selección de experiencias científicas en aulas de primaria, bajo un modelo de apoyo externo

Revista Tecné, Episteme y Didaxis: TED. Año 2014, Número Extraordinario. ISSN Impreso: 0121-3814, ISSN web: 2323-0126 Memorias, Sexto Congreso Internacional sobre Formación de Profesores de Ciencias. 08 al 10 de octubre de 2014, Bogotá

Temática 10. Educación en Enseñanza de las Ciencias en Preescolar y Primaria 1995

Selección de experiencias científicas en aulas de Primaria, bajo un modelo de apoyo externo

Jurado, Elena1; Campos, Ernesto 2 Categoría 1. Reflexiones y experiencias desde la innovación en el aula Resumen Durante el año escolar 2013/2014, un apoyo científico externo ha colaborado con profesores de Primaria de la escuela CIEDI con el fin de mejorar la prácticas científicas en las unidades didácticas. Se han fomentado experimentos que requieren diseño experimental por parte de los alumnos y el uso de terminología científica más rigurosa. También se ha familiarizado los alumnos con el método científico y se han diversificado las tipologías de experimentos. Estas prácticas han fomentado un aprendizaje significativo en los alumnos y han sido muy bien acogidas por el profesorado de Primaria, que, en algunos casos, se ha cuestionado las limitaciones de su práctica científica y la ha modificado. La colaboración entre un expertos de educación Superior y profesores de Primaria que ha tenido lugar es también un buen ejemplo de cooperación en el seno de la comunidad educativa. Palabras clave Experimentos científicos, Educación Primaria, Método Científico. Introducción El diseño de experimentos científicos en el aula no es una tarea sencilla para profesores de Primaria. Generalmente es un mismo profesor de Primaria que dicta todas las materias, por lo que le resulta difícil poseer conocimientos e interés tanto en pedagogía como en contenidos de materias tan diversas como Lengua, Sociales, Matemáticas y Ciencias. La falta de tiempo dedicado a planeación y a

1 CIEDI IB Colegio Internacional, Km 3 via Suba Cota, Bogotá, Colombia / Arukay. Cra 18B No. 116-16. Bogotá Email: [email protected] 2 CIEDI IB Colegio Internacional, Km 3 via Suba Cota, Bogotá, Colombia. Email: [email protected]



reflexión que suele ir ligada a la profesión docente, y el alto nivel cognitivo precisado para el diseño de experimentos, añaden dificultad al diseño de experiencias científicas relevantes para los alumnos. A estos inconvenientes se añade la dificultad de seleccionar fuentes de información fiables debido a la gran cantidad de recursos en línea. En las últimas décadas, paralelamente a la generalización del aprendizaje más constructivista de la ciencia y con mayor atención a la diversidad del aula, el nivel de complejidad en el diseño de las unidades didácticas científicas ha aumentado. Ya no se pide memorizar ciencia, sino manipularla, y conectarla con otras materias (Schleicher, 2012), y basar la enseñanza de la ciencia en la indagación. En la enseñanza basada en la indagación los estudiantes pasan a convertirse en agentes activos del aprendizaje y sus aportes son importantes para la creación de investigaciones experimentales. Este tipo de aprendizaje por indagación es más difícil de evaluar por parte del docente que un aprendizaje basado en un cuerpo de información fáctica (McBride et al., 2004). La complejidad en el diseño de unidades didácticas también ha aumentado porque el equilibrio entre experimentos demasiado guiados (como experimentos de cátedra, dónde el profesor muestra y los alumnos observan) y entre experimentos demasiado poco guiados (como experimentos basados en el descubrimiento y sin intervención del docente) en el aula es crítico y difícil de obtener. La indagación demasiado guiada genera conocimientos poco duraderos. la indagación demasiado poco guiada desfavorece a los alumnos menos capacitados (Kirschner, 2006), y a veces genera preguntas que van más allá del conocimiento del profesor de Primaria. Las dificultades expuestas en el diseño de unidades científicas en Primarias son en parte responsables del hecho que a menudo se desarrollen unidades didácticas en Primaria dónde la ciencia es tratada de forma más bien superficial, con excesivos comodines tales como vídeos y experimentos de cátedra y con poca diversidad de tipologías de experimentos. Estos factores contribuyen a dos problemáticas centrales de la enseñanza de la ciencia, evidenciado por numerosas investigaciones: la falta de comprensión conceptual de los alumnos y la presencia de una visión limitada de la naturaleza de la ciencia (Caamaño, 2011).



