Didáctica de las Ciencias Naturales en Educación Primaria: Conceptos Clave y Metodologías Innovadoras

La Enseñanza de las Ciencias en Educación Primaria: Fundamentos y Enfoques

Importancia de Aprender Ciencias en Educación Primaria

Las Ciencias de la Naturaleza ayudan a entender y a explicar:

• El medio natural y los fenómenos físicos.
• Los seres vivos.
• Aspectos relacionados con la salud.
• Las aplicaciones científico-tecnológicas.

Todo esto permite al individuo desenvolverse adecuadamente en su entorno.

Las Ciencias de la Naturaleza permiten al alumnado:

• Entender y explicar el medio, y desenvolverse en él.
• Desarrollar habilidades y actitudes científicas.
• Prepararse para participar en debates socio-científicos.
• Entender y valorar las relaciones ciencia-tecnología-sociedad.

Todo esto conlleva a la alfabetización científica, que implica el “dominio” de:

• Conocimiento científico para aplicarlo, identificar cuestiones y problemas, adquirir nuevo conocimiento, y explicar fenómenos desde un punto de vista científico.
• Comprensión de las principales características de la Naturaleza de la Ciencia (NdC), del conocimiento científico como una forma del conocimiento humano.
• Conocer cómo la ciencia y la tecnología influyen notablemente en nuestro entorno cultural e intelectual.
• Mostrar una actitud positiva como ciudadanos reflexivos para participar en temas relacionados con la ciencia.

Visiones Inadecuadas de la Ciencia

«La ciencia es un conocimiento demostrado y, por tanto, no está sometido a crítica»

Este es el mito del cientifismo: una sobrevaloración de la tarea científica.

Ejemplo: Teorías sobre la extinción de los dinosaurios en la Tierra.

¿Cuál de ellas es la más adecuada?

• Debido al impacto de un meteorito gigante.
• Debido a fuertes erupciones volcánicas.

Ambas explican las evidencias disponibles. Se trata de distintas interpretaciones para explicar un mismo conjunto de datos.

«Las ciencias nos explican la verdad, cómo son las cosas realmente, cómo funcionan»

Esto se conoce como realismo ingenuo. Se piensa que los modelos científicos son copias de la realidad.

Ejemplo: ¿Qué es un átomo? Los átomos no han sido observados directamente. Se han construido distintos modelos sobre cuál podría ser su estructura para intentar explicar los comportamientos observados en la materia.

«La ciencia… a través de la observación y la experimentación»

Este es el empirismo beatífico. El conocimiento científico deriva directamente de los hechos, de la experiencia.

Crítica al empirismo: No concede relevancia o importancia al papel de las teorías o las ideas, que vienen después de la observación y la experimentación.

Ejemplo: A veces se han hecho predicciones basadas en modelos matemáticos que luego se han demostrado con el tiempo. Estas predicciones no han surgido de la observación y la experimentación, sino de la aplicación de ideas y modelos.

«La ciencia… es probar hipótesis usando el método científico»

No siempre se construyen teorías mediante el contraste de hipótesis.

Ejemplo: La hipótesis sobre la diferente velocidad de la luz en el agua no se pudo contrastar hasta el siglo XIX.

«La ciencia avanza, cada vez nos acercamos más al conocimiento total»

Este es el racionalismo abusivo. La realidad está predeterminada, fijada desde el inicio de los tiempos. La ciencia permite desvelar este orden, encontrar la verdad.

Ejemplo: En la ciencia conviven distintas teorías al mismo tiempo, debido a que tienen distintos ámbitos de validez o se aplican a distintas escalas:

• Física clásica (nuestro entorno inmediato macroscópico…).
• Física cuántica (escala subatómica…).
• Física relativista (universo…).

«La ciencia es objetiva, está al margen de las ideologías»

Esto es el cientifismo ciego. Se cree que el científico es un ser objetivo, desinteresado, neutral, que solo busca avanzar en el conocimiento y el bien de la humanidad. Por tanto, no es necesario controlar la ciencia socialmente.

