“ANALOGÍAS E HISTORIA DE LAS CIENCIAS COMO ESTRATEG IAS DE

ENSEÑANZA EN FORMACIÓN DOCENTE” EJE TEMÁTICO: FORMACIÓN DE EDUCADORES/AS AUTORA: Jacqueline Tipoldi jactipol@gmail.com Montevideo - Canelones - Uruguay

INSTITUTO DE FORMACIÓN DOCENTE DE LA CIUDAD DE LA C OSTA

ANALOGÍAS E HISTORIA DE LAS CIENCIAS COMO ESTRATE GIAS DE

ENSEÑANZA EN FOMACIÓN DOCENTE

Prof. Jacqueline Tipoldi CONTEXTO Esta propuesta se planificó para segundo año del curso de “Biología” en la carrera de Magisterio del Instituto de Formación Docente de la Ciudad de la Costa (Canelones, Uruguay). La población destinataria de esta experiencia está conformada por estudiantes predominantemente de sexo femenino, con gran heterogeneidad en cuanto formación y edades, dado que provienen de distintas orientaciones de Bachillerato e incluso ingresan al instituto tras haber incursionado en otras carreras. Esta heterogeneidad de formaciones es de gran riqueza en el aula, pero a la vez constituye una dificultad para los profesores de Ciencias Naturales, dado que una parte muy importante del alumnado ha transitado por orientaciones humanísticas o ha cursado bachillerato hace mucho tiempo y en consecuencia están muy olvidados y alejados de los temas de bioquímica que son importantes para entender Biología. La mayoría de los alumnos hace grandes esfuerzos económicos y de organización familiar para concurrir al Instituto, ya que un alto porcentaje de estudiantes tiene hijos pequeños a su cargo e incluso además trabajan. Se trata por lo tanto de una población muy diversa, en su mayoría sin mucho tiempo para dedicar a la lectura y algunos de ellos además con pocos hábitos de estudio. JUSTIFICACIÓN DE LA ELECCIÓN DEL NIVEL, DEL TEMA A TRATAR Y OBJETIVOS En el curso de Biología, se busca que los estudiantes aprendan la disciplina, pero paralelamente el profesor hace explícitas las epistemologías, las teorías que subyacen a las distintas tareas propuestas y las estrategias utilizadas para lograr aprendizajes. Se considera valioso que los futuros maestros vayan observando un abanico de diferentes prácticas docentes en el aula de ciencias, para que se puedan cumplir dos aprendizajes a la vez: el disciplinar y el didáctico. Aunque éste último objetivo no figura dentro del currículo de segundo año, es importante que los futuros maestros aprovechen estas instancias de acercamiento a las ciencias, dado que a partir de este nivel realizan prácticas en la escuela, dan clases y no tendrán el apoyo de las didácticas especiales hasta más avanzada su carrera. Se eligió el tema “ADN” porque es un tópico relevante en biología que involucra conocimientos de bioquímica, área especialmente árida para los estudiantes, los cuales muestran rechazo a las “fórmulas”, posiblemente por malas experiencias en su historia estudiantil. Existe entonces un bloqueo a la hora de lograr la comprensión, inseguridades y temor a la evaluación y muchísima dificultad en el nivel más elemental del análisis de la estructura y componentes de la molécula. En las autoevaluaciones llevadas a cabo en forma mensual a través de los portafolios para retroalimentar el curso, aparece sistemáticamente como un tema de especial dificultad e interés para ser revisado. Frente a estos antecedentes se estimó que un enfoque innovador que integrara la Historia de las Ciencias y el aprendizaje a través de Analogías podría ser una estrategia de enseñanza interesante para lograr el aprendizaje profundo de un tema dificultoso y oportunidad para que los futuros docentes capitalizaran la experiencia de participar en modalidades de enseñanza no tradicionales.

