Enseñanza de las ciencias

Aun en la actualidad, la enseñanza de las ciencias es tomada como una asignatura más dentro de todo el contenido que debe aprender el alumno en las escuelas, ya sea en la enseñanza básica, media o superior. Pero este tipo de visión sobre el aprendizaje de las ciencias, está cambiando

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progresivamente, convirtiéndose el alumno como partícipe activo de su aprendizaje y el profesor como mediador del contenido.

El enfoque de indagación, ofrece una nueva alternativa para ir innovando la enseñanza-aprendizaje de las ciencias, este es muy eficiente en como desarrolla habilidades y actitudes de los estudiantes, a la par con en el contenido científico. Mediante estrategias innovadoras se espera entregar las herramientas necesarias a los estudiantes, de forma que puedan desarrollar sus capacidades óptimamente, pues la enseñanza no debe ser solo por medio de depósitos de saberes, estos deben ser aprendizajes significativos, aprendiendo del error, en lugar de la repetición y para lograr esto, el profesor debe comprender que “los alumnos son capaces de resolver los problemas planteados, de hablar y escribir sobre lo que hicieron durante la experiencia y dar explicaciones” (Pessoa,2006, p.43).

La sociedad de hoy no es la misma de hace 30 años atrás, y no será la misma en 30 años hacia el futuro, por ende se debe preparar a los alumnos para las nuevas competencias, es por ello que no pueden estar sentados y recibir información de un pizarra, diapositiva o libros, al contrario ellos deben estar en constante movimiento, “la mayoría de los alumnos de hoy, sin importar su edad ni su nivel escolar, prefieren asumir un papel y encontrar las respuestas por ellos mismo en lugar de que se las cuente un profesor”(Prensky, 2011,p.28) para motivar esta iniciativa, el profesor debe considerar los interés de los estudiantes, las preconcepciones que tiene del contenido a enseñar e integrar nuevas tecnologías y herramientas.

El enseñar ciencias hoy en día, nos abre nuevos espacios para que los niños formen parte de su propio aprendizaje, siendo más creativos y apelando a su autonomía, es por ello que se debe invitar y facilitar esta práctica, “la responsabilidad, está completamente en los estudiantes (solos o en grupos) busquen, hagan hipótesis, encuentren respuestas y creen presentaciones que después el profesor y la clase valoraran y examinarán por su corrección, contexto, rigor y calidad” (Prensky, 2011, p.27), los chicos aprenden más haciendo, armando y escribiendo que con solo ver y escuchar,

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ya que al ser algo realizado por ellos cobra más relevancia que algo dictado o copiado.

De este modo, podemos ir desarrollando las habilidades y actitudes de los niños/as, no solo en un ámbito científico, sino que también en un ámbito social, al implementar este tipo de enseñanza más participativa, ayudamos a los alumnos a practicar y trabajar en forma colaborativa, puesto que al salir del colegio estos individuos serán agentes activos en la sociedad, siendo personas con opinión justificada para tomar decisiones por el bien de la sociedad, con pensamiento crítico, en el carácter de discernir sobre qué medidas son mejores para el bien común, que investigación respalda mejor mis argumentos.

Por ende, “si lo que se pretende es la preparación de ciudadanos y ciudadanas capaces de participar en la toma de decisiones fundamentadas será necesario que los educadores, todos los educadores, nos preocupemos de preparar a los estudiantes para hacer frente a los problemas del planeta, que son cada vez más graves y requieren medidas urgentes” (Gil y Vilches, 2006, p.57).

De igual forma, posibilita una nueva generación de jóvenes más dispuestos a cooperar con otros, de estar informados, que posean un carácter crítico en la sociedad y su contingencia, como dicen Linguori & Noste (2013) el campo de la ciencia escolar es muy propicio para contribuir a una construcción de saberes que revaloricen y recreen la relación escuela/ciencia/sociedad (p.25). Entonces la enseñanza de las ciencias es de suma importancia, si nos enfocamos hacia dónde va dirigida, en este caso desarrollando el pensamiento crítico, en cómo utilizar la equivocación como medio de aprendizaje y practicar para vivir en comunidad contribuyendo a resolver problemas con implicancias sociales que involucran cuestiones científicas; por ejemplo, el cuidado del ambiente o mejorar la calidad de vida de las personas o la prevención de enfermedades. (Liguori & Noste, 2013, p.26)

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2.1. Principios y enfoques para enseñar ciencias

Con lo relatado anteriormente, la secuencia didáctica está sostenida por tres elementos, el enfoque de indagación científica, los principios de ideas previas y trabajo colaborativo.

