Fundamentos y Estrategias para la Enseñanza de las Ciencias en Educación Primaria
La Ciencia y su Naturaleza
¿Qué es la Ciencia?
La ciencia es una forma de conocimiento cuyo objetivo abarca todas las realidades que se conocen a través de los sentidos o mediante instrumentos de observación. Sus características principales son: especializada, comunicable, verificable, metódica, sistemática, explicativa, predictiva, clara y precisa.
El Método Científico
El método científico es una serie de mecanismos que se emplean para llegar a comprender un hecho de la naturaleza. Sus pasos incluyen:
- Observación: Observar la realidad.
- Hipótesis: Formular una suposición.
- Experimentación: Comprobar la hipótesis.
- Resultados: Recoger y analizar datos.
- Interpretación: Dar sentido a los datos.
- Conclusiones: Extraer inferencias y validar o refutar la hipótesis.
Hipótesis y Teoría
- Hipótesis: Es una suposición, formulada a través de la recolección de información, que intenta explicar algún fenómeno.
- Teoría: Es un conjunto de explicaciones que intentan dar sentido a un fenómeno y que es ampliamente aceptada como cierta por la comunidad científica.
Naturaleza de la Ciencia (NdC)
La Naturaleza de la Ciencia (NdC) es un término extenso y complejo que engloba una diversidad de aspectos sobre qué es la ciencia, su funcionamiento y cómo se construye y desarrolla el conocimiento. Los ejes de la NdC son:
- Epistemológico: Qué es la ciencia y cómo se elabora el conocimiento científico.
- Histórico: Cómo cambia la ciencia a lo largo del tiempo.
- Sociológico: Cómo se relaciona la ciencia con la sociedad y la cultura.
Para Merton, la ciencia se refiere a una variedad de cosas distintas relacionadas:
- Un conjunto de distintos métodos.
- Un acervo de conocimientos acumulado que surge de estos métodos.
Concepciones Erróneas sobre la Ciencia
Existen diversas concepciones erróneas sobre la ciencia que pueden afectar su enseñanza y comprensión:
- Empirista y ateórica (la ciencia solo se basa en la observación sin teoría previa).
- Rígida (la ciencia sigue un único método inmutable).
- Acumulativa (el conocimiento científico solo se suma, sin revisiones o cambios de paradigma).
- Individualista (la ciencia es obra de genios aislados).
- Elitista y sexista (la ciencia es para unos pocos, excluyendo a ciertos grupos).
- Descontextualizada (la ciencia existe al margen de la sociedad y la cultura).
La Enseñanza de las Ciencias en Educación Primaria
¿Deben ser nuestros alumnos y alumnas pequeños científicos?
Semejanzas y Diferencias
Existen semejanzas y diferencias entre la actividad de un científico profesional y la de un alumno en el aula:
- Semejanzas: La actitud, las ganas de aprender y conocer, la curiosidad.
- Diferencias:
- La ciencia (profesional) se centra en obtener resultados y crear nuevos conocimientos, mientras que la ciencia en el colegio se centra en el aprendizaje.
- No parten del mismo conocimiento teórico, ni disponen de los mismos instrumentos, capacidad de análisis de datos o lenguaje empleado.
- La validez de las conclusiones. Los diseños y el nivel de exigencia en el aula no son comparables con los requisitos de la ciencia profesional.
Reflexiones sobre la Enseñanza de la Ciencia
- La curiosidad y las ganas de conocer (semejantes a las de los científicos) son innatas en el niño y no hay necesidad de crearlas. Sin embargo, esta curiosidad no suele ser desarrollada en el aula debido a metodologías tradicionales que coartan la imaginación.
- Para que la enseñanza de las ciencias en el aula sea efectiva, los experimentos deben estar bien planteados.
- La realización de mini-investigaciones en el aula requiere una mayor elaboración, ya que, si no se plantean adecuadamente, no conducen a un aprendizaje significativo.
- La curiosidad del niño se apaga si no se desarrolla.
Durante la Educación Primaria, los estudiantes deberían “aprender ciencia”, “aprender a hacer ciencia” y “aprender sobre la ciencia”.
Alfabetización Científica y su Finalidad
¿Qué es la Alfabetización Científica?
La alfabetización científica significa que una persona puede preguntar, hallar o dar respuesta a las preguntas que su curiosidad le plantea diariamente; implica dar sentido al mundo que nos rodea y desarrollar un conjunto de herramientas para comprender e interactuar con la realidad.
Finalidades de la Enseñanza de las Ciencias en la Escuela
Las finalidades principales son:
- Iniciar la alfabetización científica, que finalizará en la ESO.
- Desarrollar ciudadanos críticos y reflexivos.
La enseñanza de las ciencias en el aula no puede reducirse a enseñar el conocimiento tal y como lo produce la ciencia; tampoco puede pretender que, con los pocos años de escolarización y el limitado tiempo del que se dispone, los escolares se conviertan en especialistas en todas las temáticas que la ciencia aborda.
Por otro lado, la educación científica debe perseguir el aprendizaje de aquellos procesos y actitudes que son la base del hacer ciencia.
La enseñanza de la ciencia también debe ser capaz de integrar todos aquellos aspectos que, más allá de la educación estrictamente científica, tienen relación con la educación ambiental, para la salud, para el consumo, para la paz… es decir, para la formación integral de ciudadanos.
La solución al problema de que las horas dedicadas a la educación científica son insuficientes radica en la formación continua del profesorado, lo que les permitirá sentirse más seguros y competentes a la hora de impartir la asignatura.
