TITULO III. Metas de Ciudad y de Proyectos
Día 2: Implementando el proceso de investigación en clase
• El Método Científico
• Selección de temas de investigación y factibilidad.
• Familiarizándonos con el formato del diseño de investigación: estudio de un caso
• El apoyo de tutores: que hacer y que no hacer.
• Elementos de la bitácora de investigación Día 3: Cómo presentar la investigación.
• Productos del proceso de investigación estudiantil
• Elaboración de un resumen de un proyecto de investigación
• Participación en Ferias de Ciencia y Tecnología.
• Protocolo para el desarrollo de una Feria de Ciencia y Tecnología Institucional.*CR
• Participación de estudiantes finalistas de la FNCyT e Intel ISEF.
Descripción de la propuesta de trabajo
Para la implementación del programa de capacitación docente Estudiantes como Científicos, se elaboraron como parte del proceso de pilotaje dos manuales (facilitador y participante), y un compendio de transparencias:
160 a. el Manual del Facilitador, el cual consiste en una guía con una descripción de cada una de las
actividades a desarrollar, su fundamentación y la metodología a desarrollar.
b. el Cuaderno del participante, con información para el docente pueda guiar los procesos de investigación, incluyendo las hojas de trabajo para cada una de las sesiones de la capacitación.
c. Compendio de transparencias, este fue elaborado como apoyo a las actividades. Consistía de transparencias previamente elaboradas, a un solo color, para presentar los objetivos de cada sesión o actividad, instrucciones, el trasfondo teórico de la actividad entre otros aspectos.
Luego del pilotaje y validación del material realizado en diciembre del 2003, la información brindada por los participantes del proceso de capacitación permitieron fortalecer la propuesta de capacitación docente Estudiantes como Científicos, y para junio del 2004, durante el lanzamiento oficial del programa se presentan las nuevas guías: dos manuales uno para el facilitador, otro para el participante, un kit de tarjetas y actividades y un compendio de transparencias.
El Cuaderno del Participante del programa Estudiantes como Científicos, el cual se encuentra dividido en cuatro secciones:
a. La sección introductoria que incluye los objetivos de la capacitación, la historia del desarrollo del proyecto, el índice, y la agenda completa (visión global) de las actividades a desarrollar a lo largo de la capacitación.
b. La sección de recursos, donde el participante encontrará la información necesaria para guiar el proceso de investigación, como por ejemplo: cómo elaborar objetivos, el formato de un informe escrito, el proceso de investigación, el planeamiento de un proceso de investigación a lo largo del curso lectivo, entre otros. El material que aparece en dicho apartado es una guía para el docente, pero puede adaptarlo y utilizarlo con sus estudiantes.
c. La sección de actividades presente algunas de las actividades (juegos de cartas) desarrolladas en la capacitación que pueden ser utilizadas o adaptadas por el docente para trabajar con sus estudiantes y ayudarles a comprender mejor los elementos claves del proceso de investigación
d. La sección de trabajo, incluye hojas de trabajo y tareas que se desarrollan durante los días de la capacitación.
Durante el segundo trimestre del 2005, producto de la retroalimentación de los participantes y de la evaluación que realiza la coordinadora del programa Nathalie Valencia, se realizan algunas mejoras en el cuaderno del participante, contando para finales del 2005 con la segunda edición de este manual.
La Guía del Líder o Facilitador del programa Estudiantes como Científicos, el objetivo primordial de este manual es familiarizar al facilitador de la capacitación con cada una de las actividades a desarrollarse, su metodología y el trasfondo de cada actividad. Esta guía está conformada por cuatro secciones: La introductoria, la del día 1, la del día 2 y la del día 3. Y cada sección se divide en diferentes sesiones.
a) La Sección Introductoria. En ella se describen los objetivos de la capacitación, los antecedentes del programa, la agenda de actividades para cada día de capacitación, elementos de preparación para cada la capacitación, la lista general de materiales para los días de capacitación y la agenda completa (visión global) de las actividades a desarrollar a lo largo de la capacitación.
b) Sección del día 1. Las actividades que se desarrollan en este día, pretenden que el participante
161 logre:
Elaborar el bosquejo de una unidad didáctica basada en la investigación
Familiarizarse con el propósito, funcionamiento e importancia del Comité Científico de Revisión (C.C.R)
Aprender técnicas para redactar preguntas de investigación e hipótesis.