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Si bien hay acuerdo entre los especialistas como Harlen (1999), Fumagalli (1993), Benlloch (1990), que la formación científica de los niños debe comenzar desde muy temprana edad (idea que toma el diseño curricular de Enseñanza Primaria en Uruguay incluyendo contenidos de ciencias naturales desde la educación inicial), las metodologías y prácticas escolares para el desarrollo de competencias científicas no han evolucionado en forma notoria1. Lograr comprender ciencias naturales implica modificar en gran parte las estructuras y representaciones que tiene el estudiante en sus conocimientos ingenuos, intuitivos y cotidianos, para lograr construir conocimientos más complejos, explicaciones, modelos y competencias científicas. Este proceso no es espontáneo, presenta dificultades, como por ejemplo enfrentarse a conocimientos previos muy arraigados. Frente a estos obstáculos el protagonismo del estudiante, la motivación, el tiempo dedicado y un cambio de postura en el rol del docente que debe guiar, orientar y motivar con experticia cada etapa, son relevantes para lograr un cambio importante en la formación científica de sus alumnos. El período de formación de los docentes es considerado como un momento especialmente fértil y permeable, donde pueden sembrarse innovaciones que inspiren y marquen una referencia para lograr los cambios en la enseñanza y los aprendizajes del futuro2, de allí la relevancia de trabajar con la historia de las ciencias y con analogías a este nivel. A lo largo de la historia, las concepciones de ciencia han ido cambiando y aún en la actualidad coexisten distintas caracterizaciones del conocimiento científico. Las distintas formas de concebir la ciencia tienen consecuencias sobre problemas epistemológicos de importancia, entre otros: la historicidad, la universalidad, los alcances de la verdad y la metodología experimental3. Específicamente en el aprendizaje de las ciencias, es fundamental que el educador tome conciencia de sus epistemologías4. M. Miguez y K. Curione dicen: “Todos tenemos teorías implícitas sobre cómo se aprende y cómo se debería enseñar, estas teorías moldean nuestras prácticas.” 5 En el camino de explicitar las epistemologías, la historia de la ciencia nos permite revelar la génesis, la evolución de los conocimientos y dar una mirada al contexto social en el cual surgió. J. Piaget estudia la historia de las ciencias y la génesis del conocimiento humano, analizando cómo se pasa de un estado de conocimiento menor a otro de conocimiento más acabado. Concibe al conocimiento como un proceso no como un estado, en donde pueden encontrarse puntos similares entre el desarrollo individual (ontogénesis) y el desarrollo del conocimiento humano en la historia (filogénesis), de allí el nombre de “Epistemología genética”6. Para investigar la construcción del conocimiento científico desde una perspectiva evolutiva hay que estudiar la historia7 , ya que el conocimiento no es una fotografía sino un proceso.

1 Dibarboure, M. Las analogías recurso para enseñar…estrategia para aprender. En Fiore, E. y Leymonié, J. Didáctica práctica para Enseñanza Media y Superior. Grupo Magro. (2007). 22 Marcelo, C. y Vaillant, D. Desarrollo profesional docente. ¿Cómo se aprende a enseñar?.Narcea. (2009) 3 Urse, J.C. y Yeamplong, J.C. Epistemología. Departamento de Ed. a distancia. ANEP. (2003). 4 Moreno, L. y Waldegg, G. La epistemología constructivista y la didáctica de las ciencias: ¿coincidencia o complementariedad?. Enseñanza de las ciencias. (1998). 5Miguez, M.; Curione, K. (2005). Aprendizaje de las Ciencias. Unidad de Enseñanza – Facultad de Ingeniería, UDELAR, Serie Formación Docente. 6 Urse, J.C. y Yeamplong, J.C. Op. Cit. 7 Moreno, L. y Waldegg, G. Op. Cit.

