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Ciencias II

Antología

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Ciencias ii. Antología. Segundo Taller de Actualización sobre los Programas de Estudio 2006. Reforma de la Educación Secundaria fue elaborada en la Dirección General de Desarrollo Curricular de la Subsecretaría de Educación Básica de la Secretaría de Educación Pública.

La sep agradece a los profesores y directivos de las escuelas secundarias y a los especialistas de otras instituciones su participación en este proceso.

Coordinación Ricardo Valdez González

CompiladoresLiliana Mata HernándezSusana Villena ReyesRicardo Valdez González

Colaboradores Leticia Gallegos CázaresFernando Flores Camacho

RevisorLuis Monzón García

Coordinador editorialEsteban Manteca Aguirre

Cuidado de ediciónLeslie Abril Cano

DiseñoIsmael Villafranco Tinoco

Formación Leticia Dávila AcostaJulián Romero Sánchez

Primera edición, 2007

© SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA, 2007Argentina 28Col. Centro, C. P. 06020México, D. F.

isbn 978-968-9076-69-8Impreso en MéxicoMATERIAL GRATUITO. PROHIBIDA SU VENTA

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Presentación 5

Introducción 7

Aprendizaje basado en proyectos colaborativos en la educación superior Adriana M. Vélez de C. 9

¿Por qué resulta difícil aprender física? José Ignacio Pozo M. y Miguel Ángel Gómez Crespo 15

Criterios de selección y organización de los contenidos del curso de Ciencias ii (énfasis en Física) sep 21

Planeación de la enseñanza sep 29

Guía de apoyo para la interpretación del bloque i sep 33

Guía de apoyo para la interpretación del bloque ii sep 37

Modelos aaas 41

Guía de apoyo para la interpretación del bloque iii sep 45

Índice

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Guía de apoyo para la interpretación del bloque iv sep 51

Guía de apoyo para la interpretación del bloque v sep 57

La enseñanza por proyectos: ¿mito o reto? Aurora Lacueva 59

¿Cómo implementar el aprendizaje basado en problemas? Linda Torp y Sara Sage 69

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Presentación

Los maestros son elemento fundamental del proceso educativo. La sociedad deposita en ellos la confianza y les asigna la responsabilidad de favorecer los aprendizajes y de promover el logro de los rasgos deseables del perfil de egreso en los alumnos al término de un ciclo o de un nivel educativo. Los maestros son conscientes de que no basta con poner en juego los conocimientos logrados en su formación inicial para realizar este encargo social sino que requieren, además de aplicar toda la experiencia adquirida durante su desem-peño profesional, mantenerse en permanente actualización sobre las aportaciones de la investigación acerca de los procesos de desarrollo de los niños y jóvenes, sobre alterna-tivas que mejoran el trabajo didáctico y sobre los nuevos conocimientos que generan las disciplinas científicas acerca de la realidad natural y social.

En consecuencia, los maestros asumen el compromiso de fortalecer su actividad pro-fesional para renovar sus prácticas pedagógicas con un mejor dominio de los contenidos curriculares y una mayor sensibilidad ante los alumnos, sus problemas y la realidad en que se desenvuelven. Con ello, los maestros contribuyen a elevar la calidad de los servi-cios que ofrece la escuela a los alumnos en el acceso, la permanencia y el logro de sus aprendizajes.

A partir del ciclo 2006–2007 las escuelas secundarias de todo el país, independien-temente de la modalidad en que ofrecen sus servicios, iniciaron la aplicación de nuevos programas, que son parte del Plan de Estudios establecido en el Acuerdo Secretarial 384. Esto significa que los profesores trabajan con asignaturas actualizadas y con renovadas orientaciones para la enseñanza y el aprendizaje –adecuadas a las características de los adolescentes, a la naturaleza de los contenidos y a las modalidades de trabajo que ofrecen las escuelas.

Para apoyar el fortalecimiento profesional de los maestros y garantizar que la reforma curricular de este nivel logre los resultados esperados, la Secretaría de Educación Pública (sep) elaboró una serie de materiales de apoyo para el trabajo docente y los distribuye a todos los maestros y directivos: a) documentos curriculares básicos (plan de estudios y programas de cada asignatura); b) guías para orientar el conocimiento del plan de estu-dios y el trabajo con los programas de primer grado; c) antologías de textos que apoyan el estudio con las guías, amplían el conocimiento de los contenidos programáticos y ofrecen opciones para seleccionar otras fuentes de información, y d) materiales digitales con tex-tos, imágenes y sonido que se anexarán a algunas guías y antologías.

De manera particular, las antologías reúnen una serie de textos para que los maestros actualicen sus conocimientos acerca de los contenidos de los programas de estudio y se apropien de propuestas didácticas novedosas y de mejores procedimientos para planear

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y evaluar la enseñanza y el aprendizaje. Se pretende que mediante el análisis individual y colectivo de esos materiales los maestros reflexionen sobre sus prácticas y fortalezcan su tarea docente.

Asimismo, con el propósito de que cada entidad brinde a los maestros más apoyos para la actualización se han fortalecido los equipos técnicos estatales con docentes que conocen el plan y los programas de estudio. Ellos aclararán dudas y ofrecerán las orienta-ciones que requieran los colectivos escolares, o bien atenderán las jornadas de trabajo en que participen grupos de maestros por localidad o región, según lo decida la autoridad educativa local.

Además, la sep iniciará un programa de actividades de apoyo a la actualización sobre la Reforma de la Educación Secundaria a través de la Red Edusat y preparará los recursos necesarios para trabajar los programas con apoyo de los recursos de la internet.

La sep tiene la plena seguridad de que estos materiales serán recursos importantes de apoyo a la invaluable labor que realizan los maestros y directivos, y de que servirán para que cada escuela diseñe una estrategia de formación docente orientada a fortalecer el de-sarrollo profesional de sus integrantes. Asimismo, agradece a los directivos y docentes las sugerencias que permitan mejorar los contenidos y la presentación de estos materiales.

Secretaría de Educación Pública

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Introducción

Esta colección de lecturas apoya el acercamiento inicial a los contenidos que conforman el curso de Ciencias de segundo grado de educación secundaria. Los textos seleccionados corresponden a algunos capítulos de libros y artículos que aportan elementos para la reflexión, el análisis, la conceptualización y la toma de decisiones orientada a mejorar los procesos de enseñanza y de aprendizaje de las ciencias en la escuela secundaria.

Algunas lecturas de la antología proporcionan pautas para organizar las actividades de enseñanza y de aprendizaje, y otras se encaminan a fortalecer el tratamiento de los contenidos que demandan la aplicación de enfoques que rebasan los límites de la disci-plina; contenidos como la integración y aplicación del conocimiento a temas de interés para los alumnos, por ejemplo, la tecnología o la astronomía.

Al inicio de cada lectura se incluye un guión de análisis con algunas preguntas, cuyo propósito es indicar los aspectos de mayor trascendencia para las grandes finalidades del taller de conocimiento inicial de la propuesta curricular de Ciencias ii.

