 4). Asegrese de que sus preguntas cumplan con los criterios establecidos para las preguntas idneas para la indagacin.



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Paso 3: Investigar antecedentes La investigacin puede ser una pieza muy importante al utilizar el mtodo cientfico. Nuestro conocimiento previo, experiencia o imaginacin no siempre sern suficientes para proveer las respuestas que buscamos. Resulta esencial que los estudiantes tengan claro lo que investigarn. Podra abarcar desde buscar informacin hasta reunir el conocimiento necesario para comenzar el proyecto, o hallar respuestas a problemas complejos que puedan surgir durante el curso de la experimentacin. La investigacin debe hacerse para apoyar el aprendizaje y no para ofrecer todas las respuestas. Obtener todas las soluciones desde un libro o Internet acabara con el proceso de indagacin. El docente debe orientar el carcter investigativo para asegurarse de que los estudiantes no estn remitindose sencillamente a hallar respuestas definitivas a las preguntas planteadas. La investigacin de antecedentes como lo sugiere el trmino- pretende sentar las bases para una indagacin exitosa. Hay ciertos puntos esenciales a tener presentes cuando los estudiantes investigan el tema escogido. Por ejemplo, deben comprender la importancia de los derechos de autor, el uso de informacin de una fuente con permiso y crditos del autor, as como tambin las implicaciones de cometer plagio. Dedique tiempo a leer lo que hay que hacer y lo que se debe evitar durante la investigacin de los antecedentes, en el documento Investigacin de antecedentes El modo funcional (Apndice 5). Esto le dar una idea de lo que se espera de los estudiantes cuando emprendan la investigacin. Tambin puede distribuir copias del recurso entre sus estudiantes de modo que puedan atender estos puntos cuando estn haciendo la investigacin. Paso 4: Construir hiptesis Cuando se plantea una pregunta, cualquier alumno automticamente har suposiciones o predicciones de lo que podran ser los resultados. En ciencias, resulta esencial que an una prediccin sea respaldada por algn conocimiento previo y no sea enunciada sin ningn fundamento. Una hiptesis es una suposicin fundamentada de cmo algo debe funcionar. Debe ser afirmada de modo que sea medible y pueda proveer una respuesta a la interrogante original. Antes de que intente redactar una hiptesis, debe comprender los distintos tipos de variables dado que juegan un papel importante en la construccin de una hiptesis bien fundamentada. A continuacin, analizar los distintos tipos de variables a travs de un simple juego. Introduccin a variables Ahora, ver una situacin en donde una persona experimenta para llegar a una decisin acertada. Una vez haya ledo la situacin, comparta su opinin con su compaero.

Mdulo 3



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La seora Mendoza toma una decisin La seora Mendoza desea utilizar solo el mejor quitamanchas disponible en el mercado y decide someter a prueba las marcas ms populares antes de decidirse por alguna. La mayora de sus amigas estaban utilizando distintas marcas y le pidi a cada una de ellas, una tapita del lquido de limpieza. Con tres muestras de quitamanchas se propone probar la efectividad de cada una. Utiliza el pauelo de uno de sus hijos que tiene una mancha de salsa de tomate, otra en el pantaln de su esposo que tiene marcas de sucio y el ltimo en la falda de su hija, la cual tiene una mancha de aceite. Ella hall que aunque las manchas en el pauelo y la falda se aclararon bastante, el pantaln sali absolutamente limpio. La seora Mendoza decidi comprar el quitamanchas que us en el pantaln.

Ahora discuta lo siguiente con su compaero: Cree usted que la prueba del quitamanchas de la seora Mendoza fue imparcial? Qu hace a un experimento imparcial? Fue correcta su decisin de comprar el quitamanchas empleado en el pantaln? Por qu s o por qu no? Qu pudo haber hecho para llegar a una mejor decisin? Qu est tratando de medir la seora Mendoza en su prueba? Qu est cambiando ella en la prueba? Qu debi haber mantenido igual? Tipos de variables Usualmente, un experimento cuenta con tres tipos de variables:

Independiente Dependiente Controlada

La que es cambiada por la persona que conduce el experimento.

Cambia como consecuencia de los cambios inducidos por la variable independiente.

Mantenida intencionalmente constante para evitar que interfiera con el resultado.