El Modelo de Ciencia del Profesor y su Impacto
¿Cómo afecta a la enseñanza de las ciencias que el profesor tenga un determinado modelo de la ciencia (más como ciencia producto, lo cual es erróneo, o una visión inductiva)?
Dependiendo de la concepción de ciencia del profesor, utilizará una metodología u otra:
- Modelo inductivo: Su enseñanza de las ciencias se centrará en la observación y en que sea el alumno quien descubra el conocimiento.
- Modelo de ciencia como producto: Su enseñanza será deductiva (va de lo general a lo particular) y se basará en un modelo de enseñanza tradicional (este modelo suele ser más coherente con la visión de la ciencia como producto).
Relación entre Alfabetización Científica y Competencia Científica
Estas definiciones de competencia científica desprenden una visión de la ciencia mucho más compleja, en la que la actividad científica no es un simple proceso de inducción o deducción, sino que comporta una interacción compleja entre la obtención de datos, el establecimiento de hechos, la generalización de modelos y explicaciones, la evaluación, etc. Esto es precisamente en lo que se basa la Alfabetización Científica.
Diferencias Clave
- El término de alfabetización científica surge antes que el de competencia científica.
- La alfabetización científica se considera apta para estudiantes que no seguirán formándose en esta rama; sin embargo, la competencia científica no tiene este carácter restrictivo, ya que abarca toda la formación.
- La alfabetización científica es un concepto más aislado en comparación con la competencia científica, que se encuentra integrada y arropada por el resto de competencias clave.
- Ambos conceptos permiten seleccionar los objetivos, estrategias de enseñanza y criterios de evaluación; no obstante, las competencias han adquirido un estatus propio y central en el currículo (trabajo por competencias, evaluación por competencias, etc.).
Relación entre Competencia Científica e Investigación Escolar
La adquisición de la competencia científica implica la adquisición de la habilidad progresiva para poner en práctica los procesos y actitudes propios del análisis sistémico de la realidad y la indagación científica, tales como:
- Identificar y plantear problemas.
- Realizar observaciones con conciencia del marco teórico.
- Formular preguntas.
- Analizar y recopilar información.
- Plantear y contrastar hipótesis.
- Interpretar y evaluar conclusiones, etc.
El Rol del Alumno y el Profesor en el Aprendizaje de las Ciencias
El Alumno como Responsable de su Aprendizaje (Teoría Constructivista)
En la teoría constructivista, el alumno es el responsable de su propio aprendizaje. La secuencia de aprendizaje constructivista se estructura en fases:
- Primera fase:
- Contextualizar la nueva unidad.
- Organizar el contenido.
- Motivar al alumno por los contenidos.
- Poner de manifiesto las ideas previas del alumno.
- Segunda fase:
- Clarificación e intercambio de ideas.
- Generar e introducir nuevas ideas.
- Tercera fase:
- Utilizar las nuevas ideas en diferentes situaciones.
- Cuarta fase:
- Intercambio de ideas.
- Repaso del proceso de enseñanza-aprendizaje seguido.
En la escuela constructivista, la lección llega como respuesta a una petición formulada por la clase, aunque no sea de forma explícita.
Responsabilidad del Profesor
¿Qué responsabilidad tiene el profesor en este modelo?
- Secuenciar el tiempo.
- Seleccionar actividades.
- Diseñar situaciones en las que se favorezca la construcción de contenidos.
Recursos y Metodología
¿Los recursos determinan el tipo de metodología?
No necesariamente, pero las clases más activas y participativas, bien planteadas, favorecen un tipo de metodología, mientras que las transmisivas favorecen otras.
Ideas Alternativas en la Didáctica de las Ciencias
Características de las Ideas Alternativas
Las ideas alternativas son concepciones no científicas que parecen no verse influenciadas por la formación científica recibida. Sus características son:
- Son erróneas desde el punto de vista científico.
- No todos los conocimientos previos son ideas alternativas; algunos son ciertos pero incompletos.
- Son persistentes, es decir, presentan dificultades para cambiar. Aunque se estudie y en el examen el alumno lo exprese de forma correcta, seguirá conservando la idea errónea.
- Son personales, propias de cada individuo.
El Rol del Profesor ante las Ideas Alternativas
Si son personales, ¿qué puede hacer el profesor?
Aunque son personales, al ser ideas alternativas en un determinado rango de edad y contexto, suelen ser parecidas. Por lo tanto, la labor del profesor es conocer estas ideas alternativas, tenerlas en cuenta y trabajar sobre ellas de diferentes formas, sin considerar que con solo explicarlas las ha erradicado.
Interacción de las Ideas Alternativas con la Ciencia
¿Cómo pueden interaccionar las ideas alternativas con la ciencia?
- No hay variación: El alumno mantiene sus ideas alternativas y, aunque se trabajen, estas no se modificarán. En ocasiones, se incorpora un vocabulario científico, no obstante, la idea subyacente sigue siendo la misma.
- Doble perspectiva: El alumno acepta las explicaciones científicas para el contexto de clase (por ejemplo, para el examen) pero sigue manteniendo su idea personal. Con el paso del tiempo, la idea que prevalece es la suya.
- Amalgama: En ocasiones, en el aula se trabajan una serie de conocimientos, mientras que el alumno tiene una idea alternativa y termina mezclando las dos, dando lugar a otra concepción errónea.
- Cambio Positivo: Se produce un cambio en la idea alternativa hacia la idea científica. Se trata de cambios difíciles y progresivos, ya que la idea errónea puede no haber sido erradicada del todo o puede volver a aparecer.