Modelo didáctico para el aprendizaje de las ciencias en el D.F.

Porel Dr. Raúl Alva*

FORO DE DISCUSIÓN.

SECRETARÍA DE EDUCACIÓN DEL DISTRITO FEDERAL.

México, D.F., a 23 de mayo de 2008.

*Biofisicoquímico, Depto. de Ciencias de la Salud, UAMI.

Science is much more a way of thinking than it is a body of knowledge.

C.E. Sagan

¿Por qué aprender ciencias?

Artículo 3o.

II. El criterio que orientará a esa educación se basará en los resultados del progreso científico, luchará contra la ignorancia y sus efectos, las servidumbres, los fanatismos y los prejuicios.

Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos

(Texto vigente).

Luchar contra la ignorancia...

Lo que nos mete en problemas no es lo que no sabemos, sino lo que sabemos como seguro pero que no es así.

Mark Twain.

CCnnHH22nn+2+2 + 2O + 2O22 COCO22 + 2H + 2H22O + O + EE

AA = = c c ll Beer-Lambert-BouguerBeer-Lambert-Bouguer

EE = = hh PlanckPlanck

h h = = | | EEii - - EEff | … Bohr | … Bohr

| | | |22 = = * * = = AA22 + + BB22 ShrödingerShrödinger

… … y sus efectos,y sus efectos,

Luchar contra las servidumbres,

En el antiguo Egipto, un lugar donde la religión y la magia eran parte de la vida cotidiana, hombres y mujeres narraban mitos y leyendas para explicar los ciclos de la naturaleza, la vida en el más allá y la legitimidad de los faraones.

El mito de Isis y Osiris.

Luchar contra los fanatismos,

"Even if humans were causing global warming, and we are not, this could be maybe in the greatest hoax ever perpetrated on the American people."

Sen. James M. Inhofe, Republican, Ok (2003)

Luchar contra los prejuicios...

Ptolomeo de Alejandría

Su universo centrado en la Tierra que imperó por 1,500 años, muestra que la brillantez intelectual no es garantía contra el error total.

De revolutionibus.

Nicolás Copérnico 1514

Sexto postulado.

“Los movimientos de que aparentemente está dotado el Sol no se deben en realidad a él, sino al movimiento de la Tierra…”

¿Para qué aprender ciencias?

Artículo 4o. (Párrafo 4o)

Toda persona tiene derecho a un medio ambiente adecuado para su desarrollo y bienestar.

Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos

(Texto vigente).

Aumenta la esperanza de vida.

Creencia vs evidencia.

Podemos rezar por un enfermo de cólera o darle cada 12 hrs, 500 mg de tetraciclina.

La verdad mágica y la verdad religiosa se fundan en la creencia.

La verdad científica se funda en la evidencia.

Las leyes físicas son universales.

Primera ley de Newton. Los objetos en movimiento permanecen en movimiento.

Tercera ley de Newton. Toda acción tiene una reacción igual y opuesta.

La ciencia es democrática.La ciencia es democrática.

En derecho, puedes ampararte contra el En derecho, puedes ampararte contra el cumplimiento de las leyes humanas.cumplimiento de las leyes humanas. En el universo, no existe el amparoEn el universo, no existe el amparo contra contra el cumplimiento de las el cumplimiento de las leyes leyes de la de la naturaleza. naturaleza.

Las leyes científicas de la naturaleza son Las leyes científicas de la naturaleza son totalmente democráticastotalmente democráticas..

Pero, ¿qué aprender de ciencias?

What you learn at the laboratory bench is yours forever…

Joseph Priestley

(1733 - 1804)

Proyectos recientes en México.

Algunos proyectos de ciencias a partir de 1996:• Secundarias para el Siglo XXI.• Enseñanza de las Matemáticas con Tecnología.• Enseñanza de las Ciencias con Tecnología.• Enseñanza de las Ciencias a través de Modelos

Matemáticos.• Enseñanza de la Física con Tecnología.• Sistema Enciclomedia.SEB. Acciones para la articulación curricular de la educación básica,

2007-2012. Octubre de 2007

Líneas Estratégicas de la SEB (2007)

Tecnologías de la Información y Comunicaciones.

El modelo educativo […] del siglo XXI requiere que la calidad sea el elemento para asegurar a los ciudadanos una educación pertinente, congruente y suficiente. En este nuevo escenario se necesita de la participación activa del profesor, la escuela, la comunidad-familia y los alumnos; así como de promover un modelo pedagógico centrado en el aprendizaje, integrando las TTIC.