Ejemplos:

• Los científicos «compiten» y no siempre honestamente (ej. descubrimiento de la estructura helicoidal del ADN).
• Algunas teorías científicas se sustentan durante mucho tiempo debido al prestigio de los científicos involucrados (ej. Teoría corpuscular de Newton).

Rasgos Asociados a una Visión Adecuada sobre la Ciencia

• La ciencia es un intento de explicar los fenómenos naturales.
• El conocimiento científico, aunque duradero, tiene un carácter tentativo.
• El conocimiento científico se basa principalmente, aunque no enteramente, en la observación, la evidencia empírica, la argumentación racional y el escepticismo.
• La construcción de teorías y modelos explicativos juega un papel fundamental en el desarrollo del conocimiento científico.
• Los experimentos científicos, para ser aceptados por la comunidad científica, requieren rigor: fundamentación, toma de datos cuidadosa, estimación de errores, replicabilidad, y revisión por otros especialistas en el tema.
• No hay una única manera de hacer ciencia, y por tanto, no hay un método científico «paso a paso» universal.
• El nuevo conocimiento debe ser comunicado clara y abiertamente.
• La historia de la ciencia revela su carácter evolutivo y revolucionario.
• Las observaciones están guiadas e influenciadas por la teoría imperante.
• Las leyes y teorías juegan diferentes papeles en la ciencia. Las teorías no se convierten en leyes cuando tenemos evidencias adicionales (ver artículo “Investigando Dragones”).
• Los científicos son creativos.
• Las ideas científicas están afectadas por el entorno social e histórico.
• La ciencia, la tecnología y la sociedad se influyen entre sí.

Enfoques Coherentes para la Enseñanza de Ciencias

Para una enseñanza coherente con la visión de la ciencia consensuada, es fundamental:

• Enfatizar no solo el papel de la experimentación, sino también el de la generación de ideas explicativas. En el desarrollo del conocimiento científico juega un papel clave la construcción de modelos o teorías que den sentido a los datos y tengan carácter predictivo.
• Mostrar la ciencia como una forma avanzada de conocimiento que, no obstante, está asociada a una actividad humana y, como tal, está condicionada, limitada y sometida a evolución con el tiempo.
• Implicar a los estudiantes en la investigación de problemas y en la construcción de explicaciones coherentes con lo observado.
• Cuando involucramos al alumnado en investigaciones, prestar atención no solo al hacer sino al pensar.
• Ofrecer al alumnado la oportunidad de contrastar ideas alternativas y valorar su mayor o menor adecuación en función de su potencial para explicar las evidencias disponibles.
• Tener en cuenta las ideas previas y los modelos explicativos del alumnado, y ofrecerles oportunidades de ponerlas a prueba y valorarlas frente a las científicas.

¿Qué es un Modelo Científico?

“Son representaciones de objetos, procesos o fenómenos que parecen, funcionan como, describen o “explican” el objeto, proceso o fenómeno real. Con frecuencia, son versiones simplificadas del “objeto” real que nos ayudan a comprender cómo funciona.”

Existen diversos y distintos tipos:

• Representaciones físicas, modelos físicos (ejemplos).
• Dibujos e ilustraciones (el dibujo de un circuito eléctrico).
• Modelos conceptuales (imágenes mentales, analogías, etc.).

A nivel didáctico, un modelo permite explicar el mundo y hacer predicciones de cómo funcionan las cosas. Por lo tanto, ofrece la oportunidad de observar, predecir, experimentar y evaluar las distintas ideas que tienen los alumnos.

¿Qué es una Teoría Científica?

Conjunto de ideas o marco conceptual que permite explicar un sistema o un conjunto de hechos/fenómenos interrelacionados. Se caracteriza por su coherencia interna (tiene sentido) y externa (con lo conocido), y su capacidad predictiva.

Las teorías científicas cambian con el tiempo porque cambia nuestra percepción, los datos disponibles o se encuentran mejores modelos explicativos.