Las lecturas que conforman la presente antología se refieren a los siguientes aspectos:Lecturas que proporcionan elementos para comprender la selección, organización y

secuenciación de los contenidos de cada uno de los bloques que componen el programa de Ciencias ii.

Las lecturas que permiten reconocer los principios del trabajo colaborativo y de las ex-periencias desencadenantes, como antecedentes obligados para el desarrollo de proyectos.

Un tercer grupo de lecturas aporta elementos para la introducción a temáticas de reciente inclusión en el programa de estudios de Ciencias para secundaria, como son la enseñanza a través de la resolución de situaciones problemáticas, la enseñanza por proyectos estudiantiles o mediante contrastación y diferenciación de modelos. Asimismo, se ofrece un artículo que promueve la reflexión en torno al papel de los modelos científicos en la enseñanza de las ciencias.

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¿Qué caracteriza al aprendizaje colaborativo?¿Cuál es el papel del docente en este tipo de aprendizaje?¿Cuál es el papel de los estudiantes?

El mundo moderno nos invita a replantear muchas de las acciones que hemos llevado a cabo durante años, una de ellas es el actuar docente ante la necesidad de formar hombres con capacidad de solución de problemas, ha-bilidades comunicativas en una aldea global y habilidad de sistematización de información en esta “jungla informativa” a la que día a día se tiene acceso gracias a las tecnologías de informa-ción y comunicaciones. Desde lo investigado y aplicado en Educación Básica en varios países, se buscó adaptar la metodología de proyectos colaborativos a la Educación Superior. Lo que se presenta en este informe es lo construido a partir de la experiencia vivida durante dos años en un aula universitaria.

Cuando se habla de aprendizaje por proyectos, se habla de que éstos deben buscar “actividades con propósito” que lleven –según Kilpatrick y John Dewey– a que la institución educativa no

sólo prepare para la vida, sino también que sea vida en sí misma. Por lo cual el proyecto debe fun-damentarse tanto en los intereses de los alumnos –intereses que convergen por consenso después de mucha discusión– como en los temas del currículo del curso en cuestión. Éste puede desarrollarse en forma individual o colaborativa, siendo la última lo ideal en el propósito de desarrollar habilidades sociales, comunicativas, creativas y en pro del crecimiento de la autoestima.

En el ambiente universitario el estudiante convive con el saber de una manera más libre de como lo hace en las aulas de la Básica; sin embargo, por años los docentes universitarios han manejado el proceso como: “Jóvenes, ustedes o yo”, haciendo del proceso de enseñanza, en cierta manera, un proceso coercitivo, de pugna entre voluntades. Según la cita que de Huber Hannoun hace Fernando Savater en su libro El valor de Educar,1 se educa “para no morir, para preservar una cierta forma de perennidad, para perpetuarnos a través del educando como el ar-tista intenta perpetuar por medio de su obra”.

Al buscar responder al reto que impone el educando que está llegando al claustro universi-tario y la necesidad sentida de formar hombres íntegros con habilidades y valores que respondan al mundo de hoy, se encontró en el trabajo por proyectos y básicamente en la metodología de proyectos colaborativos, que ésta permite un sinnúmero de experiencias que hacen del pro-ceso de aprendizaje un proceso cuyo propósito

Aprendizaje basado en proyectos colaborativos en la educación superior*

Adriana M. Vélez de C.**

* En Revista Iberoamericana de Informática Educativa. iv Congreso ribie, Brasilia, 1998. Proyecto Conexiones, consultado el 30 de marzo de 2006 en: • http://lsm.dei.uc.pt/ribie/docfiles/txt200342421718190M.PDF• http://www.c5.cl/ieinvestiga/actas/ribie98/190M.html** Universidad eafit-upb-colciencias. Universidad de Chile; e-mail: [email protected]

1 Fernando Savater, El valor de educar, Barcelona, Ariel, 1997.

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es el de facilitar y potenciar el procesamiento de información, que permiten el crecimiento y desarrollo del alumno, en su construcción de elaboraciones teóricas, concepciones, interpre-taciones y prácticas contextualizadas.

Los ambientes de aprendizaje acompañados de proyectos colaborativos como estrategia se revierten en actividades de diferente índole (apre-ciación de videos, realización de experimentos, construcción de objetos, utilización de la com-putadora, investigación en diferentes fuentes, realización de salidas de campo, entre otras) y en la utilización de diferentes espacios que ha-cen que las experiencias de los estudiantes no se centren en el aula de clase, ni en la vida misma de la institución universitaria. Es fundamental que se aproveche el mundo –el entorno cercano al alumno– buscando su interacción con él en una variedad de formas, y que a través de su viven-cia se acerque al aprendizaje. En las actividades debe buscarse la integración al proceso de las tecnologías informáticas y de comunicaciones de una manera cotidiana. En este proceso los estu-diantes están viviendo juntos el alcance de sus logros –algunos individuales y otros colectivos– que les permiten la creación de una comunidad de aprendizaje, en donde se interactúa, se cola-bora, se respeta y se crece en un agradable juego del dar y recibir.

En los proyectos colaborativos se ven in-tegrados los diferentes temas del programa académico, los cuales se trabajan de acuerdo con la necesidad para el cumplimiento de su propósito en el pensum. Habrá algunos que se lleven menos tiempo y otros más del estipulado en el programa curricular actual. El desarrollo de éstos permite a cada estudiante trabajar a su ritmo y les capacita en la utilización de pro-cesos, habilidades e ideas en la medida en que lo requieran.

En el aprendizaje a través de proyectos co-laborativos se confía en el educando y en la capacidad de exploración de su mundo, lo cual hace que éste se motive y desee desarrollar sus habilidades y destrezas buscando lo mejor de sí. Su autoestima se ve afectada positivamente, el alumno se siente orgulloso de sus logros y trabajos y desea compartirlos.

El aprendizaje colaborativo implica que los estudiantes se ayuden mutuamente a apren-der, compartan ideas y recursos, y planifiquen cooperativamente qué y cómo estudiar. Los docentes no dan instrucciones específicas: más bien permiten a los estudiantes elegir y variar sobre lo esencial de la clase y las metas a lograr, de este modo hacen a los estudiantes participar de su propio proceso de aprender.

Trabajar colaborativamente es mucho más que alumnos trabajando en grupo. Hay que lograr el verdadero trabajo de equipo. La clave es la interdependencia, los miembros del equipo deben necesitarse los unos a los otros y confiar en el entendimiento y éxito de cada persona.

