Worked Example
SECUENCIACION DEL NUCLEO CONCEPTUAL DE LA DISCONTINUIDAD DE LA MATERIA Aspectos claves de
la secuencia de enseñanza a ser
diseñada
Especificación de las fases que dan estructura general a la enseñanza del tópico
especifico Lógica y Justificación
Estructura general de la enseñanza del núcleo de la discontinuidad de la materia en un tamaño de grano grueso.
El modelo de enseñanza que le posibilitará al profesor asistir a sus estudiantes pertenece al enfoque metodológico de los estudios de diseño. Así pues, a esta herramienta la subyace los marcos provenientes desde el modelo de diseño de la enseñanza del grupo Leeds (Amettler et al., 2007), el cual, concibe la enseñanza como un proceso complejo que se puede organizar en tres fases no lineales, a saber:
Puesta en escena de la historia científica: Introduzco el lenguaje social científico (núcleos y esquemas conceptuales, los tres niveles de representación de la química) estableciendo un lenguaje formal entre profesor y estudiantes.
Apoyo al proceso de internalización: Uso la gran idea de la naturaleza corpuscular y, a través de ella, se empieza a construir el modelo corpuscular de la materia y a desarrollarlos esquemas conceptuales de la química como instrumentos esenciales para explicar las propiedades físicas de sólidos, líquidos y gases. Además, del lenguaje multinivel con el propósito de construir representaciones descriptivas, explicativas y simbólicas de los fenómenos en estudio.
Traspaso de responsabilidad de profesor a estudiantes: Transfiero la gran idea de la naturaleza corpuscular de la materia para explicar propiedades físicas de sólidos, líquidos y gases, estados físicos y procesos de cambio físico y químico.
a. Perspectivas sobre la enseñanza y el aprendizaje de contenidos científicos específicos (modelo de enseñanza y puesta en escena del tipo de interacción discursiva).
El diseño de la enseñanza de un tópico especifico del currículo de la química, debe estar iluminado e informado por los marcos teóricos provenientes de la investigación de diseño. No obstante, la estructura general de la secuencia de enseñanza se encuentra informada específicamente por el marco intermedio - la perspectiva constructivista sociocultural sobre la enseñanza y el aprendizaje de
196 Estructura general de la enseñanza del núcleo de la discontinuidad de la materia en un tamaño de grano fino.
Es importante destacar que todas las ideas científicas en que ha sido secuenciado el núcleo de la discontinuidad de la materia se presentan en progreso y, todas ellas, aplican y transfieren el modelo corpuscular de la materia para explicar nuevos fenómenos y procesos de cambio físico y químico; al mismo tiempo, que desarrollan los esquemas conceptuales y la diferenciación e integración del lenguaje multinivel de la química.
A continuación, estos aspectos de la estructura general de la enseñanza que se desarrollará en el Worked Example para las dos lecciones en estudio, son descritas en un nivel de detalle de grano fino:
1. Puesta en escena de la historia científica.
Se destaca que en el diseño de la primera lección se trata el establecimiento de un lenguaje común sobre la química, dado que, esta intervención está mediada por una serie de términos que quizás el estudiante desconoce. Esta situación influiría en la articulación que él haga entre el conocimiento que está en su memoria a largo plazo y, las declaraciones que le presente su profesor o el material curricular. Así pues, con el fin de superar dicha dificultad se tomó la decisión de diseñar ésta, para brindarle la oportunidad al estudiante de construir el significado de términos, tales como: meta-sistema y sistema; núcleo conceptual de la discontinuidad de la materia, interacción, representación macroscópica, submicroscópica y simbólica, conservación de propiedades no observables y relaciones cuantitativas; esquemas conceptuales de la química (interacción sistémica, conservación de propiedades no observables y equilibrio térmico).
