contextualizedlearningunitsispresented,anditsgoalistoconstruct amodelwiththekeyIntroducción La visión competencial del aprendizaje de las ciencias implica ser capaz de utilizar el conoci
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www.educacionquimica.info
educación
Iván Marchán-Carvajala , b , ∗ y Neus Sanmartía
Recibidoel25defebrerode2015;aceptadoel4demayode2015
DisponibleenInternetel15dejuliode2015
PALABRAS CLAVE
Educacióncientífica
basadaencontextos;
Contextos;
Modelos;
Educaciónsecundaria
Resumen Enesteartículosereflexionasobrelanocióndecontextoysuimportanciaenla
KEYWORDS
Scienceeducation;
Context-based
education;
Modelsand
modelling;
Secondaryeducation
Design of contextualized teaching-learning sequences: Application to learning a theoretical model for the atomic structure
Abstract Thisarticlereflectsonthenotionofcontextanditsimportanceintheteachingand
∗Autorparacorrespondencia.
Correo electrónico:imarcha2@xtec.cat (I Marchán-Carvajal).
La revisión por pares es responsabilidad de la Universidad Nacional Autónoma de México.
http://dx.doi.org/10.1016/j.eq.2015.06.001
0187-893X/Derechos Reservados © 2015 Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Química Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la Licencia Creative Commons CC BY-NC-ND 4.0.
Trang 2contextualizedlearningunitsispresented,anditsgoalistoconstruct amodelwiththekey
Introducción
La visión competencial del aprendizaje de las ciencias
implica ser capaz de utilizar el conocimiento científico
(de la ciencia y sobre la ciencia) en situaciones de la
vidacotidiana,tambiéndenominadascontextos,paratomar
decisiones responsables (actuar) Desde la década de los
70, cuando apareció el movimiento
Ciencia-Tecnología-Sociedad(SolomonyAikenhead,1994),sehandesarrollado
numerososproyectosymetodologíasqueutilizancontextos
delavidadelalumnadocomoescenariosapartirdelosque
aprender ciencias, desde los Ciencia-Tecnología-Sociedad
propiamente dichos, hasta los más actuales basados en
el trabajo alrededor de «Controversias Sociocientíficas»,
el Aprendizaje Basado en Problemas o los proyectos de
«CienciasenContexto», entreotros Sibien unapartede
estosproyectostienen como finalidadbásica promover el
incremento de vocaciones de ciencias, nadie discute que
esteobjetivodebierasercompatibleconelaprendizajede
ideasclavedelaciencia
Esevidentequecualquiermododetrabajarencontexto
no necesariamente será provechoso (De Freitas y Alves,
2010) y que cada una de las propuestas didácticas que
existenpara ense˜narciencias a partirde situaciones
con-textualizadas, seaen papel o enla red, tiene sus puntos
fuertes ydébiles Ante esta situación hemos abordado el
problemaenbasea2preguntas:
1) ¿Cuáles son losprincipales fundamentos y
problemáti-casdelosproyectosymetodologíasdeense˜nanzadelas
ciencias«encontexto»?
2) ¿Quécaracterísticasdeberíantenerlas unidades
didác-ticas contextualizadas para promover un aprendizaje
científico significativo y, al mismo tiempo, relevante
socialmente?