Los proyectos colaborativos buscan facilitar un mejor funcionamiento de los nuevos ambientes de aprendizaje que posibilitan el desarrollo de la creatividad, el mejoramien-to de la autoestima, la recuperación de los valores culturales, la percepción del mundo, el respeto por el mismo desde un punto de vista ecológico, el respeto por la diferencia, la democratización y la solidaridad tanto nacional como internacional.2

Para trabajar los proyectos colaborativos en el aula hay diferentes estrategias o métodos que pueden ser utilizadas. Algunas de ellas son:

1. Asignación de roles, donde a cada quien se le da una responsabilidad para el cumplimiento de una tarea. Bajo esta modalidad, y de acuerdo a la experiencia vivida en el aula, se recomienda crear equipos de cinco estudiantes y propiciar un proceso de generación de normas de con-vivencia al interior de cada equipo, así como distribuir roles de:

a) Líder: dinamizador del proceso. Es quien se preocupa por verificar al interior del equipo que se estén asumiendo las res-ponsabilidades individuales y de grupo,

2 Proyecto Conexiones, Informe colciencias, núm. 1, 1995.


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propicia que se mantenga el interés por la actividad y por último cuestiona per-manentemente al grupo para generar puentes entre lo que ya se aprendió y lo que se está aprendiendo.

b) Comunicador: responsable de la comu-nicación entre el facilitador-docente y el equipo, como también de presentar a su equipo la información que recoge de la observación –al desarrollo de las actividades– hecha a los otros equipos de la clase.

c) Relator: responsable de la relatoría de to-dos los procesos en forma escrita. También es responsable de recopilar y sistematizar la información a entregar al facilitador-docente.

d) Utilero: responsable de conseguir el ma-terial y/o las herramientas de acuerdo con las necesidades del equipo para el desarrollo de las actividades y/o proce-sos.

e) Vigía del tiempo: controla el cronograma de tiempo establecido, y es responsable de que el equipo desarrolle las diferentes actividades dentro del tiempo pactado.

2. La información complementaria, a cada equipo se le entrega parte de la información que se requiere para llevar a cabo la actividad, y los equipos deben complementarse adecuadamente para el logro de los objetivos. Esta modalidad también puede trabajarse dividiendo el tema en cinco partes, numerando los miembros de los equipos de uno a cinco y entregando a cada uno una parte diferente del tema. Los alumnos con la parte igual, deben reunirse y hacer las respectivas investigaciones. Luego los equipos vuelven a conformarse –en cada uno queda el tema completo– y deben entre sus integrantes complementarse adecuadamente para el logro de los objetivos.

3. La información en conflicto, se le da a la clase un contexto completo, una situación que requiera de una decisión vital. A cada equipo se le entrega una posición frente a la situación. Luego se genera un espacio para la discusión en torno de la construcción. Es indispensable

para su buen desarrollo el que los equipos –las partes– tengan la posibilidad de prepararse ade-cuadamente realizando las consultas necesarias. Una variación a esta estrategia es la de realizar un “juicio”, entregando con antelación a los es-tudiantes sus respectivos papeles: juez, fiscales, abogados defensores, jurados, etcétera.

4. Responsabilidad compartida, todos los integrantes son responsables del conocimiento del equipo. Se realizan actividades de concurso donde las respuestas deben ser presentadas y/o argumentadas, procurándose el que cualquier miembro esté en capacidad de responder.

5. Análisis creativo de documentos, algunos documentos para ser trabajados en clase –sobre todo aquellos que por su densidad son un poco difíciles de abordar– se entregan a los equipos conformados en clase para su estudio, y como actividad los equipos no sólo deben analizar y entender el documento sino buscar una manera creativa de compartir con la clase sus conclu-siones; de la experiencia en esta modalidad se han obtenido actividades enriquecedoras e innovadoras –los estudiantes han generado diferentes concursos, acertijos, juegos, acrósti-cos, debates, etcétera– que hacen agradable el abordaje a ciertos temas.

El aprendizaje basado en proyectos colabo-rativos atiende a las habilidades que deben ser desarrolladas en los estudiantes y que son básicas para su desempeño en las relaciones globales a que se ven abocados hoy día (men, 1992):

• Flexibilidad y amplitud de miras a la in-dagación y manejo de posibilidad e incer-tidumbre.

• Curiosidad y respeto ante las ideas, valores y soluciones aportadas por otros.

• Capacidad de iniciativa y confianza en la toma de decisiones sobre la base de planificación rigurosa, contrastada y do-cumentada.

• Predisposición a planificar el desarrollo del trabajo en cuanto a recursos, plazos de ejecución y anticipación de dificultades y obstáculos.

• Atención, interés y persistencia ante las dificultades presentadas.


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• Disposición favorable al trabajo en equi-po, sistematizando y socializando tanto oralmente, como por escrito en forma clara, correcta, adecuada y crítica.

• Valoración equilibrada de los aspectos técnicos, económicos, estéticos y sociales en la planificación y diseño de objetos y proyectos.

Ahora bien, es muy importante comentar sobre los aspectos del papel del docente en este proceso. Dado que los proyectos colaborativos están inscritos en el modelo pedagógico cons-tructivista, su rol fundamental es el de cultivar la atmósfera de participación y colaboración. “El profesor debe ser un motor del proceso; debe desplazarse de un equipo a otro, observando, escuchando, preguntando, respondiendo, ofre-ciendo sugerencias. Él es un guía, un facilitador, y un recurso”.3 Si bien el aprendizaje basado en proyectos colaborativos permite libertad a los alumnos, el docente es quien establece los límites, mantiene las expectativas y orienta en lo que es fundamental conocer, discutir y modelar. Así tam-bién deberá asumir un papel estimulador tanto del pensamiento individual como grupal.

Por ser ésta una práctica educativa relativa-mente nueva, es necesario que los profesores aprendan su rol en el aprendizaje colaborati-vo en la práctica misma, al mismo tiempo que lo hacen sus estudiantes. El profesor debe modelar las destrezas comunicacionales y sociales esperadas de los alumnos. El apren-dizaje colaborativo requiere que la ayuda, el compartir y la cooperación lleguen a ser una norma en el aula de clase. La introducción gradual de juegos cooperativos, tareas de aprendizaje y otras actividades ayudan a que tanto profesores como alumnos adquieran

habilidades sociales, de comunicación y las bases para la organización de pequeños grupos.4

De acuerdo con la Misión de Ciencia, Educa-ción y Desarrollo, el educador debe romper con su estructura rígida y proporcionar la flexibili-dad, la innovación y la creatividad, crear prácti-cas donde el respeto, la justicia y la solidaridad posibiliten la formación ético-moral, fortalezcan la autoestima y la autoconfianza.

A continuación se enuncian algunos consejos útiles para quien, como docente, desee incur-sionar en el uso de esta metodología, basados éstos en la experiencia y en la vivencia misma de algunas recomendaciones tomadas de la obra Hacia una pedagogía del conocimiento:5

• Se deben buscar actividades que permitan de lo cotidiano llegar al conocimiento específico de la materia en cuestión, como también no ahorrar en experiencias cons-tructivas para el educando.

• Es importante tener conciencia que en este proceso el aprendizaje es mutuo. Busque dejar que el alumno le enseñe, déle esa oportunidad.

• Nunca menosprecie lo logrado en cada clase. ¡Cada clase es única! Si se piensa de esta manera no habrá necesidad de decir: “Vamos atrasados”, pues se verá que aun-que no sea de una manera secuencial tal y como está presentado el programa en el papel, todos los objetivos se lograrán y los temas serán cubiertos.

• Siempre se debe relacionar la activi-dad desarrollada con el conocimiento inherente a ésta, y éste a su vez con su aplicabilidad.

