Fundamentos de la Práctica Científica y el Funcionamiento del Sistema Terrestre

Prácticas Esenciales en la Construcción del Conocimiento Científico

Formular preguntas es esencial en la construcción del conocimiento científico. Una práctica básica dentro de la comunidad científica es plantearse preguntas sobre determinados fenómenos del medio que puedan ser respondidas, estableciendo qué es lo que se sabe en ese momento sobre ese tema y determinando qué preguntas aún no se han respondido satisfactoriamente.

Desarrollar y usar modelos

La ciencia necesita de la construcción de modelos que ayuden en la explicación de fenómenos naturales. Los modelos son representaciones simplificadas de la realidad que permiten comprender, explicar un fenómeno o hacer predicciones sobre el mismo.

Planificar y llevar a cabo investigaciones

Implica pensar en qué es lo que hay que registrar y si hay que controlar variables o no. Por ejemplo, Darwin, en uno de sus últimos trabajos, centró su atención en las lombrices. Uno de los primeros pasos fue conocerlas mejor, tratando de evaluar si tenían sentidos.

Analizar e interpretar datos

A partir de las diferentes experiencias realizadas por los científicos y científicas, se generan datos que deben analizarse e interpretarse. Para ello, se pueden usar una serie de herramientas, como tablas y gráficos (entre otras), que permiten detectar patrones o particularidades comunes.

Elaborar explicaciones científicas

Son teorías que encajan mejor que otras explicaciones sobre un mismo problema y que presentan coherencia. Los conocimientos científicos se establecen como respuesta a determinados problemas; son representaciones de la realidad elaboradas por la mente de las personas. Son lógicos, están relacionados con la evidencia y abiertos a la crítica y a la revisión.

Participar en la argumentación a partir de pruebas

El razonamiento y la argumentación son las estrategias empleadas para identificar las fortalezas y debilidades de las explicaciones dadas. Permiten encontrar la explicación que mejor encaja con el problema o pregunta que se está abordando. Las personas que hacen ciencia defienden sus explicaciones justificando la solidez de los datos obtenidos, el conocimiento sobre ese tema y lo que otros investigadores e investigadoras han explicado en otros trabajos.

Obtener, evaluar y comunicar información

Si los resultados de las diferentes investigaciones no fuesen comunicados, sería difícil que otras personas conociesen sobre ese tema o problema. La ciencia requiere de habilidades comunicativas para persuadir y convencer a otros de sus hallazgos, contando las interpretaciones de los resultados obtenidos y cómo se han logrado.

Fenómenos Astronómicos: Estaciones y Movimientos Terrestres

Este gráfico es clave, ya que explica por qué tenemos estaciones y cómo cambia la luz solar a lo largo del año. Se enfoca en la relación entre la inclinación del eje terrestre y el ángulo de incidencia de los rayos solares.

Los dos movimientos clave

La Tierra no está quieta; se mueve de dos formas principales que dictan nuestro tiempo:

Rotación (Día y Noche): La Tierra gira sobre su propio eje. Tarda aproximadamente 24 horas en dar una vuelta completa.
Traslación (El Año): La Tierra viaja alrededor del Sol en una órbita elíptica (casi circular), completando el recorrido en 365 días y 6 horas aproximadamente.

La clave real es la inclinación del eje terrestre. Mientras la Tierra orbita al Sol, siempre apunta hacia la misma dirección en el espacio.

Ángulo de incidencia solar

Rayos Perpendiculares: Los rayos caen formando un ángulo recto (o cercano a 90°) con la superficie. Este fenómeno es característico del verano en el hemisferio que está inclinado hacia el Sol.
Rayos Oblicuos: Los rayos llegan con una inclinación pronunciada, «rozando» la superficie en lugar de golpearla de lleno. Es lo que sucede durante el invierno. Aunque el Sol brille, su energía está tan dispersa que no logra calentar la superficie con eficacia.