Potencialidades y problemáticas de los
proyectos de ciencias en contexto
Diversos trabajos de investigación (Eubanks, 2008; King,
2012; Ültay y C¸alık, 2012), realizados especialmente en
el campo de la ense˜nanza de la química, han recogido
numerosasevidenciasdequeeltrabajoencontextoesuna
estrategiadidáctica que, ademásdemotivar al alumnado
ypromoveractitudespositivashacialasciencias,posibilita
que aprenda deforma mássignificativa las ideas
científi-cas,siendomáscompetenteensuuso.Porestemotivo,en
muchospaísessehaextendidolautilizacióndemateriales
«encontexto»comorecursodidáctico
LosdiferentesproyectosdelafamiliaSalters(química,
biología yfísica), que surgieronen la década de 1980 en
elmarcodelmovimientoCiencia-Tecnología-Sociedad, resu-míanelprincipiobásicoparasudise˜noenlasiguientefrase:
«Las unidades del curso deben empezar con aspectos de
la vida de los estudiantes, que ellos hayan experimen-tado personalmente o través de los medios, y los conceptos científicos deben irse introduciendo a medida que son necesarios» (Campbell y Lubben, 2000) Y más reciente-mente,peroenlamismalínea,King(2012)propone:«Una
metodología basada en contextos consiste en aplicar la ciencia a una situación del mundo real que se usa como estructura central para la ense˜ nanza Los conceptos cientí-ficos se ense˜ nan a medida que son necesarios para entender mejor la situación planteada». Estas definiciones compor-tan, enbuena parte de los proyectosanalizados, que los conocimientoscientíficosquesevanintroduciendoseanmuy diversos, sin una relación explícita entre sí y sin que su aprendizajerequieradeprocesosdemodelizacióndel cono-cimiento(Chamizo, 2013).Eneste sentido,Gilbert (2006) se˜nala que una de las metas que deberían conseguirse a travésdelusodeloscontextosdeberíaserladecapacitar
al alumnado paraconstruir «mapas mentales»coherentes querelacionenlasideascientíficasquesevanaprendiendo,
yaqueloprimordialdeberíaserelaprendizajede conoci-mientosquevanmásalládelospuntualespararesponderal problemadelcontextoseleccionado
Perosonmáslosproblemasaafrontaralense˜narciencias
encontexto.Porejemplo,Kortland(2007),analizaeldise˜no
y aplicación de algunas unidades didácticas del proyecto PLON(acrónimoenholandés deProyecto parael desarro-llodelcurrículoFísica),unodelospioneros,yconstataque
noacabadeestarbienresueltalarelaciónentrecontextoy aprendizajedeconocimientoscientíficos,yaqueamenudo
loqueseaprendenoesnecesarioparalacomprensiónde
la situación contextualizada de partida y, además, estos contenidos se ense˜nande una manera similar a un currí-culo tradicional.Porello proponeque «en lugar de ver el
‘‘contexto’’ como algo de la vida cotidiana a la que el cono-cimiento científico se puede conectar de un modo u otro,
se debería referir a una práctica que tiene como propósito resolver un problema específico relacionado con la ciencia
y la tecnología, aplicando un procedimiento para la solu-ción del problema que comporta aprender el conocimiento científico/tecnológico, habilidades y actitudes necesarias para resolverlo».Esloquesedefinetambiéncomo prácti-casauténticas.Peromuchosdelosejemplosdepropuestas didácticas de prácticas auténticas (Jiménez-Aleixandre y Reigosa,2006;Prins,Bulte,VanDrielyPilot,2008) presupo-nenquelosestudiantesyatienenunconocimientoinicialde loscontenidoscientíficosautilizar,porloquenoabordanel problemadesuconstrucciónapartirdelanálisisde situa-cionescontextualizadassinoquedejanelcontextoparala fasefinaldeaplicacióndeideas
Trang 3Criteriosparaeldise˜nodeunidadesdidácticascontextualizadas:aplicación 269 Otro delos problemas de laense˜nanza delas ciencias
encontextoeseldelatransferencia(Gilbert,BulteyPilot,
2011)ocapacidaddeutilizarloaprendidoenunasituación
enotrasnuevas.Elretodeestetipodeproyectosesla
cons-truccióndeunconocimientocientíficoquetienesentidoen
un determinado contexto pero que, al mismo tiempo, el
aprendizseacapazdeutilizarloenlainterpretacióndeotras
situacionesohechosmuydiversos.Enlasclasesdeciencias,
con unnúmerodehoras declase limitado,el objetivono
esqueelalumnadoaprendamuchasinformacioneseideas
relacionadasconuncontextoespecífico,sinoquelleguea
construir modelos teóricos que le sean útiles para
anali-zar,explicar,predecirytomar decisionesenmuchasotras
situaciones.Así,porejemplo,conrelaciónalcontexto«los
plásticos»notendríamuchosentidodedicarhorasa
cono-certiposdeplásticos,composición,sistemasdefabricación,
etc., informacionesquese puedenencontrar enInternet,
sinoa construirelmodelo teóricoque posibilitaentender
la razón de sus propiedades y cambios, que son las que
explican,porejemplo,cómoutilizarlosresponsablemente
Perogeneralmenteesdifícilconstruirunmodeloteórico
a partir de un único contexto Por ejemplo, en química,
es difícil abordar el enlace químico en todas sus
tipolo-gías desde una misma situación o problema socialmente
relevante Por tanto, al secuenciar el procesode
modeli-zaciónnos encontramos frentes a 2 opciones: que el hilo
conductorsearesponderalproblemaderivadodelcontexto
e ir introduciendo solo los conceptos que sean
estricta-mentenecesariosparadarlerespuesta,ointroducirvarios
contextos, más o menos relacionados, de manera que la
prioridad sea la construcción del modelo teórico Desde
este último puntode vista, enel siguienteapartado
pre-sentamos una propuesta de secuenciación de contextos
y conceptos para el dise˜no de unidades didácticas,
pro-puestadelacualhemosinvestigadosuvalidez(Marchány
Sanmartí, 2013) Ello sinprejuzgarque la primera opción
pueda ser de interés en otras propuestas didácticas más
orientadas a la aplicación y desarrollo de modelos
teó-ricos de los que el alumnado ya tiene un conocimiento
inicial
Una hipótesis de trabajo para el dise˜ no de
unidades didácticas contextualizadas
La hipótesis de trabajo en que nos hemos basado para
orientar el dise˜no de secuencias didácticas sería
distin-guir3estrategiasclave:contextualizar,descontextualizary
recontextualizar.SegúnLitwin(2008):«Contextualizar,
des-contextualizar y recontextualizar se transforman casi de
manera inconsciente en un ejercicio crítico importante para
reconocer si una experiencia puede confirmar nuevamente
el valor que tuvo anta˜ no en las nuevas realidades».