• Se debe estimular la investigación a través de casos y preguntas. A medida que se avance en las soluciones, se deben generar

3 Proyecto enlaces, Aprendizaje basado en proyectos, documento de trabajo del proyecto enlaces, Chile, 1996. Traducido y adaptado de la revista Educatio-nal Leadership, por Mónica Campos, Instituto de Informática Educativa Universidad de la Frontera, Temuco, Chile.

4 Ibid.5 Rafael Flórez, Hacia una pedagogía del conocimiento, Santafé de Bogotá, McGraw Hill, 1997.


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replanteamientos que lleven a precisar mejor los supuestos, las premisas y sus restricciones.

Un buen proceso colaborativo cuenta con que los estudiantes pueden expresar, compartir, discutir y confrontar sus preconceptos, sus in-vestigaciones y sus dudas; y con que el docente retoma lo trabajado y lo relaciona con la materia, su aplicabilidad y sus efectos tanto positivos como negativos.

Y para quien se esté preguntando, ¿y del proceso evaluativo qué?, es importante que se tenga presente que éste también debe, en cierta manera, modificarse. La evaluación, bajo esta modalidad de enseñanza, es un proceso per-manente y tiene como componentes esenciales un comité de evaluación con sesiones diarias y guías que permitan la autoevaluación, la coeva-luación y la heteroevaluación. En la vivencia de este proceso se ha acoplado un elemento llamado Diario de Procesos que sólo se usaba en algunas aulas de la Básica. El Diario permite a la vez la sistematización del aprendizaje de acuerdo con cada individuo y la autoevaluación con una adecuada sustentación desde lo práctico y lo teórico.

El Diario de Procesos puede generarse en carpetas que cada quien manejará y decorará a su antojo, respetando cierta estructura en la sistematización del aprendizaje. De cada activi-dad se deberá anotar su nombre, los objetivos, los logros y dificultades de aprendizaje, pero siempre prevalecerá la capacidad creadora del alumno, quien puede acompañar su sistemati-zación de poemas, dibujos, frases que expresen sus sentimientos, etcétera.

En cuanto a las pruebas formales, éstas de-ben ser diseñadas de tal manera que se puedan elaborar en equipo o, bien, si se desean aplicar individualmente deben apuntar a la aplicación de conceptos y no a la memorización de los mismos.

En el proceso se han utilizado herramientas informáticas como apoyo. Se han sistematizado los Diarios de Procesos, se ha trabajado colabo-rativamente el desarrollo de algunos contenidos utilizando el intercambio vía correo electrónico.

Actualmente se encuentran en proceso de de-sarrollo algunas páginas web para dar soporte al proceso metodológico que se muestra en este documento.

Como conclusión es interesante presentar algunos testimonios de estudiantes que han vivido el proceso:

En la materia se ha utilizado una meto-dología creativa que permite un ambiente entretenido, dando como resultado un fácil aprendizaje.

Andrés Felipe Betancur

Todos pensamos que hemos adquirido cono-cimiento, además hemos logrado romper con la monotonía. Todos en general nos sentimos satisfechos, porque consideramos la impor-tancia de hacer o marcar la diferencia.

Saúl G. Salazar Duque

El consenso general es que dentro del grupo existe confianza, esa confianza permitió que la clase fuese amena –aunque era clase de 12:00 m. El dinamismo y las actividades de la clase hacían que no se sintieran las dos horas. Siempre contamos con la profesora, siempre estuvo abierta y accesible a comen-tarios y sugerencias.

Juan David Gutiérrez

El curso fue impartido de una forma muy dinámica, ya que por medio de la práctica nos permitió acercarnos al conocimiento.

Pablo Andrés Vahos

Bajo esta metodología se brinda una gran relación alumno-profesor, además es inno-vadora y se fomenta el trabajo en equipo. En general, muy buena e interesante.

Marcela Ruiz

Es una materia muy interesante, llena de vivencias y experiencias con la aplicación de una nueva metodología, para el desarrollo de las actividades de clase.

Carlos Eduardo Monsalve


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Lecturas recomendadas

Johnson, David et al. (1988), Circles of learning, Min-nesota, Edwards Brothers.

Johnson, D. y R. Johnson (1987), Learning Together and Alone, Englewood Cliffs, N. J., Prentice Hall.

Ministerio de Educación Nacional (1984), Integración curricular, Santafé de Bogotá, Colombia, Direc-ción General de Capacitación y Perfeccionamien-to Docentes, Currículo y Medios Educativos.

Saldaño, Antonio y Eliana Calderón (1997), Funda-mentos, métodos y técnicas de la robótica educa-tiva, Medellín, Colombia, Taller dictado en la Universidad eafit.

Sharan, S. y R. Hertz-Lazarowitz (1980), “A group Investigation Method of Cooperative Learning in the Classroom”, en S. Sharan et al. (eds.), Cooperation in Education, Provo, Utah, Brigham Young University Press.


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¿Los alumnos aprenden poco en las clases de fí-sica debido a la complejidad de esta ciencia?¿Debido a su desinterés?¿Debido a las ideas que ya poseen sobre los fenómenos físicos?

Es una pregunta [que…] tiene respuesta en la interacción entre las características propias de la disciplina y la forma en que los alumnos aprenden.

Desde una perspectiva general […] uno de los principales problemas del aprendizaje y la com-prensión […] de la física va a estar muy relacionado con […] la gran familiaridad que el alumno tiene con los contenidos implicados, lo que le hace tener numerosas ideas previas y opiniones que resultan por lo general útiles para comprender el compor-tamiento de la naturaleza, pero que compiten, la mayoría de las veces con ventaja, con aquello que se le enseñanza en la escuela.

La física que se desarrolla en la Escuela Se-cundaria Obligatoria (eso) intenta explicar y analizar el comportamiento del mundo que nos rodea, cómo y por qué se mueven los cuerpos, cómo funcionan los distintos aparatos y dispo-sitivos que utilizamos, etcétera. Pero, para ello necesita recurrir a representaciones idealizadas y simplificadas, bastante alejadas de la realidad, o por lo menos de lo que percibimos como nuestra realidad. Se realizan aproximaciones en las que se habla de cuerpos que pueden moverse eterna-mente y nunca se paran; de pelotas que pueden

caer desde una cierta altura, botar en el suelo y volver otra vez al mismo sitio; los péndulos y las poleas tiene cuerdas que carecen de masa; etcétera. La física elemental está plagada de un amplio catálogo de aproximaciones como éstas que ayudan al físico y al estudiante de física a simplificar los problemas que se plantean, para poder profundizar en ellos y llegar a compren-derlos. Sin embargo, estas simplificaciones, in-discutiblemente útiles para aprender física, están bastante alejadas de la realidad que percibe el alumno. Nuestros estudiantes conocen perfec-tamente que todos los cuerpos en movimiento acaban por pararse y saben que, si queremos que sigan moviéndose con velocidad constante, es necesario hacer una fuerza; ven que los cuerpos caen y saben que eso ocurre porque los atrae la Tierra, sin embargo, no ven que los cuerpos atraigan a la Tierra. […] Esta familiaridad del alumno con los problemas que se van a trabajar, que en muchas ocasiones resulta una ventaja para el profesor proporcionando una fuente de ejemplos con los que se puede conectar fácilmen-te y sirviendo también de elemento motivador para los alumnos, puede ser también fuente de una parte importante de las dificultades que va a encontrar en la comprensión de los conceptos que desarrolla esta disciplina, fundamentalmente por las diferencias y aparentes contradicciones entre el mundo idealizado que presenta la ciencia y el mundo real que observa el alumno.

