Implementación de una estrategia didáctica para fortalecer ...
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Una propuesta didáctica para fortalecer el aprendizaje de la estructura y la organización de los ecosistemas, en estudiantes del grado quinto de la I.E.R Granjas Infantiles, desde el enfoque de Enseñanza por Indagación José Alejandro Patiño Sierra Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Medellín, Colombia 2017
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Una propuesta didáctica para fortalecer el aprendizaje de la estructura y la organización de los ecosistemas,
en estudiantes del grado quinto de la I.E.R Granjas Infantiles, desde el enfoque de Enseñanza por
Indagación
José Alejandro Patiño Sierra
Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Medellín, Colombia
2017
II
Una propuesta didáctica para fortalecer el aprendizaje de la estructura y la organización de los ecosistemas,
en estudiantes del grado quinto de la I.E.R Granjas Infantiles, desde el enfoque de Enseñanza por
Indagación
José Alejandro Patiño Sierra
Trabajo final de maestría presentado como requisito parcial para optar al título de:
Magister en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales
Directora: MSc. Verónica González Jaramillo
Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Medellín, Colombia
2017
III
Agradecimientos
La participación de numerosas personas e instituciones fueron imprescindibles
para la realización del presente trabajo, por lo que resulta complejo nombrarlos a
todos, sin embargo, quiero agradecer especialmente a:
La profesora Verónica González Jaramillo, por su asertivo e inteligente
acompañamiento, claves para la culminación del presente trabajo.
A mis padres, por su constante motivación y ayuda durante este proceso de
formación.
A Alejandra Cano Bermúdez, por ser mi compañera de equipo en la vida. Sus
contribuciones académicas y su constante motivación, fueron un bálsamo y un
aliento frente a los retos del camino.
A la comunidad educativa de las I.E.R Granjas Infantiles del Municipio de
Copacabana, por permitirme los tiempos y los espacios para desarrollar el
presente ejercicio investigativo.
A los profesores y al personal administrativo de la maestría, por contribuir con sus
enseñanzas y valores en mi proceso de formación y cualificación como docente.
IV
Resumen
El presente ejercicio investigativo, desarrollado en la Institución Educativa Rural
Granjas Infantiles del municipio de Copacabana estuvo orientado a determinar la
incidencia que tiene el diseño de propuestas didácticas desde los lineamiento del
enfoque de enseñanza por Indagación en la cualificación del aprendizaje de la
estructura y la organizaciones de los ecosistemas en estudiantes del grado quinto
de básica primaria. Dicha incidencia se determina mediante la participación de los
estudiantes en el desarrollo de guías, prácticas e investigaciones diseñadas en el
marco de situaciones contextuales, así como de sus desempeños frente a
instrumentos evaluativos formulados según los lineamientos de las pruebas
saber. Se concluyó la pertinencia del enfoque de indagación en el mejoramiento
de las prácticas de aula de ciencias naturales, así como en el aprendizaje, la
participación y la actitud de los estudiantes hacia la ciencia escolar y los modos y
las habilidades para hacerla.
Palabras claves: enfoque didáctico de indagación, estructura y organización de
los ecosistemas.
Abstract
The present research exercise, developed at I.E.R Granjas Infantiles in the
municipality of Copacabana, was aimed at determining the impact of the design of
didactic proposals from the orientation of the teaching approach by Inquiry in the
qualification of learning of the structure and organizations of the Ecosystems in
fifth grade elementary students. This impact is determined by the participation of
V
students in the development of guides, practices and research designed in the
context of contextual situations, as well as their performance against evaluative
instruments formulated according to the guidelines of the knowledge tests. The
relevance of the inquiry approach to the improvement of natural science
classroom practices as well as student learning, participation and attitude towards
school science and the ways and skills to do it, was concluded.
Key words: didactic approach of inquiry, structure and organization of
ecosystems.
VI
Contenido
Agradecimientos ......................................................................................................... III
Resumen ..................................................................................................................... IV
Contenido .................................................................................................................... VI
Introducción ................................................................................................................ XI
1. Aspectos Preliminares ......................................................................................... 13
1.1 Selección y delimitación del tema ........................................................................... 13
1.2 Planteamiento del Problema .................................................................................. 13
1.2.1 Antecedentes ........................................................................................................................... 13
1.2.2 Descripción del problema ........................................................................................................ 21
1.2.3 Formulación de la pregunta ..................................................................................................... 25
1.3 Justificación ........................................................................................................... 25
1.4 Objetivos ............................................................................................................... 28
1.4.1 - Objetivo General .................................................................................................................... 28
1.4.2 - Objetivos Específicos ............................................................................................................. 29
2. Marco Referencial ............................................................................................... 30
2.1 Marco Teórico........................................................................................................ 30
2.1.1 Enfoque didáctico de indagación ............................................................................................. 30
2.2 Marco Conceptual-Disciplinar ................................................................................. 33
2.2.1 Competencia Científica Escolar ................................................................................................ 33
2.2.2 Estructura y organización de los ecosistemas ......................................................................... 34
VII
2.2.3 Formulación de hipótesis ......................................................................................................... 37
2.3 Marco Legal ........................................................................................................... 41
2.4 Marco Espacial ....................................................................................................... 43
3. Diseño metodológico: Investigación aplicada ...................................................... 45
3.1 Paradigma Crítico-Social ......................................................................................... 45
3.2 Tipo de Investigación ............................................................................................. 46
3.3 Método ................................................................................................................. 46
3.4 Instrumento de recolección de información ............................................................ 47
3.5 Población y Muestra .............................................................................................. 49
3.6 Delimitación y Alcance ........................................................................................... 49
3.7 Cronograma ........................................................................................................... 50
4. Trabajo Final ...................................................................................................... 52
4.1 Resultados y Análisis de la Intervención ................................................................. 52
4.1.1 Análisis de prueba diagnostica................................................................................................. 53
4.1.2 Análisis de guía sobre formulación de hipótesis ...................................................................... 59
4.1.3 Análisis de guía sobre Niveles de organización ........................................................................ 67
4.1.4 Análisis de guía sobre estructura de los ecosistemas .............................................................. 77
5. Conclusiones y Recomendaciones ........................................................................ 87
5.1 Conclusiones .......................................................................................................... 87
5.2 Recomendaciones .................................................................................................. 89
Referencias ................................................................................................................ 91
A. Anexo: Instrumento diagnostico componentes y relaciones ecosistémicas ........... 96
B. Anexo: instrumento evaluativo: Método científico y formulación de hipótesis ... 103
C. Anexo: Instrumento evaluativo: organización biológica de los seres vivos.......... 107
D. Anexo: Instrumento evaluativo: factores bióticos y abióticos ............................. 111
VIII
E. Anexo: Evidencias fotográficas .......................................................................... 115
F. Anexo: Consentimientos informados ................................................................. 118
IX
Lista de Figuras
Figura 2-1 Estructura de un ecosistema. (Fuente: elaboración propia) ........................................................... 36
Figura 2-2 Niveles de organización de un ecosistema. (Fuente: elaboración propia) ...................................... 37
Figura 4-1 Escáner Resultados prueba diagnóstica ......................................................................................... 54
Figura 4-2 Resultados prueba diagnostica ...................................................................................................... 55
Figura 4-3 Resultados prueba diagnostica ...................................................................................................... 55
Figura 4-4 Escáner Resultados Instrumento diagnóstico sobre formulación de Hipótesis .............................. 60
Figura 4-5 Resultados instrumento diagnóstico sobre formulación de hipótesis ............................................ 61
Figura 4-6 Escáner Resultados observación cajas de Petri .............................................................................. 63
Figura 4-7 Escáner Resultados Instrumento Evaluativo: Método científico y formulación de hipótesis.......... 65
Figura 4-8 Resultados Instrumento Evaluativo: Método científico y formulación de hipótesis ....................... 66
Figura 4-9 Escáner Saberes previos sobre niveles de organización biológica .................................................. 69
Figura 4-10 Escáner Resultados Niveles de organización de los ecosistemas ................................................. 72
Figura 4-11 Escáner Resultados de hipótesis sobre niveles de organización .................................................. 73
Figura 4-12 Escáner Resultados instrumento evaluativo: organización biológica de los seres vivos .............. 75
Figura 4-13 Resultados instrumento evaluativo: organización biológica de los seres vivos ............................ 76
Figura 4-14 Escáner Resultados instrumento conceptos previos sobre Factores bióticos y abióticos ............. 79
Figura 4-15 Escáner Resultados instrumento Factores bióticos y abióticos .................................................... 81
Figura 4-16 Escáner Resultados Instrumento evaluativo: Factores bióticos y abióticos.................................. 84
Figura 4-17 Resultados Instrumento evaluativo: Factores bióticos y abióticos ............................................... 85
X
Lista de tablas
Tabla 2-1 Normograma ................................................................................................................................... 41
Tabla 3-1 Planificación de actividades ............................................................................................................. 50
Tabla 3-2 Cronograma ..................................................................................................................................... 51
Tabla 4-1 tabla de relación .............................................................................................................................. 52
Tabla 4-2 Resultados de la observación con las cajas de Petri ........................................................................ 64
Tabla 4-3 Resultados Saberes previos sobre niveles de organización biológica .............................................. 70
Tabla 4-4 Hipótesis sobre niveles de organización .......................................................................................... 74
Tabla 4-5 Resultados instrumento conceptos previos sobre Factores bióticos y abióticos ............................. 80
Tabla 4-6 Resultados instrumento Factores bióticos y abióticos ..................................................................... 82
XI
Introducción
El presente trabajo investigativo surgió ante la necesidad de implementar
modelos de enseñanza alternativos que conlleven de forma más asertiva al
aprendizaje de las ciencias naturales en los alumnos, en vista al bajo rendimiento
registrado en pruebas nacionales como el ICFES e internacionales como PISA,
TERCE, PERCE Y SERCE. De este modo, se priorizaron tres categorías de
análisis como sustento del trabajo, a saber: formulación de hipótesis, estructura y
niveles de organización de los ecosistemas; en el marco del enfoque de
enseñanza por indagación.
A raíz de lo anterior, se propuso en primera instancia diagnosticar la apropiación
conceptual de los estudiantes sobre el funcionamiento de los ecosistemas,
mediante situaciones enmarcadas en las competencias básicas del área; para
luego formular y aplicar una propuesta didáctica basada en los lineamientos del
enfoque de enseñanza por indagación a los estudiantes del grado 5° de la I.E.
Granjas Infantiles, la cual integraba casos contextuales con el propósito de
cualificar el aprendizaje en cuanto a las categorías de análisis ya descritas.
Con la aplicación de dicha propuesta didáctica, se logró evaluar el nivel de
apropiación conceptual en los alumnos acerca de los temas abordados; como
también, validar el enfoque de enseñanza por indagación en el aula como
alternativa y herramienta que utiliza la hipótesis y la experimentación para el
aprendizaje.
De acuerdo a lo anterior, el trabajo se estructuró del siguiente modo; en primer
lugar, se plantearon los elementos básicos del ejercicio investigativo, delimitación,
XII
formulación e importancia del tema; en segundo lugar, se desarrollaron los
referentes teóricos relacionados al enfoque de enseñanza por indagación y
disciplinares relativos a formulación de hipótesis, estructura y niveles de
organización de los ecosistemas, además se incluyó los aspectos generales y
legales de la población objeto de estudio; en tercer lugar, se elaboraron los
instrumentos y herramientas para la formulación e implementación de la
propuesta didáctica, aplicada a los estudiantes del grado quinto de la I. E Granjas
Infantiles; en cuarto lugar, se procedió al análisis de las categorías principales
según los resultados arrojados por las guías utilizadas y a partir de ello se
realizaron las respectivas conclusiones y recomendaciones, finalmente se
encuentran las referencias bibliográficas y los anexos como soporte de la
investigación.
13
1. Aspectos Preliminares
1.1 Selección y delimitación del tema
Ante la proliferación de enfoques y metodologías de enseñanza que intentan
mejorar los procesos de aprendizaje de las ciencias naturales, como reacción
frente a las prácticas escolares de corte transmisionista y memorísticas que
comunican una imagen de ciencia monótona y acabada, surge la necesidad de
apropiar propuestas como el enfoque didáctico de Indagación en los contextos
escolares, validándolo como marco de referencia para la enseñanza de
conceptos vertebrales en la biológica como lo es el ecosistema, su estructura y
organización; a su vez que su incidencia en la cualificación de la capacidad de
formular hipótesis como competencia científica escolar.
1.2 Planteamiento del Problema
1.2.1 Antecedentes
Tras el proceso de revisión bibliográfica orientado a identificar los ejercicios
investigativos que a la fecha se han desarrollado en torno a las categorías
conceptuales que integran el problema de investigación expuesto en el presente
trabajo, se determinaron tres tipos de antecedente a saber: investigaciones sobre
el desarrollo de competencias científicas escolares (formulación de hipótesis) ,
investigaciones sobre el enfoque didáctico de indagación para la enseñanza de
las ciencias naturales e investigaciones sobre la estructura y organización de los
ecosistemas desde el precitado enfoque.
14
En el proceso de búsqueda se empleó, además del lenguaje común, el lenguaje
documental, de acuerdo a las tipologías del tsaruro de la unesco homologables a
las categorías conceptuales inmersas en el presente trabajo, las cuales, se
emplearon en repositorios universitarios, bases de datos y revistas electrónicas
como: base, scirus, CiteSeerx, SciELO, Redalyc, Infomine, DOAJ, enseñanza de
las ciencias exactas y naturales, entre otras.
En este sentido el trabajo realizado por Furman, Podestá y Mussini (2014)
analiza el impacto del programa de mejoramiento escolar y de prácticas de aula
“escuelas del bicentenario” desarrollado en ciento veinticuatro escuelas de nivel
primario de Argentina, orientado a fortalecer los procesos de enseñanza de las
ciencias naturales a través de la implementación del enfoque didáctico de
Indagación en instituciones de contextos desfavorables, la formación situada de
los docentes y la implementación de estudios de clase, como estrategias que
permiten dar un viraje en la concepción tanto de los docentes como de los
estudiantes frente al significado de las ciencias y su relación con ella.
Como resultados, resaltan la incidencia positiva de la planificación y ejecución de
prácticas de aula desde el enfoque de indagación en la mejora tanto de los
desempeños de los estudiantes en el área de ciencias naturales como de los
docentes frente a los modos de desarrollar los objetivos curriculares de la misma,
a su vez que señalan el compromiso de los directivos como factor diferenciador
en el nivel de mejora de cada escuela.
Así mismo, Furman (2012) en el marco de la segunda etapa del PER ( proyecto
educativo rural) para Colombia, desarrolla un referente técnico para la producción
de secuencias didácticas en las áreas de ciencias naturales y matemáticas, a
partir de la articulación de abordajes teóricos relacionados con el mejoramiento
de prácticas de aula y la formación docente, como los son el desarrollo
profesional situado, el conocimiento pedagógico de contenido de Shulman (1986)
y la evaluación para el aprendizaje o formativa, que se concretizan en el diseño,
15
planificación y ejecución de prácticas desde el enfoque de enseñanza por
indagación para el desarrollo de competencias generales y científicas.
Dicho antecedente reviste especial importancia a los fines del presente trabajo
por cuanto brinda una fundamentación teórica de la relación del enfoque de
enseñanza de las ciencias por indagación con las teorías socio-constructivistas,
(de la cuál procede) a su vez, que la descripción y ejemplificación de cada una
de las pautas para la construcción de secuencias como instrumentos claves en la
implementación de dicho enfoque.
En esta misma línea de producción, se encuentra la tesis de maestría de Muñoz
(2014) en la que se propone el enfoque de enseñanza por indagación como
marco de referencia para intervenir las prácticas enciclopedistas, orientadas
desde una concepción de la ciencia como producto, de docentes de la básica
primaria de dos instituciones del departamento del Cauca. Dicho enfoque se
operativizó desde el diseño y ejecución de una secuencia didáctica,
implementada como clase modelo, en la que los docentes pudieron observar las
estrategias y metodologías propias del enfoque, tendientes a involucrar a los
alumnos en la construcción del conocimiento científico escolar.
Se concluye la alta receptividad de los profesores frente al enfoque empleado en
la medida que les permitió repensar su labor como orientadores de procesos de
construcción de conocimientos científico escolar, al margen de supeditarse a la
transmisión de conocimientos descontextualizados y desvinculados de la realidad
escolar y social de los estudiantes, toda vez que éstos manifestaron altos índices
de interés, motivación y disposición para el aprendizaje de las ciencias naturales
y el desarrollo de competencias.
De otro lado, la tesis de postgrado realizada por Castro y Ramírez (2013) en el
marco de la maestría en ciencias de la universidad de la Amazonia, permite
evidenciar la construcción epistemológica del concepto de competencia científica
16
en los referentes de calidad nacionales para la enseñanza de las ciencias
naturales, a su vez que la apropiación de dichos referentes por parte de los
docentes en el desarrollo de las prácticas de aula.
Como resultados se evidencia la falta de correspondencia entre las orientaciones
conceptuales, procedimentales y actitudinales estipuladas en los estándares y
lineamientos para la enseñanza de las ciencias naturales y las prácticas
implementadas por docentes de instituciones de básica secundaria, al promover
un enfoque transmisivo de la ciencia en el que se busca la acumulación de
información, al margen de la promoción de procesos de investigación
contextualizada que ayuden a los estudiantes a comprender la relación entre la
ciencia, la tecnología y la sociedad. En consecuencia, plantean el uso de
secuencias didácticas como dispositivos que favorecen la resolución de
problemas y el desarrollo de investigación escolar dentro del aula, como
estrategias que promueven las competencias científicas (formulación de
hipótesis).
En línea con lo anterior, el trabajo realizado por Burgos ( 2014) orientado al
fortalecimiento de competencias científicas desde la indagación como estrategia
de enseñanza en la básica primaria, ratifica las potencialidades de este enfoque
en cuanto permite a los docentes cuestionar los métodos tradicionalistas y
conductistas que emplean para la enseñanza de las ciencias, a su vez que
ofrece un marco didáctico para el desarrollo de actividades relacionadas con la
promoción de habilidades y competencias científicas. Se concluye una vez más,
su efectividad en el mejoramiento de las prácticas de aula y la calidad de los
aprendizaje de los estudiantes en el área de Ciencias Naturales.