2.1.1. Indagación Científica

Uno de los principales enfoques para enseñar ciencias en esta secuencia didáctica, es la indagación científica o mejor conocida como la Educación en ciencias basada en indagación, la cual consiste, según Harlen (2012) en un enfoque que toma en cuenta la forma en que los estudiantes aprenden y las metas de su aprendizaje (p.p. 8-9) Pero esta definición es muy simple es por ello que Harlen (2012) cita a Inter Academy Panel on International Issues (2010) en su texto , refiriéndose a la educación basada en indagación como:

“los estudiantes desarrollan progresivamente ideas científicas clave al aprender cómo investigar y construir su conocimiento y comprensión del mundo que los rodea. Utilizan habilidades que emplean los científicos, tales como formular preguntas, recolectar datos, razonar y analizar las pruebas a la luz de lo que ya se sabe, sacar conclusiones y discutir resultados.“ (IAP, 2010 en Harlen, 2012 p.9)

El uso e implementación de la indagación científica en la enseñanza escolar es visible en múltiples países, ya que ofrece desarrollar habilidades y actitudes útiles para las competencias futuras de los estudiantes, “la indagación, bien ejecutada, lleva a la comprensión y deja espacio para la reflexión sobre lo que se ha aprendido, de manera que las nuevas ideas resulten del desarrollo de ideas más tempranas” (Harlen, 2010, p.3), esto hace referencia a cómo las preconcepciones de los estudiantes, pueden ser modificadas en base a la comprensión del contenido a través de su propia investigación, que estén reuniendo y usando datos para sostener sus ideas y encontrar las ideas que expliquen mejor el

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fenómeno que ha observado (Harlen, 2010, p.51) Al hacer estas actividades de manera consciente, los estudiantes desarrollan sus propias ideas acerca de la ciencia, con la mediación del profesor a cargo. La indagación no solo se enfoca en los contenidos nucleares del conocimiento científico, sino que se realiza un trabajo en conjunto con las habilidades y actitudes que pueden otorgar y fomentar al trabajar estos contenidos, “además de desarrollar habilidades sociales positivas, también desarrollan habilidades lingüísticas y de comunicación. Aprenden a escucharse entre sí y sopesan las opiniones, ideas y comprensión de unos y otros con el fin de trabajar juntos de forma armoniosa” (Dyasi, 2014, p.17)

Es así como los estudiantes al trabajar de forma similar a los científicos, van desarrollando comportamientos básicos como observación, interpretación, comparación, organización, experimentación, deducción, aplicación e integración (Caballero & Recio, 2009, p.37). Cabe destacar, que la indagación es parte fundamental para el desarrollo de la alfabetización científica, contribuyendo al desarrollo de las 10 grandes ideas científicas, por medio de las habilidades y actitudes proporcionando en el estudiante, la comprensión sobre la ciencia y el mundo que lo rodea.

Para trabajar en forma indagatoria, se inicia planteando una situación problemática para que cada alumno pueda formular sus ideas como explicación provisorias (Liguori & Noste, 2013, p.58), se espera que el estudiante manifieste curiosidad o interés frente a una situación que se les presenta; el profesor formular un pregunta, teniendo en consideración sus conocimientos previos, y los estudiante sugieren hipótesis o posibles explicaciones, para dar respuesta a los interrogantes planteadas se utilizan estrategias para la búsqueda de información acerca de los sentidos aspectos