[…]En resumen, en los primeros cursos de la

Educación Secundaria de forma general pode-mos decir que las dificultades principales del alumno van a estar dominadas por la forma en

¿Por qué resulta difícil aprender física?*

Jose Ignacio Pozo M. y Miguel Ángel Gómez Crespo

* “El aprendizaje de la física”, en Aprender y enseñar ciencia, 2ª ed., Madrid, Morata, pp. 205-214.

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que ve el mundo, mientras que al final lo esta-rán por la forma en que no lo ve. Al principio, cuando el objeto de estudio es su mundo más próximo, el alumno tiene sus propias teorías sobre el funcionamiento de la naturaleza (por ejemplo, sobre el movimiento de los cuerpos) que compiten en situación ventajosa con aque-llas que se enseñan en la escuela. Al final de la educación secundaria […] cuando el objeto de estudio es más abstracto, las dificultades surgen ante la necesidad de recurrir a instrumentos que faciliten la representación de aquello que no puede verse.

[…]

Dificultades específicas en el aprendizaje de la física

Existe un amplio grupo de trabajos que mues-tran la existencia de numerosas dificultades conceptuales en el aprendizaje de la física que persisten incluso después de largos e intensos periodos de instrucción. Así, el cambio con-ceptual […] resulta difícil de conseguir en esta materia. Aunque, en la práctica, se puede decir que se han trabajado casi todos los campos de la física, los trabajos más numerosos se han centrado en el estudio de las concepciones de los alumnos sobre las fuerzas y el movimiento de los cuerpos, la electricidad, y el calor y la energía (para una revisión de los distintos tra-bajos véase Driver y cols., 1994).1 En la tabla 1, a

título de ejemplo, hemos recogido un resumen de algunas de las dificultades más importantes que encuentran los estudiantes de educación secundaria cuando se enfrentan al estudio de la física.

[…] En física las dificultades de aprendizaje que encuentra el estudiante vienen determinadas por la forma en que organiza su conocimiento a partir de sus propias teorías implícitas sobre el mundo que le rodea y el comportamiento de la materia. De esta manera, la comprensión de la física que se enseña en la escuela implicaría superar las restricciones que imponen las propias teorías de los alumnos. Estas teorías implícitas […] se diferencian de las científicas en una serie de supuestos o principios subyacentes de carácter epistemológico, ontológico y concep-tual. […] En el caso del aprendizaje de la física [existen] distintas fases que caracterizarían las teorías de los alumnos en su evolución hacia las teorías científicas, según recoge la tabla 2. En ella, mediante las flechas, se representan varias dimensiones de cambio, aunque una vez más hay que recordar que el aprendizaje de la ciencia no implica un proceso lineal sino sucesión de numerosos avances y regresiones. Asimismo, el cambio conceptual no tiene por qué darse simultáneamente en cada una de las dimensiones horizontales que se representan en la tabla 2.

Aprender física, en primer lugar, supondría un cambio en la lógica alrededor de la cual los alumnos organizan sus teorías (cambio epis-

- Los alumnos utilizan muy poco el término energía en sus explicaciones y cuando lo hacen introducen numerosas ideas erróneas.

- Indiferenciación entre conceptos como fuerza y energía.- Asociación entre fuerza y movimiento.- Dificultades para comprender los fenómenos de la naturaleza en términos de interacción entre cuerpos o

sistemas.- Interpretación de la corriente eléctrica como un fluido material.- Dificultades para asumir las conservaciones dentro de un sistema: energía, carga, etcétera.

Tabla 1. Algunas dificultades en el aprendizaje de la física.

1 R. Driver, A. Squires, P. Rushworth, y V. Wood-Robinson, Making sense of secondary school, Londres, Routledge, 1994.


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Principios epistemológicos

Realismo ingenuo Realismo interpretativo Constructivismo

El mundo físico es como lo vemos. Lo que no se percibe no se concibe.

Hay cosas que no podremos ver, pero la física nos ayuda a descubrir cómo son en realidad.

La física nos proporciona diferentes modelos a partir de los que interpretar la realidad.

Principios ontológicos

Estados Procesos Sistemas

Los fenómenos físicos se reducen a sus propiedades observables.

Los fenómenos se explican a través de procesos.

Los fenómenos se interpretan en términos de relaciones entre los elementos de un sistema.

Principios conceptuales

Hechos Causalidad lineal(de simple a múltiple) Interacción

Los cuerpos tienen propiedades que se corresponden con sus características observables.

Los cambios que experimentan los cuerpos y sus propiedades se interpretan a través de una causalidad simple que evoluciona a compleja.

Las propiedades de los cuerpos y sus cambios se interpretan en el marco de un sistema en continua interacción.

Cambio sin conservación Cambio con conservación Conservación y equilibrio

Sólo cambia aquello que vemos que se altera. Necesidad de explicar lo que cambia pero no lo que permanece.

Se acepta la conservación de propiedades no observables sin asumir la idea de equilibrio.

Los distintos fenómenos se interpretan en términos de interacción, lo que lleva a la conservación y al equilibrio.

Relaciones cualitativas Reglas heurísticas Relaciones cuantitativas

Interpretación cualitativa de los distintos fenómenos.

Aproximación cuantitativa a través de reglas heurísticas simplificadoras.

Integración de los esquemas de cuantificación (proporción, probabilidad y correlación) en los modelos.

Tabla 2. El cambio conceptual en el aprendizaje de la física. La tabla recoge tres dimensiones de cambio en torno a tres principios sobre los que

se estructurarían las teorías sobre el mundo físico.


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temológico). Antes de llegar a aceptar que la física nos proporciona modelos y teorías que permiten aproximarse e interpretar desde dis-tintos puntos de vista la realidad del mundo que nos rodea, los alumnos pasan por distintas fases o etapas en sus teorías implícitas que les ayudan a organizar su conocimiento de una forma más simple. La primera fase, [denomi-nada] realismo ingenuo, se caracterizaría por una visión del mundo físico centrada en la percepción que de él se tiene. Los alumnos sólo aceptarían la existencia de aquello que pueden observar directamente. Por ejemplo, no inclui-rían dentro de sus teorías conceptos como la energía. Aunque, si el profesor se lo pide o les induce a ello, utilizarán el término energía, sin embargo, no lo harán de forma espontánea en sus explicaciones porque no entra dentro de la estructura lógica en torno a la cual organizan su teoría, no pertenece al mundo de los objetos de su vida cotidiana. Una situación intermedia, dentro del continuo que conduce a las teorías científicas, sería lo que hemos denominado realismo interpretativo. El alumno amplía su es-tructura lógica, asume la existencia de “cosas” que no puede ver (por ejemplo, la energía, el potencial, el momento angular, etcétera), pero lejos de considerarlos como conceptos que cobran sentido dentro de las distintas teorías y modelos interpretativos de las propiedades de la materia, los asume como realidades de la materia, independientes del marco teórico en el que se trabaja que, aunque no puede obser-var directamente, la propia ciencia le ayuda a descubrir y a observar. Así las distintas mag-nitudes físicas que se utilizan para caracterizar los diversos estados de un sistema y explicar su evolución (por ejemplo, masa, velocidad, fuerza, energía, etcétera) adquieren para los alumnos propiedades materiales y significados distintos, en ocasiones muy diferentes, a los que se dan en el contexto escolar.