Con-textualizarcomportapresentaralalumnadosituacionesde
la vida cotidianaque tengan sentido para ellas yellos, y
lesposibilitenreconocerlautilidaddelnuevoaprendizajey
expresarsusideasyexplicacionesiniciales
Descontextuali-zarserefiereacentrarlamiradaenalgunodelosaspectos
científicos delcontexto que ayudan aexplicar fenómenos
quesuceden ensuentornoyabstraer las ideasclave,sus
interrelaciones, las pruebas que las validan y los modos
derepresentarlasyhablarsobreellas.Recontextualizarse
entiendecomoelusodelosmodelosteóricospreviamente aprendidosennuevoscontextos(esdecir,transferirlos),afin
dequelosalumnosestablezcanmásrelaciones,selos repre-sentendeformamáscomplejay,almismotiempo,aprendan
aaplicarlosendistintassituacionese,incluso,a relacionar-losconotrosmodelosdelamismadisciplinaodeotras.A partirdeestemarcoydeladiscusióndelosfundamentosy problemáticasdelosproyectosencontextoquese encuen-tranenlaliteratura,inferimosqueeldise˜nodesecuencias didácticascontextualizadaspara el aprendizaje de mode-los teóricos científicos debería responder a 4 criterios (fig.1)
Con relación a la selección de los contextos
La selección del contexto principal tendría que teneren cuentalarelevanciapersonal,socialyvocacionaldela situa-ciónparalosaprendices(Stuckey,Mamlok-Naaman,Hofstein
yEilks, 2013) y,por tanto, ser unatemática realo como mínimoverosímil Puede ocurrir que haya contextosmás relevantesparachicosoparachicas,debidoalaculturaque rodeaalascuestionesdegéneroenlasociedad,ytambién quedicharelevanciadependadelentornosocioculturaldel alumnadoodelosproblemasdivulgadosporlosmediosde comunicación.Todas sonvariablesatenerencuenta aun-que, en general, son idóneos los relacionados con temas
desalud omedioambiente y,en general,con laciencia y tecnologíadefrontera(Garritz,2010)
Probablemente,lacuestiónnosolosecentraenescoger loscontextosadecuados sinoen planificar la maneramás idóneadepresentarlos.Laempatíadelprofesoradoseráun aspectoclaveyaqueseránecesarioconstruirconel alum-nado un escenario (a partir de una narración, una visita externaalcentroeducativo,unvideo,undebate,un experi-mento,unaimagen,unanoticia )delqueseharánemerger lasideasdeciencia,ayudandoacentrarlamiradaen algu-nosdelosaspectosdelcontextoquelacienciapuedeayudar
aexplicar.Aunqueamenudoelprofesoradoconsideraque estaprimera fasedelprocesodeaprendizaje noes nece-saria(HerrerasySanmartí,2012),estanosepuedeobviar
yse habrá de dedicar el tiempo suficiente para compar-tirobjetivosconelalumnado,identificarsusideasprevias, sentimientosyformasde razonarydehablar,y«sembrar semillas»,porloquesehadeentendercomounainversión quemásadelantedarásusfrutos
Con relación a las ideas de ciencia
y la modelización
Aprenderideasdecienciaapartirdelanálisisdesituaciones contextualizadascomportaaprenderloscontenidos necesa-riosparaconocerelcontexto(quesiesrelevantesonútiles porsímismosaunquenormalmentesondescriptivos),pero
lomásimportanteesquerepresenteunaoportunidadpara construirideasclavedelacienciaysusinterrelaciones(los modelosteóricos),deformaqueesasideas seanútiles no soloparainterpretarlassituacionesoresolverelproblema
oproblemasderivadosdelcontextoseleccionado,sino tam-bién otros muchos Es decir, aprenderlos de manera que posibilitensutransferencia
Trang 4Relevancia personal, social y vocacional Reales o verosímiles Explorar ideas previas
2-ideas sobre la ciencia
Criterios para el diseño de UDs contextualizadas
2-ideas de la ciencia
4-conexión entre contextos e ideas
Naturaleza de la ciencia Indagación centrada en
la modelización
Preguntas guía Need-to-know principle, metacognición y regulación del aprendizaje