Para desbancar una teoría, se requiere:

• Disponer de un modelo explicativo mejor.
• La posibilidad de coexistencia de distintas teorías al mismo tiempo, con diferente ámbito de aplicación (física clásica, cuántica, relativista…).

La Historia de la Ciencia como Recurso Didáctico

• La historia de la ciencia permite entender cómo se construyeron y fundamentaron las distintas teorías científicas a lo largo del tiempo.
• Debido al paralelismo de las primeras teorías científicas con muchas ideas intuitivas, ofrece un instrumento potente para promover la evolución del alumnado desde sus ideas alternativas a los modelos científicos.
• En numerosas ocasiones, ofrece historias anecdóticas que favorecen el recuerdo y la motivación del alumnado.
• Promueve el cambio conceptual necesario para lograr un aprendizaje significativo de aquellos conocimientos científicos que entran en contradicción con concepciones espontáneas de los alumnos, las cuales, en muchas ocasiones, se asemejan a las primeras explicaciones de algunos fenómenos ofrecidas por el hombre a lo largo de la historia de la ciencia.

La Historia de la Ciencia como Recurso Didáctico: Segunda Parte

En relación con este último aspecto, podríamos decir que las concepciones espontáneas de los alumnos, también llamadas ideas alternativas, están basadas en la interpretación intuitiva de datos o fenómenos asociados con la propia experiencia. Aunque en muchas ocasiones encontramos un paralelismo con las primeras explicaciones registradas en la historia de la ciencia, difieren significativamente de las actuales teorías científicas. Por ello, mostrar a los estudiantes cómo han ido evolucionando algunas de estas teorías a lo largo del tiempo puede facilitar el cambio conceptual necesario para sustituir las propias ideas alternativas por las científicas y lograr un aprendizaje significativo de algunos contenidos de ciencias de la naturaleza (por ejemplo, la posición de la Tierra respecto a los astros, el principio de inercia…).

Evolución de los Modelos de la Visión

• Pitágoras creía que la visión se producía porque desde nuestros ojos se emitían unos rayos de fuego, los cuales, al entrar en contacto con los objetos, nos ayudaban a percibir tanto su forma como su color.
• Alcmaeon de Crotona (s. V a.C.) reconocía que el “ojo, obviamente, tiene fuego dentro, y cuando parpadeamos lo lanzamos…”.
• Leucipo de Mileto (490-400 a.C.) introduce la idea de que los objetos visibles “continuamente producen y envían a nuestra alma, a través de los ojos, algo que los representa”.
• Empédocles (490-430 a.C.) afirmaba que cada cuerpo emite partículas elementales de fuego que llevan información sobre cómo es su superficie. Para leer esta información, el ojo proyecta un estrecho rayo visual, que de alguna forma “siente” la radiación del objeto y vuelve a través de la pupila hacia la parte sensible del ojo, donde crea una imagen en la mente.
• El primero en introducir una discusión sistemática sobre la visión es Aristóteles (384-322 a.C.). Desecha firmemente las teorías previas sobre los rayos visuales, así como la de las emanaciones de rayos por parte de los objetos, y es el primero en declarar que la presencia de luz es un requisito indispensable y absoluto para poder ver: “Sin luz no hay visión”. Aristóteles concibe la visión porque presupone la existencia de un “estado luminoso” en el medio, un “baño de luz”, el cual constituye el “vehículo que transporta” la información transmitida por el cuerpo hacia el ojo en virtud de una determinada perturbación.
• Kepler (1600), partiendo de la teoría previa de Al-Haytham, es quien propone una solución al “problema de la visión”. Construye o formula la teoría de la recepción de la luz, atribuyendo al sentido de la visión la formación de una imagen (dentro del ojo, invertida y que es independiente del observador), la cual se forma porque se focalizan los rayos de luz emitidos (en este caso, reemitidos/reflejados) por un objeto brillante en la superficie de la retina.