Tomar decisiones importantes para el desarrollo de la propuesta de trabajo.
De acuerdo a la agenda (visión global), cada día está divido en varias sesiones. En el caso del día uno, este se divide en cuatro sesiones:
Sesión Introductoria.
Sesión A: Diseño del bosquejo de la unidad basada en la investigación
Sesión B: Planeamiento de la Unidad
Sesión C: Planeamiento de la unidad y de las lecciones para promover la investigación
Sesión D: Revisión y ajustes de la propuesta basada en la investigación
Cada sesión para cada uno de los tres días de capacitación, está compuesta de una serie de actividades para lograr los objetivos planteados para cada día de capacitación.
Sección del día 2: Las actividades que se desarrollan en este día, pretenden que el participante logre:
Desarrollar un modelo curricular (unidad didáctica) que permita a todos los estudiantes seguir los mismos procesos básicos conforme avanzan en un proceso de investigación
Examinar elementos básicos que deben de tomarse en cuenta al organizar procesos de investigación estudiantil
Valorar diferentes maneras de organizar un proceso de investigación estudiantil
En el caso del día 2, de acuerdo a la agenda de capacitación (visión global), este se compone de las siguientes sesiones:
Sesión Introductoria.
Sesión A: Proceso de investigación. Como empezar y como ayudar a los estudiantes a obtener los fundamentos para investigar.
Sesión B: Cómo ayudar a los estudiantes a obtener los fundamentos para investigar.
(continuación)
Sesión C: Cómo guiar el diseño de la investigación y como dirigir la investigación en clase
Sesión D: Evaluación del trabajo de investigación de los estudiantes. Desde agosto del 2006 estas dos sesiones (C y D) se integran y algunas actividades se desarrollan como opcionales Al igual que en el día 1, en el día 2 cada actividad que se presenta por sesión contiene los siguientes apartados:
Título de la actividad
Tiempo total para le desarrollo de la actividad
Información de trasfondo para el facilitador sobre la temática y metodología de la actividad
Objetivos de la actividad a desarrollar
Elementos de preparación previa a la actividad
Materiales que necesitará el líder (facilitador) (suministros, información del cuaderno del participante, número de la transparencia(s) de apoyo del compendio de transparencias, entre otros)
Instrucciones para el facilitador en cuanto a la metodología de trabajo de la actividad
Materiales de referencia para los participantes (referencia al manual del participante o de la Feria
162 Nacional de Ciencia y Tecnología)
Puntos por hablar (elementos claves que se deben discutir en dicha sesión de trabajo)
Consejos y técnicas para el desarrollo de la actividad
Transición hacia la siguiente sesión o actividad, resume la actividad desarrollada previamente y la vincula con la siguiente actividad.
Sección del día 3: Las actividades que se desarrollan en este día, pretenden que el participante logre:
Identificar las diferentes formas de exponer el trabajo de investigación de los estudiantes
Reconocer las características de un resumen de un proyecto de investigación
Conocer las diferentes etapas de participación en el proceso de Ferias de Ciencia y Tecnología a nivel nacional e internacional (Intel ISEF)
Identificar los diferentes formularios requeridos en el proceso de inscripción de proyectos para participar en las Ferias de Ciencia y Tecnología.
Socializar las propuestas de unidad didáctica desarrolladas a lo largo de la capacitación Para el día 3, de acuerdo a la agenda de capacitación (visión global), este se conforma de las siguientes sesiones:
Sesión Introductoria.
Sesión A: Conclusión de un trabajo de investigación.
Sesión B: Tiempo para concluir la propuesta de trabajo
Sesión C: Participación en las Ferias de Ciencia y Tecnología a nivel Nacional y en las Ferias de Ciencia e Ingeniería de Intel a nivel internacional.
Sesión D: Reconocimiento a la participación y retroalimentación del proceso de capacitación Para el día 3, cada actividad está organizada de la misma manera que en los días 1 y 2, es decir, cada actividad cuenta con los siguientes apartados:
Título de la actividad
Tiempo total para le desarrollo de la actividad
Objetivos de la actividad a Información de trasfondo para el facilitador sobre la temática y metodología de la actividad
Elementos de preparación previa a la actividad
Materiales que necesitará el líder (facilitador) (suministros, información del cuaderno del participante, número de la transparencia(s) de apoyo del compendio de transparencias, entre otros)
Instrucciones para el facilitador en cuanto a la metodología de trabajo de la actividad
Materiales de referencia para los participantes (referencia al manual del participante o de la Feria Nacional de Ciencia y Tecnología)
Puntos por hablar (elementos claves que se deben discutir en dicha sesión de trabajo)
Consejos y técnicas para el desarrollo de la actividad
Transición hacia la siguiente sesión o actividad, resume la actividad desarrollada previamente y la vincula con la siguiente actividad.