Por último, la investigación realizada por el grupo GIDEP de la facultad de
educación de la universidad de Nariño ( 2013) en las instituciones oficiales del
mismo departamento, corroboran desde la rigurosidad de la investigación
cualitativa, lo expresado hasta aquí sobre el enfoque de enseñanza por
17
indagación y su potencialidad para el desarrollo de las competencias científicas,
en especial, la formulación de hipótesis, dentro de un marco de mejoramiento de
prácticas de aula de ciencias naturales.
En ella, a partir de los resultados de investigaciones diagnósticas, liderados por el
mismo grupo, que confirman el predominio de prácticas transmisionistas de
información, una visión reduccionista de las ciencias y la exposición didáctica por
sobre otro clase de actividades, se propone el enfoque de enseñanza por
indagación, el desarrollo de competencias científicas y el estudio de clase, como
estrategias para promover el mejoramiento en los procesos de enseñanza
aprendizaje. En consecuencia se determina a partir de los registros de clase, las
reflexiones sobre la propia práctica y la retroalimentación entre pares, el nivel de
desarrollo de cada una de las siete competencias científicas monitoreadas en
alumnos de grados quinto y sexto, a lo sumo que se establecen recomendaciones
y posibles líneas de investigación.
De otro lado, en cuanto a investigaciones sobre la enseñanza de la estructura y
la organización de los ecosistemas desde enfoques alternativos como la
indagación, se reporta el trabajo realizado por Gutiérrez y López (2012), con
estudiantes de nivel primaria en instituciones del departamento de Cundinamarca.
En ella, mediante la implementación de una secuencia didáctica orientada a la
comprensión de los conceptos de biodiversidad y ecosistema, por medio del
desarrollo de investigaciones dirigidas “colectivas” bajo la propuesta de Pozo
(2001), se estructuraron sesiones de trabajo situado enmarcadas en el concepto
de aula abierta, dirigidas a explorar y empoderar los recursos naturales
circundantes al contexto escolar como material de estudio.
Como resultado se evidencia el desarrollo de aprendizajes conceptuales,
procedimentales y actitudinales en los estudiantes, tras el análisis de los
entramados conceptuales en registros fílmicos y escritos. Se resalta la incidencia
del enfoque de enseñanza por investigación o indagación en la cualificación del
18
aprendizaje de la estructura y organización de los ecosistemas, toda vez que
permitió a los estudiantes evidenciar la interdependencia entre los organismos y
los factores ambientales, a su vez que su incidencia en el cambio de equilibrio de
estos.
En esta misma línea de producción, se referencia la investigación de González,
Bueno y Benarroch (2001) sobre la utilización del fouling como medio didáctico
para la enseñanza del equilibrio dinámico de los ecosistemas y las interrelaciones
entre los factores bióticos y abióticos, dadas la facilidad de observación y de
acceso a este tipo de biocenosis, así como la celeridad de las sucesiones,
permitiendo constatar cambios y evidenciar conceptos en periodos cortos de
tiempo, paralelos a los escolares.
La utilización de secuencias didácticas construidas bajo el enfoque de indagación
o investigación, como recurso metodológico, se cuenta como la principal
estrategia para superar las dificultades reportadas por la investigación didáctica
en el aprendizaje de este concepto, toda vez que se orienten a la integración del
medio natural del contexto escolar como principal fuente de información, ejemplos
y experiencias, así como a la graduación de los contenidos conceptuales. Dichas
conclusiones se reportan útiles a los fines de este trabajo, en la medida que se
resalta la importancia de conjugar medios naturales, trabajo de campo y de
laboratorio con las secuencias didácticas, por medio del enfoque didáctico de
indagación o investigación.
Así mismo el trabajo realizado por Jiménez, González y Hodar (2009) sobre la
conceptualización de los términos de población y especie, en los libros de texto
empleados por los docentes como referentes didácticos en las instituciones de
educación secundaria obligatorio española, aporta perspectivas de reflexión,
sobre la manera de presentar dichos conceptos en relación con las disciplinas
biológicas y las categorías conceptuales que los deben integrar. En
consecuencia, determinan que a pesar de su importancia como ejes articuladores
19
de la biología y por ende de su necesaria definición en áreas como genética y
evolución, es mínima su explicación en varios de los libros de texto de los grados
iniciales y ausente en muchos otros. Así mismo identifican las dimensiones
espacial y temporal como recurrentes para el concepto de población; y en el caso
de especie, las semejanzas morfológicas, el entrecruzamiento y la descendencia
fértil. A los fines de este trabajo, resultan imprescindibles las conclusiones
precitadas, por cuanto orienta la discusión sobre las perspectivas epistemológicas
que se deben asumir en la definición de estos conceptos dados su status de
vertebrales dentro de los marcos conceptuales de la biología.
De manera complementaria el trabajo de Berzal y Barbera (1993) sobre las
conceptualizaciones de población y especie de estudiantes de nivel básico de las
escuelas pública de Argentina, se toma igualmente como referente. En él, a partir
del reconocimiento de la poca profundización con que se aborda dichos
conceptos en la ciencia escolar (al margen de las implicaciones funcionales y
evolutivas) así como de las dificultades en el proceso de enseñanza aprendizaje,
se investigaron las concepciones de estudiantes de diversos niveles de primaria y
secundaria, con el objetivo de identificarlas y formular hipótesis orientadoras
sobre las causas que las generan.
A partir de un cuestionario semiestructurado, aplicado a doscientos treinta
estudiantes, se analizaron y categorizaron los resultados, tanto para los
conceptos de población e individuo como de especie. Para los primeros resalta la
primacía de nociones de corte antropocéntrico (población humana); seguida por
generalizaciones de pensamiento concreto, como “el individuo es un solo y la
población son muchos”; y en menor medida (4%) aquellas que incluyen la
dimensión espacial y temporal para su definición. Para el segundo, igualmente
predominan las ideas de corte antropocéntrico, criterios de identificación referidos
a caracteres morfológicos externos, y en muy pocos casos, la interfecundidad;
llegando únicamente el 1% de la población a sustentar concepciones
semejantes a la definición biológica.
20
En consecuencia el proceso de enseñanza aprendizaje del concepto de
población, debe obligatoriamente pasar por el de especie, a fin de superar las
frecuentes concepciones antropocéntricas inducidas por el contexto social y en
ocasiones por el escolar. Se sugiere, como estrategias de solución, considerar las
ideas de los estudiantes como punto de partida; hacer explicitas las relaciones
entre los conceptos mencionados; conectar el conocimiento escolar con
situaciones y contextos cercanos a los estudiantes, abordando las problemáticas
características de las poblaciones desde una perspectiva de trabajo por
investigación; a su vez que reestructurando los medios didácticos, que permitan
superar interpretaciones simplistas y acríticas sobre la naturaleza y los sistemas
ecológicos.
Por último, en cuanto a las investigaciones orientadas a formulación de hipótesis,
se reseña el trabajo de Collantes y Escobar (2015) dirigido a promover en
estudiantes de básica primaria la formulación de hipótesis como herramienta del
pensamiento científico por medio de la resolución de situaciones problema. En
ella a través de una estrategia metodológica de corte indagativa se evaluó la
capacidad cognitiva de cuarenta y cuatro niños de nivel primario frente a la
formulación de hipótesis antes y después de enfrentarse a cuatro situaciones
problema en contextos de aprendizaje alternativos. Como resultados se
determina que a partir de los siete años los niños de la muestra formulan
hipótesis de tipo científicas, de relación compuesta y de conexión en función de
su racionalidad y su capacidad argumentativa fundamentada en sus vivencias y
en la forma como aprecian el mundo.
En consecuencia se valida la hipótesis de investigación del trabajo al confirmar
que las situaciones de aprendizaje mediadas por la resolución de problemas
movilizan en los niños la formulación de hipótesis, las cuales, se suceden por
unas tipologías hasta llegar al rango de científicas.
21
En correspondencia a lo anteriormente expuesto y en orden a que no se
encontraron investigaciones que relacionan el enfoque didáctico de indagación
como marco de referencia para la cualificación de la enseñanza - aprendizaje de
la estructura y la organización de los ecosistemas, así como de la formulación de
hipótesis como competencia científica escolar, se encuentra pertinente el
desarrollo del presente trabajo como aporte a la didáctica de la ciencias naturales
en el nivel de básica primaria.
1.2.2 Descripción del problema
Si bien existe un consenso generalizado a nivel mundial sobre la importancia de
la enseñanza de las ciencias y en especial las naturales desde los niveles más
básicos de educación, “por cuanto contribuyen a la formación de ciudadanos
informados, creativos, y responsables capaces de participar plenamente en una
sociedad democrática” (Gil y Vilches 2004) citado por Furman et al (2014) y “en
un mundo cada vez más complejo, cambiante y desafiante, en el que resulta
imprescindible que las personas cuenten con los conocimientos y herramientas
necesarios que proveen las ciencias para comprender su entorno y aportar a su
transformación” MEN (2006), las investigaciones a nivel mundial y de
Latinoamérica coinciden en la necesidad de cambiar las maneras de enseñar
ciencias en función de los bajos resultados de los estudiantes en pruebas que
miden desempeños en dicha área.
Según Furman et al (2014) desde hace diez años, las pruebas nacionales e
internacionales aplicadas en países Iberoamericanos, muestran resultados
preocupantes debido a los bajos niveles de conocimiento y habilidades científicas
de los estudiantes de dicha región.
Al respecto los resultados de los países latinoamericanos en pruebas como PISA,
resultan alarmante al ubicarse en los niveles inferiores del ranking de
22
participantes. En particular se evidencia como la mayoría de estudiantes de
quince años se ubican en un nivel inferior al considerado como aceptable para la
categoría de alfabetización científica.
De manera similar, los resultados del SERCE desarrollado y aplicado por la
UNESCO a estudiantes de tercer y sexto grado de básica primaria de países de
Latinoamérica y el Caribe, “evidencian que solo el 11, 4 % de los alumnos de
sexto, demostraron ser competentes al explicar situaciones cotidianas basados
en evidencia científica, utilizar modelos para explicar fenómenos naturales o
extraer conclusiones basados en datos” (UNESCO, 2009).
Dichos resultados, de acuerdo con (Näslund-Hadley,Thompson y Norsworthy,
2010) citados por Furman et al ( 2014) obedecen al desarrollo de prácticas de
aula desde un enfoque enciclopedista, en el que prima la acumulación de
información, la reproducción mecánica de conceptos y la transmisión del
conocimiento científico como un producto de la ciencia que tiene poca o nula
relación con el contexto de los estudiantes y su vida cotidiana, lo que en conjunto
se conoce como modelo transmisivo de enseñanza de la ciencia.
En dicho modelo, los docentes no solo presentan la ciencia como un conjunto de
conocimientos acabados, descontextualizadas del proceso por el cual fueron
producidos Furman et al (2014) sino que también corren el riesgo de que “la
ciencia en la escuela se reduzcan a un elenco de nombres, números, fechas,
taxonomías, lugares, fórmulas para rellenar con números o letras y
procedimientos mecánicos” Hernández (2005. p.6) que poco aportan a la
formación de ciudadanos científicamente alfabetizados.
En Colombia, las dinámicas de los procesos de enseñanza en el área de Ciencias
Naturales son un reflejo de la situación Iberoamericana, en tanto los resultados en
pruebas internacionales y nacionales, permiten concluir la necesidad de
reestructurar los métodos de enseñanza, alineándolos con modelos
23
constructivistas de vanguardia, como lo es el enfoque de enseñanza por
Indagación.
Para contextualizar lo anterior basta con analizar los desempeños de los
estudiantes colombianos en pruebas internacionales como PISA, TERCE; y
Nacionales como el ICFES, en los que resaltan los bajos resultados y la
necesidad de investigar sus causas e intervenir las prácticas desde diferentes
modelos de enseñanza.
De acuerdo con el resumen ejecutivo del ICFES (2013), el programa internacional
de evaluación de estudiantes, conocido como PISA, por sus siglas en inglés,
busca determinar los niveles de competencia de los jóvenes de quince años en
áreas como lectura, matemáticas y ciencias, así como sus habilidades y
conocimientos, en el marco de situaciones potenciales que enfrentarán en su
participación social.
Colombia, desde su primera participación en PISA en 2006, ha obtenido
resultados muy bajos, en comparación con el promedio de la OCDE. En 2012 el
promedio para el área de ciencias naturales fue de 399, ubicando a Colombia en
el puesto 58 entre los 65 participantes. Dichos resultados, no solo confirman el
distanciamiento entre las políticas de calidad definidas por el gobierno y los
estándares propuestos por la OCDE, sino que también sugieren perspectivas de
discusión sobre las estrategias y los mecanismos necesarios para acercarlos.
De otro lado el tercer estudio regional comparativo TERCE (2015), liderado por el
laboratorio latinoamericano de evaluación de la calidad de la educación (LLECE),
busca determinar el logro de aprendizajes desde una perspectiva
multidimensional de los estudiantes de tercero y sexto grado de países de
América Latina y del Caribe en áreas como lectura, escritura, matemáticas y
ciencias naturales, aportando a las políticas educativas de la región informes
sobre la eficiencia, equidad, relevancia y pertinencia de sus sistemas.
24
Al respecto, Colombia ha obtenido resultados discretos en el área de ciencias
naturales desde su primera participación en el PERCE. En el año 2006 se
desarrolló el SERCE (segundo estudio regional comparativo) en el que más del
85% de los estudiantes de sexto grado se ubicaron por debajo del nivel 3, al no
lograr relacionar situaciones con dos variables, interpretar experimentos sencillos
y resolver situaciones problema que requieren la utilización de modelos
explicativos y de mayores niveles de formalización y abstracción. No muy
distantes son los resultados del TERCE (2013) en el que más del 70,2% de los
estudiantes colombianos no superaron el nivel 3 de desempeño.
Así mismo, el ICFES en su reporte ejecutivo del 2016, expone los resultados
nacionales de los estudiantes de tercero, quinto y noveno en las pruebas de
lenguaje, matemáticas y ciencias naturales correspondientes a los años 2009,
2012 y 2014. En este se desagregan los resultados por niveles de desempeño,
género, nivel socioeconómico y tipo de establecimiento, que permiten generar
comparativos sobre diversas variables que condicionan los procesos de
aprendizaje. Al respecto los resultados para el grado quinto en el área de ciencias
naturales llaman la atención, al ubicarse más del 67.7% de los estudiantes en los
niveles insuficiente y mínimo durante los tres años; ya que tan solo el 32,3 % se
ubican en los desempeños satisfactorio y avanzado.
En línea con lo anterior los resultados de los estudiantes del grado quinto de la
I.E.R Granjas Infantiles, en las pruebas saber de ciencias naturales, no difieren
de los del país, en tanto el 78,1% de la población evaluada registra como
promedio de los tres últimos años, desempeños mínimos e insuficientes, con tan
solo un 22,4% en los niveles satisfactorio y avanzado. En consecuencia, al
desagregar los resultados en términos de competencias se evidencia debilidades
en cuanto al uso de conocimiento científico, explicación de fenómenos e
indagación; en tanto que para las componentes se registran debilidades en el
entorno físico, la relación ciencia, tecnología y sociedad y el entorno vivo.
25
Dichos resultados, en línea con las practicas enciclopedistas de corte transmisivo,
obedecen a modelos de enseñanza conductistas y a concepciones de la ciencia
de corte positivista, así como a la mínima formación en ciencias de los docentes
que orientan los procesos de enseñanza en la institución, que en suma, dificultan
el aprendizaje de conceptos centrales de la biología como lo es la estructura y la
organización de los ecosistemas.
En consecuencia, considerando la relevancia que reviste conceptos
fundamentales de los ecosistemas como lo son población y especie, por cuanto
permiten una visión integrada de la biología dada su relación con áreas como la
taxonomía, la genética, la ecología y la evolución; y en atención al consenso
mundial sobre la necesidad de cambiar los enfoques y metodologías de
enseñanza de las ciencias en función de los bajos desempeños, se pretende con
el presente trabajo determinar ¿Cómo influye el enfoque de enseñanza por
indagación en el fortalecimiento del aprendizaje de la estructura y organización de
los ecosistemas, en estudiantes del grado quinto de la I.E.R granjas Infantiles del
municipio de Copacabana?
1.2.3 Formulación de la pregunta
¿Cómo influye el enfoque de enseñanza por indagación en el fortalecimiento del
aprendizaje de la estructura y organización de los ecosistemas, en estudiantes
del grado quinto de la I.E.R granjas Infantiles del municipio de Copacabana?
1.3 Justificación
Desde hace varias décadas la literatura de la didáctica de las ciencias reporta una
relación creciente entre los fines de los sistemas educativos a nivel mundial y los
valores y habilidades que provee la ciencia para la formación de ciudadanos con
26
pensamiento crítico y creativo. Según Sbarbati (2015) la idea de que todo
ciudadano debe poseer un conocimiento básico de los conceptos y
procedimientos fundamentales de la ciencia y la tecnología, es ampliamente
reconocida en los currículos escolares del mundo.
Dicha relación, generalizada como alfabetización científica, busca desde los
niveles básicos de escolaridad, contribuir a la formación de ciudadanos con
interés por el mundo natural y social, a partir del desarrollo de un pensamiento
crítico y reflexivo orientado a democratizar la toma de decisiones en asuntos que
afectan el futuro de la sociedad. Godoy, Segrra, Di Mauro (2014)
En consecuencia, Dimauro y Furman (2012) señalan que la mayoría de los
currículos de Europa y Latinoamérica (incluido Colombia) plantean como objetivos
prioritarios la enseñanza de una serie de habilidades relacionadas con los modos
de conocer de las ciencias y con el desarrollo del pensamiento crítico y autónomo
que posicionan a la escuela como el lugar privilegiado para sentar las bases del
pensamiento científico y la formación de ciudadanos competentes y reflexivos
frente a su entorno social y a los problemas y decisiones que los afectan.
Sin embargo, numerosas investigaciones sobre los desempeños de los
estudiantes latinoamericanos en pruebas nacionales e internacionales de
ciencias, advierten sobre la necesidad de cambios estructurales y pedagógicos a
nivel del sistema y de las prácticas de aula, en función de los bajos resultados.