Las Fuerzas: Conceptos Fundamentales en Educación Primaria

Importancia de Enseñar Fuerzas en Primaria

El tema de las fuerzas es un contenido que debería ser trabajado en dicha etapa por:

• Su carácter estructurador (conector).
• Su potencial interpretativo.
• Su utilización en distintas áreas y niveles posteriores.

Dificultades en la Enseñanza de las Fuerzas

“La relación entre las fuerzas que actúan sobre un objeto y su movimiento es un “área” difícil en Educación Primaria. Porque…

• …las fuerzas por sí mismas no pueden verse (sus efectos sí se perciben).
• …no podemos “sentir” algunas fuerzas (estamos acostumbrados a ellas, por ejemplo, la atracción de la gravedad o el rozamiento con el aire).
• …algunas explicaciones sobre las fuerzas y sus efectos parecen contradecir “nuestro sentido común”. Ejemplo: Un objeto con una masa de 1 kg cae al suelo al mismo tiempo que uno de 5 kg.
• …las consideraciones simplistas de las fuerzas que actúan sobre los objetos en movimiento se complican por los efectos de la gravedad, la fricción y la resistencia del aire.

Definición y Medición de la Fuerza

Fuerza: Toda causa capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo, o de producir su deformación.

Para el estudio de las fuerzas se debe tener en cuenta, además de su intensidad, su dirección y su sentido de aplicación. Esa “intensidad” se mide en el Sistema Internacional (SI) en Newtons.

Es frecuente en la vida real que sobre un cuerpo actúen varias fuerzas. En estos casos, interesa conocer una “única fuerza” que, actuando sobre el cuerpo, produzca los mismos efectos. Esa fuerza se denomina resultante.

Tipos de Interacción y Efectos de las Fuerzas

El concepto de fuerza es un concepto bien definido que sirve para expresar la interacción entre dos o más cuerpos. Dicha interacción puede:

Deformar un Cuerpo

Un cuerpo se deforma cuando, al aplicarle fuerzas, este cambia de forma o de tamaño. Clasificación de los cuerpos en función de los efectos de las fuerzas:

• Cuerpo elástico: Aquel que, cuando desaparecen las fuerzas (o momentos exteriores), recupera su forma o tamaño original (muelle, globo o una goma).
• Cuerpo plástico: Mantiene la deformación al cesar la fuerza. Cuando las fuerzas aplicadas son grandes y, al cesar estas fuerzas, el cuerpo no retorna a su estado inicial y tiene una deformación permanente (plastilina).
• Cuerpo rígido: No percibimos, macroscópicamente, las deformaciones (roca).

Los cuerpos elásticos pueden comportarse como cuerpos plásticos si se supera un determinado umbral, de forma que ya no vuelven a recuperar su forma. Al igual que sucede con los cuerpos elásticos, no hay cuerpos perfectamente plásticos; si aplicamos una fuerza lo suficientemente grande, se pueden romper. Esto es una característica de todos los cuerpos, y la fuerza máxima que podemos aplicarles sin que se rompan se denomina límite de ruptura.

Cambiar el Estado de Movimiento de un Cuerpo

Tenemos que tener en cuenta que la velocidad (m/s), aceleración (m/s²), y fuerza (N) son magnitudes vectoriales. Dos movimientos que implican estas magnitudes:

• Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU): No hay aceleración. En este tipo de movimientos, el vector velocidad no cambia su valor (tampoco su sentido ni dirección); se mantiene constante.
• Movimiento Rectilíneo Acelerado (MRA): Aceleración lineal. En este tipo de movimiento, el vector velocidad sí cambia su valor (aunque no su sentido ni su dirección); en este caso, no se mantiene constante.

Leyes de Newton del Movimiento

La mecánica clásica o Newtoniana es una teoría del movimiento basada en las ideas de masa y fuerza, y las leyes que relacionan estos conceptos físicos con las magnitudes cinemáticas –posición, velocidad y aceleración. Las relaciones fundamentales de la mecánica clásica están contenidas en las leyes de Newton del movimiento.