1-selección de los contextos
Que forman los modelos teóricos clave de las ciencias (Actividad científica escolar)
Figura 1 Esquemagráficodeloscriteriosparaeldise˜nodeunidadesdidácticascontextualizadas
Cadaideatiene unademanda deaprendizaje asociada
(LeachyScott,2002)yhayalgunasmásalejadasdel
cono-cimientocotidianoqueotras,unasmásparticularesyotras
másgeneralesyunasquesenecesitanparaconstruirotras
más complejas Por ello el dise˜no de una unidad
didác-tica exige tomar decisiones acerca de cómo favorecer la
construccióndelentramado desaberes queconforman un
modelo teórico Por este motivo, hay diversas
investiga-ciones que buscan evidencias de la validez de distintas
«hipótesisdeprogresión»o«progresionesdeaprendizaje»
delasideasdelosalumnos(Talanquer,2009)
Perolamodelizacióndelasideasclavenodependesolo
dela secuenciaplanificada,sinomuy especialmentedela
Actividad Científica Escolar que se promueva (Izquierdo,
Espinet,García,PujolySanmartí,1999),esdecir,dequese
genereunaprácticarelacionadaconresolver unproblema
específicoocondarrespuestaalaspreguntassurgidasdel
contextoseleccionado.EstaActividadCientíficaEscolarse
entiendecomoaquellaqueposibilitaestablecerrelaciones
coherentesentreelhacer(experimentarponiendoenacción
elconocimiento),elpensar(razonaryestructurarel
conoci-miento)yelcomunicar(expresarelconocimiento),yhace
referenciaa unaense˜nanzade lasciencias basadaenuna
prácticadeindagaciónquetransformeunhechorealenun
hechocientíficoydésentidoalosinstrumentosyallenguaje
que seempleará.Por tanto parte delcontexto y conecta
conlosconocimientospreviosdelalumnadoparapromover
laemergenciadepreguntasqueseránunaoportunidadpara
quelosesquemasmentalesdelosalumnosevolucionenhacia
losmodelosteóricos delacienciaactual, apartirdeusar
lasideas,evaluarlas,revisarsucoherencia,estructurarlasy
aplicarlasenespiralesdenivelesdecomplejidadcreciente
(Couso,2013)
Con relación a las ideas sobre la ciencia y la indagación
AtravésdelaprácticadelaActividadCientíficaEscolarel alumnadodeberíapoderapropiarsetambiéndelos conteni-doscientíficossupradisciplinares,esdecir,losrelacionados concómosegenera,organizayevolucionaelconocimiento científico,ylosvaloresylasactitudesfrenteaeste.Habrá que ponerénfasisenque elconocimiento científicoseha generadoalolargodelahistoriadesdelaspersonasypara las personas,ypor tanto,es unaproducción culturalmás
de lahumanidad Lamodelizacióndebeentenderse como unapráctica científicaque nosolosirve parala construc-cióndeconocimientosdeciencia,sinotambiénsobreciencia (Adúriz-Bravoe Izquierdo, 2009)paraacabarentendiendo cómolaciencia«sabeloquesabe».Enestalínea,lo impor-tantedeunaalfabetizacióncientíficanoestantoquetodoel alumnadoaprendaadise˜narinvestigacionesrigurosaspero
sí queseacapazde entenderlasycriticarlas, talcomo se promuevedesdeelmarcoparalaevaluacióndePISA2015 (OECD,2014)
Por tanto, un trabajo experimental de tipo indagativo válidorequiereresolverproblemasodarrespuestaa pregun-tasdeformaquesepromuevalaconstruccióndemodelos teóricos, enlo que seconoce como «indagación centrada
en la modelización» («Model-Based Inquiry», Windschitl, ThompsonyBraaten,2008).Todoelloapartirdeaprender,
al mismo tiempo, cómo formular hipótesis fundamenta-das en marcos teóricos, identificar pruebas y generar argumentosque validenlas posiblesexplicacionese inter-pretaciones Por lo tanto, modelización e indagación son procesos totalmente interrelacionados, ya que los mode-lossehandeponeraprueba,identificarevidenciasdesu
Trang 5Criteriosparaeldise˜nodeunidadesdidácticascontextualizadas:aplicación 271 idoneidad y evaluar su alcance y limitaciones (Caama˜no,