Usualmente, cada experimento cuenta solamente con una variable independiente.

Un experimento puede tener varias variables dependientes.

Usualmente, un experimento cuenta con mltiples variables controladas.

A medida que se desarrolla el experimento, el experimentador cambia esta variable y luego observa el efecto en el resultado del experimento.

A medida que el experimentador cambia la variable independiente, el efecto que observa es debido a una variacin en la variable dependiente.

El experimentador debe mantener un control sobre las variables controladas para asegurarse que no cambien el resultado del experimento.

Ejemplo: Un experimentador estudia el efecto de la luz solar sobre el crecimiento de una planta.



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La variable independiente es la CANTIDAD DE LUZ SOLAR. El experimentador determina la cantidad de luz a la que se ver expuesta la planta.

La variable dependiente es el NIVEL DE CRECIMIENTO mostrado por la planta cada vez que es variada la cantidad de luz.

Las variables controladas son CANTIDAD DE AGUA y el TIPO DE SUELO, ambas deben permanecer inalteradas en todos los ensayos.

Para mayor informacin sobre las pruebas equitativas y para ver ms ejemplos de tipos de variables, consulte los Tipos de variables (Apndice 6). Redaccin de la hiptesis Un enunciado hipottico debe predecir una relacin que pueda existir entre diferentes aspectos del problema u ofrecer un resultado especfico a una actividad basado en alguna caracterstica conocida. Un enunciado hipottico podra ser del formato: Si _________________ [se hace esto], entonces __________________ suceder [esto].

O bien, puede ser redactado de la forma:

[Esto] _________________ suceder o [Este ser el resultado].

La hiptesis debe ser verificable en lo hecho y lo que ocurrir como resultado de lo hecho.

Ambos, deben ser medibles y observables.

Una buena hiptesis es aquella que:

Est basada en la informacin que nos fue proporcionada

Incluye las variables dependiente e independiente

Es verificable a travs de un experimento.

Por ejemplo, en la investigacin del detergente los estudiantes pueden formular la siguiente

hiptesis: Si se eleva la temperatura del agua, entonces el detergente har ms espuma.

Vea algunos ejemplos ms:

Mdulo 3



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1. Si una planta recibe fertilizante, entonces crecer ms que una planta que no reciba

fertilizante.

En este caso, el crecimiento de dos plantas en macetas en donde una maceta contiene abono y

la otra no, pueden ser medidas.

2. Si un objeto es ms pesado que un lquido, entonces se hundir en ese lquido.

En este caso, pueden ser probadas la flotacin o hundimiento de objetos ms pesados y ms

livianos en ese lquido.

3. Cuanto ms firme el medio de transmisin, entonces ms rpido viajan las vibraciones.

La velocidad de desplazamiento del mismo grupo de vibraciones puede ser medida a travs de

distintos medios, como aire, agua y madera.

Para ms consejos prcticos en la construccin de hiptesis y para comprender la diferencia entre una buena y una mala hiptesis, refirase al documento Redactar una buena hiptesis (Apndice 7). Ahora, tratar de crear una hiptesis por usted mismo. Lea la situacin que se muestra a continuacin y construya una hiptesis.

Patricia quiere tomar un poco de jugo de naranja con el emparedado que est comiendo en el desayuno. Su mam le dice que abra y vierta un poco de jugo de la nueva caja que compr la noche anterior, en un vaso. Mientras lo hace, Patricia advierte una indicacin en el recipiente que dice: Mantngase refrigerado despus de abierto. Le pregunta a su mam por qu tiene que colocarse el recipiente en el refrigerador cuando en todos los comercios los recipientes son mantenidos sobre los estantes.

Cree una hiptesis respecto a por qu el jugo ha de mantenerse refrigerado luego de abierto el recipiente. Si

entonces,

Su turno Para satisfacer su curiosidad respecto a si Mario podra ganarle a Diego, usted gener una pregunta que quiere someter a prueba. Ahora formule una hiptesis con base en su pregunta de indagacin y antela en la plantilla del Marco de trabajo de la investigacin (Apndice 4). Recuerde especificar las variables independiente, dependiente y controlada.