De acuerdo con Furman y Podesta ( 2009) es recurrente que durante las clases
de ciencias impartidas en las aulas de países latinoamericanos, se priorice la
exposición y la verbalización por sobre otra clase de estrategias didácticas,
buscando con ello la transmisión de conocimientos y la generalización de una
imagen de ciencia como producto, descontextualizada del proceso por el que se
produce, al margen del desarrollo de procesos investigativos que involucren a los
estudiantes en la reconstrucción y producción de conocimiento en el marco de
estrategias de ciencia escolar.
27
Ante este panorama, resulta fundamental la realización de investigaciones que
permitan validar que tipos de estrategias pedagógicas y metodológicas favorecen
el aprendizaje de las ciencias naturales en la escuela primaria, en tanto estas
resultan primordiales para la formación de ciudadanos creativos, críticos y
reflexivos, en línea con los fines de los sistemas educativos.
En correspondencia con lo anterior, estudiosos de la didáctica de las ciencias,
como los premios Nobel de Física León Lederman y Geoges Charpark,
interesados en la problemática de la enseñanza de las ciencias en el nivel
primario a nivel mundial, formularon, con base en las propuestas de Dewey,
Schwab y los estándares nacionales de la educación en ciencias de los Estados
unidos, una metodología de trabajo conocida comúnmente como enseñanza de
las ciencias basada en la indagación, ( ECBI), la cual, se fundamentaba en la idea
de involucrar al estudiante en la construcción del conocimiento científico , a partir
de un proceso dirigido por el docente, en el que experimente los modos y las
habilidades para hacer ciencia escolar, en el marco de investigaciones
promovidas con base a situaciones o interrogantes que los movilicen.
Dicho enfoque, conocido originalmente en Francia como “la mano en la mesa”
está siendo implementado a nivel mundial, gracias a su propuesta para superar
las metodologías tradicionales y los aprendizajes memorísticos, tan comunes en
la enseñanza de las ciencias. En Colombia ha adoptado el nombre de “pequeños
científicos” y actualmente es gerenciado por la universidad de los Andes,
mediante capacitaciones a docentes y elaboración y distribución de material
didáctico.
En este sentido, la presente investigación resulta relevante, por cuanto el
programa de pequeños científicos no beneficia a la I.E.R Granjas Infantiles, a
pesar de la orientación tradicionalista de los docentes y de sus prácticas
transmisionistas, reflejadas en los bajos desempeños de sus estudiantes y en la
actitud desinteresada por las ciencias, haciéndose necesario el desarrollo de
propuestas didácticas bajo los parámetros del enfoque de indagación, que
28
permitan implementarlo y validarlo como metodología de enseñanza en línea con
las tendencias actuales.
Ahora bien, dado que el enfoque de enseñanza por indagación asumido en la
presente propuesta como marco referencial para orientar el aporte metodológico
a la didáctica de las ciencias en el nivel de básica primaria, es validado desde los
referentes curriculares nacionales e internacionales en función del mejoramiento
que posibilita en la calidad de los procesos de enseñanza- aprendizaje, se hace
necesario para su implementación en la practicas de aula, un eje temático
transversal que permita el desarrollo de contenidos conceptuales, actitudinales y
procedimentales (estructura y organización de los ecosistemas) de las ciencias
naturales.
Dicho eje, resulta un núcleo fundamental en la enseñanza de las ciencias
naturales, por cuanto sienta las bases para la comprensión de los grupos
taxonómicos y las relaciones simbióticas que se establecen entre estos, así
como la influencia de los factores ambientales (humedad, temperatura, luz, agua)
en las dinámicas de los seres vivos. Así mismo, permite comprender las
relaciones tróficas y el flujo de energía, así como las afectaciones antrópicas que
realizamos desde nuestras dinámicas de consumo.
En consecuencia se pretende determinar el aporte del enfoque didáctico de
indagación en la cualificación y fortalecimiento del aprendizaje de la estructura y
organización de los ecosistemas, validándolo como metodología de enseñanza.
1.4 Objetivos
1.4.1 - Objetivo General
Diseñar una propuesta de intervención a partir de los lineamientos pedagógicos y
metodológicos del enfoque de enseñanza por indagación, tendiente a cualificar el
aprendizaje de la estructura y organización de los ecosistemas en los estudiantes
del grado quinto de la I.E.R Granjas Infantiles de Copacabana.
29
1.4.2 - Objetivos Específicos
- Diagnosticar la apropiación conceptual de los estudiantes sobre el
funcionamiento de los ecosistemas, mediante situaciones enmarcadas en las
competencias básicas del área.
-Estructurar las fases de la propuesta didáctica con base en los lineamientos
pedagógicos del enfoque de enseñanza por indagación y el desempeño de los
estudiantes en la prueba diagnóstica.
- Implementar la propuesta didáctica en las prácticas de aula de ciencias
naturales correspondientes al núcleo temático trabajado.
- Evaluar la incidencia del enfoque de enseñanza por indagación en la
cualificación del aprendizaje de la estructura y organización de los ecosistemas
en la población estudiantil objeto de estudio.
30
2. Marco Referencial
Se explicitan a continuación los abordajes teóricos en torno al enfoque de
enseñanza por indagación, asumido en la presente propuesta como marco de
referencia para estructurar el aporte metodológico a la didáctica de las ciencias
naturales en el nivel de básica primaria.
2.1 Marco Teórico
2.1.1 Enfoque didáctico de indagación
Dicho enfoque, respaldado por los lineamientos curriculares de muchos países
del mundo, incluidos los de Iberoamérica, Furman et.al (2014) como estrategia
frente a los bajos resultados en pruebas nacionales e internacionales (PISA,
SERCE), derivados de una concepción de la ciencias como producto que se
transmite en el aula; toma de los modelos constructivistas, en especial del trabajo
de David Ausubel, Lev Vygotsky y Jean Piaget, la fundamentación sobre la forma
en la que se construye el aprendizaje, concebido como un proceso de
pensamiento activo en el que los individuos reorganizan sus estructuras mentales
previas en función de la nueva información y la interacción social.
Desde esta perspectiva, el enfoque de indagación orienta el ejercicio de la
enseñanza de las ciencias naturales mediante la formulación de continuas
oportunidades en las que los estudiantes participen activamente desde un nivel
intelectual, bien sea “desde la formulación de preguntas, la obtención y análisis
31
de datos o el debate y la confrontación de ideas en el marco de la creación de
una cultura investigativa dentro de la clase” (Furman &Podesta, 2009, p. 1)
El enfoque de enseñanza por indagación, “parte de las propuestas realizadas por
educadores como Dewey en los años treinta, y como Schwab en los sesenta”,
(Jiménez 1998, p. 207) como oposición al modelo de enseñanza tradicional de
corte transmisivo. Al respecto (Furman & Podesta, 2009), puntualizan las
observaciones que Dewey hacia a la asociación americana para el desarrollo de
las ciencias, “al argumentar que en la enseñanza de las Ciencias naturales se
daba demasiada prioridad a la retención de información y no se profundizaba en
esta como una manera de pensar y actitud de la mente” (p.10). En consecuencia,
se sucedieron una serie de propuestas en el campo de la didáctica de las
ciencias, en oposición al modelo transmisivo y enciclopedista (derivado de una
concepción del conocimiento científico como producto), que con el tiempo, se
configuraron en lo que hoy se conoce como el enfoque de indagación.
Dicho enfoque se distancia de una concepción única de la ciencia como producto,
(entendida como el conjunto de saberes de cada disciplina y las relaciones entre
ellos dentro de un marco conceptual coherente) la cual, es evidenciado en la
escuela mediante la exposición y el aprendizaje memorístico de conceptos, leyes
y principios descontextualizados del proceso por el cual fueron producidos, y
que a lo sumo, muestran una imagen deformada de la ciencia como un conjunto
de saberes acabados, absolutos y verdaderos, que se aprenden mediante
actividades pasivas que solo exigen apropiarse formalmente de dicho
conocimiento. Así mismo, el enfoque precitado se aleja de una concepción
univoca de ciencia como proceso, (entendido como los modos de conocer propios
de la ciencia), que se configuro en la escuela, mediante el modelo de aprendizaje
por descubrimiento, en el cual, los estudiantes interaccionan con materiales,
realizan prácticas activas de laboratorio e interaccionan con los fenómenos de
estudio, sin que medie un verdadero desarrollo de competencias o habilidades
científicas.
32
En contraposición, el enfoque de enseñanza por indagación, comprende la
ciencia como un cuerpo de conocimientos ( producto), derivados de la aplicación
rigurosa de métodos propios y validados en comunidades de aprendizaje, que
exigen para su comprensión, el entendimiento de los procesos generales
(competencias) y específicos ( habilidades) que se utilizan para su construcción.
“Es así como en la escuela el aprendizaje de conceptos científicos debe estar
enmarcado en situaciones de enseñanza en las que los estudiantes tengan
oportunidades de desarrollar ciertas habilidades e ideas relacionadas con el
proceso de construir conocimiento científico” (Furman et.al 2014, p. 10).
De esta manera, la enseñanza de las ciencias naturales debe estar enmarcada
en el desarrollo de múltiples oportunidades de investigación, orientadas bajo la
guía de un docente experimentado “que modelice estrategias de pensamiento,
proponga problemas para discutir y fenómenos a analizar, orientando a los
estudiantes a buscar información necesaria para comprender lo que no se
conoce”. (Escuela del Bicentenario 2011 p. 6).
En otras palabras, enseñar y aprender ciencia, exige que los estudiantes hagan
ciencia escolar; y que durante este proceso, a la par que comprenden conceptos
científicos, desarrollen competencias científicas, además que experimenten las
alegrías, frustraciones y desafíos que implica poner en acción dichas
competencias en función de la comprensión de los fenómenos que los inquietan y
asombran.
Sin embargo, y aunque el modelo de indagación ya ha sido asumido por los
lineamientos curriculares de muchos países, incluida Colombia, los retos y las
presiones metodológicas a que se enfrenta para su aplicación, exigen el
desarrollo de investigaciones tanto a nivel de secundaria como de primaria, que
permitan fundamentar su aporte a la comprensión de las ciencias desde sus
dimensiones constitutivas: como producto y como proceso.
33
2.2 Marco Conceptual-Disciplinar
2.2.1 Competencia Científica Escolar
El abordaje teórico sobre el concepto de competencia científica escolar, si bien,
no se supedita a un nivel educativo, por ser un proceso cognitivo que se
desarrolla durante toda la escolaridad, se abordará en la presente sección desde
un nivel básico en correspondencia con el grado y ciclo a intervenir.
Al respecto, se hace necesario definir el concepto de competencia desde un
marco general escolar hasta explicitar su concepción desde la perspectiva de la
ciencia. En este sentido, Hernández (2005) ubica los orígenes del concepto de
competencia, en las dilucidaciones elaboradas por Aristóteles en torno a la
categoría de potencia. Para él, “la potencia nombra lo que algo o alguien es
capaz de ser o de hacer”. En correspondencia, Heidegger precisa la connotación
de la expresión “ser capaz” al situarla como consecuencia de la acción “de
querer”; resultando así, “que la capacidad del querer es propiamente aquello, en
virtud de lo cual, algo puede llegar a ser”.
De esta manera, la escuela, en función de la potencia o de la capacidad de “ser
capaz” de cada estudiante, moviliza una serie de dinámicas y procesos, para
orientar “el querer” hacia la concreción de modos de ser, de actuar, de pensar y
de sentir, que en suma lo disponen para intervenir las realidades que le
acontecen. Dichos modos de ser, de acuerdo con Cañaz, Díaz y Neida (2007)
“se corresponden con los valores e intereses (actitudes), habilidades y destrezas
(procedimientos) y conocimientos (conceptos), que conforman las capacidades
de los individuos para dar solución a situaciones reales en contextos diversos”.
De igual manera, los estándares básicos MEN (2006) complementan lo anterior
al concebir las competencias como “un conjunto de conocimientos, habilidades,
actitudes, comprensiones y disposiciones cognitivas, socio afecticas y
34
psicomotoras, apropiadamente relacionadas entre sí para facilitar el desempeño
flexible, eficaz y con sentido de una actividad en contextos relativamente nuevos
y retadores” ( p. 49)
De otro lado, las ciencias naturales desde su concepción socio-cultural como
actividad humana, definen las competencias desde una perspectiva científica que,
de acuerdo con Hernández (2005) se conceptualiza como “el conjunto de
saberes, capacidades y disposiciones que hacen posible actuar e interactuar de
manera significativa en situaciones en las cuales se requiere producir, apropiar o
aplicar comprensiva y responsablemente los conocimientos científicos” (p. 21)
En ello, se advierte que las competencias científicas, no se supeditan a
situaciones exclusivas de la ciencia, sino que trascienden al campo social, a
través de la formación de la capacidad crítica, reflexiva, analítica y argumentativa
en los ciudadanos, que si bien, son representativas de la actividad científica,
proveen a éstos, de herramientas para comprender su contexto y participar en la
decisiones culturales y sociales.
De esta manera y teniendo presente el lugar privilegiado que ocupa la escuela
primaria, como escenario para sentar las bases fundamentales del pensamiento
científico Furman & Podesta ( 2009) se hace necesario explicitar, las potenciales
competencias científicas que se desarrollarán en la propuesta metodológica para
el grado quinto, atendiendo la construcción del grupo de GIDEP, a saber: explorar
hechos y fenómenos, analizar problemas, formular hipótesis; observar, recoger y
organizar información; utilizar diferentes métodos de análisis, evaluar los métodos
y compartir los resultados.
2.2.2 Estructura y organización de los ecosistemas
A continuación se desarrollará el concepto de ecosistema, que si bien se realiza
desde un panorama general para su comprensión, en el presente ejercicio
35
investigativo interesa su estructura y niveles de organización, ya que son los
elementos relativos a los instrumentos de la propuesta didáctica y por ende a las
categorías de análisis.
En este sentido, la conformación de un ecosistema está dada por su estructura y
por los niveles de organización de los diferentes seres vivos que habitan en él, de
las relaciones que forman y de las condiciones de dicho hábitat. En el mundo
existen diversos tipos de ecosistemas en los cuales también se encuentran
variaciones en su tamaño e interacciones de especies, poblaciones y
comunidades; un ejemplo de ello se evidencia en el entorno escolar que integra
tanto factores bióticos como abióticos, favoreciendo a través del enfoque de
enseñanza por indagación el aprendizaje en los estudiantes, al tener en cuenta
este escenario cotidiano como un espacio para la experimentación.
Bajo los lineamientos teóricos de Bechara, Clavijo & Samacá (1999); Vélez
Naranjo & Vélez Bravo (2013); y Álvarez (2016); se explicita la ecología como la
ciencia encargada de estudiar de manera amplia y sintética los ecosistemas y sus
relaciones; adicional se establece la importancia de definir los factores bióticos y
abióticos que constituyen la estructura de un ecosistema y los niveles de
organización, debido a que cada uno de ellos se dispone y se distribuye
específicamente, a saber: individuo, población y comunidad. Entonces bien, se
precisan los términos de la estructura en la siguiente ilustración:
36
Figura 2-1 Estructura de un ecosistema. (Fuente: elaboración propia)
Mediante la información suministrada, es posible apreciar que existe una
constante interacción entre los factores bióticos y abióticos, a razón de los
elementos que contienen. De este modo, se aprecian según Álvarez (2016), dos
tipos de relaciones, las dadas entre los organismos vivos y las establecidas entre
dichos organismos y su entorno físico e inerte. Sin embargo, los diversos autores
expresan que el ambiente físico conlleva limitaciones para la vida de las especies,
por lo que deben adaptarse para lograr sobrevivir y hacer descendencia de su
especie. En concordancia a los conceptos y a la presente investigación, los
espacios y el contexto natural de la Institución, puede definirse como un
ecosistema en el cual confluyen interacciones de seres vivos e inertes, lo cual es
un ejemplo que facilita el aprendizaje de los alumnos de los términos abordados,
si se relaciona desde el enfoque de enseñanza por indagación que permite
experimentar y corroborar lo impartido por el docente.
Partiendo de la estructura, se continúa con los niveles de organización:
• "Es el conjunto de seres vivos que habitan el ecosistema" (Bechara, Clavijo & Samacá (1999).
•Seres humanos
•Animales
•Vegetación
Factores Bióticos
•Son "el conjunto de seres inertes y condiciones ambientales que prevalecen en un ecosistema" Bechara, Clavijo & Samacá (1999)
•Clima
•Agua
•Temperatura
Factores Abióticos
37
Figura 2-2 Niveles de organización de un ecosistema. (Fuente: elaboración propia)
Lo anterior, refleja que los niveles de organización corresponden a los factores
bióticos que interactúan con el hábitat que los rodea, además se procede desde
lo particular a lo general, para un mayor entendimiento de los términos. Las
definiciones por si solas no resuelven un interrogante o generan conocimiento,
por ello desde la propuesta didáctica aplicada en el proyecto investigativo, se
incentiva al estudiante por medio de preguntas discrepantes que le permitan
experimentar y corroborar las ideas preconcebidas y apropiar en mayor grado el
conocimiento del concepto ecosistema su estructura y niveles de organización.
2.2.3 Formulación de hipótesis
De esta manera y teniendo presente el lugar privilegiado que ocupa la escuela
primaria, como escenario para sentar las bases fundamentales del pensamiento
científico Furman & Podesta (2009) se hace necesario explicitar, la competencia
científica que se desarrollará en la propuesta metodológica para el grado quinto, a
saber: formulación de hipótesis.
Individuo
Corresponde al primer nivel y es cada organismo perteneciente a un ecosistema. La unión de varios individuos con características similares compone una especie.
Población
Está conformada por organismos de la misma especie que confluyen en un mismo entorno al mismo tiempo. Constantemente se encuentran en cambio debido a elementos como densidad, distribución, natalidad, mortalidad y crecimiento poblacional.
Comunidad
Se constituye por poblaciones que de igual manera habitan en la misma zona, en un tiempo determinado. Los ecólogos han establecido siete tipos de relaciones interespecíficas entre poblaciones; estas son: cooperación, mutualismo, comensalismo, amensalismo, competencia, depredación y parasitismo.