Helge Kragh8 propone tres estrategias histográficas para trabajar desde la historia: anacrónica, diacrónica y recurrente. - En la propuesta anacrónica se estudia la ciencia del pasado y se valida, a la luz del presente. Desde el punto de vista didáctico fue muy usado, pero actualmente es muy criticado porque al tomar la situación a través de la mirada actual, se pierden elementos fundamentales. - En la estrategia diacrónica se estudia la ciencia del pasado, pero haciendo el esfuerzo de tener en cuenta las condiciones de dicho pasado. Kragh indica: ”La historiografía diacrónica no puede ser más que un ideal. El historiador no puede liberarse de su tiempo ni evitar completamente el empleo de patrones contemporáneos.” - La estrategia recurrente, término introducido por el filósofo G. Bachelard, se encarga de revelar los caminos mediante los cuales los científicos de distintas épocas, tras pasar por conceptos intermedios, zigzagueando, a través de correcciones y rectificaciones, llegaron a los conocimientos que por ahora consideramos válidos. “…Esta historia recurrente es deliberadamente anacrónica, pues decide si la ciencia anterior es válida o no a la luz de los conocimientos actuales” (Kragh9). Es desde este enfoque que se realizó la planificación de la propuesta, porque de esta forma los estudiantes pueden captar parte del concepto ciencia como conocimientos perfectibles, producto de variadas metodologías, susceptibles de errores, de marchas y contramarchas, fruto de subjetividades y pensamientos de la sociedad de una época. No se trata de realizar una extensa cronología, ni se trata de analizar el relato del hecho aislado, sino que el objetivo es que el estudiante comprenda que la ciencia avanza teniendo como base conocimientos anteriores, los cuales son revisados permanentemente para buscar explicaciones que sean más satisfactorias y que el conocimiento científico es producto de una labor humana inmersa en un contexto sociocultural e histórico 10. La planificación presentada también incluye un recurso analógico. Las analogías son comparaciones entre conceptos, principios, leyes o fenómenos, que mantienen una cierta semejanza entre sí. Son un recurso útil para hacer más comprensible una idea compleja y utiliza para ello otra idea compleja, pero que resulta más familiar y cotidiana. Consta de un concepto que se quiere aclarar, llamado “análogo objetivo” y otro que se utiliza como modelo o “análogo base”11. Los dos conocimientos pertenecen a dominios diferentes: un dominio es familiar para el aprendiz, caracterizado por pertenecer a su entorno cotidiano, ser concreto y bien organizado. El otro dominio corresponde al nuevo conocimiento, lo que queremos que el estudiante aprenda, por lo general es más abstracto, aún desorganizado y de difícil abordaje. Lo que se consigue a través de la analogía es construir un “puente conceptual” entre los dos dominios a través de la realización de correspondencias entre los elementos constitutivos de ambos12. No todas las situaciones parecidas constituyen una analogía, “dos situaciones son análogas cuando sus representaciones constituyen grupos isomórficos”13. J.I. Pozo escribiendo sobre las “concepciones analógicas” nos previene de no quedarnos en la analogía, todos los modelos científicos referidos a estructuras no observables, como

8 Citado por Chamizo, J. A. La enseñanza de la historia de la ciencia con modelos recurrentes. II El modelo de Lewis-Langmuir-Sidgwick. Enseñanza de las ciencias. (2005). 9 Citado por Chamizo, J. A. Op. Cit. 10 Dibarboure, M. La ciencia tiene su historia. Quehacer educativo Nº 51.(2002). 11 Oliva, J.M. Actividades para la enseñanza/aprendizaje de la química a través de analogías. Revista Eureka Enseñanza Divul. Cien. (2006). 12 Dibarboure, M. Op. Cit. J. Didáctica práctica para Enseñanza Media y Superior. Grupo Magro. (2007). 13 Miguel, H y col. Nuevos roles para propiedades y relaciones en la estructura de una analogía. Signos filosóficos. Vol. VIII. Nº 16. Pág. 81-96 (2006)

