Enseñanza de las ciencias para una nueva cultura docente. Mario Quintanilla
para enfrentar y solucionar problemas (medir, pesar, calcular, definir), y pasar a un contexto de actividad científica escolar más interesante y desafiante para el alumnado (Tabla 2). Para ello, resulta también urgente comprender que la evaluación de aprendizajes es un proceso de desarrollo del sujeto que configura realidades y modeliza lo que aprende. No es difícil percibir que alrededor de la evaluación formal e informal giran prácticas pedagógicas normativas, pero, sobre todo, sistemas de creencias y concepciones epistemológicas del profesorado de ciencia que son resistentes al cambio conceptual epistemológico, pedagógico y didáctico (Quintanilla, 2012).
| Tabla 2: Énfasis en la orientación de la actividad científica escolar | ||||||
| Ejemplos de problemas científicos escolares | Planos del pensamiento científico | Metodología para abordar un problema científico | ||||
| I-O | P-S | R-S | P | L | E | |
| Explica cómo prepararías una solución acuosa en ambiente ácido | x | x | x | x | x | |
| ¿Cómo explicarías la noción de partícula a partir de una disolución de sacarosa en agua? | x | x | x | x | ||
| Describe qué características biológicas tienen en común y que diferencia una bacteria de un virus | x | x | x | x | ||
| ¿Cuáles son los métodos más polémicos en términos bioéticos de la experimentación con transgénicos en comunidades indígenas? Debatan en grupo | x | x | x | x | ||
| Grafica la pendiente que según tú explica el ciclo vital y metabolismo de una bacteria heterótrofa | x | x | x | |||
| ¿Cómo explicas la formación de caries a partir de una alimentación no balanceada? | ||||||
| ¿Qué significa X + 3 = 6 | x | x | ||||
| Definir masa | x | x | x | |||
| ¿Qué es el Geocentrismo? | x | x | ||||
| Representa la combustión del anhidrido carbónico en una reacción química | x | x | x | |||
| Dibuja una célula eucarionte e identifica su estructura fundamental | x | x | x | |||
ORIENTACIONES PARA PROMOVER CPC
Hace ya algún tiempo hemos planteado en otras publicaciones e innovaciones con docentes en ejercicio, algunas directrices metodológicas para identificar, caracterizar y promover competencias científicas en el aula mediante el enfrentamiento a la resolución de problemas científicos específicos (Quintanilla et al., 2012; Camacho y Quintanilla, 2008). Como lo he señalado también en los párrafos anteriores, el movimiento del sujeto que aprende por los planos de análisis o espacios de la resolución de un problema científico determinado, puede tener lugar en uno solo de ellos o como tránsito de uno a otro; de manera que si, a partir de los fragmentos del discurso, o de la observación de la “actividad científica” de resolución esta incluye entre otros, los criterios de análisis del problema, los modelos teóricos involucrados y los mecanismos y estrategias cognitivas que anticipan la acción de resolución y su sentido (Labarrere y Quintanilla, 2002). Esto es muy importante, porque supone orientar la autorregulación de los procesos de aprendizaje científico y del control de los planos del desarrollo por parte del sujeto que aprende de manera intencionada para abordarlos y desarrollar competencias científicas escolares (CCE).
A continuación, en la Tabla 3 y con base en las orientaciones teóricas que he desarrollado y profundizado discretamente hasta ahora, propongo al profesorado una “ruta didáctica para su plan de clases” en tres etapas secuenciadas metodológicamente (inicial, intermedia y de cierre), que colabore en promover y desarrollar competencias de pensamiento científico (CPC) en el estudiantado, señalando las actividades del profesorado, preguntas orientadoras y finalidades en cada etapa de las actividades.
