ESCUELA NORMAL SUPERIOR
“PROFR. JOSÉ E. MEDRANO R.”
Procesos Cognitivos y Cambio Conceptual
en Ciencias
SECRETARÍA DE
EDUCACIÓN
PÚBLICA
GOBIERNO DEL ESTADO DE CHIHUAHUA
SECRETARÍA DE EDUCACIÓN Y CULTURA Lic. Guadalupe Chacón Monárrez
DIRECTORA DE DESARROLLO EDUCATIVO Profra. Emma Lilia Miramontes Parra
JEFE DEL DEPARTAMENTO DE FORMACIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE DOCENTES Profr. Carlos Enrique Armendáriz Gutiérrez
DIRECTOR DE LA ESCUELA NORMAL SUPERIOR “PROFR. JOSÉ E. MEDRANO R.”
Profr. Manuel Alberto Navarro Weckmann
SUBDIRECTOR ACADÉMICO Profr. Leobardo Alvarado
DEPARTAMENTO DE PROGRAMAS Y MATERIALES Profr. Roberto Cid Guzmán
Sergio Iván Navarro Weckmann Profra. María Estela Luján Montoya
Elaborado por:
Profr. Mario Ibaven López Diseño de Programa:
Secretaría de Educación Pública
PRESENTACIÓN
El propósito de esta asignatura es revisar algunas propuestas que intentan describir, explicar y comprender qué es, cómo se logra y qué efectos produce el aprendizaje de las ciencias en los alumnos de la escueta secundaria. A su vez, se pretende hacer énfasis en el diseño de estrategias que favorezcan el desarrollo y la consolidación de conocimientos, habilidades, actitudes y valores.
En este curso se retoman e integran las bases teóricas del aprendizaje, que se incorporan de manera transversal en diversas asignaturas. Asimismo, brinda una oportunidad para trabajar de manera conjunta con los estudiantes de las especialidades de Biología, Física y Química.
En la primera parte del curso se sugiere revisar de manera general las principales propuestas orientadas a la comprensión de cómo aprenden contenidos científicos los adolescentes y de la distintas concepciones de la ciencia que han inspirado enfoques pedagógicos para enseñarla. La intención de esta revisión es tener un marco teórico y referencial acerca de cómo han evolucionado las principales posturas sobre este campo del conocimiento. Se busca así que el estudiante normalista comprenda que la investigación educativa en ciencias, como en cualquier otra disciplina, es una actividad dinámica que depende del avance en otras áreas y del contexto social. En el desarrollo de esta parte es importante acotar los contenidos y evitar que se convierta en un curso de revisión de teorías, desvinculadas de la práctica educativa en la que se pretende inducir al estudiante normalista.
De manera especial, interesa que los futuros docentes cuenten con más elementos para comprender las distintas concepciones y dificultades de los alumnos de la escuela secundaria al estudiar ciencia. Por esta razón, se recomienda centrar la revisión de este bloque inicial en el capitulo III del libro de Nieda y Macedo (SEP, 1998).
En la segunda parte del curso, se ofrecen elementos metodológicos con la intención de que el estudiante comprenda la importancia y necesidad de orientar la enseñanza hacia el cambio conceptual y el desarrollo de habilidades, actitudes y valores en los alumnos de la escuela secundaria. Los resultados en investigación educativa han demostrado que para enseñar ciencias es indispensable identificar y trabajar con las ideas previas o concepciones alternativas de los alumnos. Dado que dichas ideas son estables y muchas son contrarias a las concepciones científicas, se señala la importancia de diseñar estrategias didácticas versátiles que propicien su explicitación, análisis y contrastación, a fin de avanzar de manera gradual pero firme, hacia las explicaciones científicas. En este sentido, es importante profundizar en las aportaciones teóricas modernas que proponen que la educación en ciencias demanda trabajar los aspectos conceptuales, procedimentales y actitudinales de una manera integrada.
Este curso ofrece un momento ideal en la licenciatura para realizar una integración de diferentes temas revisados en otras asignaturas como son los aspectos relacionados con el desarrollo cognitivo, las implicaciones afectivas en el aprendizaje, las ideas previas, la metacognición y la transposición didáctica, a fin de relacionarlos con diversos temas de la especialidad. A partir de esta integración, los estudiantes normalistas tendrán mayores elementos para comprender y aplicar el enfoque metodológico propuesto para la enseñanza de las ciencias en la educación secundaria. Esto implica también enfatizar la importancia de desarrollar habilidades y fomentar valores y actitudes desde la perspectiva científica.