2011)
Con relación a la conexión entre los contextos y las
ideas científicas
Muchosmaterialesencontextoutilizanunasituación
rele-vantealprincipiodelaunidadquemotivaalosalumnosy
captasuatención,peroesta«magia» soloduraesasesión
porque luegosesaltaal mundoabstractodelas teorías y
lossímbolossinexplicitarlanecesidaddepromoverun
pro-cesopara que el alumnadopuedaconstruir losconceptos
científicos.Bulteetal.(2006)aconsejanseguirelllamado
«need-to-knowprinciple»,queconsisteenqueelcontexto
ha degenerar en el alumnadola necesidadde sabermás
para entender la situación que losmotiva Dicho de otro
modo,generarunconflictocognitivoenelalumnadoquele
posibilitereconocerqueconsusconocimientosactualesno
escapazdeabordarlaproblemáticadelcontextoplanteado
y,porlotanto,necesitasabermásciencia
Una buenaestrategiadidáctica eslade explicitaresta
conexiónenformadepreguntascuyarespuestaserelacione
conlacomprensióndeideasclavedelmodelo yqueguíen
las actividades de la unidaddidáctica La pregunta, bien
planteada,es unaformulaciónlingüística muy útil porque
ayudaalalumnadoaapropiarsedelosobjetivosde
apren-dizajeyaexplorarsus ideaspreviassobrecuálpodría ser
suexplicacióninicial(Roca,MárquezySanmartí,2013)y,al
mismotiempo,eselpuntodepartidaparagenerar
proce-sosdeindagaciónque posibilitenencontrarpruebas desu
idoneidad
Peroesteiryvenirentreelcontexto(conlosdatosque
seaportanalindagarsobreél) ylasideasparaexplicarlo,
requiere de la aplicación de estrategias de tipo
meta-cognitivo Numerosas investigaciones han validado que la
metacogniciónpromueveunareestructuracióndelasideas
alternativashacialasdelacienciaqueresultasermás
per-manentey,engeneral,unaprendizajesignificativo(Blank,
2000;Sardà, MárquezySanmartí, 2014).Además tieneun
papelfundamentalenlatransferenciadeideasaprendidas
enuncontextoaotros,siemprequefavorezcalareflexión
ytomadeconcienciadelasinterrelacionesentrelasideas
y sobrecómo seestructuran a nivel abstracto (Grotzer y
Mittlefehldt,2012)
Aplicación de los criterios al dise˜ no de una
unidad didáctica
Loscriteriosdiscutidosenelapartadoanteriorsehan
apli-cadoeneldise˜nodeunidadesdidácticasparalaense˜nanza
delaquímicaenalumnosde14-15a˜nosqueyatenían
algu-nosconocimientos previossobre laestructura corpuscular
delamateria.Comosehaindicado,lavalidezdeesta
pro-puestahasidoobjetodeestudioapartirdeinvestigarsobre
lacapacidaddelalumnadoqueaprendióapartirdeellapara
transferirconocimientocientífico(modelosteóricos)aotros
contextosnoestudiados
Enestetrabajoseanalizacómoseaplicanlosanteriores
principiosaldise˜nodelaunidadqueteníacomofinalidadla
modelizaciónde la estructura de losátomos El contexto
inicial seleccionado fue «Radiación y vida» Se consideró
queesunatemáticaque tienerelevancia personal,social
yvocacional ya que permite abordar diversas situaciones del entorno del alumnado que acostumbran a ser objeto
deinterésy,almismotiempo, sonsocialmenterelevantes porrelacionarsecon la discusiónde problemas ambienta-les y de salud Este contexto posibilita plantear diversas preguntasparaestudiardiferentesfenómenosyproblemas presentesenlavidacotidianaquepotencialmentepueden promover que los alumnos construyan un modelo teórico parainterpretarlosy,posteriormente,transferirlos.Enlos programasdeense˜nanzadelaquímicaesmuyhabitual abor-darel temadelaestructuraatómica desdelaabstracción
o,comomáximo,conectándoloconlahistoriadelaciencia, pero sin partir de hechos que les posibiliten captar por-quéesnecesarioaprendersobrelosátomosysuestructura