puede terminar por atribuirle propiedades características del mundo macroscópico14. Por esta razón parece acertada la metodología propuesta del Lic. Hernán Miguel15 que comienza con la presentación del “análogo base” sin contextualizar con el tema a dar aunque sean de “mundos diferentes”, luego se continúa el trabajo con el “análogo objetivo” (lo que queremos que aprendan) y finalmente una etapa de contraste entre las propiedades diferentes y semejantes de ambos, haciendo hincapié en las limitaciones del análogo base. Otros autores como Dibarboure, M. presentan diferencias en el orden de la secuencia de planificación. ¿Por qué aplicar un recurso analógico en la enseñanza de las Ciencias Naturales? En principio para lograr la “conquista metafórica de la realidad”16 y a través de ella permitir la codificación y organización del nuevo conocimiento, acceder fácilmente a la información retenida en la memoria, establecer relaciones y enfrentar los nuevos problemas con conocimientos viejos. SECUENCIA DIDÁCTICA (Se contabilizan las clases en instancias de 45 minutos) CLASE 1 Ejercicio sobre atención y ejecución de consignas (ANÁLOGO BASE). Comienza la secuencia con esta actividad aparentemente “descolgada” del contexto, ya que en la misma se ponen en juego desempeños plásticos, atención e interpretación de consignas y a pesar de ser desafiante, nada tiene que ver con el curso de biología. El constructor caprichoso. Bob es un constructor y necesita reponer escaleras de albañil para sus empleados. Para ello le pide a José, el carpintero, que construya escaleras siguiendo ciertas indicaciones para que sean útiles y durables. Lee con atención y dibuja exactamente una de las escaleras encargada por Bob: 1- Los tirantes que constituyen los dos pasamanos laterales deben proceder del mismo árbol de Curupay, colocados en la escalera de tal forma que sus extremos longitudinales sean opuestos. 2- Los escalones deben ser construidos con dos piezas de madera: una levemente más larga de cedro y una levemente más corta de pino, ambas machihembradas en la unión según dos diseños: 2a- Unas machihembradas con dos dientes de un lado y dos entrantes del otro. 2b- Otras machihembradas con tres dientes de un lado y tres entrantes del otro. 2c- Los escalones 2a y 2b suman nueve escalones y deben ser colocados según el siguiente orden de arriba hacia abajo del lado izquierdo: pino 2b, cedro 2a, pino 2a, cedro 2b, cedro 2b, pino 2b, cedro 2a, pino 2a, pino 2b. 3- Los escalones se unen a los tirantes pasamanos con un bulón de acero inoxidable. 4- A media distancia, entre escalón y escalón, en el tirante pasamanos se colocará una banda de goma negra del ancho de una mano para que no se resbalen. 5- La pintura de las escalera será: 5a- Los escalones de cedro machihembrados con dos dientes de color verde. 5b- Los escalones de pino machihembrados con dos hendiduras de color amarillo. 5c- Los escalones de cedro machihembrados con tres dientes de color violeta. 5d- Los escalones de pino machihembrados con tres hendiduras dientes de color anaranjados. 5e- Los pasamanos quedan marrones del color de la madera. 5f- Los bulones se pintan de azul.

14 Pozo, J.I., Crespo M.A. Aprender y enseñar ciencia. Ed. Morata. (1998). 15 Miguel, H y col. Op. Cit. 16 Dibarboure. Op. Cit.

La clase se desarrollará en 45 min. intentando cumplir con la consigna, continuando con ella domiciliariamente si es necesario y sin revelar el objetivo real de la misma.