38
Como ya se ha mencionado, las competencias científicas son un conjunto de
habilidades cognitivas, que le permiten al estudiante mediante un proceso
pedagógico cualificar su aprendizaje, para ello es necesario estimular en el aula
cada una de ellas acorde a las unidades temáticas del momento; en este sentido,
la presente investigación se propone fortalecer la formulación de hipótesis (en los
estudiantes del grado 5°) que si bien hace parte y se complementa de este
conjunto, puede ser analizada de manera independiente.
Acorde a lo anterior y según lo establecido por Pájaro (2002), la formulación de
hipótesis se enmarca en la investigación científica debido a sus orígenes y puede
ser definida como una afirmación o explicación de un hecho, situación y/o
fenómeno que se ha observado y hace parte de la realidad. La definición se hace
en un contexto amplio y general para la comprensión del término, además se
retoman dos posturas que señala el autor frente a dicha competencia; la primera
la formulación como construcción escrita y la segunda como concepto.
En consecuencia, la primera determina las características propias para la
redacción de una hipótesis, ésta se fundamenta en los sentidos, las sensaciones
y las experiencias e inicia con la observación y la documentación como métodos
directos que proporcionan los datos necesarios para su elaboración, algunas
pautas que advierte Pájaro (2002), son: debe contener un vocabulario claro y
explícito, que no de paso a la imprecisión; debe ser una oración lógica cargada de
valor (afirmación) para luego determinar su veracidad; debe prescindir de las
disyuntivas; entre otras. De tal forma, se podría decir bajo los parámetros del
investigador que los elementos de la redacción de una hipótesis configuran su
definición, donde se establece como un proceso que contiene diversas fases
como la observación, la formulación y la comprobación de los datos, que
finalmente conducen a la construcción de conocimiento o aprendizaje científico.
Lo anterior, proporcionó un panorama global del concepto de formulación de
hipótesis, por lo cual en este apartado se hace referencia a esta categoría desde
la perspectiva en clase con base en el libro La Ciencia en el aula (2005) por ser
39
un aporte al pensamiento crítico de los docentes en su quehacer y un impulso
para promover en los estudiantes el aprendizaje de las temáticas de interés. El
proceso de enseñanza de las ciencias naturales, busca mediante herramientas
metodológicas el desarrollo de competencias científicas que le permitan al
alumno aprender el modo de hacer ciencia, por lo que la formulación de hipótesis
como competencia en el aula se realiza a un nivel “micro” y pretende generar en
el individuo ideas y sus posibles soluciones para luego ser comprobadas a través
de la experimentación.
Los autores Gellon, Rosenvasser, Furman & Golombek (2005) coinciden con la
apreciación de Pájaro (2002), en la cual señalan que la formulación de hipótesis,
en el caso del aula, parte de cuestionamientos referidos a la experiencia diaria y
utilizan como medio de comprobación la observación y la experimentación; no
obstante en el contexto escolar dicho proceso debe ser orientado de forma
discreta para no irrumpir en los elementos empíricos de la ciencia, además el aula
es un escenario propicio para promover prácticas investigativas que fácilmente
sean elaboradas por el alumno en su cotidianidad, de este modo el docente
deberá generar el desarrollo de la competencia en formulación de hipótesis a
partir preguntas problematizadoras que movilicen en los estudiantes supuestos y
predicciones según sus experiencias.
En otro sentido Torres, Mora, Garzón y Ceballos (2013), basados en los
resultados del ejercicio investigativo del grupo GIDEP de la universidad de
Nariño, realizan un análisis de las competencias científicas desarrolladas desde el
enfoque de indagación como mecanismo didáctico alternativo, en dicha
investigación se platearon indicadores que permitirán evaluar el desempeño del
alumno en el avance de cada competencia; en el caso de la formulación de
hipótesis se determinaron como ejes los siguientes: “el estudiante elabora
conjeturas preliminares; resume los elementos que someterá a estudio; explica la
forma de abordar la relación entre los elementos contenidos en la hipótesis” (p.
197).
40
Según lo mencionado y lo descrito por el grupo GIDEP, el proceso de formulación
de hipótesis y desempeño de los indicadores debe estar acompañado por el
docente, para garantizar el aprendizaje e incentivar en mayor grado al estudiante,
de igual manera es importante vincular esta categoría a la temática de clase
vigente. En este sentido, aparece el enfoque de indagación como una alternativa
que le permite al alumno desarrollar y fortalecer sus conocimientos frente a la
formulación de hipótesis; así mismo el profesor debe incorporar elementos
evaluativos y pedagógicos que contengan cuestionamientos para determinar el
nivel de aprendizaje según la competencia.
Como tal, los autores Torres et al., (2013), expresan que no sólo el educador es
quien debe promover la formulación y solución de las hipótesis con sus preguntas
y herramientas, sino que también el alumno cuenta con la responsabilidad de
adoptar un papel activo en el proceso de enseñanza, ligado al de un investigador
(más de carácter empírico), de esta manera se logra mayor flexibilidad en la
comprensión de los conceptos, sin desconocer ninguno de los roles y sin negar el
nivel de conocimientos.
41
2.3 Marco Legal
La siguiente estructura conceptual, denominada Normograma, sintetiza las líneas
de trabajo común y las correspondencias entre el presente ejercicio investigativo,
la legislación educativa, los referentes curriculares y los marcos internacionales,
nacionales y locales.
Tabla 2-1 Normograma
LEGISLACIÓN O
DOCUMENTO RECTOR
NORMA CITADA
CONTEXTUALIZACIÓN DE
LA NORMA.
Ley 115 de 94
Numerales 5, 7, 9 del artículo 5: fines de la educación colombiana. Artículo 20: objetivos generales de la educación básica
Se evidencia la correspondencia entre los objetivos del presente ejercicio investigativo y los precitados principios, toda vez que se comparten los propósitos de contribuir a la formación de competencias científicas o investigativas en los ciudadanos, orientadas al mejoramiento de la calidad de vida y al acceso al conocimiento como medio para ello.
Lineamientos curriculares de ciencias naturales y Ed. ambiental
“(…) hace ver como natural el supuesto, nunca explicito, de que la misión del profesor debe ser “transmitir” esta verdad a las nuevas generaciones quienes la deben aprender lo mejor que puedan” MEN (1998, p. 22)
La propuesta de investigación, precisamente asume el enfoque transmisivo de la enseñanza de las ciencias naturales como problema focal, y contribuye a la materialización de los objetivos del área mediante el desarrollo de una propuesta metodológica para el fortalecimiento de las competencias científicas a través de un enfoque alternativo de enseñanza
42
denominado indagación o de investigación.
Estándares básicos de competencias en ciencias naturales.
“En consecuencia, ha de ser meta de la formación en ciencias –tanto sociales como naturales– desarrollar el pensamiento científico (…)”. MEN (2006, p. 105) “(…) Varios estudios han mostrado que los estudiantes desarrollan mejor su compresión conceptual y aprenden más sobre la naturaleza de las ciencias cuando participan en investigaciones científicas, con suficientes oportunidades y apoyo para la reflexión” MEN (2006, p. 111)
Los estándares validan los objetivos de la presente investigación, al considerar que desde las propuestas curriculares institucionales se debe promover el aprendizaje de la ciencias desde un enfoque por indagación a través de ejercicios investigativos enfocados a intervenir la realidades de los estudiantes, en los que se les posibilita constantes oportunidades de participación, análisis crítico y reflexivo, que en suma fortalezcan las competencias científicas y configuren una imagen de ciencia como construcción humana, al margen del positivismo.
Así mismo, el docente como orientador de la indagación permite replantar la metodología de enseñanza de las ciencias, en línea con los modos de proceder y los valores de los agentes constructores de ciencia.
Contexto internacional UNESCO: Programa en pro de la Ciencia: Marco general de Acción
Artículo 41: (UNESCO 1999, p.43)
El presente ejercicio investigativo contribuye al logro de las recomendaciones de la UNESCO, al proveer de un marco metodológico para la enseñanza de las competencias científicas en el nivel básico.
Contexto Nacional:
“(…) El país requiere un sistema de formación que permita a los estudiantes no solo acumular conocimientos, sino saber cómo aplicarlos, innovar, y aprender a lo largo de la vida para el desarrollo y
Esta línea de acción se articula con en el presente proyecto en la medida en que invita a trascender la acumulación de
43
actualización de sus competencias” ( DNP 2014, p. 39)
conocimientos, priorizando el desarrollo de competencias que permitan saber cómo aplicarlos a la transformación del contexto socio-cultural.
2.4 Marco Espacial
La institución educativa rural granjas infantiles es un colegio oficial que se
encuentra ubicada en la vereda Ancón del municipio de Copacabana, sobre el
kilómetro 18 de la autopista Norte. Ofrece la modalidad de media técnica
agropecuaria, atendiendo los grados de preescolar a undécimo.
Está integrada por un rector, un coordinador, veintidós docentes y 620
estudiantes, de los cuales, 150 residen en el internado ubicado dentro de la
misma Institución, ya que provienen de barrios marginados de Medellín, como
Santo Domingo Savio, San Javier, La sierra, la cruz, el pinal, entro otros. Por su
parte la población estudiantil externa, residen en las fincas de recreo y producción
agropecuaria de la misma vereda.
La institución cuenta con una amplia zona verde, dos bloques de aulas, oratorio,
cafetería, biblioteca, sala de sistemas, canchas polideportivas y zonas de recreo
común.
Dentro de su componente conceptual se identifica una misión y visión orientadas
al fortalecimiento de los valores, deberes y derechos fundamentales, como
principios de convivencia. Así mismo se identifica objetivos relacionados con la
formación científica, a los cuales, aporte el presente proyecto, a saber:
“Formar científica y técnicamente, con sentido humano y cristiano, a todos los
miembros de la comunidad educativa, para mejorar la calidad de vida personal
familiar y social.” (PEI, p. 8).
44
De esta manera se evidencia como el desarrollo del ejercicio investigativo,
contribuye al logro de los propósitos del P.E.I, impulsando la consolidación de un
nuevo marco metodológico para la enseñanza de las ciencias naturales mediada
por el desarrollo de competencias científicas.
45
3. Diseño metodológico: Investigación aplicada
La presente investigación, atendiendo a las características de su objeto de
estudio y a la perspectiva de alcance de sus objetivos, se realiza desde un
enfoque mixto, por cuanto permite la articulación de instrumentos y métodos de
corte cuantitativo y cualitativo orientados a la comprensión de la situación o
realidad que se investiga, conformada en este caso tanto por categorías
cualitativas (enfoque de enseñanza por indagación) como por variables
cuantitativas (nivel de fortalecimiento del aprendizaje de la estructura y
organización de los ecosistemas) .
De este modo, se busca interpretar y determinar la incidencia de un enfoque
particular de enseñanza como los es la indagación en el fortalecimiento del
aprendizaje de la estructura y organización de los ecosistemas en los estudiantes,
por medio de indicadores cuantificables.
3.1 Paradigma Crítico-Social
En correspondencia con el enfoque seleccionado y el contexto de aplicación del
presente ejercicio investigativo, se asume el paradigma socio-critico como modelo
para interpretar la realidad del contexto educativo particular y dar solución a los
problemas que en ella se presentan (González 2003). Este paradigma, posibilita
problematizar los modelos de enseñanza de corte enciclopedista y transmisionista
que imperan en las clases de ciencias naturales, en función de la calidad de los
46
aprendizajes del grupo social a intervenir (estudiantes del grado quinto) , a su vez
que pretende movilizar su interés hacia el estudio y la comprensión de las
ciencias mediante la implementación del enfoque de indagación, posibilitando el
desarrollo de una postura crítica frente al papel de las ciencias naturales en la
dinámica social y cultural, en que están inmersos.
3.2 Tipo de Investigación
El diseño metodológico empleado en el presente ejercicio se circunscribe en el
modelo de Investigación- acción educativa, el cual, permite al docente reflexionar
sobre las problemáticas de su propia práctica, con el fin de intervenirlas como
investigador.
Dicho diseño, valida el ejercicio investigativo que se pretende desarrollar al
interior del aula, cualificando la práctica docente a partir del fortalecimiento de las
competencias investigativas implicadas en la reflexión y problematización de la
misma.
3.3 Método
De acuerdo con los elementos conceptuales precitados, orientados a
fundamentar la investigación educativa aplicada al campo de la enseñanza, se
establece cuatro etapas básicas o momentos de desarrollo en función de los
objetivos específicos, establecidos de manera inductiva a saber:
Diagnóstico y revisión de la literatura: a partir del reconocimiento del docente
del contexto y las dinámicas de enseñanza –aprendizaje que se dan al interior del
grupo a intervenir, así como de indicadores de desempeño en pruebas internas y
externas, se determinó la problemática de enseñanza a intervenir, validando su
pertinencia, mediante el diseño y aplicación de una prueba diagnóstica, así como
de la revisión en bases de datos, de ejercicios investigativos similares.
Diseño de la propuesta de intervención: a partir de la formulación del estado
del arte de las categorías teóricas implicadas en el campo disciplinar y didáctico
47
relacionadas con el objeto de estudio, se formuló una propuesta de intervención
con base en los fundamentos conceptuales y metodológicos del enfoque de
enseña por indagación para el aprendizaje de la estructura y organización de los
ecosistemas en el área de ciencias Naturales del grado quinto.
Intervención y recolección de datos: la propuesta de intervención se desarrolló
durante la sesiones de clase del primer semestre del 2016, con base en los
contenidos procedimentales, conceptuales y actitudinales definidos en los
estándares y plan de estudio institucional del primer y segundo periodo; así
mismo, se aplicarán tanto a docentes como estudiantes focalizados los
instrumentos destinados a recolectar insumos para su posterior análisis.
Análisis y Conclusiones: a partir de la información obtenida en la anterior fase y
atendiendo a criterios de credibilidad como la triangulación, se elaborará un texto
de análisis sobre las pertinencia de la propuesta empleada, así como
recomendaciones para futuras intervenciones.
3.4 Instrumento de recolección de información
Dar cumplimiento a los objetivos básicos, exige la configuración de instrumentos y
técnicas de análisis, que permitan recabar información suficiente orientada a
evaluar el nivel de alcance del ejercicio investigativo y su impacto en la población
objeto. En este sentido y en función de las fuentes primarias y secundaria de
información, se describe de manera breve, siguiendo a Hernández, et al, (2010)
los instrumentos que se empleara en la investigación.
Prueba diagnóstica: Se diseñó atendiendo la estructura metodológica de las
pruebas saber, en la cual, se relacionan componentes, afirmaciones y
competencias. De esta manera se estructuraron diez preguntas orientadas a
determinar el nivel de conocimiento de los estudiantes sobre la estructura y
organización de los ecosistemas así como el estado de las competencias básicas
48
del área a saber: indagación, explicación de fenómenos y uso del conocimiento
científico.
Propuesta didáctica: Dicha propuesta, conformada por tres guías de
aprendizaje, se configuro integrando las propuestas de Jorba y Sanmarti para el
diseño de unidades didácticas y de Furman y Fabiani para la planeación de
prácticas de aula bajo el enfoque de indagación.
De esta manera la primera guía está orientada a promover el desarrollo de la
formulación de hipótesis como competencias científica escolar en los estudiantes,
mediante actividades relacionadas con los métodos que emplea la ciencia para la
construcción del conocimiento. Dicha temática se justifica en términos del
enfoque de indagación, dado que el desarrollo de esta competencia es
prerrequisito para involucrar a los estudiantes en las investigaciones escolares
que se pretenden movilizar en el marco de las situaciones contextuales
relacionadas con la estructura y organización de los ecosistemas.
La segunda guía aborda lo referente a los niveles de organización biológica
característicos de la mayoría de ecosistemas a partir de actividades relacionadas
con la determinación de la biodiversidad del contexto natural y las zonas verdes
de la institución.
Por último la tercera guía se orienta a identificar las relaciones que existen entre
los organismos que habitan en las zonas verdes de la institución, los factores
ambientales y los objetos y sustancias inertes, determinando su interrelación y
dependencia.
Instrumentos de evaluación: Al finalizar cada guía se aplicó un instrumento
evaluativo diseñado con la estructura metodológica de las pruebas saber:
componente, afirmación y competencia, con el objetivo de evidenciar la incidencia
del enfoque de indagación en el fortalecimiento del aprendizaje de la temática
objeto de estudio y el desarrollo de competencias
49
Así mismo se utilizaron instrumentos complementarios como registros fílmicos,
fotografías, escaners de talleres, cuestionario y pruebas realizadas.
Como fuentes secundarias se empleó el proyecto educativo institucional y el plan
de área de ciencias naturales.
Tratamiento y procedimiento para el análisis de la información: Como
instrumento para tratar y analizar la información, se hizo uso de la propuesta de
Martínez (2004), denominada método comparativo constante, el cual consiste en
vaciar la información recolectada en un esquema, de acuerdo a tres pasos:
transcribir la información protocolar, dividir los contenidos en porciones o
unidades temáticas y categorizar.
Triangulación: el cruce de la información obtenida mediante los anteriores
instrumentos, permite garantizar la independencia de los datos respecto del
investigador.
3.5 Población y Muestra
La población objeto de estudio está integrada por los estudiantes del grado quinto
de la I.E Granjas Infantiles del Municipio de Copacabana, del cual, se tomarán
veinticuatro alumnos como elementos muéstrales.
3.6 Delimitación y Alcance
En correspondencia con los objetivos de la investigación se busca aportar a la
didáctica de la enseñanza de las ciencias naturales, en la línea de los enfoques
alternativos de enseñanza como lo es la Indagación, las fortalezas y limitaciones
del mismo en el nivel de primaria, en función del desarrollo de las competencias
50
científicas y el fortalecimiento del aprendizaje de la estructura y organización de
los ecosistemas.
3.7 Cronograma
Como estrategia para el cumplimiento metódico de los objetivos del proyecto, se
dispone a continuación de un plan de trabajo.
Tabla 3-1 Planificación de actividades
FASE OBJETIVOS ACTIVIDADES
Fase1: Caracterización
Diagnosticar la apropiación conceptual de los estudiantes sobre el funcionamiento de los ecosistemas, mediante situaciones enmarcadas en las competencias básicas del área.