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Paso 5: Disear la investigacin Una investigacin es un proceso que involucra planificacin, ejecucin (la cual puede incluir experimentacin, observacin, encuesta o las tres actividades), inferencia y reflexin. Una investigacin bien diseada debe contar con los siguientes componentes: Qu: una lista de los materiales que deben ser utilizados para llevar a cabo la investigacin. Cmo: un procedimiento detallado paso a paso del modo en la que ser llevada a cabo la

investigacin. Esta seccin debe ser similar a un manual de instrucciones que cualquiera puede seguir. Idealmente, debe incluir un esquema de los aparatos e instalacin. El procedimiento debe asegurar que en un momento dado solamente una variable cambie y debe establecer las disposiciones para realizar varias repeticiones con objeto de confirmar las lecturas tomadas.

Dnde: tablas para registrar las lecturas, observaciones y datos que sern recopilados en el

transcurso de la investigacin. Redaccin del procedimiento de un experimento: el qu y cmo de un diseo de investigacin Los estudiantes que se encuentran experimentando con detergentes y su capacidad de generacin de espuma pueden redactar el procedimiento de sus experimentos de la siguiente manera: Pregunta: mostrar el detergente distinta capacidad para formar espuma a diferentes temperaturas? Hiptesis: si se eleva la temperatura del agua, entonces el detergente crear ms espuma. Materiales: Tazones hondos, agua, detergente, calentador del agua, termmetro, regla, agitador, papel y lpiz. Procedimiento:

1. Llene el tazn con agua fra.

2. Aada el detergente al agua en el tazn.

3. Mezcle bien el detergente hasta que se disuelva en el agua.

4. Anote la altura de la espuma creada por el detergente.

5. Ahora tome un tazn con agua caliente.

6. Mezcle el detergente en el tazn de agua caliente.

7. Anote la altura de la espuma creada por el detergente.

Ahora que ha ledo el procedimiento, reflexione sobre algunas preguntas para averiguar si sus estudiantes redactaron bien el procedimiento.

Mdulo 3



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Se ha suministrado suficiente informacin para permitir a otros repetir el experimento basado en el procedimiento mencionado? Mencione la lista de materiales las mediciones o unidades de medida de los instrumentos utilizados? El procedimiento refleja cules variables estn siendo controladas durante el experimento? Se repetir el experimento o se utilizarn distintos objetos de ensayo para determinar la consistencia de los resultados? Una vez haya reflexionado en las preguntas, discuta los puntos que ayudarn a mejorar el procedimiento redactado por los estudiantes. Su turno Ahora es su turno para redactar el procedimiento de un experimento que le ayude a descubrir quin ganar la apuesta, Mario o Diego. Piense en los tipos de tabla que le gustara utilizar para anotar los datos que fluyan desde su experimento y disee una investigacin que le permita afirmar o negar su hiptesis. Redacte el procedimiento de su investigacin en su plantilla del Marco de trabajo de la investigacin (Apndice 4).

Un diseo de investigacin, debe:

Enlistar los materiales a ser utilizados en la investigacin

Incluir un procedimiento detallado de cmo planea llevar a cabo la investigacin

Incorporar tablas para capturar la observacin o los datos que recolectar durante la investigacin.



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Paso 6: Procedimiento Si la investigacin ha sido completamente diseada por el estudiante debe ser revisada por el docente para asegurarse de que no presenta riesgos para la seguridad. Lo particular del mtodo cientfico es que si el procedimiento es totalmente diseado por el estudiante, entonces el docente solo interviene para revisar el material como salvaguarda en caso de un resultado peligroso. Los estudiantes tienen la libertad de probar lo que han diseado y luego tendrn que buscar cualquier error o lagunas que puedan surgir durante el curso de la investigacin y que tendrn que rectificar. En cualquier momento que lo requieran, los estudiantes pueden recurrir a la gua del docente. La investigacin debe ser realizada:

Sistemticamente

Segn el diseo. Ponga especial cuidado en tomar nota de las observaciones y lecturas de los instrumentos. Discusin Es una buena ocasin para comprender lo que significa el trmino observacin y en qu difiere del trmino inferencia. Frecuentemente, los estudiantes registran una observacin cuando en realidad- se trata de una inferencia, de modo que es importante que ellos sepan reconocer la diferencia. Para reforzar los conceptos que han sido presentados, lea la explicacin de observaciones versus inferencias que se ofrece a continuacin. Comparta con los dems lo que observa e

Manual Completo Cientificos 2013

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