En este sentido, se diseñaron una serie de tareas de aprendizaje, las cuales fueron contextualizadas a través de interrogantes y sub-interrogantes claves, adicionalmente, éstos fueron distribuidos a lo largo del continuo de las tres fases del modelo de enseñanza. De ahí, que en la puesta en escena los estudiantes se enfrentarán a una serie de tareas problemas, las cuales recogen elementos del contenido disciplinar, tales como: el establecimiento de un lenguaje común, las grandes ideas que configuran el núcleo conceptual de la discontinuidad de la materia, los esquemas conceptuales y las representaciones multinivel de la química.
las ciencias en contextos formales-
(adoptada por Leach & Scott, 2002)la cual, se fundamenta en una perspectiva constructivista sociocultural en el que el profesor asume un rol protagónico en el sentido de orquestar el proceso de enseñanza-aprendizaje de un tópico específico para promover la construcción del conocimiento por parte de los estudiantes.
Asimismo, el diseño de la secuencia de enseñanza y aprendizaje se ha fundamentado en los marcos teóricos de las herramientas de diseño: la demanda de aprendizaje y el enfoque comunicativo (Leach y Scott, 2002; Mortimer & Scott, 2003; Mortimer, Scott y Aguiar, 2004; Scott et al., 2006), los cuales, quizás han tenido un aporte significativo desde los supuestos teóricos del modelo de enseñanza “Ciclo de Aprendizaje” (Brown & Abell, 2007), utilizado ampliamente en otras perspectivas bajo la línea de los estudios de diseño.
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71 Estas tres fases del modelo de enseñanza dentro del diseño y la instrucción no siguen una trayectoria estrictamente lineal y los límites de cada una de éstas son
difusos. (ver Worked Example).
En esta fase, el maestro escenifica el lenguaje social científico a partir de situaciones de aprendizaje teóricas y experimentales, las cuales le permitirán al profesor conocer las concepciones alternativas y antecedentes con las que llegan sus estudiantes singulares, además, estos últimos, tendrían la oportunidad de comenzar a tomar conciencia de dichas concepciones alternativas y limitaciones de las grandes ideas y de los diferentes tópicos adscriptos éstas, con la intención de comenzar a movilizarlas de manera progresiva hacia los modelos teóricos de las ciencias. Así, el maestro debe tener en cuenta explicitar y trabajar sobre las concepciones alternativas que él trae al aula previas a la enseñanza y, contrastarlas con el compendio de concepciones y dificultades que ya han sido debatidas, documentadas y estudiadas a través de las evidencias de trabajos empíricos en el campo de la educación en ciencias. Adicionalmente, será el punto de inicio del desarrollo progresivo de los esquemas conceptuales de la química (interacción sistémica, conservación de propiedades no observables y el equilibrio térmico), junto con la diferenciación e integración de los tres niveles de representación de esta disciplina (macroscópico, submicroscópico y simbólico). En cuanto al tipo de enfoque comunicativo que el maestro utilizará para promover la explicitación de los puntos de vista como para hacerlos conscientes de ellas tanto en el plano social como personal acerca de las grandes ideas de la discontinuidad de la materia, los esquemas conceptuales y el lenguaje multinivel pondrá en escena un discurso dialógico interactivo y no interactivo (Mortimer y Scott, 2003; Mortimer, Scott y Aguiar, 2004; Scott et al., 2006). Además, él utilizará un conjunto de estrategias pedagógicas específicas a las ciencias (ver siguiente apartado).
Finalmente, cuando la mayoría de los estudiantes han logrado volver consciente sus concepciones alternativas de las grandes ideas de la discontinuidad de la materia, se pasará a la siguiente fase:
2.Apoyo al estudiante al proceso de internalización de las grandes ideas, conceptos
Se destaca, que el modelo de enseñanza asumido en el diseño de este núcleo conceptual se encuentra alineado con los presupuestos de las actuales reformas curriculares en ciencias, situación que le brindaría la posibilidad al estudiante de tomar conciencia de sus concepciones alternativas para luego desarrollarlas hacia unas representaciones de un mayor nivel de elaboración.