La preocupación activa para lograr un aprendizaje significativo de la ciencia en Primaria ha impulsado a la escuela CIEDI a buscar un apoyo externo científico durante el segundo y tercer trimestre de 2014. El apoyo científico externo se ha centrado en diseñar y desarrollar experimentos puntuales en diversas unidades didácticas, con el fin de llevar a los estudiantes a mayores niveles de comprensión y que desarrollen habilidades de pensamiento de orden superior. La escuela sigue el currículum del Bachillerato Internacional IB, con una metodología de enseñanza de la ciencia basada en la indagación estructurada (International Baccalaureate, 2009). Se fomenta un aprendizaje estructurado en conceptos con el objetivo de promover estudiantes inquisitivos, autónomos y predispuestos a actuar y tomar riesgos. Además, se fomenta una aprendizaje diferenciado, adaptado al nivel y al tipo de inteligencia de cada estudiante. En Primaria se trabaja por proyectos de Unidades de Indagación, dónde en cada proyecto se ven todas las materias. Ello suma un nivel de complejidad a la enseñanza de las ciencias, por el alto nivel de conocimientos requerido a los profesores. Fruto de la colaboración entre los profesores de Primaria de la escuela CIEDI y el apoyo científico externo, se reporta una reflexión de las experiencias realizadas, así como una serie de directrices para realizar experimentos científicos significativos en Primaria. En estas directrices priman experimentos que requieren la aplicación y la comprensión de conceptos científicos, experimentos que desarrollan la fase de diseño experimental, y experimentos que familiarizan a los alumnos con el método científico. Desarrollo En el segundo y tercer trimestre de 2014 se ha contratado un apoyo científico externo en la escuela CIEDI para mejorar el aprendizaje de las ciencias en Primaria. Se ha dispuesto de una persona doctora en Ciencias del Mar y maestría en pedagogía, que ha colaborado con profesores de Primaria. La colaboración se ha concretado en el diseño y aplicación de experimentos científicos en el aula, a solicitud libre por el profesor interesado. Si bien las experiencias escogidas son fundamentalmente seleccionadas por los docentes y su pertinencia a la unidad de indagación, es fundamental la revisión de los intereses de los estudiantes, con lo cual hace que sea aun más comprometida la investigación experimental y además se garantiza la motivación y el aprendizaje perdurable. El proceso desarrollado en la colaboración entre apoyo científico externo y docente, o grupo de docentes de un mismo curso, se iniciaba con una primera



reunión informativa y de análisis de la problemática. A continuación, el apoyo externo proporcionaba una propuesta de experimentos relevantes y un resumen de conceptos científicos relevantes usando terminología científica de nivel medio-elevado. Después de una segunda reunión para la selección del experimento, se realizaba un segundo informe con la concreción del experimento seleccionado y con la explicación de conceptos científicos adaptada al nivel de los alumnos. La explicación al nivel de los alumnos era redactada por el docente y supervisada por el soporte científico, mientras que el informe con el experimento seleccionado era redactado por el soporte científico. El proceso continuaba con la realización del experimento en el aula por parte del docente y supervisada por el apoyo científico, y terminaba con una reunión de reflexión y una publicación en la intranet de la escuela, esta última a petición del profesor interesado. Se presenta el siguiente esquema del proceso de colaboración. Figura 1. Proceso de colaboración entre profesor de Primaria y apoyo científico externo.

Durante el proceso de colaboración se ha hecho hincapié en formar a los profesores en el uso de fuentes fiables, en seleccionar cuidadosamente el vocabulario científico adaptado la edad de los alumnos, en corregir posibles errores conceptuales graves y en recalcar la ausencia de verdades absolutas en ciencia.



Una parte importante de la colaboración ha sido hacer reflexionar al profesor la necesidad de experimentos que impliquen que el alumno indague y use conceptos científicos más allá de sólo entenderlos. Se requiere además una diversidad de experimentos, adaptados a los distintos tipos de inteligencias en el aula (Caamaño, 2011). Ello ha implicado diversificar las prácticas habituales de los profesores, centrados generalmente en experimentos demasiado guiados (de cátedra) o demasiado poco guiados (de descubrimiento). Además se ha fomentado la familiarización con el método científico. La colaboración ha resultado en un total de 10 experimentos en diversos cursos, de Primaria, y en la colaboración con el 67% de profesores. Los logística de la escuela ha favorecido experimentos o bien en el aula, o bien en el laboratorio de secundaria, y de una o dos horas de duración. Los experimentos realizados han tratado: cambios de estados de la materia (primero), sistemas respiratorio y digestivo (segundo), magnetismo (segundo), electricidad y circuitos eléctricos (tercero), resistencia de materiales (tercero), densidad y estados de la materia (quinto). Parte de de ellos han sido publicados en la intranet de la escuela y todas las propuestas generadas se han compartido con el profesorado de Primaria. Tabla 1. Experimentos realizados en Primaria de la escuela CIEDI

Curso Contenido de ciencias

Experimento

Primero Cambios estados de la materia

Cocina y experimentos.