Encambio,enestaunidaddidácticasepromovió explícita-mentequecadanuevaideaserelacionaraconalgúnhecho quepudieragenerarenelalumnadointerésporsabercomo explicarlo
Los diferentessubcontextos ylos contenidos asociados quesetratanalolargodelaunidaddidácticase selecciona-ronysecuenciaronenfuncióndeunahipótesisdeprogresión
en el proceso de modelización de la idea de estructura atómica, con la finalidad de que el alumnado pudiera ir enriqueciendosu modelo teóricocon nuevas ideas cientí-ficas.Así,lasituacióninicialseleccionadaserelacionacon
laradioterapia,yapartirdelapregunta:«¿Dedóndesalen
ycómo son las radiacionesque curan?», nos empezamos
a imaginar qué hay dentro del átomo Posteriormente se fueron generando otras preguntas que conllevaron anali-zarsituacionesoproblemasnonecesariamenterelacionados conelinicial, comosonladatacióndemuestras arqueoló-gicasoelfuncionamientodelascentralesnucleares
Enla figura 2se muestraunmapa deesta progresión, relacionando las preguntas-guía seleccionadas y las ideas clavedelmodeloteóricoquesevatrabajandoapartirde ellas.Elpuntodepartidadelafigurasonlaspartículas suba-tómicasbásicas,aspectoquesetrabajóenuncursoanterior
yapartirdelcualsepromueveelprogresodesusideassobre
laestructuraatómica.Lafinalidaddeestedise˜noesqueel alumnoconstruyaunmodeloteóricoparalaestructura ató-micaque le permita interpretarfenómenos diversos pero que almismo tiempo también seaútil desde el puntode vistapropedéutico,esdecirqueleposibilitelaampliación delmodelo parainterpretar máshechos enetapas posto-bligatorias,porejemplo,espectrosatómicosdiscontinuoso propiedadesatómicasperiódicasmedianteconfiguraciones electrónicas
Atravésdeloscontextosseleccionados(criterio1dela propuesta),sepretendía que el alumnadoviera el poten-cialpredictivoyexplicativodeunmodeloteóricosobrela estructuraatómicaensituacionesmuydiversasyrelevantes socialmente(tratamientosmédicos,mutaciones, radiactivi-dad,centralesnucleares,etc.).Ladiversidaddecontextos alrededordeunmismomodeloteóricopuedecontribuira queelalumnadotomeconcienciadelauniversalidady uti-lidadde las teorías dela ciencia.Los contextos también permitenllevaracabolaense˜nanzadelos3tiposde con-tenidos:descriptivosdeloscontextos,ideas delaciencia (criterio2,elmodelonuclearyelectrónicodelaestructura atómicaysurelaciónconlatablaperiódica)eideassobre
lanaturaleza delaciencia (criterio3,evoluciónhistórica
Trang 6¿Qué es el viento solor que causa las auroras boreales?
Átomo
Alrededor del núcleo, formando casi todo el volumen
de átomo, hay electrones
El núcleo concentra casi toda
la masa y está formado por protones y neutrones
Algunos núcleos son
estables pero otros
son inestables y se
desintegran
El núcleo se caracteriza por el número atómico y
el número másico, que determinan la intensidad
de las fuerzas nucleares
La radiactividad es
radiación emitida
por núcleos
inestables Hay tres
tipos: alfa, beta y
gamma
La tabla periódica
muestra los diferentes
“tipos” de átomos
conocidos (elementos)
La estructura nuclear cambia mediante reacciones nucleares
e involucra gran cantidad de energía
Los isótopos son
átomos de un mismo
elemento con el
núcleo diferente
Los electrones se distribuyen
en niveles y al bajar de nivel
se emite luz
Los átomos pueden ganar o perder electrones para formar iones
La fisión es la fragmentación
de un núcleo
La fusión es la unión de dos núcleos
¿Cómo emiten luz las sustancias que forman los fuegos artificiales?
¿Cómo se genera la energía en una central nuclear?
¿Cómo se puede saber
la antigüedad de una muestra arqueológica?
¿Qué sustancies naturales son radiactivas?
¿De dónde salen y cómo son las radiaciones que curan?