| Tabla 3: Orientaciones para promover CPC en el estudiantado | |||
| Etapa | Actividades del profesorado | Preguntas orientadoras | Finalidades / objetivos |
| Inicial | Identificación de problemas científicos y comunicación de significados. | ¿Qué modelo teórico quiero enseñar?¿Qué quiero preguntar?¿Quiénes van a aprender?¿Qué planos del pensamiento voy a privilegiar? | • Identificar un “problema científico” (concepto-idea-pregunta problematizadora)• Seleccionar la tipología o dimensión del problema (conceptual, procedimental, actitudinal)• Identificar la teoría científica que subyace• Discriminar el nivel en que se enseña ese contenido problemático y los supuestos de los alumnos/destinatarios• Identificar “el plano de desarrollo” en que está formulado inicialmente el problema (instrumental, personal, comunicativo). |
| Intermedia | Problematización e identificación de categorías | ¿Qué CPC voy a promover? ¿Cómo voy a trabajar con mis estudiantes?¿Cómo les voy a enseñar a identificar los planos? ¿Qué ejemplos me parecen más interesantes? | • Vincular el tipo de problema con alguna competencia específica que se quiera desarrollar.• Comunicar a los alumnos (o consensuar con ellos) el tipo de competencia científica y sugerencia para resolver el problema que se ha enunciado.• Enseñar a los alumnos a identificar el plano de análisis por donde se puede “movilizar el problema científico”.• Identificar con los alumnos el marco teórico del problema, el marco procedimental y los recursos que posibilitan enfrentarse a resolver el problema (algorítmicos y heurísticos). |
| De cierre | Evaluación de la experiencia con los estudiantes | • ¿Qué reflexiones potenció el enfrentamiento al problema? ¿En qué planos del desarrollo lo situamos?• ¿Cuáles fueron los criterios para evaluar el problema científico y cómo enfrentarlo? ¿Cómo los identificamos?• ¿Cuáles fueron las principales dificultades del análisis? ¿Cómo las identificamos y las superamos?• ¿Qué competencias científicas desarrollamos/aprendimos? | |
Una estrategia que ha sido ampliamente investigada y trabajada por nosotros es el uso de la historia de la ciencia en la promoción de CPC, lo que hemos compartido con la comunidad internacional en diversas publicaciones (Quintanilla, Daza y Cabrera, 2014; García, Izquierdo, Quintanilla, Adúriz-Bravo, 2016; Quintanilla et al., 2017). Un ejemplo publicado ya hace algunos años nos permite orientar competencialmente la enseñanza de la noción de vacío a partir de un análisis histórico (Camacho y Quintanilla, 2008). En el siglo XVII en Alemania, Otto von Guericke, durante una demostración que llevó a cabo en Magdeburgo, adaptó a un tonel de madera una bomba de agua, lo llenó de agua y cerró. Luego con la ayuda de varios hombres procedió a sacar el agua y dado a que el bombeo se había prolongado después de vaciado el tonel, se ocasionó la precipitación del aire a través de los poros de la madera. Este experimento motivó a Guericke a uno nuevo: la fabricación de una esfera de cobre a la que se le podía colocar una bomba, esta vez omitió el agua y bombeó directamente el aire. Cuando había extraído aparentemente todo el aire, la esfera se deformó de manera repentina (sufrió un efecto de compresión) debido a la presión atmosférica, así variando las condiciones iba creando nuevas situaciones que le permitían dar cuenta del vacío. (Camacho y Quintanilla, 2008). Sugiero leer el artículo para comprender la propuesta metodológica adaptada y seleccionar razonablemente las actividades de aprendizaje que se indican en la Tabla 4:
| Tabla 4. Directrices para promover competencias científicas cognitivo lingüísticas a partir del episodio histórico seleccionado: La bomba de vacío. (Camacho y Quintanilla, 2008) | |||
| Identificación de problemas científicos | |||
| Ejemplo: ¿Cuáles son las sustancias que componen el aire? | |||
| 1. Seleccionar tipo de conocimiento científico utilizando la historia de la ciencia como estrategia de promoción de aprendizaje competencial | CONCEPTUAL | Combustión, gases, elemento, compuesto y mezcla. Teorías disponibles en la época | |
| PROCEDIMENTAL | Uso de la bomba de vacío y otros instrumentos científicos en el contexto del episodio histórico. | ||
| ACTITUDINAL | Acuerdos, pactos metodológicos, juicios, valores en disputa y discusiones de los químicos y científicos/as de la época. | ||
| 2. Identificar la teoría científica que subyace (¿qué modelo teórico se quiere enseñar?) | Cambio químico. Teoría del flogisto de Sthal. Teoría de la combustión de Lavoisier. | ||