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disciplinares involucrados. Esto implica actividades individuales y/o grupales. (Liguori & Noste, 2013, p.59) de modo que para respaldar esta hipótesis, deben planificar observaciones, experimentos o investigaciones sencillas, de esta forma van recopilando información a partir de las observaciones realizadas, para analizar los resultados a partir de las evidencias obtenidas, las conclusiones serán escritas en un mural para poder confrontar las ideas iníciales de cada grupo con las que se alcancen al finalizar en el desarrollo del tema. Esta confrontación se extienda también al plano intergrupal. (Liguori & Noste, 2013, p.p. 59-60) Comparando los resultados obtenidos por los todos los grupos, para que al finalizar se pueda elaborar una conclusión creada a nivel de curso. El docente interviene orientando la elaboración y registro de conclusiones en cuanto a la organización de ideas, eliminando las que se repiten, su orden y jerarquía, la identificación de relaciones y la aclaración de algunos significados. (Liguori & Noste, 2013, p.60) A grandes rasgo es como se puede desarrollar una clase indagatoria.

La hora de utilizar este enfoque puede llevar a una mayor profundidad en la comprensión de un contenido, pero como toma más tiempo que una clase tradicional, la diversidad de temas que pueden implementar se reduce (Harlen, 2010, p.4)

2.1.2. Ideas Previas

Antes de trabajar con los alumnos, el profesor debe ser consciente de las ideas previas de sus estudiantes, es decir que al conocer la base científica que tienen ellos, es posible planificar para encaminar estos conocimientos a un aprendizaje más completo y sustentado en indagación, experimentación o investigación, “lo que los niños son capaces de aprender depende, al menos en parte, de “lo que tienen en la cabeza”, así como del

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contexto de aprendizaje en el que se encuentren”(Driver, 1999a, p.23), por ello es importante conocer estos saberes y trabajarlos en conjunto con la guía del profesor/a, de modo que el alumno se interese por la ciencia, por su formación y su propio aprendizaje.

Algo muy importante para trabajar con esta estrategias es que el profesor no debe imponer su conocimiento frente al del estudiante, ya que puede provocar que el alumno se desinterese del trabajo a realizar o pueda producir cierto quiebre sobre las ideas creadas con su propia experiencia, “los niños crean estas ideas e interpretaciones a partir de experiencias cotidianas en todos los aspectos de su vida: a través de actividades físicas prácticas, de las conversaciones con otras personas acerca de aquellas y de los medio de comunicación” (Driver,1999a, p.20), entonces al ser un trabajo tan propio de ellos, algo h-aprendido (aprender haciendo) es necesario respetar ese conocimiento y retroalimentarse, de modo que en vez de imponer un conocimiento este se enriquezca con el trabajo realizado en clases, para ello el profesor debe conocer a sus alumnos, conocer su contexto y en su mayoría las posibles vivencias sobre un tema determinado, una forma muy adecuada es por medio de preguntas de un concepto determinado a enseñar, “Estas preguntas pueden realizarse de forma oral o escrita, de tal manera que permitan conocer el interés de los estudiantes hacia determinado tema y su nivel de conocimientos”(Ortiz,2009,p.66) es importante que el docente escuche atentamente las respuestas de sus alumnos, de esta forma entenderá como ven y entienden el mundo, así es posible que pueda adaptar las actividades de la clase para todos los estudiantes al interior de la sala de clase.

49 2.1.3. Trabajo Colaborativo

A la hora de utilizar el enfoque indagatorio en las clases de ciencias, existe la posibilidad de trabajar en forma colaborativa entre los estudiantes, ayudando en el aprendizaje de contenidos y desarrollando las actitudes y habilidades que estimula esta asignatura. Hacer participar a los niños regularmente en grupos y en discusiones con todo el curso, sobretodo en el aprendizaje de las ideas científicas y las ideas sobre la ciencia, ayuda a que cada estudiante, comparta y analice críticamente lo relatado con por sus compañeros y como trabajo en grupo, deben llegar al consenso y conclusión sobre tal idea relatada (Harlen, 2010, p.10)