Estas leyes relacionan la aceleración de un cuerpo con su masa y con las fuerzas que sobre él actúan. En esta parte, analizaremos cada una de las leyes de Newton, intentando a través de ellas seguir construyendo el concepto de fuerza.

Primera Ley de Newton: Ley de la Inercia

“Un objeto continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que sobre él actúe una fuerza.”

• La primera parte parece la más “evidente”. Por ejemplo: imagina un ladrillo sobre la mesa (¿Qué ocurre?).
• La segunda parte es difícil de “imaginar” en términos cotidianos (¿Por qué?).

Segunda Ley de Newton: Ley Fundamental de la Dinámica

“Cuando una fuerza actúa sobre un objeto, la aceleración resultante es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa del objeto.”

Podría parecer simple: Cuando incrementamos la fuerza sobre un objeto, la aceleración se incrementa proporcionalmente.

Esa constante de proporcionalidad es la “masa”. F = m · a. La unidad de fuerza en el sistema internacional “se define” como la fuerza necesaria para acelerar en 1 m/s² un cuerpo de 1 kg de masa. Esta unidad recibe el nombre de Newton.

Tercera Ley de Newton: Ley de Acción y Reacción

“Toda acción tiene una reacción, igual y en sentido contrario.”

La tercera ley de Newton también es conocida con el nombre de ley de interacción.

Esta ley describe una propiedad importante de las fuerzas:

“Siempre aparecen en parejas.”

Ley de Hooke

La ley de Hooke establece que el alargamiento de un muelle es directamente proporcional al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho muelle.

F = k · ΔX donde:

• F es la fuerza que se aplica sobre el muelle.
• k es la constante elástica del muelle, que relaciona fuerza y alargamiento. Cuanto mayor es su valor, más trabajo costará estirar el muelle. Depende del muelle, del material, de tal forma que cada uno tendrá la suya propia.
• Δx es el incremento en la longitud que ha sufrido el muelle.

Si al aplicar la fuerza, deformamos permanentemente el muelle, decimos que hemos superado su límite de elasticidad.

La Materia y sus Propiedades: Un Eje Fundamental en Primaria

Relevancia del Aprendizaje sobre la Materia

El aprendizaje sobre la materia resulta de gran relevancia para el alumnado por su carácter fundamental para entender e interpretar múltiples fenómenos cotidianos. En particular, en la Educación Primaria, la adquisición y desarrollo del concepto de materia se constituye en un eje fundamental tanto para la propia etapa como para el tránsito a la Educación Secundaria.

¿Qué es la Materia?

Materia: Es todo aquello que tiene masa y volumen. Propiedades generales de la materia:

• Masa: Propiedad general relacionada con la cantidad de materia y la inercia.
• Volumen: Propiedad general que nos da idea del espacio (“extensión”) que ocupa.

Propiedades Extensivas e Intensivas

• Propiedades extensivas: Las propiedades que varían en función de la cantidad de sustancia considerada. La masa y el volumen son propiedades extensivas.
• Propiedades intensivas: Aquellas que no dependen de la cantidad de materia considerada (el color, la densidad, la dureza, la viscosidad, el brillo, la fragilidad…). Las propiedades específicas son propiedades intensivas que nos permiten caracterizar a una sustancia y distinguirla de otras.

Masa: Concepto y Medición

Masa: Propiedad general relacionada con la cantidad de materia y la inercia. La masa es una propiedad que nos da idea de la resistencia que presenta un cuerpo a cambiar su estado de movimiento.

La unidad de masa en el Sistema Internacional (S.I.) es el kg.

Masa no es igual a peso. P = g · m

• Masa: Propiedad de la materia.
• Peso: Es la fuerza con la que la Tierra atrae a un cuerpo, como consecuencia de su masa.

En el laboratorio, determinamos la masa de varios objetos mediante comparación con “patrones” de masa conocida, utilizando la balanza granatario.