Figura 2 Mapadeprogresióndelmodeloteóricosobreestructuraatómicaparaalumnadode14-15a˜nosenlaunidaddidáctica
«Radiaciónyvida»
delconocimientocientíficoatravésdelosmodelos
atómi-cos, lavida de Marie Curie,etc.) Respecto al criterio4,
cadanuevosubcontextoqueseestudiabasehacíaapartir
deunapregunta-guíaquelosalumnosdiscutíanentreellos
yconelprofesor.Elobjetivoesdoble;porunlado,queel
alumnadosienta elcontexto como cercanoyrelevante, y
porotro,promoverqueemerjansusideasprevias.También
hayquedestacarlasactividadesdesíntesisorientadasala
estructuracióndelosnuevosconocimientosqueiban
cons-truyendoyalestablecimientodeinterrelacionesentreellos
Porejemplo,apartirdeunresumenconlaspreguntas-guía,
sefueronexplicitandolasideascientíficasquese
aprendie-ronpararesponderlasyloscriteriosdeevaluación,apartir
deloscualeselalumnadoseautoevaluabayrecibíaayuda
desuscompa˜nerosodelprofesor
Reflexiones finales
Apartirdeestapropuestaydesufundamentacióny
apli-cación en el aula, se pueden deducir algunas reflexiones
sobrequécomportaorientarunusodeloscontextosenla
ense˜nanzadeformaquesepromuevaunaprendizaje
signi-ficativoyrelevantesocialmentedelaquímicay,engeneral,
delasciencias
-El trabajo en contexto como elemento vertebrador de una variedad de actividades. Una ense˜nanza encontexto, por sí sola, no implica un mejor aprendizaje, ya que se debenaplicartambiéncambiosmetodológicos.Esdecir,los aprendizajesseránpocosignificativossiseutilizanlos con-textosenunasecuenciadidácticatotalmenteexpositivaen
laquelosalumnossolorealizanactividadesreproductivas, descriptivasymemorísticas.Esimportantecombinarel con-textoconmuchasotrasherramientasdeladidácticadelas cienciasdelascualestenemosevidenciasdeque promue-ven un mejor aprendizaje, como son modelizar a través
dela indagación(Caama˜no,2011),el trabajo cooperativo
olaautorregulacióndetipometacognitivo.Especialmente necesario es que cada contexto y subcontexto no sea un meropretextosinoqueseconstituyaenhiloconductorpara introduciryconstruirideasclave.Ladiversidadde subcon-textos conlleva que seapliquen actividades muy variadas (experimentos, visitas, lecturas, videos ), pero también cabedestacarqueestadiversidadhace queseanaúnmás necesariaslasactividadesdesíntesisyestructuracióndelas ideasquesevanconstruyendo,deformaquesepromueva
sujerarquizacióneinterrelación
- El trabajo en contexto y la motivación.Muchosdelos defensoresdeltrabajoencontextoargumentanquesupunto fuerteesquelosalumnosestánmásmotivados(Campbelly
Trang 7Criteriosparaeldise˜nodeunidadesdidácticascontextualizadas:aplicación 273 Lubben,2000),perodepocoserviríasisetradujerasoloen
elaprendizajedeunoscontenidosquenofueranmásalláde
losasociados alconocimiento delcontexto (porrelevante
quesea)o aunconjunto decuriosidades,descripciones y
anécdotas.Laauténticamotivacióndelosjóvenes,la
intrín-seca,aparececuandosedancuentadeldisfrutequesupone
sercapazdeentenderyexplicarporellosmismosdistintos
fenómenosdelmundoenelqueviven,asícomodepredeciry
explicarmisteriosdelanaturalezaquenosehantratadoen
clase.Peroelloexigequelasideasaprendidassean
genera-lesypotentes,esdecir,queseanútilesparaexplicarhechos
muydiversosynosololosderivadosdelcontextoocontextos
escogidosparasuconstrucción
- El trabajo en contexto y la transferencia.Algunos
inves-tigadores de la ense˜nanza en contexto argumentan que
centrarelaprendizajeenunadeterminadasituaciónpuede
provocarquealgunosalumnossoloatribuyansignificado al
modelo científicoenelcontexto enel quelo aprendieron
y afirmanque «la transferencia se dificulta si los sujetos
hanaprendidoenunsolocontexto,ysefavorececuandose
aprendeenmúltiplescontextos»(BassokyHolyoak,1989)
Enel caso estudiadoa partir de la aplicación de las
uni-dadesdidácticas descritasha resultado útil promoverque
los alumnos estén habituados a cambiar de contexto y a
interrelacionar modelosteóricos, es decir,que setrabaje
undeterminadomodelo aplicándoloendiferentes
contex-tos, y viceversa, abordar la comprensión de un contexto
determinadodesde modelos teóricosdiversos, paraponer
demanifiestolanecesidaddeunavisióninterdisciplinarde
lacienciaparacomprenderlarealidad
- El trabajo en contexto y la vocación científica.