El “aprendizaje colaborativo”, llamado así por alude al conjunto de procedimientos de enseñanza que parten de la organización de la clase en pequeños grupos mixtos heterogéneos, donde las y los estudiantes trabajan conjuntamente de forma cooperativa para resolver tareas académicas (Gómez & Adúriz, 2011, p.122) fomenta en los estudiantes la participación y el involucramiento para participar en tus compañeros, no se busca encontrar una respuesta individual, se busca que desarrollen el trabajo en equipo, definiendo labores y llegando acuerdos para trabajar en el aprendizaje. Se considera que los significados se construyen socialmente y la comprensión se enriquece con la comunicación, por lo que en la indagación se incorpora el trabajo colaborativo, la argumentación de las ideas y el logro de consensos. (Gómez & Adúriz, 2011, p.107)

Las tareas académicas de los grupos colaborativos tienen el objetivo de permitir construir significados comunes y apoyar al aprendizaje de habilidades y actitudes metacognitivas; por ejemplo, la regulación del propio aprendizaje, la autoevaluación, la coevaluación y, finalmente, el aprender a aprender. (Gómez & Adúriz, 2011, p.122)

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2.2. Estrategias Específicas para enseñar ciencias de la secuencia Las estrategias específicas utilizadas en esta secuencia didáctica son las preguntas significativas y la experimentación

2.2.1. Preguntas significativas

John Dewey, fue uno de los primeros investigadores en proponer una formación de enseñanza basada en un proceso investigativo, el cual se sustenta de trabajar con situaciones cotidianas y significativas para los estudiantes.

Las preguntas significativas son formuladas con el propósito de generar aprendizajes significativos en el estudiantes, este aprendizaje “es el proceso a través del cual una nueva información (un nuevo conocimiento) se relaciona de manera no arbitraria y sustantiva (no-literal) con la estructura cognitiva de la persona que aprende” (Moreira, 2005, p. 38), esto quiere decir, que al enseñar un contenido, y este es relevante para el alumno, “marcará” un precedente en él.

En el aula de ciencias tradicionales, muchas veces, las preguntas apuntan a una sola y única respuesta. Si queremos enseñar ciencias, por medio de indagación se deben presentar preguntas motivadoras, en donde el alumno manifieste su curiosidad para comprender las situación, fenómeno o pregunta que se está presentando y por otra parte, se debe enseñar a los estudiantes a formularse preguntas.(Liguori & Noste, 2013, p.113) de modo que la creación de preguntas y situaciones no sea solo una actividad del profesor, de esta forma y paulatinamente, se les va entregando más libertad para trabajar de forma autónoma.

Al plantear interrogante correspondiente al campo de las ciencias es necesario un lenguaje claro y conciso. (Liguori & Noste, 2013, p.67)

51 2.2.2. Experimentación

Los métodos en Física deberían ser diseñados de manera tal que los alumnos experimenten situaciones de enseñanza- aprendizaje (Fischler, 2010, p.p.89-90) es necesario que en las clase de ciencias este la experimentación, ya que aprovechamos la curiosidad de los estudiantes, para comprender los fenómenos de un tema determinado con sus propias manos, haciendo más significativa esta actividad, los estudiantes deben adquirir y desarrollar por medio de la experimentación con el mundo natural, por medio de lo que ya saben y han experimentado, y por medio del uso de modelos y representaciones como herramientas de razonamiento (Michaels, 2014, p.82) es importante que el estudiante lleve a cabo esta actividad, de tal manera que no sea solo un trabajo más que hay que presentar al profesor, los alumnos deben trabajar en los experimentos, ya sea grupal o individual para que pueda comprobar las hipótesis, de modo que constatan lo correcto o erróneo de su propuesta, “es importante orientar a los estudiantes para que puedan plantear preguntas abiertas y creativas que exijan la elaboración de respuestas claras, coherentes y con una profundidad que esté de acuerdo con el grado en el cual se encuentran”(Ortiz, 2009, p.66).