1.1 Rastreo en bases de datos y repositorios de trabajos relacionados con la idea de investigación. 1.2 Revisión bibliográfica sobre el enfoque de enseñanza por indagación. 1.3 Revisión bibliográfica sobre las competencias científicas (formulación de hipótesis). 1.4 Revisión bibliográfica sobre la estructura y organización de los ecosistemas, abordado en el grado quinto de nivel primaria. 1.5 Diseño de prueba diagnóstica para evaluar conceptos y competencias.
Fase 2: Diseño de la propuesta de intervención
Estructurar las fases de la propuesta didáctica con base en los lineamientos pedagógicos del enfoque de enseñanza por indagación y el desempeño de los estudiantes en la prueba diagnóstica.
2.1 Diseño de propuesta didáctica de intervención en el marco del enfoque de indagación para el aprendizaje de la estructura y organización de los ecosistemas.
Fase 3: Intervención y recolección de datos
Implementar la propuesta didáctica en las prácticas de aula de ciencias naturales correspondientes al núcleo temático trabajado.
3.1 Implementación de la propuesta de intervención. 3.2 Aplicación de instrumentos de evaluación.
51
Fase 4: Análisis y Conclusiones
Evaluar la incidencia del enfoque de enseñanza por indagación en la cualificación del aprendizaje de la estructura y organización de los ecosistemas en la población estudiantil objeto de estudio.
4.1 Triangulación y análisis de resultados obtenidos tras la implementación de la propuesta de intervención. 4.2 Elaboración de conclusiones y recomendaciones.
De manera complementaria se propone un cronograma tentativo para el
desarrollo de cada una de las actividades propuestas, teniendo como referente
las 16 semanas de duración del semestre académico.
Tabla 3-2 Cronograma
ACTIVIDADES
SEMANAS
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Actividad 1.1 X
Actividad 1.2 X X
Actividad 1.3 X X
Actividad 1.4 X
Actividad 1.5 x X
Actividad 2.1 X x x x
Actividad 3.1 X x x X X
Actividad 3.2 X X X X X
Actividad 4.1 x X X x
Actividad 4.2 x x X
52
4. Trabajo Final
4.1 Resultados y Análisis de la Intervención
Dando cuenta del primer objetivo específico, se diseñó un instrumento
diagnóstico con base en los lineamientos de las pruebas saber del área de
ciencias naturales con el propósito de evaluar el nivel de apropiación conceptual
sobre la estructura y niveles de organización de los ecosistemas, así como el
desarrollo de las competencias básicas del área, de los estudiantes objeto de
estudio. (Ver anexo A)
De este modo, se formuló la siguiente tabla de relación en la que se exponen los
componentes, las competencias y las afirmaciones tenidas en cuenta para la
construcción de las situaciones contextuales.
Tabla 4-1 tabla de relación
COMPONENTE COMPETENCIA
AFIRMACIÓN RESPUESTA
1 Entorno vivo: niveles de organización de los ecosistemas
Explicar Comprende que los organismos dependen de las relaciones que establecen entre sí y con el entorno.
D
2 Entorno vivo: niveles de organización de los ecosistemas
Uso de conocimiento científico
Comprende que los organismos dependen de las relaciones que establecen entre sí y con el entorno.
B
53
3 Entorno vivo: niveles de organización de los ecosistemas
Uso de conocimiento científico
Comprende que los organismos dependen de las relaciones que establecen entre sí y con el entorno.
C
4 Entorno vivo: relaciones interespecíficas
Indagación Observa y relaciona patrones en los datos para evaluar las predicciones
C
5 Entorno vivo: relaciones interespecíficas
Indagación Observa y relaciona patrones en los datos para evaluar las predicciones
A
6 Entorno vivo: relación de factores bióticos y abióticos
Indagación Observa y relaciona patrones en los datos para evaluar las predicciones
A
7 Entorno vivo: redes tróficas y cadenas alimenticias
Explicar Comprende que los organismos dependen de las relaciones que establecen entre sí y con el entorno.
A
8 Entorno vivo: relación de factores bióticos y abióticos
Uso de conocimiento científico
Comprender que existen relaciones entre los seres vivos y el entorno y que ellos dependen de éstas.
B
9 Entorno vivo: relación de factores bióticos y abióticos
Uso de conocimiento científico
Comprender que existen relaciones entre los seres vivos y el entorno y que ellos dependen de éstas.
C
10 Entorno vivo: tipos de ecosistemas
Uso de conocimiento científico
Comprender que existen relaciones entre los seres vivos y el entorno y que ellos dependen de éstas.
D
4.1.1 Análisis de prueba diagnostica
El diagrama de barras esquematiza los resultados obtenidos en cada opción de
respuesta. La prueba se aplicó a 37 estudiantes del grado quinto, de un total de
40.
54
Figura 4-1 Escáner Resultados prueba diagnóstica
55
P1 P2 P3 P4 P5
A 16 12 15 8 19
B 4 10 14 4 7
C 1 13 8 18 5
D 16 2 0 7 6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Figura 4-3 Resultados prueba diagnostica
P6 P7 P8 P9 10
A 8 9 13 11 11
B 13 8 10 10 0
C 11 2 10 12 4
D 5 18 4 4 22
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Figura 4-2 Resultados prueba diagnostica
56
La prueba fue construida siguiendo la metodología de diseño empleada por el
ICFES para la formulación de las pruebas saber, la cual se denomina Modelo
basado en evidencias, en orden a la sucesión de los siguientes pasos, que
derivan en la construcción de las preguntas: selección del estándar y las
competencias, definición de afirmaciones y evidencias para cada una, para llegar,
por ultimo al establecimientos de tareas y preguntas.
Pregunta 1: el enunciado está orientado a evidenciar el nivel de comprensión de
los estudiantes sobre las estructuras de organización de los ecosistemas,
mediante la proposición de una situación que exige el desempeño eficiente y con
sentido de la competencia “explicar”, para determinar de manera crítica y
argumentativa, el organizador gráfico, que establece las relaciones acertadas. En
este sentido, se evidencia a partir de la figura 4.-1, que el 57% de los estudiantes
establecen relaciones incorrectas entre los niveles de organización ecosistémica,
a su vez, que el desempeño eficiente de la competencia evaluada, no se ve
reflejado en esta misma medida, por cuanto no evalúan de manera crítica y
argumentativa la validez y coherencia de cada opción de repuesta. Se infiere la
falta de conceptualización y la poca claridad frente a los términos evaluados
debida en parte, al enfoque enciclopedista y transmisionista imperante en las
prácticas de aula de grados anteriores, así como un modelo didáctico netamente
expositivo, que les dificulta comprender las estructuras de organización
evaluadas.
Pregunta 2 y 3: en línea con el anterior enunciado, las preguntas están
orientadas a develar la comprensión de los niveles de organización ecosistémica
de manera conceptual, mediante el planteamiento de una situación contextual
que exige, el desempeño de la competencia “uso comprensivo de conocimiento
científico” para la determinación de relaciones entre el significado de cada nivel y
las frecuencias de organismos estipuladas en la tabla. De esta manera se
evidencia a partir de los resultados para la pregunta dos y tres, que el 73 y el 78%
de los estudiantes, de manera correspondiente, no tienen claro el significado de
conceptos como población, comunidad, especie e individuo, que a lo sumo,
57
dificultan el desempeño de la competencia evaluada en situaciones contextuales
como la presentada. Se infiere que la falta de claridad conceptual que no permite
el uso comprensivo de los significados tratados, en situaciones contextuales del
estudiante, es debida posiblemente, a métodos didácticos de enseñanza y
aprendizaje memorísticos empleados en grados anteriores, en los que prima, la
repetición verbal y el desarrollo de múltiples tareas de corte activista, al margen
de la reflexión y de oportunidades de investigación en las que los estudiantes
hagan uso comprensivo de las relaciones conceptuales y de significados
mediante indagaciones desarrolladas en su contexto cercano.
Pregunta 4 y 5: Las preguntas están orientadas a evaluar el nivel de
comprensión sobre los tipos de relaciones interespecificas que se dan entre los
organismos de los ecosistemas, mediante la proposición de una situación
contextual enmarcada en uno de los biomas más representativos de Colombia,
como lo es la amazonia, exigiendo para su comprensión, el desempeño de la
competencia “indagar” para establecer regularidades y patrones en los datos
expuestos en la gráficas y evaluar cada una de las predicciones. En este sentido
se observa mediante los resultados de la pregunta 4 que el 51% de los
estudiantes no infieren el tipo de relación expuesta en el diagrama circular, a su
vez que el 48% no establece patrones y regularidades en los datos, para la
valoración de predicciones. Se infiere que las dificultades en este componente,
obedecen al escaso trabajo en torno a los procesos de observación,
interpretación, representación y correlación de datos en gráficas, en que se
apoya la ciencia y que permiten el desarrollo de competencias de indagación.
Pregunta 6, 8 y 9 : Las situaciones propuestas buscan evidenciar el nivel de
comprensión de los estudiantes frente a las relaciones que establecen los
factores bióticos y abióticos en procesos vitales como la reproducción, la
fotosíntesis y los ciclos biogeoquímicos, exigiendo el desarrollo de las
competencias “indagar” y “uso de conocimiento científico” explicadas
anteriormente. De esta manera se evidencia en los resultados de las preguntas
58
6, 8 y 9 que el 78, 72 y 67 % de los estudiantes de manera correspondiente, no
comprenden la relación conceptual entre dichos factores ni su significado, así
como tampoco las relaciones de dependencia y coexistencia. Se infiere, la
enseñanza de los factores bióticos y abióticos desde una perspectiva animista,
como la causa de la poca comprensión sobre la manera en que se relacionan en
procesos como los antes descritos.
Pregunta 7: la situación presentada está orientada a evaluar el nivel de
comprensión de los estudiantes frente a los flujos de energía que se dan entre
diversos organismos por medio de relaciones alimentarias, exigiendo para su
entendimiento, el desarrollo de la competencia “explicar” para determinar la
validez de las representaciones propuestas a partir de la comprensión de las
mismas. En este sentido se evidencia en la figura 4-2 que el 75 % de los
estudiantes, seleccionan diagramas de flujo de energía incorrectos, a su vez que
el desempeño de la competencia no se evidencia en la misma medida. Se deduce
la enseñanza de las redes tróficas en términos exclusivos de depredación, más
no en términos de flujo de energía entre organismos productores y consumidores,
como la razón de la poca comprensión sobre la manera como circula le energía
por medio de las relaciones alimentarias.
Pregunta 10: la situaciones presentada, busca evaluar el nivel de comprensión
sobre los tipos de ecosistemas representativos de Colombia y sus características.
De acuerdo a los resultados se evidencia que solo el 40 % de los estudiantes, no
infiere las relaciones entre el clima, la biodiversidad y la altitud, que configuran la
diversidad de los ecosistemas colombianos.
En consecuencia con el anterior análisis, se evidencia que las situaciones
propuestas en las preguntas dos y tres, orientadas a evaluar la comprensión de
los niveles de organización de los ecosistemas; seis y siete, formuladas para
evidenciar el nivel de apropiación sobre las relaciones entre los factores bióticos y
abióticos; así como el contexto de la pregunta siete, dirigida a evaluar la
asimilación sobre las redes tróficas y cadenas alimenticias, exponen los
59
resultados más bajos de acierto en relación con las frecuencias de respuesta de
las demás preguntas, por lo que se priorizarán como ejes temáticos para la
formulación de las actividades de intervención planteadas en la secuencia
didáctica.
En consecuencia con lo anterior, al contrastar las competencias del área de
ciencias naturales valoradas por cada una de las preguntas, se evidencia que los
estudiantes no desempeñan con sentido la capacidad de explicar, indagar y de
utilizar el conocimiento científico, en las situaciones contextuales propuestas, las
cuales, al tomarse en esta investigación como las bases y prerrequisitos para
desarrollar la competencia científica de “formulación de hipótesis”, justifican y
sustentan su tratamiento, dentro de la propuesta de intervención a aplicar.
4.1.2 Análisis de guía sobre formulación de hipótesis
En el presente trabajo investigativo se planteó una propuesta didáctica que
buscaba fortalecer el aprendizaje de la estructura y niveles de organización de los
ecosistemas en los estudiantes del grado 5° de la I. E Granjas Infantiles, a partir
del enfoque de enseñanza por indagación el cual lleva como “prerrequisito” y fin
la formulación de hipótesis. De esta manera, la formulación de hipótesis se
configura como categoría de análisis y como una competencia científica escolar
que deben adquirir los alumnos mediante la implementación de las actividades de
dicha propuesta didáctica.
La formulación de hipótesis, según lo expresado por Pájaro (2002), puede ser
definida como una afirmación o explicación de un hecho, situación y/o fenómeno
que se ha observado y hace parte de la realidad. Además y bajo los lineamientos
presentados en el marco conceptual, es una competencia científica escolar que
dirigida de forma adecuada por el docente, promueve en los estudiantes
interrogantes y posibles soluciones que luego serán comprobados a través de
diversos experimentos.
60
Dicho lo anterior, la propuesta pedagógica aplicada se basó en tres guías, una de
ellas dedicada a desarrollar la competencia en formulación de hipótesis, en sus
actividades se introdujo herramientas (vídeos, texto, casos contextuales) que les
permitía a los estudiantes pensar y evaluar variadas posibilidades. De los
ejercicios empleados, se referencian tres como insumo para el presente análisis,
el primero comprende el instrumento diagnóstico sobre formulación de hipótesis,
que buscaba inicialmente evaluar el nivel de esta competencia en los alumnos,
mediante una práctica orientada por el docente sobre cultivo de bacterias. Allí se
le sugiere al estudiante formular de acuerdo a cada medio de cultivo (agar
nutritivo, agar con sal, agar con vinagre), una predicción o hipótesis sobre el
crecimiento y desarrollo de bacterias en cada uno, a lo que respondieron de la
siguiente manera:
Figura 4-4 Escáner Resultados Instrumento diagnóstico sobre formulación de Hipótesis
61
El gráfico demuestra que los estudiantes de quinto grado que realizaron la
actividad formularon las siguientes hipótesis:
El 85% de los alumnos expresaron: “Las bacterias crecen en la caja de Petri
con el agar nutritivo” y argumentaron que se debe a las proteínas y nutrientes
contenidas en el caldo de gallina, por tanto facilitan el crecimiento de las
bacterias, asimismo expresan que al no haber sal, ni vinagre en esa área se
propagan dichos microorganismos al tener la posibilidad de alimentarse sin
sustancias que lo eviten.
Respecto al cultivo de agar nutritivo mezclado con sal, el 46% de los
estudiantes manifestaron crecimiento de bacterias, a razón de que en su vida
cotidiana la ven como un alimento necesario que contribuye de alguna manera
el crecimiento, del mismo modo asociaron la condición salada del mar como
Agar Nutritivo Agar con Sal Agar con Vinagre
Crecimeinto Bacterias 11 6 2
Sin crecimiento 2 7 11
0
2
4
6
8
10
12
Nú
me
ro d
e e
stu
dia
nte
s
R e s u l t a d o s i n s t r u m e n t o d i a g n ó s t i c o s o b r e f o r m u l a c i ó n d e h i p ó t e s i s
Figura 4-5 Resultados instrumento diagnóstico sobre formulación de hipótesis
62
un elemento que contiene y propicia las bacterias. Por el contrario, el 54%
restante aseguró que la sal evita el nacimiento de bacterias, gracias a ser una
sustancia fuerte, de sabor picante y por contener veneno que contrarresta a
dichos microbios, que incluso podría inhibirlos.
Finalmente se encuentra el agar nutritivo combinado con vinagre, en el cual el
85% de los estudiantes coinciden en que no habrá crecimiento de los
microorganismos, debido a su sabor dulce, amargo y raro, además consideran
que este elemento erradica y no produce las bacterias.
Los resultados indican que los alumnos tienen diversas percepciones frente a los
casos, la mayoría de ellas similares, aunque discrepan por sus rutinas diarias. Por
esta razón el docente basado en el enfoque de enseñanza por indagación
propone en la guía poner en práctica el experimento (segundo elemento de
análisis) y comprobar por sí mismos sus hipótesis; después de una semana de
haber realizado el cultivo de bacterias los estudiantes registraron la información
obtenida durante el proceso en la siguiente figura:
63
Figura 4-6 Escáner Resultados observación cajas de Petri
64
Tabla 4-2 Resultados de la observación con las cajas de Petri
AGAR NUTRITIVO AGAR CON SAL AGAR CON VINAGRE
CRECIMIENTO DE BACTERIAS
13
CRECIMIENTO DE HONGOS
13
SIN CRECIMIENTO
13 13
La información demuestra que el 100% concuerda en los resultados, es decir,
mediante el experimento comprobaron que en el agar nutritivo sin ninguna
sustancia crecen más bacterias, que cuando se acompaña de sal o vinagre. La
mayoría lograron evidenciar que sus hipótesis formuladas eran correctas debido
al crecimiento o no de los microorganismos en las cajas de Petri, además
concluyeron que la sal y el vinagre retrasan, demoran, afectan y evitan el
crecimiento de dichas bacterias en los alimentos y en el agar nutritivo.
En general el instrumento diagnóstico y la comprobación de las hipótesis
proporcionaron algunos elementos de análisis. El primero, relacionado a la
estructura escrita de la hipótesis por parte de los estudiantes, donde no se cuenta
con un constructo elaborado, pero que al ser orientado de forma correcta por el
docente tiene sentido y manifiesta según su cotidianidad y supuesto lo que podría
pasar, haciendo la actividad más certera sin irrumpir en el aprendizaje o
pensamiento del alumno.
Por otra parte, la formulación de hipótesis genera cierta expectativa en el
investigador y en el aula genera conocimientos y motivación, dado que el paso
siguiente es un estímulo en el estudiante; en otras palabras, las prácticas
contextualizadas favorecen la concentración e incrementan la atención del
alumno en clase, pues el hecho de comprobar y experimentar lo que han
planteado por medio de instrumentos alternativos les produce mayor satisfacción
y por ende mejor apropiación de los conceptos y temáticas abordadas.