Tam-biénsehaargumentadoqueestametodologíacontribuyea
solucionar unodelosproblemas actuales enlaense˜nanza
delasciencias:lafaltadevocacionescientíficas,
especial-menteenlascienciaspuras(comolaquímica)yenmenor
gradoenlasaplicadas.Dehecho,laense˜nanzaencontexto
sedesarrollóenmuchospaísesconelobjetivoprincipalde
captarmásalumnosparalaramadecienciasperopara
con-seguirloserenunciabaalestudiodemodelosteóricosquizás
por considerarlos demasiado abstractos para ser
aprendi-dos por todo el espectro de alumnos Por ejemplo, enel
popularproyectoTwenty First Century Science(Millar,2006)
las unidadestratan temas muysugerentesycercanosa la
vidadelosalumnosperonoseprofundizaenelaprendizaje
demodelosteóricosclave,como puedensereldecambio
químicoo el modelo departículas Por tanto, cabría
pre-guntarsesi esta estrategiasoloretrasa elabandono de la
ramacientíficaalcursoposteriordeespecialización.Enel
casoestudiadosehapodidocomprobarunincrementomuy
significativodelosestudiantesqueoptanporlaasignatura
de Físicay Química (noobligatoria) enel siguiente curso
(MarchánySanmartí,2013)
- El trabajo en contexto y la modelización.Modelizaren
químicaesunatareacomplejaquesuponeabstraerysituar
alalumnadoenunmundointangible,poreso
contextuali-zarexigeayudaralalumnadoacentrarlamiradaenaquel
aspectodelcontextoquepermiteintroducirunanuevaidea
científicaquecontribuyealaconstruccióndelmodelo
teó-rico elegido(véase la figura 2)y, al mismotiempo, tiene
sentidoporrelacionarseconloshechosqueexplica.Esalgo
muydistintoahablardelaestructuraatómicaydesus
carac-terísticas sinrelaciónconningún fenómenodelmundode
losestudiantes Contextualizar ymodelizar noson activi-dadesopuestassinoquevandelamanotal ycomoafirma Chamizo(2013) ensu definición demodelo: «los modelos (m)seconstruyencontextualizandounaporcióndelmundo real(M)conunobjetivoespecífico».Elaprendizajeen con-texto representa una oportunidad en la construcción de modelosteóricosquepermitanalalumnadohacer interpre-taciones, explicaciones y predicciones de fenómenos que tienen lugar en su entorno cercano, así como evaluar y dise˜narinvestigacióncientíficas e interpretardatosy evi-denciascientíficamente(los3aspectosdelacompetencia científicasegún el nuevomarco de las pruebas PISApara 2015)
Amododeconclusión,eldise˜nodeunidadesdidácticas contextualizadasparaunaeducacióncientíficamás autén-ticarequiereque,ademásdeaumentarlamotivaciónhacia
lacienciaylasvocacionescientíficas,contribuyaa promo-verunaprendizaje mássignificativodeciencia ysobrela ciencia,deformaquefavorezcaeldesarrollodela compe-tenciacientífica.Sin embargo,aunque el uso demodelos teóricosenunaampliavariedaddecontextosparece pro-moverquelosalumnosapliquenloaprendidoensituaciones nuevas,habrá queinvestigarmáspara sabercómo conse-guirqueelmáximodeestudiantesseacapazdetransferir losconocimientos aprendidos a situaciones nuevas y pro-fundizarenlascaracterísticasdeestahabilidadcognitivay, muyespecialmente,sobrecómopromoverquelosalumnos realicentransferenciaslejanasycreativasparaasíformar ciudadanoscapacesdeafrontarlosretosdelasociedaddel futuro
Conflicto de intereses
Losautoresdeclarannotenerningúnconflictodeintereses
Agradecimientos
En primer lugar, al alumnado del instituto Europa por permitirnosinvestigaratravésdesusclasesdeFísicay Quí-mica.Investigación realizada enel marco del grupo LIEC (LlenguatgeiEnsenyamentdelesCiències),grupode inves-tigaciónconsolidado(referencia 2014SGR1492)por AGAUR (Agència de Gestió d’Ajuts Universitaris i de Recerca) y financiadapor el Ministeriode Educacióny Ciencia (refe-renciaEDU-2012-38022-C02-02)
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