CLASE 2 Se comienza con el análogo objetivo y una breve reseña de la historia relativa a la molécula de ADN. Apertura. Sondeo de conocimientos previos con el siguiente problema como base de la discusión: “Somos investigadores y tenemos que extraer ADN para su estudio. ¿Qué es, para qué sirve y dónde lo podríamos encontrar?. Ir aumentando el nivel de especificidad.” Desarrollo. La ciencia es producto de su época, e investiga interrogantes que son importantes en determinado momento de la historia y para determinada sociedad. Por ejemplo en la medicina, en el siglo XVI hubo una escuela ítalo-inglesa de anatomistas, en el s XVII hubo un movimiento de microscopistas europeos, desde la mitad del siglo XVIII comenzaron a desarrollarse distintas teorías evolucionistas, en el siglo XIX estuvieron en auge los citólogos alemanes y en el siglo XX comenzaron a desarrollarse los genetistas moleculares con su estrella: la molécula de ADN.17 El ADN fue aislado por Friedrich Miescher en 1869 de esperma de salmón y de pus de heridas abiertas. Como el investigador lo encontró solamente en los núcleos, lo llamó “nucleína”18. Luego durante 1928 Frederick Griffith estudió las diferencias entre dos cepas de la bacteria Streptococcus peumoniae que producía neumonía. Las cepas productoras de la enfermedad tenían una cápsula y el aspecto de la colonia era “liso”. La otra cepa no causaba enfermedad, no tenía cápsula y el aspecto de la colonia era rugoso. Ver cuadro.

17 Fourez,G. y col. Alfabetización científica y tecnológica. Ed. Colihue. Argentina. (1994). 18 Universidad Nal. del Nordeste 988). Hipertextos del área de la Biología. http:// www.biología .edu.ar /biblo. htm#Miescher. (1988).

Problema (Tarea grupal). Observando las imagenes del experimento: a- Identifica las etapas del mismo y el resultado de dicha fase; b- Formula hipótesis que expliquen el último resultado. c- ¿Por qué calentó las cepas patógenas?. d- Teniendo en cuenta el entorno histórico y social ¿por qué Griffith estaría preocupado por esta enfermedad?.

Cierre. Puesta en común. Investigar domiciliariamente la incidencia de cada uno de los siguientes investigadores en la historia del esclarecimiento de la función y estructura de la molécula de ADN: Oswald Avery y col. (1944), 1952 A. Hershey y M. Chase; Rosalind Franklin, M.H.F. Wilkins, James Watson y Francis Crick (1953).

Primera etapa: Cepa encapsulada

Tercera etapa: Cepa encapsulada + calor

Segunda etapa: Cepa sin cápsula

Quinta etapa: …………….... ……………....

Sexta etapa: ………….………………. …………..

¿Por qué Rosalind Franklin no ganó el premio Nobel?. Se deja como tema de estudio ADN. CLASE 3 Se continua con el análogo objetivo. Apertura. Se retoma la investigación domiciliaria. Desarrollo. Se construye una red conceptual del ADN, con los aportes de los estudiantes. Cierre. Institucionalización de los saberes del Análogo objetivo. CLASE 4: DUELO DE TITANES: “BOB y su escalera vs . ADN” (Duelo de análogos) En esta clase se enfrentan los dos sistemas pertenecientes a dominios diferentes del conocimiento, el análogo base y el análogo objetivo. La tarea consiste en encontrar la mayor cantidad de correspondencias entre ellos y evidenciar las limitaciones que tiene el análogo base frente al análogo objetivo. Actividad. Encuentra el mayor número de semejanzas y diferencias entre el modelo de la molécula de ADN aceptado actualmente y el análogo base de la “escalera” de Bob. ¿Se te ocurre alguna idea para mejorar el análogo base o para hacer otro?. EVALUACIÓN. Se realizaron evaluaciones formales y no formales en distintas oportunidades, para evidenciar el grado de comprensión de los estudiantes en el tema en cuestión. Se trató de observar y registrar cambios y signos de evolución en cuanto a las concepciones que tienen los estudiantes del conocimiento y manejo de fórmulas en la clase de biología. Al comparar estos resultados con los de años anteriores se observa una sensible diferencia que marca una apertura, una mejor comprensión y una mayor motivación por el tópico trabajado. Se pensó comparar los resultados de años anteriores con los obtenidos en las evaluaciones formales actuales. Sin embargo una investigación llevada a cabo con poblaciones diferentes de estudiantes pertenecientes a distintas generaciones no sería comparable. Por esta razón se optó por hacer la evaluación de la experiencia de innovación apelando a la metacognición y experticia que poseen los alumnos de este nivel de formación. Los estudiantes de segundo año de Formación Docente, tienen conocimientos sobre didáctica, pedagogía y tienen la suficiente solvencia como para realizar una reflexión profunda y crítica sobre estrategias de enseñanza aplicadas por sus profesores. RECURRIENDO A LA EXPERTICIA DE LOS ESTUDIANTES DE N IVEL TERCIARIO. A)- APRENDIZAJE. Referencias: 1= No ayudó a aprender en forma significativa. 2= Ayudó a aprender. 3= Resultó ser una muy buena ayuda para aprender. 4= Ayudó a aprender en forma profunda y lo considero relevante en mi formación como docente.