En segundo lugar, el cambio conceptual im-plicaría un cambio ontológico, un cambio en el conjunto de objetos a partir del cual el alumno construye su propia teoría. En un primer mo-mento, sólo se acepta aquello que proviene de lo que podemos observar directamente con

nuestros sentidos, de forma que sólo se aceptan estados discretos para la materia. Así, un alum-no puede observar que el agua de un vaso está fría o caliente, que una piedra “tiene fuerza” o no la tiene o que un enchufe tiene electricidad o está “descargado”, etcétera. Pero esto le lleva a atribuir a todos esos conceptos que maneja (calor, fuerza, electricidad, etcétera) propie-dades materiales, algo que se puede “cargar” o “descargar”, que se tiene o no se tiene, en el mismo sentido que uno tiene un billete o unas monedas. En su evolución hacia la teoría científica, las teorías de los alumnos llegarían a aceptar la existencia de procesos que permiten explicar la evolución de un estado a otro. Así, el agua de un vaso puede enfriarse, podemos hacer fuerza sobre la piedra, o la electricidad de una pila hace que se encienda la bombilla. Pero tampoco esto es suficiente. En su camino hacia las teorías que conforman la ciencia, para aprender física, el alumno debe comprender estos fenómenos no sólo como procesos, sino como el resultado de las continuas interacciones dentro de un sistema. Comprender, por ejemplo, cómo el agua se enfría porque intercambia energía con su entorno, la mano hace fuerza sobre la piedra pero la piedra también la hace sobre la mano, o cómo la bombilla se enciende porque la pila transfiere energía a los electrones y éstos a su vez se la transfieren al filamento, lo que provoca la emisión de la luz.

Por último, aprender física implica un cambio en los supuestos conceptuales que sustentan las teorías de los alumnos, que permita una evolu-ción hacia los principios que caracterizan a las teorías científicas (interacción, conservación y equilibrio, relaciones y esquemas de cuantifica-ción). De hecho, las distintas leyes y teorías que se enseñan en la educación secundaria se basan en la interacción entre cuerpos y sistemas. Los alumnos parten de los sucesos y los datos que les proporciona el mundo que pueden observar y sobre ellos construyen unas creencias sobre las fuerzas, la energía, la electricidad, etcétera (por ejemplo: un objeto sólo se podrá mover si posee una fuerza, para que una bombilla fun-cione es necesario que gaste electricidad o sólo tienen energía los seres vivos o los objetos ani-


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mados) que les permiten interpretar y predecir los fenómenos que se presentan en la escuela. Sin embargo, cuando aceptan la existencia de procesos que explican los cambios que tienen lugar en los cuerpos y sistemas estudiados, recurren a una causalidad lineal en la que hay un agente responsable del cambio (por ejemplo: la Tierra atrae a una pelota que cae, pero no al revés; los encendedores llevan en su interior, además del butano, otro gas que sirve para dar presión e impulsarlo; etcétera). Este mecanismo causal que permite explicar los cambios también evoluciona y, aunque inicialmente es simple y sólo se acepta un agente (por ejemplo: sólo es una fuerza la responsable del movimiento), poco a poco va admitiendo la multiplicidad de agentes responsables de un mismo cambio (por ejemplo, puede aceptar y comprender que el movimiento sea consecuencia de la acción de más de una fuerza). Todo ello supone una aproximación gradual en la teoría del alumno hacia la idea de interacción.

La comprensión de los fenómenos físicos en términos de interacción entre cuerpos y sistemas, es un paso necesario para poder comprender la conservación de las propiedades no observables y del equilibrio. Por ejemplo: es necesario partir

de la interacción entre la barra y el soporte para comprender por qué un balancín puede alcanzar una situación de equilibrio; o comprender el complejo sistema de interacciones y transferen-cias de energía que tiene lugar en un péndulo múltiple (en el que una bola que cae transmite su movimiento a otras que se encuentran en reposo) sería necesario para comprender la conservación de la energía en el dispositivo.

Pero las leyes físicas también están basadas en esquemas de cuantificación que permiten establecer la relación entre las distintas variables que intervienen en un proceso. Comprender estas leyes, implica, también en física, utilizar relaciones cuantitativas que básicamente se resumen en los esquemas de proporción, corre-lación y probabilidad. Aunque la correlación y la probabilidad son importantes en el aprendizaje de la física, al igual que ocurría en química, vuelve a ser la proporcionalidad el principal esquema cuantitativo que los alumnos de edu-cación secundaria deben manejar. Pero, frente a ello, van a encontrar dificultades debidas a la tendencia a interpretar los distintos fenómenos en forma cualitativa o, en su caso, a utilizar reglas simplificadoras que rebajen la demanda del problema.


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¿A qué criterios de organización y secuen-ciación obedecen los contenidos del curso de segundo grado?¿Cómo se refleja la historia de la física en la estructura del programa de estudios?¿Qué habilidades se promueven en el curso de Ciencias ii?¿De qué manera están incorporadas las ideas científicas previas de los alumnos?¿Cómo se relaciona el programa de estudios con los temas sociales y tecnológicos de ac-tualidad?

Descripción general

La física escolar en este nivel educativo está orientada a favorecer la comprensión y aplica-ción de los conocimientos de esta asignatura a partir de situaciones de la vida cotidiana, para ello es indispensable que los alumnos cuenten con las herramientas conceptuales que hacen posible representar los fenómenos y los procesos naturales a través del uso de conceptos, modelos y lenguajes abstractos. La posibilidad de dicha representación requiere:

• Contar con un esquema descriptivo de los cambios que se observan en los fenó-menos.

• Identificar las relaciones básicas que per-mitan reconocer y explicar en términos causales los procesos.

• Elaborar imágenes y representaciones que permitan construir modelos explicativos y funcionales.

• Realizar un primer acercamiento a un lenguaje abstracto –conceptual y mate-mático– que contribuya al establecimiento de relaciones claras y de razonamientos coherentes.

Mediante estos cuatro aspectos el estudiante elabora analogías, explicaciones y predicciones para interpretar e interaccionar con los fenóme-nos que se observan y analizan. Además consti-tuyen una parte fundamental de la construcción y estructura de las teorías físicas y, por ello, deben considerarse en la formación académica pues, por un lado, facilitan la comprensión de cómo se construye y valida la ciencia y, por otro, desarrollan competencias cognitivas que son necesarias para el aprendizaje de la ciencia y que también podrán ser útiles en otras áreas del conocimiento.