Volumen: Concepto y Medición

Volumen: Magnitud que mide la extensión de la materia (el espacio que ocupa). Unidades de medida de volúmenes en el Sistema Internacional: m³. 1 L = 1 dm³.

• Para objetos regulares: medida de sus dimensiones características y aplicación de la correspondiente fórmula matemática.
• Para objetos irregulares: El método de inmersión (el volumen del objeto desplaza un volumen igual de líquido en el que está sumergido).

Densidad: Una Propiedad Intensiva

La densidad es la cantidad de masa que hay por unidad de volumen. Densidad = m/v. En el S.I. [kg/m³].

Propiedades Específicas de las Sustancias

Las propiedades específicas son propiedades intensivas que nos permiten caracterizar a una sustancia y distinguirla de otras:

• Dureza: Resistencia que opone un cuerpo a ser rayado, cortado o penetrado. Un cuerpo es más duro que otro si lo raya.
• Tenacidad: Resistencia que opone un cuerpo a romperse cuando se le aplica una fuerza.
• Fragilidad: Tendencia que presenta un cuerpo a romperse cuando se le aplica una fuerza. Es la propiedad opuesta a la tenacidad (el plomo es tenaz y el vidrio es frágil).
• Elasticidad: Facilidad para recuperar la forma primitiva una vez que cesa la fuerza que provoca la deformación.
• Plasticidad: Tendencia a conservar la deformación producida. Es la propiedad opuesta a la elasticidad.
• Viscosidad: Nos da idea de la facilidad con la que un líquido fluye. Cuanto mayor es la dificultad de un líquido para fluir, más viscoso es.

Cambios de Estado y Estados de Agregación de la Materia

El Estado Sólido

Es el estado predominante a bajas temperaturas. A estas temperaturas, las partículas no poseen mucha energía y su movimiento se limita a simples vibraciones en torno a posiciones fijas, condicionadas por las fuerzas de atracción entre ellas. Cuando esas posiciones forman una red ordenada, se dice que poseen estructura cristalina.

Propiedades de los sólidos:

• Forma y volumen constantes.
• Otras propiedades tales como la dureza, la fragilidad…

El Estado Líquido

Se alcanza a mayores temperaturas que el estado sólido, así que las partículas poseen más energía y tienen más libertad para variar su posición, pero no las distancias medias relativas entre unas y otras (forma variable pero volumen constante).

Propiedades de los líquidos:

• Forma variable.
• Volumen constante.
• Capacidad de fluir.

El Estado Gaseoso

Es el estado predominante a altas temperaturas, es decir, cuando las partículas alcanzan una gran energía cinética y aumentan su capacidad de movimiento, de modo que las fuerzas de atracción entre ellas se hacen despreciables. Su energía cinética les permite estar en continuo movimiento, por lo que tienden a expandirse ocupando el máximo volumen y golpean las paredes de los recipientes.

Propiedades de los gases:

• Forma y volumen variables.
• Presión sobre las paredes del recipiente.
• Tendencia a expandirse ocupando el máximo volumen.

Mezclas: Concepto y Ejemplos

Están compuestas por distintas sustancias (componentes) que pueden separarse por métodos físicos. La cantidad de cada componente en la mezcla puede variarse (p. ej., agua con sal, leche con azúcar, en distintas proporciones).

• Heterogéneas: Aspecto y propiedades no uniformes (se aprecian los componentes a simple vista), por ejemplo, mezcla de arena con gravilla.
• Homogéneas: Aspecto y propiedades uniformes, por ejemplo, agua con azúcar disuelta.

Metodologías y Recursos Didácticos en Ciencias

¿Para qué se Utilizan los Trabajos Prácticos en la Enseñanza de las Ciencias?