En la última parte del curso, el futuro docente conocerá algunos recursos para el diseño de diversas estrategias didácticas que le permitan propiciar el cambio conceptual y promover el desarrollo de las habilidades intelectuales de los alumnos. Se propone que los estudiantes normalistas de las especialidades de Biología, Física y Química, con intereses afines, revisen de manera conjunta algunos trabajos de investigación acerca de temas científicos particulares para analizar las estrategias didácticas propuestas. Para la fundamentación teórica de algunos temas se recomienda consultar los libros de Driver (1989 y 2000) o Cubero (1997). Mientras que para la revisión de estrategias, además de los libros antes citados, es conveniente consultar a Nieda y Macedo (1998), Harlen (1998) y Carmen, et. al. (1997).
También se puede recurrir a las siguientes revistas: Enseñanza de las ciencias, Investigación en la escuela, Cuadernos de Pedagogía, Infancia y aprendizaje, Science Education, Science Teacher, Journal of Research in Science Teaching, Journal of Chemical Education, Journal of Biológica! Education o Physics Education. En la etapa final del curso, los estudiantes podrán diseñar y poner en práctica alguna estrategia didáctica para la enseñanza de un tema de su especialidad.
Secretaría de Educación y Cultura
Estimadas alumnas y alumnos:
Como parte del Plan de Desarrollo Institucional (PDI) 2002 – 2007, se han generado una serie de acciones en pro de la mejora de la calidad de los servicios que se ofertan en la Institución
Ahora, con la implementación por parte de la Secretaría de Educación y Cultura, del Plan Estatal para el Fortalecimiento de la Educación Normal (PEFEN), corresponde al Plantel, la construcción de su propio Programa de Fortalecimiento de la Escuela Normal (ProFEN), para estar en concordancia con la política educativa estatal.
En lo que se refiere a planes y programas, la Institución ha hecho un esfuerzo muy grande en dos sentidos: por una parte en la elaboración de los programas del área de formación específica, bajo los lineamientos que nos envía la autoridad federal, y, por el otro, en la recopilación de las lecturas que conforman la antología básica.
El presente trabajo es el inicio de un proceso de digitalización de lecturas y contenidos que conforman las antologías, tanto básicas, como complementarias, que busca mejorar el proceso académico en beneficio de los alumnos. Será de gran utilidad las observaciones que puedan hacer llegar al Departamento de Programas y Materiales de la Institución
Deseando que el presente sirva para un mejor desarrollo profesional de su persona y de los suyos, envío a Usted un saludo no sin antes ponerme a sus distinguidas órdenes.
Atentamente
Profr. Manuel Alberto Navarro Weckmann
Director General
ÍNDICE
Introducción 1
Organización de los Contenidos 1
Orientaciones Didácticas y de Evaluación 2
BLOQUE I. Cómo aprenden ciencia los alumnos. La concepción de ciencia en diferentes enfoques para su enseñanza
Temas 5
Bibliografía Básica 5
Introducción al Curso 5
Actividades Sugeridas 5
BLOQUE II. Cambios cognitivos en ciencias. El cambio conceptual y el desarrollo de habilidades, actitudes y valores
Temas 8
Actividades Sugeridas 8
BLOQUE III. Estrategias didácticas y cambio conceptual en ciencias
Temas 9
Actividades Sugeridas 9
MATERIAL DE APOYO
Cognición 13
Concepción conductista del aprendizaje 14
Desarrollo Cognitivo 18
Procesos Cognitivos 22
Procesos Afectivos 45
Ideas previas en la enseñanza de la ciencia 53
Las ideas previas de los alumnos 60
Las aportaciones de Ausubel y Novak 65
Introducción a las teorías del aprendizaje 75
Un acercamiento a la pedagogía conceptual 80
Pedagogía y enseñanza de las ciencias 83
El aprendizaje significativo según la teoría original de David Ausubel 88 El aprendizaje significativo frente al memorístico 106 Etapas del desarrollo cognitivo: la obra de Piaget 113
La obra de Vigotsky 126
Metacognition: Definitions and Empirical Foundations 137
Habilidades, valores y actitudes 149
Anexo I: Conceptos y definiciones para la comprensión de los textos 166 Anexo II: Concepción de aprendizaje, metacognición y cambio conceptual 235
Anexo III: Artículos para la discusión 274
Transposición Didáctica 295
El mapa conceptual como técnica cognitiva y su proceso de elaboración 296 Investigación didáctica: Hacia un modelo integrador para el aprendizaje
de las ciencias 306
La Uve de Gowin y los mapas conceptuales pueden ser el zum de la Teoría
de la Elaboración 317