SEB. Op cit.

PND 2007-2012.

Estrategia 9.3.

Actualizar los programas de estudio, sus contenidos, materiales y métodos para elevar su pertinencia […] en el desarrollo integral de los estudiantes, y fomentar […] valores, habilidades y competencias para mejorar su productividad […] en la vida económica.

SEB. Op cit.

Perfil de egreso básico, SEP 2006

• Utilizar el lenguaje oral y escrito con claridad y fluidez adecuada

• Emplear la argumentación y el razonamiento al analizar situaciones e identificar problemas

• Seleccionar, analizar, evaluar y compartir información

• Emplear los conocimientos adquiridos a fin de interpretar y explicar procesos sociales, económicos, culturales y naturales

• Conocer los derechos humanos y los valores que favorecen la vida democrática

• Reconocer y valorar distintas prácticas y procesos culturales (relación con la realidad)

• Conocer y valorar sus potencialidades como seres humanos

• Apreciar y participar en diversas manifestaciones artísticas

• Reconocerse como seres con potencialidades físicas

Competencias para la vida:

Para el aprendizaje permanente; para el manejo de la información; para la vida en sociedad.

Estos conocimientos, habilidades, competencias y actitudes se logran a partir de prácticas docentes… sustentadas en principios filosóficos, concepciones pedagógicas y psicológicas, enfoques didácticos y contenidos disciplinares secuenciados y graduales; […] comprendido en una […] articulación de los currículos de los 3 niveles [de] educación básica.

SEB. Op cit.

Artículo 3o. II. […] se basará en los resultados del progreso científico...

pero los métodos de la ciencia...

… son mucho más importantes.

Science is a way of thinking...

• Es mucho lo que la ciencia no entiende, quedan muchos misterios por resolver.

• Está lejos de ser un instrumento perfecto, pero sí es el mejor que tenemos.

• Es un delicado equilibrio entre imaginación y escepticismo, que requieren de ejercicio.

¿Cómo aprender?

Dictum ex cathedra

Completamente incomprensibles.

La revolución industrial influyó.

Colectar era el objetivo.

A lo largo del s. XX...

De regreso a lo básico:

Observar, cuestionar, explicar, probar, ratificar o volver a observar

para cambiar de explicación.

Eratostenes cuestionó y probó...

Escuchó que a las 12 del día del 21 de junio, el Sol brillaba sobre un pozo en Siena sin proyectar sombras, mientras en Alejandría los objetos formaban sombras definidas. ¿Por qué?

La respuesta fue…

El pensamiento imaginativo...

La imagen de la Tierra en el espacio es una percepción antigua; en el siglo III a.C., fue medida con precisión por Eratostenes de Alejandría, en Egipto. Éste es el mundo como él lo conoció.

Y disciplinado.

“Una de las grandes revelaciones de la era espacial es la imagen de la Tierra, finita, solitaria, de algún modo, vulnerable, llevando a la especie humana entera por los océanos del espacio y el tiempo.”

Que los objetos pesados caen más

rápido que los ligeros fue verdad hasta que... “Un caballero llamado Galileo, hace mucho tiempo hizo un descubrimiento importante sobre los objetos en un campo gravitacional...”

Mr Galileo was correct...

… caen distancias iguales en tiempos iguales... Un objeto pesado y uno ligero se soltaron al mismo tiempo de la misma altura y se dejaron caer al suelo…

(Agosto, 1971).

Las leyes científicas son universales.

Y no necesitamos salir de este mundo para probarlo y en el camino aprender de ellas y mejorar nuestro bienestar.

Hemos aprendido que...

• El aprendizaje se forma construyendo nuestros propios conocimientos desde nuestras experiencias.

• La gente construye con eficacia cuando se involucra en productos significativos.

Construccionismo (pedagogía).

• Va más allá del constructivismo al afirmar que el aprendizaje del constructivista ocurre especialmente bien si se le pide a alguien construir un producto, algo externo a sí mismos tal como un castillo de arena, una máquina, un programa de cómputo o un libro.

• Pero aún le faltan la exploración guiada, la experimentación, el ensayo de hipótesis y la solución del problema, para que el aprendizaje sea realmente personal y significativo.