Equinoccios y Solsticios

Un equinoccio es un fenómeno astronómico que ocurre dos veces al año (marzo y septiembre), cuando el Sol se sitúa exactamente sobre el ecuador de la Tierra. En este momento, la duración del día y la noche es aproximadamente igual en todo el mundo, marcando el inicio de la primavera y el otoño.

Un solsticio sucede cuando el Sol se encuentra más cerca o más lejos de uno de los hemisferios terrestres. De esta manera, aumenta la duración del día en una parte determinada del planeta, mientras que disminuye la duración en la otra.

La proyección de las sombras

Sombra corta: Cuando el Sol está justo encima de nosotros (rayos perpendiculares), la luz se concentra en un solo punto. Al caer desde arriba, casi no proyectamos sombra hacia los lados. Esto pasa en verano y es cuando el Sol calienta con más fuerza.
Sombra larga: Cuando el Sol está bajito en el horizonte (rayos oblicuos), la luz llega muy inclinada. Nuestra silueta bloquea la luz durante mucho más espacio en el suelo, estirando la sombra. Esto pasa en invierno: la luz se «desparrama» y calienta mucho menos.

Habilidades Cognitivo-Lingüísticas en la Ciencia

Describir es hablar de cómo es o cómo se produce algo (un objeto, un organismo, un fenómeno, incluso una teoría, etc.). En contra de lo que pueda parecer, las descripciones dependen del marco teórico de quien describe y de la finalidad de la descripción. Por ejemplo, ¿pensáis que vuestras descripciones del alumnado de un aula serían similares antes y después de haber cursado las asignaturas sobre psicología del desarrollo o las de organización escolar?

Definir consiste en «describir» conceptos a partir de sus propiedades o rasgos, indicando solo los necesarios y suficientes. Implica construir frases para describir términos desconocidos con la ayuda de otros conocidos. Poder definir algo requiere conocerlo bien; por eso, en las clases de ciencias se debería favorecer que los alumnos elaboraran definiciones después de haber tenido experiencias y de haber aprendido sobre el ente a definir, en lugar de comenzar el aprendizaje con la definición.

Explicar implica relacionar hechos entre sí y estos con ideas.

Argumentar consiste en discutir la relevancia del modelo utilizado para interpretar los fenómenos. En el caso de los textos escolares científicos, «justificar» y «argumentar» pueden considerarse sinónimos, pues en ambos casos se pide al alumnado que elabore un texto basado en el conocimiento escolar introducido en el aula que se pretende que sea compartido por todos sus miembros.

Metodología de Enseñanza por Indagación

Fases del proceso de indagación

Presentación de un fenómeno: Sobre el que se plantean preguntas orientadas desde la ciencia que permitan la participación del alumnado.
Planteamiento de hipótesis: A partir de las cuestiones planteadas.
Recopilación de pruebas: Por parte del alumnado con el fin de permitir el desarrollo y evaluación de las propias explicaciones. Supone el diseño y aplicación de una estrategia para recoger datos acordes a las cuestiones.
Desarrollo de explicaciones: A partir de las propias pruebas para dar respuestas a las preguntas planteadas.
Evaluación de las propias explicaciones: Supone discutir sobre los resultados obtenidos.
Comunicación y justificación: Acordando las posibles explicaciones a partir de los resultados obtenidos y dando respuesta a la cuestión o cuestiones planteadas.

Niveles de indagación escolar

No existe una única forma de desarrollar la enseñanza por indagación:

Experiencias de confirmación: Es el nivel más bajo (o incluso no considerado indagación propiamente dicha), donde los estudiantes siguen un procedimiento diseñado por el profesor para verificar principios científicos conocidos.
Indagación estructurada: El profesorado presenta una pregunta y proporciona un procedimiento para completar la investigación.
Indagación guiada: Se proporciona a los estudiantes un problema para investigar, pero deben ser ellos quienes decidan los métodos para resolverlo.
Indagación abierta: Los estudiantes plantean sus propias preguntas y diseñan sus propias investigaciones.