65
Después de haber completado las actividades propuestas en la guía,
relacionadas a formulación de hipótesis, se procedió a la aplicación de
conocimientos en un instrumento evaluativo que constaba de cinco preguntas de
selección múltiple con única respuesta, referidas al experimento de cultivo de
bacterias; esto con el propósito de identificar el nivel de apropiación adquirido por
parte de los estudiantes del concepto. Ver Anexo B
Según lo expuesto, los estudiantes respondieron así:
Figura 4-7 Escáner Resultados Instrumento Evaluativo: Método científico y formulación de hipótesis
66
Lo arrojado por los alumnos, demuestra que la mayoría al final del proceso han
logrado adquirir habilidades frente al pensamiento y procedimiento para formular
y evaluar hipótesis. Más del 90% ha comprendido la estructura tanto de los
ejercicios como de la prueba evaluativa que se desarrolló bajo los parámetros del
ICFES, indicando que han asimilado los conceptos sobre pregunta, formulación
de hipótesis, experimentación y conclusión, es decir elementos investigativos
abordados en el aula que determinan un buen nivel de aprendizaje.
De otro lado, el gráfico refleja que sólo el mínimo de los encuestados respondió
de forma diferente, lo cual no demuestra que no hayan alcanzado las habilidades,
sino que faltan detalles para afinar su pensamiento crítico frente a las pruebas de
esta índole; para ello se sugiere realizar más prácticas investigativas relacionadas
Respuesta 1 Respuesta 2 Respuesta 3 Respuesta 4 Respuesta 5
Opción A 0 1 3 23 19
Opción B 2 1 0 1 1
Opción C 0 22 21 0 0
Opción D 22 0 0 0 4
0
5
10
15
20
25
Nú
me
ro d
e e
stu
dia
nte
s
Resultados Instrumento Evaluativo: Método científico y formulación de hipótesis
Figura 4-8 Resultados Instrumento Evaluativo: Método científico y formulación de hipótesis
67
a la competencia científica, donde combinen sus experiencias diarias con las
actividades en el salón de clase.
En general, es posible afirmar que los estudiantes del grado 5° de la I.E. Granjas
Infantiles, han adquirido la competencia científica escolar en formulación de
hipótesis, considerando que poseen capacidades básicas de las ciencias
naturales. Lo anterior se debe principalmente a involucrar en las sesiones
académicas herramientas pedagógicas y didácticas diferentes a las
convencionales y asociadas al contexto escolar y habitual de los educandos.
Asimismo, a integrar durante esas prácticas el enfoque de enseñanza por
indagación, que como se mencionó desde un inicio asume la formulación de
hipótesis como un requerimiento y un propósito.
4.1.3 Análisis de guía sobre Niveles de organización
En correspondencia con los ejes temáticos priorizados tras la implementación de
la prueba diagnóstica, se desarrolló la segunda guía de intervención, orientada a
fortalecer el aprendizaje de los niveles de organización biológica, en el marco de
situaciones contextuales diseñadas sobre la oferta de las zonas verdes y los
ecosistemas terrestres presentes en la institución.
Dichas situaciones contextuales se estructuraron, al igual que la guía precedente,
siguiendo la propuesta del enfoque de indagación para el diseño de prácticas de
aula, en las que se moviliza al estudiante a participar de la construcción del
conocimiento científico escolar en el marco de investigaciones de aula,
orientadas a fortalecer las competencias del área, como la formulación de
hipótesis, el uso de conocimiento científico y la explicación de fenómenos.
De esta manera se estructuraron ejercicios diagnósticos, actividades y prácticas,
dirigidas a facilitar el aprendizaje de los niveles de organización biológica. Para el
68
presente análisis se seleccionaron tres como insumos para determinar el aporte
del enfoque de indagación al proceso de enseñanza- aprendizaje del precitado
eje. El primero de ellos consistió en averiguar, por medio de tres preguntas, los
saberes previos sobre los modos y formas en que se organizan las especies para
garantizar su supervivencia, los cuales, se asimilan a las nociones de individuo,
población y comunidad.
En este sentido la primer pregunta, orientada a determinar qué tipos de
organismos viven aislado de los otros, permitió evidenciar nociones erróneas
sobre los niveles de organización de las especies, ya que los estudiantes al
aportar multiplicidad de ejemplos de seres vivos, omiten las relaciones de
interdependencia obligada que se dan entre ellos, conocidas como simbiosis, por
lo que resulta imposible la supervivencia aislada.
69
Figura 4-9 Escáner Saberes previos sobre niveles de organización biológica
70
De manera correspondiente en el siguiente cuadro se resumen las respuestas
para las categorías de población y comunidad.
Tabla 4-3 Resultados Saberes previos sobre niveles de organización biológica
Nociones sobre población Nociones sobre comunidad
Re
sp
ue
sta
s
estu
dia
nte
s
A partir de las experiencias previas y de las observaciones realizadas en el colegio los estudiantes identificaron los siguientes criterios y organismos como ejemplos de poblaciones biológicas:
Los loros, ya que viven en grupos, se parecen físicamente, se reproducen y se defienden de los depredadores.
Los gallinazos, por lo que viven en grupos y comparten las mismas zonas de alimentación.
Las hormigas y las abejas al vivir en colonias se reproducen y comparten las zonas de alimentación.
Vacas al igual que los conejos, se parecen físicamente, se reproducen y visitan las mismas zonas de alimentación.
De manera similar, a partir de las experiencias previas, los estudiantes aportaron los siguientes criterios y organismos como ejemplos de comunidad biológica:
Los pájaros y los loros se alimentan de lo mismo.
Los pájaros se relacionan con las lombrices al alimentarse de ellas.
Las ardillas establecen relaciones con los arboles de mango, los guayabos y las guanábanas al alimentarse de ellos.
Las abejas y los colibríes se relacionan con las flores al alimentarse de su néctar.
Las hormigas interactúan con los arboles de mango.
Los conejos interactúan con las plantas.
Las abejas viven en panales, se parecen físicamente y se reproducen.
71
A partir de la categorización de las respuestas sobre las nociones previas del
concepto de población se pueden apreciar criterios de definición alineados con el
concepto biológico. De esta manera al enunciar condiciones como la formación
de grupos, la reproducción, las semejanzas morfológicas y las zonas de
alimentación, como criterios definitorios del concepto de población, se aprecia
una construcción conceptual semejante al significado biológicamente aceptado.
En este sentido se rescata la condición de interfecundidad, expresado por los
estudiantes como “reproducción” y las semejanzas morfologías, expresadas
como “parecidos físicos”, al asumirlos como nociones estructurales del concepto
de especie, el cual, es indispensable para definir el de población.
Sin embargo, a pesar de identificar elementos característicos del concepto de
biológica de población, se subraya la ausencia de variables como el tiempo y el
espacio, las cuales son claves para entender cambios como las tasas de
mortalidad y natalidad, así como el crecimiento poblacional.
En cuanto a la categorización de las ideas previas sobre el concepto de
comunidad se identifican en primer lugar nociones relativas a la interacción de
organismos de diferentes especies, condicionadas por relaciones de
alimentación. En este sentido se aprecia que la mayoría de los estudiantes no
han apropiado en su estructura conceptual la multiplicidad de relaciones que se
pueden establecer entre diferentes poblaciones como lo son las de tipo
ineterespecifico, por lo que el concepto de comunidad biológica no es claro.
En consecuencia, y siguiendo los pasos del enfoque de indagación se movilizo a
los estudiantes por medio de preguntas discrepantes para el desarrollo de la
práctica denominada “la biodiversidad de mi colegio”, en la cual, se proponía por
medio de una tabla de registro de información, identificar y clasificar los
organismos de las zonas verdes de la institución de acuerdo a los niveles de
organización biológica, con el objetivo de recabar información para responder a la
pregunta: Qué puede suceder en los ecosistemas del colegio si solo existiera una
población de determinada especie y no varias comunidades?
72
En dicho instrumento de registro, se pudo evidenciar que la mayoría de los
estudiantes relacionaron de manera adecuada las variables de cantidad de
organismos con los niveles de organización correspondiente, resultando que al
registrar un solo organismo de una especie lo asignaban como individuo, mientras
que al registrar un número (n) de organismos de la misma especie, la ubicaban
como población. Así mismo se resalta la identificación y ubicación acertada de
comunidades, como las conformadas por árboles, los líquenes y los musgos.
Figura 4-10 Escáner Resultados Niveles de organización de los ecosistemas
73
En este sentido, se resalta la importancia de vincular a las situaciones de
enseñanza en el área de ciencias, los contextos y la oferta ecológica de la
institución, a través de preguntas discrepantes, que motivan a los estudiantes por
medio de la exploración y las actividades al aire libre, al aprendizaje tanto de los
conceptos como de las habilidades y modos que emplean las ciencias para
generar conocimiento.
Es así como posterior a la socialización de los instrumentos de registro, se
procedió a la puesta en común de las hipótesis formuladas frente a la pregunta:
¿qué puede suceder en los ecosistemas del colegio si solo existiera una
población de determinada especie y no varias comunidades?; propuesta como
actividad de contrastación y fortalecimiento de las competencias trabajadas en la
guía anterior.
Figura 4-11 Escáner Resultados de hipótesis sobre niveles de organización
74
En correspondencia se categorizaron las respuestas en el siguiente cuadro:
Tabla 4-4 Hipótesis sobre niveles de organización
RESPUESTAS DE ESTUDIANTES PORCENTAJE
Destrucción del ecosistema porque no hay comunidad. 8.3%
Extinción de animales y plantas al no poderse reproducir
33.3%
El colegio quedaría sin recursos vegetales y animales 8.3%
Alteración del ecosistema y de los seres humanos 29.1%
Destrucción del ecosistema y la naturaleza. 12,5%
Confusas 8.3%
Aunque en primera instancia se aprecian diversas, se logra percibir que la
mayoría se orientan a predecir cambios en los ecosistemas como la extinción y la
alteración de los seres humanos como consecuencia de la supresión de las
comunidades biológicas. Al respecto se aprecia cómo tras la práctica “la
biodiversidad de mi colegio” los estudiantes identificaron las relaciones que se
dan entre las poblaciones de diferentes especies y en consecuencias las
interrelaciones de dependencia, que resultan cruciales para su supervivencia.
Como actividad evaluativa final se propuso, al igual que en la anterior guía, el
desarrollo de una prueba diseñada bajo los lineamientos del ICFES, orientada a
determinar la incidencia del enfoque de indagación en el aprendizaje de los
niveles de organización. Ver Anexo C
75
Figura 4-12 Escáner Resultados instrumento evaluativo: organización biológica de los seres vivos
76
De acuerdo con las respuestas de los estudiantes, se generó el siguiente diagrama:
Figura 4-13 Resultados instrumento evaluativo: organización biológica de los seres vivos
La prueba conformada por cinco preguntas contextuales, formuladas en el marco
de los ecosistemas y hábitats más representativos del colegio, buscaba apreciar
el nivel de comprensión frente a la temática estudiada así como el desarrollo de
las competencias del área. En este sentido frente a la primera pregunta se
aprecia que el 96% de los estudiantes relacionan de manera correcta patrones en
los datos representados en gráficas para evaluar las predicciones, así como el
concepto de población, al inferir, tras la lectura del diagrama que las variables de
especies y cantidad de individuos, determinan la formación de dicho nivel.
Así mismo frente a la segunda pregunta, se aprecia el desempeño eficiente y con
sentido de la competencia en explicación de fenómenos del 100% de los
estudiantes al determinar en función de la imagen de cuatro especies diferentes
de aves que se trata del nivel de comunidad biológica. Se aprecia la comprensión
Pregunta 1 Pregunta 2 Pregunta 3 Pregunta 4 Pregunta 5
Opción A 0 0 1 3 2
Opción B 1 0 2 0 20
Opción C 0 24 21 21 1
Opción D 23 0 0 0 1
0
5
10
15
20
25
30
Nú
me
ro d
e e
stu
dai
nte
s
Resultados instrumento evaluativo: orgazanización biológica de los seres vivos
77
del concepto de especie desde el criterio de semejanzas de caracteres
morfológicas externos, así como desde la interfecundidad al comprender la
imposibilidad de reproducción entre los organismos del esquema.
Igualmente los de la pregunta tres permite reforzar lo ya dicho frente a la pregunta
uno, ya que el 88 % de los estudiantes al seleccionar la pregunta que se podría
responder con base en la información presentada en la tabla, demostró
fortalecimiento en la competencia de indagación.
Por ultimo las preguntas cuatro y cinco, al tener porcentajes de respuestas
correctas del 88 y el 84 % respectivamente, permiten evidenciar la comprensión
de los conceptos de individuo y comunidad, como estructura de organización.
De esta manera se infiere la incidencia positiva de las actividades e instrumentos
diseñados desde el enfoque de indagación, sobre el fortalecimiento del
aprendizaje de los niveles de organización biológica, no solo por los buenos
resultados en las pruebas evaluativas, sino también, por la actitud y la motivación
de los estudiantes frente a los procesos investigativos que se pueden desarrollar
en la institución como una oportunidad para aprender y disfrutar del conocimiento.
4.1.4 Análisis de guía sobre estructura de los ecosistemas
Como se manifestó con anterioridad, la propuesta didáctica implementada incluyó
tres guías entre las cuales se encuentra la Estructura de los ecosistemas
(factores bióticos y abióticos) a razón de ser una de las categorías priorizadas
tras la implementación de la prueba diagnóstica. Anterior a la aplicación de la
guía, los estudiantes del grado quinto habían adquirido la competencia en
formulación de hipótesis y cualificado su aprendizaje en cuanto a los niveles de
organización de los ecosistemas a través de las guías correspondientes, por lo
que se encontraban en capacidad de desarrollar los siguientes instrumentos
relativos al análisis.
78
La primera actividad de la guía, incluía la formulación de hipótesis como parte del
conocimiento, además como factor determinante en el enfoque de enseñanza por
indagación. En ésta, se trabajó por grupos, los cuales seleccionaban una zona
verde de la I.E Granjas Infantiles donde los estudiantes tenían la oportunidad de
pensar y plasmar las posibles interacciones que se establecen entre los seres
vivos y su hábitat. Allí se plantearon cuatro preguntas referidas a las especies, a
los objetos y sustancias inertes, a las condiciones ambientales y finalmente a si
es necesaria la existencia de los factores abióticos para la subsistencia de los
seres vivos que habitan en la zona escogida.
A continuación se representan categorizadas las respuestas otorgadas por los
alumnos, que si bien en el ejercicio tomaron diferentes lugares como punto de
referencia, se busca evaluar el nivel de conocimiento previo que tienen del tema
abordado.
79
Figura 4-14 Escáner Resultados instrumento conceptos previos sobre Factores bióticos y abióticos
80
Tabla 4-5 Resultados instrumento conceptos previos sobre Factores bióticos y abióticos
Factores Bióticos Factores Abióticos Condiciones
Ambientales
Interacciones entre
factores bióticos y
abióticos
Res
pu
es
tas
Es
tud
ian
tes
Referente a los
factores bióticos, se
les preguntó sobre
las especies que allí
habitaban; en lo que
coincidieron que las
hormigas, los grillos,
las mariposas y los
gusanos son las
especies animales
con mayor
presencia en las
diferentes zonas.
Igualmente,
destacaron ardillas,
pájaros, zancudos,
abejas, cucarachas,
lagartijas, babosas,
gallinazos, culebras,
termitas, mariquitas,
iguanas y chuchas.
Por otro lado,
nombraron especies
vegetales como
árboles, musgo,
planas, árbol de
mango y pasto. Y
sólo uno de los
cinco grupos
manifestó la
presencia de
hongos.
Frente a los factores
abióticos, también era
necesario nombrar los
que se suponían
conformaban la zona
elegida. Los cinco
grupos concordaron
en que se hallarían
entre los inertes:
piedras y basura. La
mitad de ellos señaló
que además se
encontrarían papeles,
hojas secas, palos
caídos, cemento,
palos del parque,
arena y tierra.
Las condiciones
ambientales son
determinadas por
diversos elementos,
en vista de ello y de
los conocimientos
previos de los
estudiantes, las
respuestas se
representan así:
Temperatura: 20°C; caliente; poca y baja temperatura.
Cantidad de luz: muy iluminado; hay poca luz; es de un 20%.
Humedad: Todos manifiestan altos niveles de humedad.
Adicional algunos
grupos expresaron
que se encontraban
en invierno y que el
lugar podía estar
mojado.
La pregunta estaba
dirigida a, si los seres
vivos necesitan o no
de los objetos y
sustancias inertes
para sobrevivir. En
este sentido, cuatro
de los cinco grupos
afirmó que si era
indispensable la
existencia de los
factores abióticos
para su subsistencia,
debido a que los
organismos utilizan
los objetos y
elementos no vivos
para refugiarse de
depredadores, para
almacenar sus
alimentos, también
como parte de sus
nutrientes y en último
lugar para protegerse
del sol y la lluvia. El
grupo que negó la
necesidad de dicha
interacción,
argumentó que “no se
necesita de algo
muerto, sino algo vivo
para poder vivir.
81
En vista de las respuestas obtenidas por los estudiantes, es correcto afirmar que
poseen bases conceptuales sobre la estructura de los ecosistemas, puesto que
saben diferenciar entre los seres vivos e inertes, y las condiciones ambientales e
interacciones que se establecen y determinan la existencia de los organismos; sin
embargo, se requería ampliar el conocimiento y otorgar mayor claridad. Por esta
razón y desde el enfoque de enseñanza por indagación se propuso la tercera
actividad de la guía llamada “factores bióticos y abióticos de mi colegio”, en la
cual los estudiantes visitaron (en los mismos grupos) la zona verde elegida,
demarcando un área de cuatro metros cuadrados, midieron la temperatura con un
termómetro ambiental, observaron los diversos factores, registraron la
información en una tabla y corroboraron lo que plantearon en un inicio.