La selección de los contenidos, su organiza-ción, continuidad y delimitación de profundidad obedece a los siguientes criterios:

• Problemas conceptuales y las ideas pre-vias.

• Desarrollo histórico de la física.• Naturaleza de la ciencia.• Integración de la ciencia.• Relaciones entre la ciencia y la tecnología

con la sociedad.

Criterios de selección y organización de los contenidos del curso de Ciencias ii (énfasis en Física)*

* Elaborado ex profeso para esta antología, México, sep, 2007.

03 Ciencias 021-028 Criterios.in21 21 6/4/07 1:26:26 PM

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Criterio 1. Problemas conceptuales y las ideas previas

Las ideas previas de los alumnos han propor-cionado conocimiento acerca de las concep-ciones con que se enfrentan al aprendizaje de los conocimientos científicos, siendo un factor importante para la construcción de modelos representacionales con los que cotidianamente interpretan tanto lo que observan como lo que analizan en el salón de clase o en el libro de texto. Las ideas previas ayudan al maestro a conocer los problemas conceptuales que los alumnos presentan más frecuentemente. Una de tales dificultades es establecer una relación entre los sentidos y la necesidad de una construcción abstracta que explique lo percibido.

En este programa se propicia que los alumnos incorporen habilidades y estructuras de cono-

cimiento para comprender nuevos conceptos y que los adapten, interpreten y utilicen en el marco de sus conocimientos previos para lograr el aprendizaje de los conceptos científicos.

Criterio 2. Desarrollo histórico de la física

El criterio de desarrollo histórico de la física, además de relacionarse con las ideas previas de los alumnos, orienta también la selección de los principales conceptos que deben abordarse en cada bloque, tomando en cuenta aquellos que han sido fundamentales en el desarrollo de esta ciencia y cuyo estudio proporciona al estudiante ejemplos concretos de análisis de la forma en que los modelos y las teorías se construyen y de la relación que guarda la evolución de la física con los problemas sociales y culturales de cada época.

Galileo y la descripción del movimiento acelerado. Siglos xvi-xvii.

Fuerzas: leyes de Newton y gravitación; fuerza eléctrica y corriente eléctrica.

Siglo xvii.

Teoría cinética.Interpretación cinética del calor y la temperatura; interpretación de cambios de estado.

Siglos xviii-xix.

El electrón; teoría atómica; descripción de procesos eléctricos y magnéticos con el modelo atómico. Algunas características actuales del átomo.

Siglos xix–xx.

Desarrollo histórico de la física.

Criterio 3. La naturaleza de la construcción del conocimiento científico

La naturaleza de la ciencia se encuentra en los aprendizajes esperados de cada uno de los bloques pues se busca que los alumnos cons-truyan una idea actualizada de los procesos de elaboración del conocimiento científico, de su diferencia con la construcción de otros tipos de conocimiento y que, además, contrasten esta visión de la construcción de la ciencia con estereotipos comunes.

Los contenidos del programa favorecen la conformación de una visión de la ciencia que incluya múltiples factores que van más allá de la comprobación empírica directa tales como:

• El proceso de creatividad que se rela-ciona con el planteamiento de hipótesis, y el vínculo existente entre el aspecto deductivo y las predicciones. Además, se plantea una visión sobre el desarrollo y la evolución del conocimiento cien-tífico. El programa favorece el trata-


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miento del análisis de datos; se busca que los alumnos comprendan que los datos no son entidades independientes, sino que se interpretan desde teorías específicas

Criterio 4. La integración de la ciencia

La integración de las ciencias es parte im-portante para contextualizar la física y hacer notar que no es una disciplina aislada sino que tiene relación, en diversos planos, con otras ciencias. En el programa la integración se considera en:

• La introducción de cada bloque, en lo referente al propio sujeto y a sus procesos de percepción del medio que le rodea.

• Las secciones de cierre de bloque “In-vestigar: imaginar, diseñar y experimen-tar para explicar o innovar” (salud, el funcionamiento del cuerpo humano, la tecnología y las condiciones para la vida, los deportes, problemáticas de desarrollo social).

• En el bloque v, donde se plantean apar-tados completos sobre la relación entre la tecnología y la física, la física y la as-tronomía, la física y el medio ambiente y la ciencia y la tecnología.

Criterio 5. Relaciones entre la ciencia y la tecnología con la sociedad

Este criterio se relaciona con dos consideraciones importantes en la enseñanza de las ciencias. La primera tiene que ver con el propósito de que los estudiantes perciban a la ciencia como un producto de la cultura, estrechamente ligada a la historia y, por consiguiente, a las condiciones sociales, cultu-rales y económicas de una determinada época.

Otra consideración importante es que los alumnos perciban las estrechas relaciones de la ciencia actual con la tecnología, las problemá-ticas sociales, los diferentes estilos de vida y el desarrollo futuro.

En el bloque v se favorece la relación de la física con aspectos de la tecnología, del medio ambiente y del desarrollo de la sociedad; con la intención de que los alumnos valoren la contribu-ción de las diversas comunidades de científicos, de tecnólogos y de otros sectores de la sociedad al desarrollo del conocimiento.

Los aspectos apuntados delimitan cuatro campos de la física, mismos que se consideraron en la definición de los contenidos del programa y que, además de favorecer la construcción de representaciones, orientaron las temáticas de los bloques del programa. Estos cuatro campos, más uno en el que se integran todos, se muestran en el siguiente cuadro.

Campos de la física Elementos para la representación de fenómenos físicos

Temas del programa

Estudio del movimiento. Esquemas descriptivos. Bloque i. El movimiento. La descrip-ción de los cambios en la naturaleza.

Análisis de las fuerzas y los cambios. Relaciones y sentido de mecanismo. Bloque ii. Las fuerzas. La explica-ción de los cambios.

Modelo de partículas. Imágenes y modelos abstractos. Bloque iii. Las interacciones de la materia. Un modelo para describir lo que no percibimos.

Constitución atómica. Imágenes y modelos abstractos. Bloque iv. Manifestaciones de la estructura interna de la materia.

Universo. Interacción de la física, la tecnología y la sociedad.

Interpretaciones integradas y relacio-nes con el entorno.

Bloque v. Conocimiento, sociedad y tecnología.


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A continuación se describe el tratamiento de los criterios y las representaciones en cada bloque del programa de estudio.

Bloque i. El movimiento. La descripción de los cambios en la naturalezaAspectos y criterios Características del bloque

Elementos para la representación de los fenómenos físicos.

Esquemas descriptivos.Acercamiento al lenguaje conceptual y matemático.

Niveles de comprensión y profundidad.

Se inicia con la percepción del movimiento en la naturaleza porque, además de fa-vorecer una interacción directa del alumno con la fenomenología del mundo que le rodea, permite una descripción lógica de los movimientos que el estudiante observa o conoce, utilizando relaciones entre variables que pueden ser medidas, tales como el tiempo y la distancia.