• Motivar.
• Enseñar procedimientos (revisar procedimientos).
• Ilustrar, demostrar…
• Aplicar conocimiento.
• Modelizar un fenómeno (revisar práctica modelos).
• Entender cómo la ciencia construye conocimiento.
• Promover habilidades de investigación.
• Fomentar el pensamiento crítico, la toma de decisiones y el desarrollo de competencias…
• Utilizar distintas metodologías didácticas y con ello adaptarse a diversos estilos de aprendizaje.

Los trabajos prácticos tienen una larga tradición en la enseñanza de las ciencias y siempre se han considerado un ingrediente esencial en cualquier curso de ciencias debido a:

• El papel concedido a la experimentación en el desarrollo del conocimiento científico.
• Enseñar procedimientos y operaciones básicas en el laboratorio.
• La necesidad de ilustrar o demostrar leyes y teorías abstractas.
• Además, a principios del siglo XX se extendió la idea acerca de la importancia de aprender haciendo (“learning by doing”).

Visiones Inadecuadas de los Trabajos Prácticos

En la Educación Primaria, los trabajos prácticos asociados al laboratorio son escasos o poco frecuentes debido a:

• Excesivo apoyo en el libro de texto.
• Las prácticas de laboratorio o actividades de investigación tienen escasa presencia en los libros de texto.
• Falta de recursos y materiales específicos.
• Carencia de formación especializada por parte del profesorado.

En Educación Secundaria o Educación Superior, frecuentemente las prácticas de laboratorio se han utilizado como meras recetas o protocolos a seguir, lo que ha supuesto:

• Escaso impacto en el alumnado (seguir un procedimiento una vez, de forma aislada, se convierte en algo anecdótico o simbólico, con escaso valor).
• Transmiten una visión empirista de la ciencia (conjunto de procedimientos a seguir paso a paso, de forma rígida).
• Cuando se usan como demostraciones de leyes o teorías, ofrecen una imagen de las ciencias como verdad absoluta (sin embargo, las teorías o explicaciones cambian y las hipótesis se pueden refutar).

Tipos de Trabajos Prácticos

A continuación, se presenta una clasificación de tipos de trabajos prácticos:

• TP: Trabajo Práctico
• TL: Trabajo de Laboratorio
• TC: Trabajo de Campo
• TE: Trabajo Experimental
• I: Investigaciones
• IL: Investigaciones de Laboratorio
• IC: Investigaciones de Campo
• LE: Laboratorio Experimental
• ILE: Investigaciones de Laboratorio Experimentales
• IE: Investigaciones Experimentales
• InE: Investigaciones no Experimentales
• ILnE: Investigación en Laboratorio no Experimental

Clasificación de Actividades: Cerradas y Abiertas

• Actividades abiertas: Son tareas que buscan temáticas relevantes y conectar con los intereses del alumnado. Estas actividades deben iniciarse con preguntas que fomenten la implicación y motivación del alumnado y le inviten a explorar e investigar fenómenos en la búsqueda de respuestas.
• Actividades cerradas: Son aquellas que solo requieren del alumnado seleccionar una respuesta a través de una o varias alternativas que el profesorado le presenta. Las actividades cerradas son más adecuadas para evaluar procesos cognitivos inferiores como el conocimiento y la comprensión de contenidos conceptuales.

Interdisciplinariedad en la Enseñanza de la Ciencia

La resolución de problemas complejos requiere la colaboración de distintos especialistas. Se requieren individuos competentes capaces de resolver problemas reales. El desarrollo de competencias requiere la integración de conocimiento y de habilidades para afrontar situaciones reales complejas de forma satisfactoria. ¿Por qué la interdisciplinariedad ahora?

1. Argumento sociológico:
   • Problemas complejos (resolución interdisciplinar).
   • En la sociedad de la información y la comunicación, pierde valor la memorización de conocimiento y se enfatiza la utilización de este de forma satisfactoria.
   • Necesidad de individuos competentes, capaces de resolver problemas y adaptarse a una realidad compleja y rápidamente cambiante.
2. Argumento psicológico y didáctico: Los actuales conocimientos acerca de cómo los individuos aprenden muestran la influencia que sobre el aprendizaje adquirido tiene:
   • El contexto en el que se aprende (no es lo mismo aprender cómo funciona algo de forma abstracta leyendo unas instrucciones, que enfrentándose a ello en la realidad).
   • La importancia de ofrecer la oportunidad de interrelacionar ideas y aplicar el conocimiento.
   • La influencia de la motivación del alumnado y su percepción acerca del valor/utilidad del conocimiento aprendido.