Segundo Sistemas respiratorio y digestivo Magnetismo

Elaboración de un modelo de sistema digestivo con material cotidiano. Elaboración de un modelo de sistema respiratorio con material cotidiano. Reacción de un diente con cocacola. Formas submarinas de virutas de hierro en agua, generadas por imanes. Juego de la araña y la mosca mediante imanes.

Tercero Circuitos eléctricos Resistencia materiales

Construcción de un juego eléctrico simple. Resistencia de los espaguetis a un peso.

Quinto Densidad y estados de la materia

Elaboración de columna de densidades con 3 líquidos distintos. Peso del aire en un globo.



El resultado de la colaboración entre el soporte científico externo y los profesores de Primaria ha sido positivo, tanto en alumnos y profesores. Los alumnos han mostrado una gran predisposición a las experiencias científicas, han iniciado indagaciones a posteriori por cuenta propia y han puntuado bien en ejercicios hechos después de la experiencia. Se destacan los buenos resultados en experimentos de construcción de juegos y en trabajo cooperativo. Los profesores se han mostrado muy receptivos y con interés en colaborar con el soporte externo. Los profesores también han interiorizado la necesidad de diversificar la tipología de experimentos y la necesidad de una selección muy cuidadosa del experimento, con el objetivo de aprendizaje en mente. Por otro lado, se ha proporcionado a los profesores recursos de información científica fiable en línea y metodologías para habituar los alumnos al uso del método científico. Durante la experiencia de colaboración se han detectado asimismo dificultades para motivar a los profesores a experimentar antes de la práctica y a reflexionar conjuntamente con el apoyo externo después de la práctica. En casos concretos, la actitud ha sido poco crítica por parte del profesor y poco enfocada la cocreación con el soporte científico. Se propone en el futuro desarrollar talleres de experimentación científica con los profesores en el centro, talleres de pensamiento en diseño para fomentar la cocreación, y el desarrollo de criterios de evaluación científica y estrategias de diferenciación en ciencias. Es importante no solo pensar en las prácticas experimentales sino en los ambientes de aprendizaje que favorezcan las indagaciones. En este aspecto se debe trabajar en talleres con los profesores para que sean facilitadores y buenos cuestionadores dentro de las indagaciones. La experiencia reportada es un ejemplo significativo de colaboración de especialistas de educación Superior y Primaria. Fruto de esta experiencia se ha desarrollado y mejorado experimentos científicos en Primaria y se ha puesto a prueba la práctica de enseñanza y aprendizaje de la ciencia de algunos docentes. Ha sido un aprendizaje por las dos partes, tanto del soporte científico, con carencias en pedagogía y en la práctica docente del día a día, como de los docentes de Primaria, a veces excesivamente alejados del mundo científico. Se ha resaltado la importancia de trabajar conjuntamente como comunidad educativa.



Referencias bibliográficas Caamaño, A. (Coord.). (2011). Física y Química. Investigación, innovación y

buenas prácticas. Barcelona, España: Editorial Graó. International Baccalaureate. Making the PYP happen: A curriculum framework for

international primary education. 2009. Recuperado de http://www.ibo.org/pyp/curriculum/index.cfm

Kirschner, P. A. (2006). Why Minimal Guidance During Instruction Does Not Work: An

Analysis of the Failure of Constructivist, Discovery, Problem-Based, Experiential, and Inquiry-Based Teaching. Educational Psychologist, 41(2), pág. 75–86.

McBride, J. W. , Bhatti, M. I, Hannan, M. A., Feinberg, M. (2004). Using an inquiry

approach to teach science to secondary school science teachers. Physics Education, 39(5), pág. 1-6. doi: 10.1088/0031-9120/39/5/001.

Schleicher , A. (ed.). (2012). Preparing Teachers and Developing School Leaders

for the 21st Century: Lessons from around the World. OECD Publishing.doi: 10.1787/9789264174559-en. Recuperado de http://www.oecd.org/site/eduistp2012/49850576.pdf