Producto de la constante retroalimentación de los participantes de los procesos de capacitación, la evaluación que realizan los participantes de los facilitadores y de la evaluación que se realiza de cada proceso de capacitación por medio de la coordinadora del programa durante el 2005 y parte del 2006, desde agosto del 2006 el facilitador cuenta con dos guías adicionales, las cuales fueron actualizadas en noviembre del 2006:
La Guía de lineamientos y sugerencias para el facilitador del programa Estudiantes como Científicos,
163 la cual tiene como fin guiar al facilitador en los procesos logísticos y administrativos del programa y
determinar los lineamientos bajo los cuales deben regirse los facilitadores. Involucra los elementos administrativos para el facilitador, lineamientos que debe cumplir, trámites de logística, metodología e implementación que se deben realizar al inicio, durante y después del proceso de cada capacitación Producto de la constante valoración del programa, algunas de las actividades de la Guía del Líder (facilitador) han variado del 2004 al 2006, algunas actividades se han fortalecido y otras se han determinado como actividades opcionales , es por ello que se adaptó una nueva guía la Agenda
Tabulada de actividades de capacitación del programa Estudiantes como Científicos, la cual incluye algunas observaciones sobre cambios en algunas actividades del manual original del facilitador y
observaciones para fortalecer las actividades propias de la guía del facilitador.
Propuesta pedagógica:
Durante la capacitación de Estudiantes como científicos, el facilitador trabaja en una propuesta que puede ser:
a) Una unidad didáctica integrando el componente de la investigación b) Una propuesta de cómo implementar una feria científica institucional
Para cualquiera de las propuestas se puede incluir los elementos que se describen a continuación. Si se considera necesario puede variar el orden, replantear o agregar algún elemento que no se encuentre.
Título de la Unidad Didáctica o de su propuesta de implementación de feria científica
El título de la Unidad puede ser igual al tema que planea cubrir, o a un apartado de su programa de estudios o al título de un capítulo del libro de estudio. Para el título de la propuesta para implementar una feria científica institucional, si desea puede indicar el nombre del cetro educativo o bien pensar en un posible nombre para la feria científica institucional.
Autores de la propuesta
Para este apartado debe mencionar el nombre del docente que elabora la propuesta, la asignatura que imparte y el centro educativo al que pertenece.
Justifación
La justificación explica brevemente el contexto curricular o educativo de la unidad, y especifica la razón por la cual contiene un componente de investigación.
Población meta
Debe incluir el nivel académico de los estudiantes con los que trabajará la propuesta. En el caso de que la propuesta sea una propuesta interdisciplinaria, debe mencionar las asignaturas involucradas.
Objetivos de la propuesta
Para la redacción de los objetivos se toman en cuenta el enfoque de la unidad o los conceptos por aprender, se debe preparar una lista de objetivos de instrucción o resultados de aprendizaje esperados.
Se enumeran como puntos, con viñetas.
Los objetivos también pueden guiar la redacción de rúbricas para evaluar tanto el proceso como el producto de la investigación del estudiante (redacción de informes, informe oral, organización de cartel, participación en la feria científica, etc).
Contenidos de aprendizaje
Para la propuesta de unidad didáctica, se puede emplear una frase para exponer el tema de su unidad.
Luego se puede presentar un listado de los conceptos previos que deben conocer los estudiantes con el tema, y además un listado de los conceptos que los estudiantes aprenderán. Este listado puede ser parte del contenido que se evaluará. Asimismo se puede incluir aquellas destrezas que se desea que
164 desarrollen los estudiantes durante el proceso.
Para la propuesta de feria científica, se puede hacer una lista de conceptos y destrezas que los estudiantes desarrollarán y aprenderán durante el proceso de feria científica.
Elementos de investigación
Para esta sección, se enumeran los elementos del diseño de la investigación que se espera que los estudiantes desarrollen. Estos podrán incluir el planteamiento de la pregunta de investigación, el planteamiento de la hipótesis, la recolección de datos, el análisis de resultados, el método para su presentación y otros.