Así pues, los autores sugieren diseñar la enseñanza a partir de las tres fases71 previamente descritas en la columna anterior: 1. La puesta en escena de la historia científica. 2. El apoyo a la internalización, 3. El traspaso de la responsabilidad al estudiante.
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70En esta fase de diseño en la que se estructura la secuencia de intervención de la enseñanza (introducción, apoyo a la internalización y traspaso de responsabilidad al
estudiante) hacemos referencia explícita que en cada una de las grandes ideas en que se secuenció la enseñanza del núcleo de la discontinuidad de la materia se mantuviese dicha coherencia curricular tanto a nivel de inter-lección (lecciones 1 y 2)como de intra-lección (las grandes ideas científicas junto con los conceptos, esquemas y niveles de representación de la materia).
asociados, niveles de representación y esquemas conceptuales.
Consiste en el proceso por el cual el maestro promueve el lenguaje social científico a través de actividades de aprendizaje que han sido pensadas y reflexionadas con el fin de que el estudiante se apropie de las ideas y los esquemas conceptuales que subyacen a éstas, además, de que él logre diferenciar e integrar el nivel de representación macroscópico con el submicroscópico a través de la interfaz del nivel de representación simbólico. Para ello, el maestro debe monitorear el nivel de comprensión, confusión y compromiso de los estudiantes cuando éstos están organizados en estructura interactiva, no interactiva y dialógica. Ahora bien, en el momento en que éste detecte incidentes críticos de inmediato reflexiona in situ y toma decisiones, tales como: pedirle a los estudiantes interrogantes o formular una nueva representación del tópico en cuestión, con el propósito, de que ellos tengan la oportunidad en donde desarrollen sus concepciones alternativas de manera progresiva y superen sus dificultades.
En consecuencia, los estudiantes poco a poco con la asistencia del profesor construyen modelos descriptivos y, explicativos en estrecha interacción con el lenguaje y demás herramientas semióticas, a través de las cuales, se les posibilite a ellos interpretar, predecir y explicar nuevas propiedades físicas, tales como: la difusión, dilatación, viscosidad entre otras (intra-lección70); como también los procesos de cambio físico y químico de la materia (inter- lección).
Durante esta fase el profesor organiza la clase en un alto porcentaje a través de una serie de discurso dialógico/interactivo, mientras que para introducir el punto de vista científico él usará en un porcentaje menor un discurso de autoridad. El propósito de este último es el de asistir a los estudiantes en el desarrollo progresivo de sus concepciones alternativas acerca de la naturaleza discontinua de la materia, movimiento intrínseco de las partículas, espacio vacío
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entre las partículas, estados de agregación y cambio físico y químico. Adicionalmente, él, brindará la oportunidad para que los estudiantes comiencen a desarrollar los esquemas conceptuales de la química junto con la diferenciación e integración de los niveles de representación. A partir de ellas, se pretende que los estudiantes junto con la asistencia del profesor construyan modelos interpretativos con un mayor poder explicativo y predictivo que les brinde la capacidad de comprender la naturaleza, propiedades, cambios y transformaciones del mundo físico.
3. Traspaso de responsabilidad de profesor a estudiante.
En esta fase el maestro brinda oportunidades para que el estudiante use o aplique las nuevas ideas científicas que han sido introducidas en el plano social (ej., la idea de la naturaleza corpuscular de la materia, movimiento intrínseco de las partículas, entre otras), cuando éste se enfrenta a nuevos contextos o situaciones problemáticas dentro de una misma lección (intra-lección) o inter-lección (propiedades físicas, procesos de cambios físico y químico). Es decir, se trata en esta fase de que el estudiante por sí solo, avance gradualmente hacia el plano individual en donde él procesa la información que logrará ir consolidando la internalización de las ideas científicas. Desde luego, que éstas se encuentran ubicadas en la zona de desarrollo proximal donde el estudiante aborda las situaciones problemáticas con la asistencia del profesor, de un par más avanzado o de manera autónoma. Adicionalmente, esta fase puede servir de preámbulo para comenzar a abordar la próxima idea secuenciada, dado que, el estudiante debería de utilizar los conocimientos y esquemas desarrollados durante la construcción de la nueva idea.