La ficción como experimento

del futuro brinda la oportunidad de acercarse al conocimiento del mundo real reforzando tanto el proceso racional de acercamiento al conocimiento como a su significado.

La propuesta es...

presentar secuencial y ordenadamente hechos cotidianos, mediante la observación y la experimentación organizada para llevarlos a integrar conceptos, habilidades sicológicas, motrices y cognoscitivas dadas en la educación básica.

Recursos y tecnología.

Las actividades de observación y experimentación hacen uso de materiales de uso común o cotidiano.

El principal recurso es la necesidad de explorar, de tocar y de manipular de los niños.

Procedimientos.

Todos son seguros y llevados a cabo bajo la supervisión de los profesores y de los padres para guiar la actividad, observación y experimentos propuestos.

De la práctica al experimento:

• En una práctica convencional los alumnos aprenden a reconocer patrones ya conocidos.

• En un problema experimental aprenden a obtener la mejor solución a algo desconocido para ellos.

ELODEA EN DIFERENTES ESPECTROS VISIBLES

0

2

4

6

8

10

12

14

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Tiempo (Dias)

Oxi

gen

o (

cm3)

ELODEA-LUZ BLANCAELODEA-ROJ OELODEA-AZULELODEA-VERDE

Realidades:

• En general, los alumnos no son autónomos. No puede quedar en el alumno el logro de anticipaciones. Si queda en el plano inconsciente, incide escasamente en sus aprendizajes.

• Es indispensable una adecuada intervención didáctica.

Necesidades del profesor:

• Conocer la disciplina.• Saber cómo ayudar a

aprender.• Saber cómo explicarla.• Conocer las técnicas y

principios del aprendizaje.

Necesidades de las técnicas:

• Conocer los alcances y limitaciones de ellas.

• Conocer el momento más adecuado para aplicarlas.

• Conocer al grupo de aprendizaje.

• Entender el momento por el que pasa el grupo para aplicar o adaptar la herramienta.

• El diseño y la adaptación generan más y mejores recursos para el aprendizaje.

Coherencia y pertinencia.

Disciplinaria y temática.La herramienta puede invalidar conceptos específicos y llevar a errores conceptuales.P. ej., logo propone la construcción de una geometría de la poligonal, mientras en la escuela se suele estudiar la euclidiana.

Objetivos específicos:

• Determinar el concepto temático.

• Recordar el nivel jerárquico curricular.

• Identificar el objetivo de aprendizaje, de acuerdo con el nivel cognitivo definido.P. Ej.: Taxonomía de Bloom revisada.

¿Cómo?

• Elaborar el programa cronológico dentro del periodo lectivo.

• Establecer la agenda de actividades de aprendizaje para cada concepto temático de conocimiento y/o habilidad.

• Integrar los conceptos cognitivos y las habilidades.

• Integrar con otros conceptos cognitivos y habilidades previas y/o contemporáneas.

CO2 g + H2Ol CO2 s + H2Ol H2CO3 H+ + HCO3

-

• Considerar todas las herramientas, técnicas y corrientes educativas.

• Utilizar “la que mejor funcione” dentro del contexto de espacial y temporal del grupo de aprendizaje.

• “Improvisar” con base en el banco de experiencias previamente diseñadas y adaptadas, mediante su substitución, complemento o combinación.

Desmitificar la ciencia y sus usos

Concluyendo.

… se debe recordar:

¡La seguridad es primero!

“Es como aprender a andar en bicicleta.”

Y como al andar en bicicleta...

Me encantaría poder decir que en la escuela elemental, en la superior o la universidad tuve profesores de ciencias que me inspiraron. Pero, por mucho que buceo en mi memoria, no encuentro ninguno. Se trataba de pura memorización de la tabla periódica, palancas y planos inclinados...

[…] cuando echo la vista atrás me parece que lo más esencial no lo aprendí de mis maestros de escuela […], sino de mis padres, que no sabían nada en absoluto de ciencia…

Carl E. Sagan, 1995.

Dr. Raúl Alva GarcíaBiofisicoquímico

Departamento de Ciencias de la Salud.

División de Ciencias Biológicas y de la Salud.

Universidad Autónoma Metropolitana

Unidad Iztapalapa.

http://investigacion.izt.uam.mx/alva.

alva@xanum.uam.mx.

I do not believe in censorship. I believe in freedom of publication.

C. Linus Pauling.