Valores
Referencia de los estándares vigentes o programas de estudio
Refiérese a los estándares que apoyarán la propuesta, pueden ser los lineamientos de Feria Nacional, la propuesta del programa Estudiantes como científicos, los programas de estudio oficiales del Ministerio de Educación Pública, sus programas de estudio institucionales, o cualquier estándar institucional.
Secuencia de lecciones
En este apartado se delimita temporalmente la implementación de la unidad, es decir, se plantea el tiempo que tardará la implementación de la unidad didáctica y en el caso de la propuesta de feria científica, el tiempo en que tardará todo el proceso. Una vez definido el tiempo de implementación, la secuencia de las lecciones depende de donde se desea incluir la investigación estudiantil. Si se escoge iniciar o terminar la unidad con un proyecto de investigación, entonces se enumerarán las lecciones regulares o comunes que pasarán antes o después del proyecto de investigación.
Cronograma de actividades a desarrollar
El cronograma debe cumplirse con una secuencia lógica de aprendizaje, integrando los elementos de investigación adecuados.
Decisiones especiales
Para lograr la implementación exitosa de la unidad o del proyecto de investigación, se toman varias decisiones importantes con antelación. Estas decisiones son:
La necesidad de crear un Comité Científico de Revisión (pág 9… Cuaderno del Participante)
En qué parte de la unidad calza mejor el proyecto de investigación (pág 10)
Los patrones de agrupación de los estudiantes (pág 11)
Consideraciones o limitaciones éticas y de seguridad (pág 12)
El formato de la bitácora y del informe escrito (pág 13-14)
Criterios y rúbricas de evaluación (pág 15)
El producto y presentación de la investigación (pág 16)
Las características de calidad de un ambiente investigativo (pág 17-18)
El apoyo de un tutor o consejero de investigación (pág 38-39) Presentación de la investigación
Se debe establecer como se espera que los estudiantes presenten sus investigaciones.
Estrategias de evaluación
Se debe enumerar brevemente los tipos de estrategias de evaluación que se plantean usar: contenidos científicos, proceso de investigación de los estudiantes y productos de investigación de los estudiantes.
Recursos
Se pueden incluir recursos humano, recursos didáctico (libros, revistas, Internet, etc), materiales y
165 suministros necesarios para implementar la propuesta.
El Proceso de Investigación en el Programa Estudiantes como Científicos Extraído del Cuaderno de Participante.
Por Renne De Wald, profesor de Química Colegio de Evanston Township
Evanston, Ilinois
Quienes prepararon los Estándares Nacionales (en EStados Unidos) para las ciencias enfatizaron la importancia de la investigación como una expectativa general en las aulas de ciencias. Muchos docentes que han implementado varios métodos para motivar a sus estudiantes, tales como el aprendizaje
colaborativo, se han dado cuenta de que, por lógica, la investigación es el siguiente paso. La investigación tiene el potencial de reformar en una forma significativa la educación científica.
El proceso de investigación
Pero, ¿qué es investigación? La investigación es hacer ciencia, pero, como se ve en la práctica, varía de un individuo a otro. Algunos consideran que los experimentos tradicionales de reproducción son
investigación, mientras que otros no. Es útil pensar en la investigación como un continuo. La investigación puede hacerse en el extremo bajo o alto o en el medio del continuo, o en cualquier lugar de estos.
Actividades de laboratorio tradicional y su transformación
En el extremo bajo del continuo están las actividades tradicionales de laboratorio. Hacer investigación no implica descartar actividades de laboratorio que han formado parte de las clases de ciencias durante años.
Significa tratar de mover estas actividades de laboratorio un paso más arriba que el continuo de la investigación, enfocarlas en una destreza de investigación específica. A continuación se presentan algunos ejemplos.
Para una actividad de laboratorio de titulación de vinagre, en vez de preparar una solución de hidróxido de sodio 0.2 M, un profesor puede montar una botella de cápsulas de hidróxido de sodio y dar instrucciones a los estudiantes de que escojan una concentración y la preparen De esta manera, los estudiantes tendrán que escoger sus materiales.
Una pequeña modificación en una actividad de laboratorio tradicional de laboratorio de nitrato de plata y cobre, crea una situación en la cual los estudiantes deben realizar una predicción que aumente su inversión en el aprendizaje.