Figura 4-15 Escáner Resultados instrumento Factores bióticos y abióticos
82
Dado lo anterior, y a que los ecosistemas escogidos son de tipo terrestre se
incorporaron los resultados y análisis de la actividad en la tabla:
Tabla 4-6 Resultados instrumento Factores bióticos y abióticos
Factores Bióticos Factores Abióticos Condiciones
Ambientales
(varían según el punto de
referencia)
Res
ult
ad
os
Es
tud
ian
tes
Especies animales: Los
estudiantes, según sus
zonas, lograron observar 11
especies diferentes de
animales y contrastar que las
más recurrentes son las
hormigas, las mariposas, los
mosquitos, las lombrices, los
gusanos, las abejas y las
cucarachas. Además hay
presencia de grajo,
zancudos, polillas, avispas y
grillos.
Los grupos de estudiantes,
señalaron 11 elementos
inertes en las zonas de
práctica, el principal de ellos
fue las piedras, los demás
son: palos y hojas muertas o
secas, sacapuntas, cemento,
arena, bloques, plástico,
plantillas de pies, arena,
vidrio, basura y una fruta de
mango.
Intensidad de luz: La
manifestaron según su
zona:
Cancha auxiliar: Alta
Cancha principal: Alta
Parque infantil: Poca
Sector árbol de mango: Media
Sector de pinos: Baja
Especies vegetales: Los
grupos identificaron nueve
tipos de flora, la más
preponderante fue el pasto,
ya que los cinco grupos la
mencionaron, y agregaron
las siguientes: plantas
dormilonas, frijol, árbol de
limón, algarroba, col, árbol
de mango, árbol de pino y
bromelia.
Temperatura (°C): Con
respecto a este
elemento y con ayuda
del termómetro
ambiental
determinaron la
temperatura ambiente
y temperatura del
suelo.
Cancha auxiliar : 30°C/ 24°C
Cancha principal: 32°C/ 24°C
83
Parque infantil: 22°C/ 26°C
Sector árbol de mango: 28°C/ 23°C
Sector de pinos: 26°C/ 22°C
Especies de hongos: Sólo
tres de los grupos
observaron clases de hongos
estos son: Café, blanco,
oreja de palo y hongo de
tierra.
Humedad: En este
aspecto cuatro grupos
registraron altos
niveles de humedad,
sólo uno señaló
humedad media.
Los estudiantes según las herramientas utilizadas (lupa, termómetro ambiental,
tabla de información, espátula, flexometro) determinaron la existencia de diversas
especies de plantas, animales y hongos de las que se destacan el pasto, las
hormigas y los zetas como los más importantes respectivamente. Además,
observaron factores abióticos similares en las zonas trabajadas, en donde
predominaron las rocas, demostrando capacidad para distinguir entre especies y
los elementos que componen su entorno.
Finalmente el ejercicio práctico resuelve las inquietudes respecto a las
condiciones ambientales que existen en los diferentes ecosistemas, permitiéndole
al educando visibilizar las variaciones de temperatura en el ambiente y en el
suelo, la intensidad de luz y la humedad que facilitan la supervivencia de los
organismos. De tal manera, al integrar todos los conceptos el estudiante logró
adquirir un constructo teórico básico sobre la estructura de los ecosistemas, sin
embargo no se puede desligar el papel que cumple la hipótesis y la
experimentación en la apropiación del conocimiento.
84
Después del desarrollo de la actividad, se llevó a cabo la aplicación de la prueba
evaluativa que constó de cuatro interrogantes relacionados al tema, dos de ellos
presentaron casos contextuales y los restantes, gráficos para determinar el nivel
de conocimiento y comprensión lectora. (Ver Anexo B)
Según la prueba y las actividades implementadas con anterioridad, los
estudiantes respondieron de así:
Figura 4-16 Escáner Resultados Instrumento evaluativo: Factores bióticos y
abióticos
85
Figura 4-17 Resultados Instrumento evaluativo: Factores bióticos y abióticos
Con relación a la primera pregunta, es evidente que los estudiantes eligieron
opciones diferentes, sin embargo y teniendo en cuenta la estructura de la prueba
(enmarcada en el ICFES) es claro que la dificultad está en saber discernir y
comprender de forma general el contexto de los casos propuestos, ya que el 42%
seleccionó la respuesta C, que aunque no es incorrecta, carece del concepto
base, los factores abióticos. Un porcentaje del 37% acertó en su elección,
demostrando que adquirieron la competencia en explicación de fenómenos, al
comprender que las tijeretas dependen de condiciones como la humedad y la
intensidad de la luz para sobrevivir.
El segundo interrogante, demuestra mayor entendimiento y nivel de
conocimientos por parte de los alumnos, se registra que un 96% ha comprendido
la necesidad de los factores abióticos y las condiciones ambientales en la
supervivencia de los seres vivos, por ende parte fundamental de cómo se
Pregunta 1 Pregunta 2 Pregunta 3 Pregunta 4
Opción A 1 0 22 21
Opción B 4 1 1 1
Opción C 10 0 1 2
Opción D 9 23 0 0
0
5
10
15
20
25
Nú
me
ro d
e e
stu
dia
nte
s
Resultados Instrumento evaluativo: Factores bióticos y abióticos
86
estructuran los ecosistemas. Igualmente sucede en el tercer cuestionamiento,
donde el 92% interpretó de forma correcta el diagrama, adquiriendo dos
competencias, la primera relacionada a la observación de patrones en los datos
para evaluar las predicciones y la segunda al reconocimiento de la radiación solar
como un elemento ambiental de los ecosistemas.
Por último, la cuarta pregunta relaciona dos variables: la temperatura expresada
en °C y la intensidad de la luz incidente en diferentes partes del árbol, a lo cual el
88% respondió adecuadamente según la gráfica de referencia, permitiendo
valorar significativamente el aprendizaje en los estudiantes, puesto que lograron
entender la importancia de estos factores en la distribución, desarrollo y
crecimiento de los organismos (animales, vegetales u hongos).
Con la aplicación de esta guía, se completó la propuesta didáctica basada en el
enfoque de enseñanza por indagación, donde se obtuvieron altos resultados a lo
largo del proceso, indicando que al integrar los conceptos de formulación de
hipótesis con la estructura y niveles de organización de los ecosistemas, desde
metodologías alternativas que implican los supuestos y la experimentación, se
facilita la comprensión y por ende la apropiación de conocimientos de forma
adecuada y certera. La propuesta es un incentivo, un reto y compromiso tanto
para el docente como para el estudiante, dado que ambos adquieren habilidades
y competencias diferentes con la implementación de ejercicios de este carácter,
complementando sus conocimientos y su interés en el área de ciencias naturales.
87
5. Conclusiones y Recomendaciones
5.1 Conclusiones
Durante el proceso investigativo, se lograron identificar diversos aportes
significativos para la enseñanza de la estructura y los niveles de organización de
los ecosistemas en el grado quinto de nivel primaria, los cuales a modo de
conclusión se presentan a continuación.
Acoplar las competencias específicas del área y los lineamientos de formulación
de las pruebas saber en el diseño de instrumentos diagnósticos, resulta una
estrategia valiosa a la hora de identificar las concepciones previas de los
estudiantes, por cuanto permite, en función de las matrices de relación, la
elaboración de situaciones contextuales que facilitan determinar de manera
objetiva, el estado de desarrollo de las habilidades y el nivel de apropiación
conceptual de los alumnos frente a determinado tema, en este caso, la estructura
y organización de los ecosistemas.
La implementación de enfoques didácticos alternativos en el aula, como lo es la
indagación, permite acercar a los estudiantes, a los modos y las prácticas que
emplea la ciencia para la producción de conocimiento, al hacerlos partícipes, en
el marco de investigaciones de ciencias escolar, de los proceso, las alegrías y en
ocasiones de las frustraciones, que se suceden en todo ejercicio de investigación.
88
Hipotetizar o formular hipótesis, resulta una habilidad innata en los estudiantes,
susceptible de cualificar mediante intervenciones pedagógicas planificadas que
integren las problemáticas y las situaciones potenciales de mejora de su contexto
(barrio, institución educativa) como tópicos generadores que los movilicen a
proponer soluciones y a validarlas dentro de procesos de investigación escolar.
La formulación de hipótesis se configura como una herramienta transversal y
fundamental durante la enseñanza por indagación, debido a que las suposiciones
elaboradas por parte de los estudiantes son dirigidas de forma adecuada por el
docente y experimentadas y comprobadas por ellos mismos en sus contextos
diarios; de esta forma, se logran establecer en los niveles primarios educativos,
bases sólidas sobre el pensamiento crítico y el aprendizaje científico. Además al
adquirir esta competencia, los estudiantes se encuentran en capacidad de
elaborar sus propias definiciones, relacionadas a su contexto y estilo de vida,
logrando la construcción del conocimiento.
En definitiva, el aula se convierte en el escenario ideal para la formulación de
hipótesis y la experimentación, pues a partir de las temáticas a trabajar en el área
de ciencias naturales se pueden desarrollar diversas prácticas investigativas, a
través de interrogantes y posibles ideas, en los que el estudiante tenga la
posibilidad de utilizar instrumentos de uso cotidiano y comprobar lo que supone o
intuye.
El enfoque de indagación como propuesta didáctica alternativa, conlleva la
reflexión y problematización de las prácticas de aula que desarrollan los docentes
en función de la actitud y la baja motivación que exhiben la mayoría de los
estudiantes en las clases de ciencias, así como por los bajos desempeños en
pruebas nacionales (como las pruebas saber) e institucionales, convirtiéndose en
una posibilidad para superar los modelos transmisionistas y enciclopedistas por
medio de metodologías más acordes con los modos de hacer ciencia real.
La implementación del enfoque de enseñanza por indagación, exige para su
desarrollo, el diseño de material didáctico de acuerdo con las pautas y
89
lineamientos formulados y validados en la literatura académica. En este sentido
se evidencia cómo el ciclo de planeación planteado para el diseño de la
propuesta didáctica se corresponde con los ciclos de enseñanza descritos por las
teorías constructivistas, garantizando el aprendizaje de los conceptos y relaciones
abordadas.
En la experiencia de esta investigación, la enseñanza promovida mediante el
enfoque de indagación, influyó positivamente en la actitud y motivación de los
estudiantes frente a las ciencias, al permitirles desarrollar competencias y
habilidades mediante el estudio de situaciones contextuales enmarcadas en la
oferta ecosistémica de la institución y el desarrollo de investigaciones escolares.
El aprendizaje de la estructura y organización de los ecosistemas, se vio
notablemente fortalecido en el marco de las prácticas de aula diseñadas desde el
enfoque de indagación, por cuanto los estudiantes al desarrollar las
investigaciones propuestas en las zonas verdes del contexto institucional,
cualificaron sus competencias científicas y evidenciaron las relaciones y
temáticas abordadas en los organismos y ecosistemas estudiados.
5.2 Recomendaciones
Los resultados de las investigaciones sobre la incidencia positiva del enfoque de
enseñanza por indagación en las prácticas de aula de ciencias naturales y por
consiguiente en los aprendizajes de los estudiantes deben ser socializadas y
replicadas tanto por las facultades de educación como por la secretarias de
educación a fin de superar los modelos expositivos y transmisionistas
ampliamente identificados y caracterizados como los responsables de la apatía y
baja motivación de los estudiantes hacia las ciencias.
90
Con el fin de sincronizar los tiempos de desarrollo de la propuesta didáctica con
los del calendario académico, se sugiere hacer uso de ecosistemas controlados
como los terrarios o los acuarios, que permitan la realización de todas las
actividades y los procesos de investigación en tiempos más reducidos, para no
alterar el plan de estudios.
91
Referencias
Alvarado, M & García, M. (2008). Características más relevantes del paradigma
socio-crítico: su aplicación en investigaciones de educación ambiental y de
enseñanza de las ciencias realizadas en el Doctorado de Educación del
Instituto Pedagógico de Caracas. Sapiens. Vol. 9, núm. 2, diciembre, 2008,
pp. 187-202
Álvarez, O (2016). Ecología, dinámica de las poblaciones, e interacciones en el
ecosistema. Recuperado de www.publicacionesdidacticas.com
Barberá, O & Berzal, de Pedrazzini, M. (1993). Ideas sobre el concepto biológico
de población. Enseñanza de las ciencias, 11 (2), (p. 149-159)
Bausela, E. (1992). La docencia a través de la investigación–acción. Revista
Iberoamericana de Educación, 20, 7-36.
Bechara, B; Clavijo, M. C & Samacá, N.E. (1999). Ciencias Naturales 6. Edición
para el alumno. Editorial Santillana, Siglo XXI, (p. 128- 140)
Benarroch, A; Bueno, I & González, A. (2001). El fouling para la enseñanza de los
ecosistemas y sus cambios. Una propuesta didáctica. Publicaciones, 31,
(p. 111- 130)
Betancourt, C & Uzcátegui, Y. (2013). La metodología indagatoria en la
enseñanza de las ciencias: una revisión de su creciente implementación a
nivel de Educación Básica y Media. Revista de Investigación, 37 (78), (p.
110- 125)
Burgos, L. (2014). La indagación como estrategia en el desarrollo de
competencias científicas, mediante la aplicación de una secuencia
92
didáctica en el área de Ciencias Naturales en grado 3 de básica primaria.
Trabajo de investigación para optar al título de Magíster en enseñanza de
las ciencias exactas y naturales. Medellín
Cañas, A., Díaz, M. & Nieda, J. (2007). Competencia en el conocimiento y la
interacción con el mundo físico. La competencia científica. Madrid: Alianza
Editorial
Castro, A & Ramírez, R. (2013). Enseñanza de las ciencias naturales para el
desarrollo de competencias científicas. Trabajo de investigación para optar
al título de Magíster en Educación. Universidad de Amazonia. Amazonas.
Claret, A; Viafara, R & Marín, M. (2008). Estudio curricular sobre la enseñanza de
las ciencias naturales y la educación ambiental en instituciones educativas
de Barranquilla. Instituto de Educación y Pedagogía de la Universidad del
Valle (Cali-Colombia) Vol. 3(2): 5-21
Collantes, B. I. & Escobar, H. A. (2016). Desarrollo de la hipótesis como
herramienta del pensamiento científico en contextos de aprendizaje en
niños y niñas entre cuatro y ocho años de edad. Psicogente, 19(35), 77-97.
http://doi.org/10.17081/psico.19.35.1210
Curtis, h. Barnes, s. (2008) Biología. (7 ed.) Argentina: Medica Panamericana.
Di Mauro, M & Furman, M. (2012). El impacto de la indagación guiada sobre el
aprendizaje de la habilidad de diseño experimental [en línea]. III Jornadas
de Enseñanza e Investigación Educativa en el campo de las Ciencias
Exactas y Naturales, 26, 27 y 28 de septiembre de 2012, La Plata,
Argentina. En Memoria Académica. Disponible en:
http://www.memoria.fahce.unlp.edu.ar/trab_eventos/ev.3663/ev.3663.pdf
DNP. (2014). Bases del Plan Nacional de Desarrollo 2014-2018.
Escuelas del bicentenario. (2011). Área de ciencias naturales: documento base.
Buenos Aires. IIPE-Unesco.
Furman, M. & Podestá, M.E. (2009). La aventura de enseñar ciencias naturales.
Buenos Aires: Aique.
93
Furman, M. (2012). Orientaciones técnicas para la producción de secuencias
didácticas para un desarrollo profesional Situado en las áreas de
matemáticas y ciencias. Colombia. MEN
Furman, M; Podestá, M & Mussini, M. (2014). Contextos institucionales y mejora
escolar en Ciencias Naturales: un análisis del programa “Escuelas del
Bicentenario” Universidad de San Andrés. Argentina
Furman, M; Gellón, G; Golombek, D & Rosenvasser, E. (2005). La Ciencia en el
Aula. Buenos Aires: Paidós.
Furman, M; Podestá, M; Collo, M & De la fuente, C. (2008). Hacia una didáctica
de la formación docente continúa en ciencias naturales para contextos
desfavorecidos: Un análisis del Proyecto Escuelas del Bicentenario.
CONGRESO METROPOLITANO DE FORMACIÓN DOCENTE. Facultad
de Filosofía y Letras de la Universidad de Buenos Aires.
González, A. (2003). Los paradigmas de investigación en las ciencias sociales.
Islas 45(138):125-135.
Gutiérrez, C & López, F. (2012). Desarrollo de aprendizajes actitudinales por
medio de la implementación de un enfoque de enseñanza por investigación
dirigida; acercamiento al concepto de ecosistema. Revista EDUCyT,
Extraordinario, (p. 186- 204)
Hernández, C. (2005).Foro Educativo Nacional – 2005 ¿Qué son las
“Competencias Científicas”?
Hernández, R; Fernández, C & Baptista, M. (2010). Metodología de la
Investigación. México. MacGraw-Hill. 5ª edición.
Hódar, J; Jiménez, Tejada, M. & González, García, F. (2009). Los conceptos de
población y especie en los libros de texto de secundaria. Enseñanza de las
Ciencias, Número Extra VIII Congreso Internacional sobre Investigación en
Didáctica de las Ciencias, Barcelona, (p. 743-745)
ICFES. (2012). PRUEBAS SABER 3o., 5o. y 9o. Lineamientos para las
aplicaciones muestral y censal 2012.
94
ICFES. (2015). Reporte histórico de comparación entre los años 2009 - 2012 -
2013 – 2014. Establecimiento educativo: I. E. R. GRANJAS INFANTILES -
SEDE PRINCIPAL.
ICFES. (2016). SABER 3°, 5° y 9° Resultados nacionales 2009 – 2014.
Jiménez, A. (1998). Diseño curricular: indagación y razonamiento con el lenguaje
de las ciencias. Universidad de Santiago de Compostela. Vol 16 (2), 203-
216
Leymonié, Sáenz, J. (2009). Aportes para la enseñanza de las ciencias naturales,
Segundo Estudio Regional Comparativo Explicativo- SERCE-. Santiago:
UNESCO.
LLECE. (2008). Los aprendizajes de los estudiantes de América Latina y el Caribe
Primer reporte de los resultados del Segundo Estudio Regional
Comparativo y Explicativo. Santiago: UNESCO.
MEN. (1998). Lineamientos curriculares para el área de ciencias naturales y
educación ambiental. Bogotá. Editor MEN.
MEN. (2006). Estándares básicos de competencias en ciencias naturales y
educación ambiental. Bogotá.
Muñoz, A. (2014). La indagación como estrategia para favorecer la enseñanza de
las ciencias naturales. Trabajo de investigación para optar al título de
Magíster en enseñanza de las ciencias exactas y naturales. Cauca.