ANALOGÍAS.

0% 7%

57%

36% 1

2

3

4

RESULTADOS. Los resultados muestran que el 100% de los estudiantes considera que la analogía propuesta ayudó a aprender. Más del 50% considera que resultó ser una muy buena ayuda para aprender y el 36% de los estudiantes considera que no solamente les ayudó a aprender en forma profunda sino que consideran esta estrategia como valiosa en su formación. Los resultados son alentadores y se espera en los próximos cursos seguir profundizando en la experiencia de Enseñanza para la Comprensión, mejorando algunos desempeños, su evaluación y continuar introduciendo innovaciones que logren comprensiones profundas, duraderas y flexibles en los estudiantes de nivel terciario. "No tenemos en nuestras manos las soluciones para los problemas del mundo. Pero frente a los problemas del mundo, tenemos nuestras manos (...). Tenemos que comprometer nuestras manos con la siembra. Que la madrugada nos encuentre sembrando. Crear pequeños almácigos sembrados con cariño, con verdad, con desinterés, jugándonos limpiamente por la luz en la penumbra del amanecer (...). Si amamos nuestra tierra, que la mañana nos encuentre sembrando". Mamerto Menapace

BIBLIOGRAFÍA (Orden alfabético) Chamizo, J. A. La enseñanza de la historia de la ciencia con modelos recurrentes. II El modelo de Lewis-Langmuir-Sidgwick. Enseñanza de las ciencias. (2005). Dibarboure, M. La ciencia tiene su historia. Quehacer educativo Nº 51.(2002). Fiore, E. y Leymonié, J. Didáctica práctica para Enseñanza Media y Superior. Grupo Magro. (2007). Fourez,G. y col. Alfabetización científica y tecnológica. Ed. Colihue. Argentina. (1994). Marcelo, C. y Vaillant, D. Desarrollo profesional docente. ¿Cómo se aprende a enseñar?.Narcea. (2009) Miguel, H y col. Nuevos roles para propiedades y relaciones en la estructura de una analogía. Signos filosóficos. Vol. VIII. Nº 16. (2006). Miguez, M.; Curione, K. (2005). Aprendizaje de las Ciencias. Unidad de Enseñanza – Facultad de Ingeniería, UDELAR, Serie Formación Docente. Material en soporte electrónico de “Intoducción a la Biología”. Facultad de Ciencias. (2003). Moreno, L. y Waldegg, G. La epistemología constructivista y la didáctica de las ciencias: ¿coincidencia o complementariedad?. Enseñanza de las ciencias. (1998). Pozo, J.I., Crespo M.A. Aprender y enseñar ciencia. Ed. Morata. (1998). Oliva, J.M. Actividades para la enseñanza/aprendizaje de la química a través de analogías. Revista Eureka Enseñanza Divul. Cien. (2006). Universidad Nal. del Nordeste. Hipertextos del área de la Biología. http:// www.biología .edu.ar /biblo. htm#Miescher. (1988). Urse, J.C. y Yeamplong, J.C. Epistemología. Departamento de Ed. a distancia. ANEP. (2003).