Beneficios de los Recursos Informáticos (TIC) en la Enseñanza de las Ciencias

En la Enseñanza de las Ciencias, la inclusión de las TIC/Recursos Informáticos (RRII) aparece a principios de la década de los 80 (incorporación de los primeros ordenadores en el aula).

En el ámbito educativo en general y en la enseñanza de las ciencias en particular, podríamos agrupar su uso en grandes dominios:

• Como “herramienta” (procesador de texto, hojas de cálculo, presentaciones PowerPoint o equivalentes…).
• Como fuente de referencia (bases de datos, enciclopedias, CD-ROMs, internet…).
• Como herramienta de comunicación (e-mail, foros, pizarras interactivas…).
• Como forma de exploración (laboratorios virtuales, simulaciones, modelos…).

En particular, para la enseñanza de las ciencias, los beneficios de las TIC/RRII se relacionan con el hecho de que pueden proporcionar herramientas de colaboración y actividades para la investigación e indagación. Ofrecen una amplia gama de recursos y herramientas que enriquecen, facilitan y potencian el aprendizaje. Estas están relacionadas con la interpretación, herramientas de visualización, dispositivos de captura de datos, dispositivos de grabación, laboratorios virtuales, simulaciones multimedia y muchas otras.

En general, existe consenso en relación a la contribución que las tecnologías de la información pueden aportar al aprendizaje de las ciencias en aspectos relativos a:

• Disminuir la carga cognitiva del alumnado para que pueda centrarse en otros aspectos.
• Acceder a fenómenos difíciles de observar o imposibles o peligrosos de “manipular” en el aula.
• En algunos casos, permite obtener una retroalimentación visual inmediata, a través del propio RI.
• Propiciar el aprendizaje colaborativo.
• Incrementar las oportunidades de poder realizar investigaciones y experimentos a través, por ejemplo, de laboratorios virtuales o simulaciones.
• Aumentar la motivación del alumnado.

Aprendizaje por Investigación: Concepto y Beneficios

Pretende promover el aprendizaje implicando al alumnado en algunos de los procesos relacionados con la investigación científica (observar, formular hipótesis, experimentar, analizar, comunicar/discutir resultados, concluir, predecir, inferir…).

¿Qué Hacen los Estudiantes?

Aprenden investigando con sus compañeros/as. Para ello, formulan preguntas, buscan respuestas, evalúan distintas estrategias, formulan hipótesis, diseñan y desarrollan experimentos, analizan, discuten, comunican y extraen conclusiones coherentes con las evidencias disponibles.

Tipo de Tareas Utilizadas

Tareas abiertas que permitan el uso de distintas estrategias. Se pretende que sean relevantes y de interés para el alumnado.

Rol del Docente

Fomenta, motiva, guía, modula sutilmente…

Atmósfera de Clase

• Se valoran todas las aportaciones, evaluando y contrastando explicaciones y visiones alternativas.
• Se reconoce la capacidad de explicar y argumentar.
• La validez de una idea reside en su fundamentación y su coherencia con lo conocido.
• Los errores son muy útiles para aprender.
• La clase se une por un objetivo común y las normas y valores compartidos.
• Existe complicidad y compañerismo.

Características de las Preguntas que Favorecen el Aprendizaje

• Hacen pensar y solicitan argumentos, explicaciones y justificaciones.
• Facilitan la conexión de ideas y la integración de conocimiento.
• Permiten la evaluación y el contraste de ideas alternativas.
• Promueven la reflexión y el pensamiento crítico…