Pájaro Huertas, D; (2002). La Formulación de Hipótesis. Cinta de Moebio,
Recuperado de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=10101506
Sbarbati Nudelman, N; (2015). Educación en ciencias basada en la indagación.
Revista Iberoamericana de Ciencia, Tecnología y Sociedad - CTS, 10() 1-
10. Recuperado de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=92433772001
Solomon, E. & Villee, C. (1998). Biología de villee. (4 ed.). México: mc Graw-hill
interamericana.
Torres, A & Pantojo, R. (2012). El desarrollo de competencias científicas
mediante el uso de estrategias didácticas basadas en la indagación.
Revista EDUCyT, Vol. 6.
95
Torres, A; Mora, E; Garzón, F & Ceballos, N. (2013). Desarrollo de competencias
científicas a través de la aplicación de estrategias didácticas alternativas.
Un enfoque a través de la enseñanza de las ciencias naturales. Revista de
la Facultad de Ciencias Económicas y Administrativas. Universidad de
Nariño Vol. XIV. No. 1 - 1er.
UNESCO. (2013). Análisis Curricular, Tercer Estudio Regional Comparativo
Explicativo- TERCE-. UNESCO.
UNESCO. (2015). Logros de aprendizaje, Tercer Estudio Regional Comparativo y
Explicativo. Santiago: UNESCO.
Vélez, Naranjo, M.C & Vélez, Bravo, A. (2013). Módulo de Biología y Ecología.
Primera edición. Medellín: Editorial Universidad de Antioquia.
Verónica Godoy, A; Segarra, C I; Di Mauro, M F; (2014). Una experiencia de
formación docente en el área de Ciencias Naturales basada en la
indagación escolar. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las
Ciencias, 11() 381-397. Recuperado de
http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=92031829010
96
A. Anexo: Instrumento diagnostico componentes y relaciones ecosistémicas
Apreciado estudiante; a continuación encontrarás diez preguntas de selección
múltiple con única respuesta. Lee atentamente cada enunciado y selecciona la
opción que consideres correcta.
Andrés, encontró la siguiente información en un libro de ciencias:
Cada uno de los seres vivos que hay en los ecosistemas y que presenta
características que los distinguen de otros organismos, se denomina individuo.
El conjunto de individuos de una misma especie, que viven en un tiempo y
lugar determinado se denomina población.
El conjunto de poblaciones que interactúan en un espacio y un tiempo
determinado, se denomina comunidad.
1) El diagrama que resume la información que encontró Andrés, es:
A B C D
97
La Institución Educativa Granjas infantiles cuenta con una amplia zona verde en
la que se encuentran variedad de especies de árboles. El profesor Alejandro pidió
a los estudiantes de quinto que realizaran un recorrido por el colegio observando
y registrando cada una de las especies. Los estudiantes presentaron el siguiente
cuadro:
2) Dentro del ecosistema del colegio, los arboles de mango representan:
A) un factor abiótico
B) Una población
C) Una comunidad
D) Un individuo.
3) En total, los estudiantes de quinto registraron una cantidad de 43 árboles,
distribuidas en 7 especies. El conjunto de todas las especies representan:
A) Una especie
B) Una población
ESPECIE CANTIDAD DE
ARBOLES
Mango 12
Ceiba 4
Roble 10
Guayacán 7
Cedro 3
Samán 2
Guayabo 5
TOTAL 43
98
C) Una comunidad
D) Un individuo.
La gráfica representa los porcentajes de animales que normalmente son cazados
por los jaguares en la Amazonia colombiana
4) La relación simbiótica que puede establecerse entre el jaguar y los organismos que conforman su dieta, es:
A) Parasitismo
B) Comensalismo
C) Depredación
D) Herbivorismo
5) En la actualidad, los jaguares están siendo cazados en la región ¿Cuál de las
siguientes graficas representa lo que pasaría con las presas del jaguar, cuando
este desaparezca de la Amazonia?
Pecaries 26%
venados 20% Serpientes
14%
Peces 20%
pavas 12%
Ratones 8%
Animales cazados por el jaguar
99
Las guacamayas son animales ovíparos que se reproducen entre dos y tres
veces por año, dependiendo de factores como la abundancia de alimentos y las
condiciones ambientales del medio.
100
6) De acuerdo con la gráfica ¿cuál de las siguientes conclusiones es la más
acertada?
A) La variación de la temperatura influye de manera directa sobre el número de
nacimientos
B) Una mayor temperatura ambiental genera un mayor número de nacimientos.
C) Una menor temperatura ambiental genera un menor número de nacimientos.
D) El número de nacimientos no depende de la variación de la temperatura.
En clase de ciencias el profesor propone elaborar una cadena alimenticia con los
siguientes seres vivos. La dirección de la flecha indica que sirve de
alimento a.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Numero de nacimientos
Promedio de temperaturaAmbiental
RANA
ZANCUDO
ARDILLA
MANGO
101
7) Si el profesor indica que los zancudos son parásitos y que las ranas se
alimentan de insectos y otros invertebrados. ¿Cuál de las siguientes figuras
representa la cadena que podrías construir?
La fotosíntesis, es un proceso químico a través del cual las plantas transforman
ciertas formas de materia inorgánica en materia orgánica, captando la luz solar y
empleando la clorofila.
Su fórmula, se representanta así:
8) Con base en esta información ¿Cuáles elementos abióticos intervienen en el
proceso de la fotosíntesis?
A) Clorofila, glucosa, oxigeno
B) Dióxido de carbono, agua, luz solar y clorofila.
C) Luz solar, clorofila, glucosa y oxígeno.
RANA
ZANCU
ARDILL
MANGO
RANA
ZANCU
ARDILL
MANGO
RANA
ZANCU
ARDILL
MANGO
RANA
ZANCU ARDILL
MANGO
A B C D
6CO2 + 6H2O luz solar C6 H12O6 + 6O2
Dióxido de carbono agua Clorofila Glucosa
Oxigeno
102
D) dióxido de carbono y agua.
La imagen representa el ciclo del carbono:
9) De acuerdo con este ciclo, los factores bióticos que producen dióxido de
carbono son:
A) El sol, la vaca y los peces.
B) El agua, la fábrica y las algas de mar
C) Los animales y las plantas.
D) Los hongos, las rocas y los peces.
La imagen representa un ecosistema colombiano.
103
10) De acuerdo con la imagen, se puede concluir que una de las características
de este ecosistema es:
A) Tiene mucha vegetación
B) Llueve mucho
C) Hay muchas especies de animales
D) El suelo es árido.
B. Anexo: instrumento evaluativo: Método científico y formulación de
hipótesis
ACTIVIDADES DE APLICACIÓN: EVALUACIÓN
Como actividad de aplicación, se propone la formulación de preguntas, diseñadas
bajo los parámetros de la prueba diagnóstica, con el objetivo de evidenciar los
aprendizajes logrados con la implementación del enfoque de indagación.
Apreciado estudiante; a continuación encontrarás cinco preguntas de
selección múltiple con única respuesta. Lee atentamente cada enunciado y
selecciona la opción que consideres correcta.
TABLA DE RELACIÓN
COMPONE
NTE
COMPETENCI
A
AFIRMACIÓN RESPUES
TA
1 Entorno
vivo
Indagación Utiliza algunas habilidades de pensamiento y de procedimiento para evaluar predicciones
D
2 Entorno
vivo
Indagación Utiliza algunas habilidades de pensamiento y de procedimiento para evaluar predicciones
C
104
3 Entorno
vivo
Indagación Utiliza algunas habilidades de pensamiento y de procedimiento para evaluar predicciones
C
4 Entorno
vivo
Indagación Utiliza algunas habilidades de pensamiento y de procedimiento para evaluar predicciones
A
5 Entorno
vivo
Indagación Utiliza algunas habilidades de pensamiento y de procedimiento para evaluar predicciones
A
1) Andrés leyó en un artículo científico que investigadores del reino unido, descubrieron que los componentes de la sal y el vinagre actúan como agentes que previenen el crecimiento de bacterias en alimentos y heridas. Su abuela, le conto que desde hace muchos años, cuando no existían neveras, ellos salaban la carne y sumergían las verduras en vinagre para que se conservaran más tiempo. Andrés decide realizar un experimento para probar lo que dice su abuela. ¿Qué debe hacer para comprobarlo?
A) Untar vinagre y sal mezclados a diferentes alimentos y observar cambios
durante una semana.
B) Untar vinagre a diferentes alimentos y sal a otros; y observar cambios durante
una semana.
C) Impregnar de sal diferentes tipo de carne y depositarlos en frascos de vidrio.
Sumergir en vinagre diferentes vegetales. Observar cambios durante una
semana.
D) Tomar diferentes muestras de carne, impregnarlas de sal, y comparar su
estado durante una semana con una muestra de carne sin sal. Así mismo,
sumergir en vinagre diferentes muestras de vegetales y comparar su estado
durante una semana con un vegetal sin vinagre.
2) El profesor Alejandro, interesado en orientar a Andrés sobre la forma experimental de resolver su pregunta, le propuso realizar un cultivo de bacterias en cajas de Petri, utilizando agar nutritivo en reemplazo de la carne y las verduras. Cada caja se contamino con bacterias.
105
Con lo anterior se quiere comprobar el efecto que tiene la sal y el vinagre en el
crecimiento de las bacterias, sin embargo se dejó una caja de Petri solo con agar
nutritivo ¿por qué?
A) Porque era necesario comparar tres resultados
B) Porque no alcanzo la sal y el vinagre para mezclar con el agar nutritivo
C) porque es necesario tener una muestra control para comparar los resultados
D) porque el profesor lo indico.
3) A partir de la práctica formulada por el profesor, Andrés dijo lo siguiente: “si crecen bacterias en las tres cajas de Petri, entonces la sal y el vinagre no actúan como conservantes”. Lo expresado por Andrés, puede considerarse:
A) Una idea
B) Una conclusión
C) una hipótesis
D) Una descripción.
4) Pasada una semana, Andrés evidencio puntos de colores sobre el agar ¿Cuál
de las siguientes tablas debe usar para registrar los resultados?
Agar + sal Agar + vinagre Agar nutritivo
106
5) Luego de registrar los resultados en una tabla, Andrés decidió exponer todo
el proceso a los demás compañeros de clase, mediante una cartelera ¿Cuál de
las siguientes propuestas es la forma más apropiada de presentar la
información?:
Pregunta
Hipótesis
Experimento
Conclusión
Hipótesis
Pregunta
Experimento
Conclusión
Hipótesis
Experimento
Conclusión
Pregunta
Experimento
Conclusión
A B C D
107
C. Anexo: Instrumento evaluativo: organización biológica de los seres
vivos
ACTIVIDADES DE APLICACIÓN: EVALUACIÓN
Como actividad de aplicación, se propone la formulación de preguntas, diseñadas
bajo los parámetros de la prueba diagnóstica, con el objetivo de evidenciar los
aprendizajes logrados con la implementación del enfoque de indagación.
Apreciado estudiante; a continuación encontrarás cinco preguntas de
selección múltiple con única respuesta. Lee atentamente cada enunciado y
selecciona la opción que consideres correcta.
TABLA DE RELACIÓN
COMPONE
NTE
COMPETENCI
A
AFIRMACIÓN RESPUES
TA
1 Entorno
vivo
Indagación Observar y relacionar patrones en los datos para evaluar las
predicciones.. D
2 Entorno
vivo
Explicar Comprende que los organismos dependen de las
relaciones que establecen entre sí y con el entorno. C
3 Entorno
vivo
Indagación Comprender que a partir de la investigación científica se
construyen explicaciones sobre el mundo natural. C
4 Entorno
vivo
Uso de
conocimient
o científico
Comprende que los organismos dependen de las
relaciones que establecen entre sí y con el entorno. C
5 Entorno
vivo
Uso de
conocimient
o científico
Comprende que los organismos dependen de las
relaciones que establecen entre sí y con el entorno. B
108
A partir de las observaciones realizadas por el profesor Alejandro, sobre la
variedad de especies de plantas y animales presenten en el colegio, se elaboró el
siguiente diagrama de barras:
1) De acuerdo con el grafico es correcto afirmar que:
A) El profesor observo nueve especies de organismos en su recorrido
B) Las poblaciones establecen relaciones alimenticias entre ellas.
C) El colegio posee una gran biodiversidad de aves
D) El diagrama representa nueve poblaciones de organismos.
2) Andrés, analiza la siguiente imagen.
A partir de la información de la imagen, es correcto afirmar que:
A) Cada ave representa un individuo de una misma especie.
0
2
4
6
8
10
12
14
109
B) El grafico representa una población de aves, ya que todas pertenecen a la
misma especie.
C) El grafico representa una comunidad de organismos ya que cada ave
pertenece a una especie diferente.
D) Representa una población de aves domésticas.
Los estudiantes de quinto realizan un recorrido por la rivera de la quebrada que
atraviesa el colegio, registrando en una tabla las especies de vegetales que
encuentran, asi:
Especie vegetal Cantidad
Palmera 7
Roble 9
Eucalipto 3
Siete cueros 10
3) Con los datos de la tabla ¿Cuál de las siguientes preguntas puede
responderse?
A) ¿Cuáles especies vegetales crecen más rápido en la rivera de la quebrada?
B) Cómo se nutren las plantas en la rivera del rio?
C) Cuál es la población de especie vegetal más abundante en la rivera de la
quebrada?
D) Qué tipos de plantas crecen en la rivera de la quebrada.
110
La ballena azul, es el mayor organismo vivo sobre la tierra. Llega a medir 27
metros de longitud y pesa entre 100 y 120 toneladas. Se alimenta de pequeños
crustáceos conocidos como kril.
4) ¿La anterior descripción corresponde a qué nivel de organización biológica?
A) Población
B) Comunidad
C) Individuo
D) Organismo
Las vacas son animales herbívoros que dependen de ciertos microorganismos
que se encuentran en su sistema digestivo, para poder extraer la energía y los
nutrientes que les proporcional el pasto. La estructura biológica que se forma
entre la vaca y los microorganismos se considera:
A) Población
B) Comunidad
C) Especie
D) Individuo.
111
D. Anexo: Instrumento evaluativo: factores bióticos y abióticos
ACTIVIDADES DE APLICACIÓN: EVALUACIÓN
Como actividad de aplicación, se propone la formulación de preguntas, diseñadas
bajo los parámetros de la prueba diagnóstica, con el objetivo de evidenciar los
aprendizajes logrados con la implementación del enfoque de indagación.
Apreciado estudiante; a continuación encontrarás cinco preguntas de
selección múltiple con única respuesta. Lee atentamente cada enunciado y
selecciona la opción que consideres correcta.
TABLA DE RELACIÓN
COMPO
NENTE
COMPETE
NCIA
AFIRMACIÓN RESPUE
STA
1 Entorno
vivo
Explicar Comprender que existen relaciones entre los
seres vivos y el entorno y que ellos dependen de
éstas.
D
2 Entorno
vivo
Uso de
conocimient
o científico
Comprender que existen relaciones entre los
seres vivos y el entorno y que ellos dependen de
éstas.
D
3 Entorno
vivo
Indagación Observar y relacionar patrones en los datos para
evaluar las predicciones.
A
4 Entorno
vivo
Explicar Comprender que los seres vivos dependen del
funcionamiento e interacción de sus partes.
A
112
El profesor Alejandro propone a sus estudiantes de grado quinto realizar una
práctica con un tipo de insectos conocidos como tijeretas. Para ello, aporta los
siguientes materiales:
Las tijeretas pueden moverse de un lado a otro de la caja. Pasado una hora los
estudiantes observan lo siguiente:
1) De acuerdo con los resultados de la anterior práctica, es correcto afirmar que:
A) Las tijeretas viven en hábitats con humedad he intensidad de luz alta.
B) La humedad y la luz son condiciones ambientales que no afectan a las
tijeretas.
C) Las tijeretas viven en hábitats con humedad alta y poca luz
D) La humedad y la luz son factores abióticos que afectan a las tijeretas.
113
2) Pasados dos días, los estudiantes de quinto olvidaron humedecer con agua la
tierra de la caja donde permanecen las tijeretas, por lo que esta se secó. Una
consecuencia probable de ello sería:
A) que todas las tijeretas hayan muerto, debido a que se alteró el nivel de
humedad.
B) que las tijeretas hayan abandonado la caja en busca de sitios con mayor
humedad.
C) que las tijeretas se hayan ocultado en el fondo de la caja donde hay mayor
humedad.
D) que la mayoría de las tijeretas hayan muerto debido a que se alteró el nivel de
humedad requerido para su supervivencia.
La relación entre la radiación solar o cantidad de luz y la biomasa producida por
las plantas se representa en el siguiente gráfico:
0
100
200
300
400
500
600
700
20-39 kg 40-59 Kg 60-79 Kg 80 - 99 Kg 100-119 Kg 120 - 139 Kg
Rad
iaci
on
so
lar
W /
m 2
)
Producción de biomasa por plantas
Radiación solar
114
3) Del anterior grafico podemos inferir que:
A) Existe una relación directa entre la cantidad de luz (radiación solar) y la
producción de biomasa por medio de la fotosíntesis.
B) Las plantas producen la misma cantidad de biomasa independiente de la
radiación solar.
C) La principal fuente de luz es el sol.
D) La luz es un factor biótico que afecta las plantas.
La siguiente gráfica representa la temperatura en °C, medida en diferentes partes
de un árbol
4) De la anterior grafica podemos concluir que:
A) En la raíz y el tronco se registra menor temperatura ya que la mayor parte de
la radiación solar se absorbe y refleja en las ramas superiores.
B) La temperatura medida en el árbol es constante y no cambia.
C) Las ramas superiores absorben mayor radiación solar.
D) El crecimiento del árbol depende de la temperatura.
0
5
10
15
20
25
30
Raiz Tronco Ramasinferiores
Ramassuperiores
Tem
pe
ratu
ra °
C
115
E. Anexo: Evidencias fotográficas
Aplicación Prueba diagnostica
Formulación de Hipótesis
116
Niveles de organización
117
Factores Bióticos y Abióticos
118
F. Anexo: Consentimientos informados
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