Progresivamente el maestro brinda a los estudiantes las herramientas conceptuales para que ellos con su acompañamiento o sin él, logren usar y aplicar las cinco grandes ideas (anteriormente descritas) que han aprendido a lo largo de la trayectoria de aprendizaje conceptual, en contextos diferentes y novedosos para ellos. De hecho, esta situación quizás puede ser una evidencia del logro de un aprendizaje por comprensión conceptual.
De esta forma, en el aula de química se ven reflejadas estas tres fases del ciclo de aprendizaje de manera gradual y en un continuo, de tal manera, que el profesor se moviliza a través de
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72 tal como lo ponen de manifiesto las investigaciones sobre el aprendizaje y la enseñanza de la química se considera que la mayoría de los conceptos químicos que se
desarrollan durante la educación secundaria dan lugar a un amplio compendio de dificultades conceptuales (Pozo y Gómez Crespo, 1998). En el caso particular de las cinco grandes ideas, se considera que la comprensión de la idea de discontinuidad de la materia, espacios vacios, la interacción sistémica y el movimiento intrínseco de las partículas son las ideas conceptuales que mayores dificultades de aprendizaje generan, a razón, de las fuertes y consistentes concepciones alternativas basadas en un realismo ingenuo signado por los sentidos, que concibe solo lo que se percibe en un mundo cotidiano discontinuo, en el que la materia esta inerte y en reposo.
ellas casi que con tanta experticia que sin duda alguna logra vincularlas a lo largo, de toda la SEA.
Secuenciación del núcleo conceptual de la discontinuidad de la materia.
Considerando que la enseñanza y aprendizaje del currículum de la química es un proceso complejo, dado que, a los contenidos de ésta los subyace aspectos, tales como: pensamiento multinivel (Jhonstone, 2010); alto nivel de abstracción; esquemas conceptuales (Pozo y Gómez Crespo, 1998), cuya ausencia en el pensamiento del sujeto se convierte en una restricción para su proceso de socialización en esta área. De ahí que, se haya tomado la decisión curricular de secuenciar y temporalizar la enseñanza del núcleo de la discontinuidad de la materia a partir de las cinco grandes ideas junto con los esquemas conceptuales que las fundamentan, además, a dicha secuencia la atraviesa el proceso de diferenciación e integración de los tres niveles de representación de esta disciplina con el fin de transformar la enseñanza en una instrucción viable que permita en lo posible, mejorar la comprensión conceptual de los estudiantes del núcleo conceptual de la discontinuidad de la materia. Cabe aclarar, que las cinco grandes ideas aunque provienen de la teoría cinético corpuscular de la materia desarrollada por la comunidad científica erudita, se han circunscrito dentro de un modelo sencillo que subyace a la necesidad de asistir a los estudiantes a superar las principales dificultades conceptuales72 que presenta el aprendizaje de la química en la educación secundaria, estudiadas y documentadas por la investigación educativa en educación en ciencias y que han sido tenidas en cuenta por la psicología cognitiva (ver sección marco teórico). En consecuencia, las cinco grandes ideas seleccionadas contribuyen a la comprensión del modelo corpuscular de la materia construido por la comunidad científica y éste a su vez, permite la construcción conceptual de las cinco grandes ideas, de sus conceptos asociados y de los esquemas conceptuales de la química (interacción, conservación y equilibrio). Vale la pena destacar, que para dar cumplimiento a dichas finalidades, se asumirá en el marco de la fase de implementación de la SEA en consideración, bajo una estructura lógica en forma de espiral asumiendo el modelo de enseñanza de ciclo de aprendizaje: introducción, aplicación y transferencia (Karplus & Thier, 1967).