Normalmente, los estudiantes hallan la masa del nitrato de plata antes de reaccionar con el alambre de cobre, encuentran la masa de plata después de la reacción y convierten ambos a moles, comparan la ecuación y luego verifican la estequiometría. Para mejorar una actividad de laboratorio en el continuo de la investigación, se les podría dar a los estudiantes una muestra de nitrato de plata sin que conozcan la masa, pedirles determinar la masa del alambre de cobre, reaccionarlo con la solución, limpiar el cobre y ponerlo en un sobre sellado. Al obtener la masa de la plata producida, puede predecirse la masa del cobre guardado en el sobre. El momento de la verdad es muy emocionante, cuando los estudiantes colocan su alambre de cobre en la balanza, para comparar su predicción con los resultados reales.
Investigación dirigida por el docente
En el área media del continuo de la investigación, están los experimentos en los cuales el profesor plantea una pregunta y los estudiantes diseñan un procedimiento para responderla. A continuación se exponen
166 tres ejemplos.
Se les puede pedir a los estudiantes que realicen un experimento para observar los efectos de los ácidos, las bases y la acetona en materiales comunes traídos al laboratorio. Los estudiantes proponen
lineamientos de seguridad con base en sus observaciones.
Cuando se estudia la termodinámica, se entrega a los estudiantes una variedad de sólidos y se les pide que realicen un experimento con el fin de elegir las mejores sustancias por usar para hacer una compresa caliente y una compresa fría. La recomendación debe tomar en cuenta el calor, la seguridad y los factores de costo.
Para comprobar que entienden el concepto de velocidad de reacción, a los estudiantes se les puede dar un ácido, una tira de cinta de magnesio y una velocidad de reacción asignada para la producción de gas.
Se usa el escenario de que los estudiantes son miembros de una fábrica de dirigibles pequeños y, planean un experimento para determinar el conjunto de condiciones que logrará la velocidad asignada.
Siguiendo hacia arriba del continuo, hacia el nivel más alto de la investigación, la profesora presenta un tema que sirva como un marco para que los estudiantes hagan preguntas y diseñen un plan de
investigación. Por ejemplo, cuando los estudiantes estudian los polímeros, se les puede pedir que diseñen y comprueben prototipos que serían nueva aplicación o una mejora de una aplicación existente de polímeros.
Investigación dirigida por los estudiantes
En el extremo alto del proceso, el profesor facilita que ellos realicen un proyecto de investigación de interés para los estudiantes. Por ejemplo, un estudiante puede escoger efectuar una investigación para aislar el químico que secretan las hormigas y que les permite caminar en las paredes.
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Unido a la idea de proyecto de investigación, también se plantea dentro del programa Estudiantes como científicos que para desarrollar procesos de aprendizaje exitosos, la motivación del estudiante es un factor clave. Y el implementar ―experiencias desencadenantes‖ y el discurso reflexivo propicia el desarrollo de experiencias de aprendizaje significativas.
Normas para el discurso reflexivo (Cuaderno del participante)
El discurso reflexivo es un método para guiar la discusión en el aula, mediante el cual los estudiantes son motivados a dar sus propias explicaciones acerca de fenómenos científicos, sin miedo de ser juzgados o de exponer una respuesta incorrecta. El uso de esta técnica permite a los estudiantes generar preguntas de investigación que les interesan, y promueven la seguridad y el autorrespeto. Si se utiliza durante una experiencia práctica, el discurso reflexivo posee las siguientes características:
La atención se centra en aquello que los estudiantes saben o creen. El profesor debe solicitar y obtener esa información.
El profesor acepta en forma neutral las preguntas y respuestas de los estudiantes. No debe dar ningún indicio de que un estudiante está o no en el camino correcto. En cambio, para mantener la discusión viva, el profesor motiva a los estudiantes a opinar.
Cuando un estudiante propone una explicación o una nueva pregunta, el profesor devuelve esta contribución al estudiante y agrega una pregunta de seguimiento apropiada, o incluso algunas frases cortas para estimular o hacer más profundo el asombro y el razonamiento del estudiante.
Siempre que un estudiante utilice un término científico en una explicación, el profesor le solicita que explique su significado en términos sencillos. Esta atención a las definiciones asegura que todos los involucrados en la discusión entiendan cómo se está usando el término.