Los experimentos ayudan a estimular y generar vivencias útiles para ejercitar y desarrollar el pensamiento científico y habilidades de nuestro estudiantes, por ejemplo cómo sintetizar información o procedimiento que le permita explicar la realización del experimento, comprobar y cuestionar sus hipótesis, elaborando conclusiones (señalando relaciones y causas del fenómeno observado), realizar y registrar el procedimiento para investigar que sucede con el tema enseñar, además de comparar su predicción con la observación. Discuten los resultados, registran conclusiones y utilizan las evidencias para formular explicaciones,

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“es importante que los estudiantes realicen un análisis de los objetivos alcanzados para comprobar la eficacia del equipo de trabajo y tomen decisiones acerca de los comportamientos que deberán mantenerse y los que deberán ser replanteados” (Ortíz, 2009, p.68).

2.3. ¿Cómo evaluar en ciencias?

Uno de los desafíos actuales, en la educación en ciencias, es lograr que los contenidos conceptuales, los procedimientos realizados en la indagación y el proceso de aprendizaje de los alumnos, se vean reflejados a la hora de evaluar.

Es por ello que se propone que los trabajos prácticos sean parte de una evaluación del proceso de los alumnos, además de utilizar estos aprendizajes como un elemento para retroalimentación de sus propias trabajos, ayudando a diagnosticar la implementación de la unidad, secuencia o actividad y el progreso del estudiantes, “los datos significativos que aportan las actividades una vez realizada, para la evaluación de los aprendizaje de los alumnos y de la propia actuación docente” (Liguori & Noste, 2013, p.22)

Evaluar permanentemente el desarrollo del proceso de enseñanza y de aprendizaje, con el fin de ir adecuando la propuesta didáctica con la realidad del aula (Liguori & Noste, 2013, p.102), Es por ello que en esta secuencia, se utilizaran la evaluación formativa, que mide el progreso de los trabajado clase a clase y evaluación sumativa, como meta final de los contenidos aprendidos.

2.3.1. Evaluación formativa

Una evaluación formativa o evaluación para el aprendizaje, se emplea para tomar decisión respecto de cómo impulsar el avance del aprendizaje mientras se está llevando a cabo (Harlen, 2015, p.20)

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Este tipo de evaluación, se puede realizar durante el desarrollo de una actividad o unidad de aprendizaje, no necesariamente tiene una nota de por medio, puesto que se trata de hablar sobre el proceso del estudiante y a su vez ver el proceso de la planificación del contenido a enseñar.

Al tratarse de una evaluación más del proceso, no es necesario que tenga un formato de prueba, como una hoja y escribir en forma individual, puesto que también puede ser grupal y no solo evaluar contenidos, puede ver las habilidades y actitudes que los estudiantes vayan formando. Sirve de un proceso mediante el cual se recopila información sobre los logros alcanzados por los estudiantes en relación con los objetos de una lección o serie de lecciones en torno a un tema (Harlen, 2015, p.22)

Le entrega otra instancia al profesor para poder relacionarse de otra forma con los alumnos, viendo que puede motivar o cuáles son los errores que se han presentado, “tanto el enfoque indagatorio como la evaluación formativa fomentan una comprensión real e impulsan competencias necesarias para el aprendizaje permanente. (Harlen, 2015, p.23)

2.3.2. Evaluación sumativa

Una evaluación sumativa o evaluación del contenido, cuenta con numerosos usos para llevarse a cabo dentro de una unidad didáctica y todo el año escolar (Harlen, 2015, p.20) entre algunos de ellos preparar informes para los padres, seguimiento de avances, bitácoras de trabajo, presentaciones, etc.

Usualmente se cree que la evaluación sumativa, es la mala en comparación con la evaluación formativa, pero ambas son importante dentro del aprendizaje escolar.”-los maestros necesitan llevar un registro en el que se asiente de forma sucinta el desempeño de los estudiantes en puntos clave y utiliza estos

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registros en su planeación. Los estudiantes, por su parte, necesitan hacer un seguimiento de su progreso”. (Harlen, 2015, p.21) Es necesario ver el proceso del estudiante, pero también es importante conocer los resultados de este proceso y entregar una evaluación final conjunta que muestre su proceso y su resultado a la vez, “tanto los padres como los futuros maestros de los estudiantes en el momento de transición de una clase a otra o de un escuela a otra necesitan disponer de un registro de los logros alcanzados (Harlen, 2015, p.21)