Habilidades. En el estudio del movimiento se pueden desarrollar habilidades que son básicas para la comprensión de muchos de los conceptos de la física y que se requerirán para la comprensión de temas posteriores, por ejemplo el significado de marco de referencia y su importancia, la interpretación de gráficas y las relaciones geométricas y algebraicas básicas entre las variables.

Problemas conceptuales e ideas previas.

Se consideran ideas previas relacionadas con el movimiento, específicamente, la confusión entre velocidad y aceleración, así como las ideas aristotélicas acerca de la caída libre de los cuerpos.


Se propone la descripción y el análisis del movimiento de caída libre de los cuerpos, partiendo de la perspectiva histórica, con la finalidad de confrontar la idea aristotélica con la explicación y procedimientos utilizados por Galileo en su investigación. Esto brinda la oportunidad de comprender el proceso de estructuración del conocimiento científico.

Naturaleza de la ciencia.

Integración de las ciencias.

El movimiento ondulatorio favorece la integración de la disciplina al relacionar los conceptos básicos asociados al movimiento de una partícula con el de las ondas e identificar que ambos movimientos comparten, estructuralmente, el mismo proceso físico.

Ciencia, tecnología y sociedad.

Proyectos.

Bloque ii. Las fuerzas. La explicación de los cambiosAspectos y criterios Características del bloque


Relaciones básicas y sentido de mecanismo.Acercamiento al lenguaje conceptual y matemático.


Una vez que en temas anteriores se han descrito los movimientos, en este bloque se recurre al análisis de las interacciones para explicar cómo y por qué ocurren esos fenómenos. Se pretende dar cuenta de que las fuerzas son una forma de determinar las interacciones entre los cuerpos y que no sólo se limitan a los empujones y jalones sino que pueden ser de naturaleza distinta como en el caso de la interacción gravi-tacional, la eléctrica y la magnética. Lo anterior tiene que ver con la parte estructural de la física porque las interacciones definen las relaciones causales que permiten explicar y predecir los movimientos, así como propiciar otro tipo de análisis del cambio considerando la energía mecánica.


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La energía es un concepto sumamente difícil de comprender para los estudiantes. Por ello, en lugar de un tratamiento por medio del concepto de trabajo, se propone analizar sistemas mecánicos en que las ecuaciones de energía son representativas de un estado físico para una configuración específica (sistema de referencia) y que permiten, de manera sencilla (desde un punto de vista algebraico), predecir algunos de los comportamientos del sistema.

Habilidades. El desarrollo de los contenidos está orientado para que los alumnos sean capaces de llevar a cabo inferencias, explicaciones causales y predicciones.


La mayoría de los estudiantes de secundaria tienen la idea de que la fuerza es una entidad que se transmite a los objetos, esto es en parte favorecido porque en los cu-rrículos tradicionales el tema se analiza con las acciones de jalar y empujar.


El análisis de los temas propuestos se relaciona con la constitución de la física clásica de los siglos xvii, xviii y xix. Además, en diversas investigaciones se ha mostrado que los alumnos tienen concepciones semejantes a las que se presentaron en el desarrollo histórico de la disciplina.El concepto de fuerza y las leyes de Newton tienen gran importancia desde el punto de vista de la enseñanza de la estructura de la física y también dan cuenta, conjunta-mente con el análisis histórico, de los procesos de construcción del conocimiento.



El tratamiento de las distintas interacciones también apoya la integración de las teorías físicas con otros campos.


Proyectos.

Bloque iii. Las interacciones de la materia. Un modelo para describir lo que no percibimos

Aspectos y criterios Características del bloque


Imágenes y modelos abstractos (modelo cinético molecular).Acercamiento al lenguaje conceptual y matemático.


Los temas de este bloque implican pasar del comportamiento macroscópico al microscópico en un proceso de ida y vuelta. Con ello se pretende hacer evidente al estudiante cómo los conceptos fundamentales, tanto del movimiento como de las interacciones, permiten entender también lo que ocurre con las interacciones en el nivel microscópico.El énfasis se centra en la comprensión de la estructura discontinua o corpuscular de la materia (acercamiento microscópico). El análisis de la naturaleza corpuscular de la materia permite establecer los conceptos básicos de la termodinámica y de los flui-dos, así como sus relaciones. En cuanto a los fluidos, la concepción de una naturaleza corpuscular de la materia favorece la construcción de los conceptos de densidad y presión. Respecto a la energía, se sigue la misma estructura que en el bloque anterior, es decir, se analiza desde la perspectiva de sistemas termodinámicos; será necesario mencionar las consecuencias de las transformaciones de energía y analizarlas para el caso de los fenómenos visibles.

Habilidades. Interpretar y analizar información de algunos modelos de fenómenos y procesos naturales.Se promueve la explicación y predicción de fenómenos del entorno con base en el modelo cinético de partículas.Se propone la medición de algunas propiedades de la materia y el uso de los instru-mentos correspondientes.


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La estructura corpuscular de la materia es uno de los temas en que las concepciones previas de los estudiantes son más difíciles de transformar. El reconocimiento del vacío entre las partículas facilitará la comprensión de muchos otros aspectos proble-máticos en el aprendizaje de la física como, por ejemplo, el calor, su diferencia con la temperatura, y sus procesos de transferencia.


Los temas también tienen relación con una etapa importante de la historia de la física: cuando el paso hacia la física contemporánea se hizo posible.


Integración de las ciencias. Otro aspecto que es necesario resaltar es la relación de la física con la química a partir del tratamiento molecular.

Ciencia, tecnología y sociedad

Proyectos.

Bloque iv. Manifestaciones de la estructura interna de la materiaAspectos y criterios Características del bloque


Imágenes y modelos abstractos (modelo atómico).Acercamiento al lenguaje conceptual y matemático.


El estudio de la estructura del átomo tiene como propósito acercar a los estudiantes a los conceptos que se consideran fundamentales para acceder, aunque sea de forma incipiente, a la física contemporánea. La construcción de un modelo básico del átomo es bastante compleja, por ello, se pretende solamente que los alumnos puedan contar con una representación, pero que sea lo suficientemente articulada para permitirles interpretar fenómenos tales como la electricidad y la emisión de luz. Se pone especial énfasis en el comportamiento y las funciones del electrón debido a que con ello los estudiantes podrán tener idea de la relación íntima que hay entre la estructura atómica de la materia y el electromagnetismo. No se espera que el estu-diante de este nivel construya una representación compleja de este asunto, pero sí se pretende lograr que relacione aspectos macroscópicos del electromagnetismo con el comportamiento de los electrones en la materia (nivel microscópico), por ejemplo, la corriente eléctrica o la emisión de radiación.Este tratamiento permite apoyar el desarrollo de representaciones abstractas en los estudiantes, por lo que constituye uno de los propósitos fundamentales de la ense-ñanza de la ciencia.

Habilidades. Se promueve la explicación y predicción de fenómenos del entorno con base en el papel del electrón (modelo atómico simple).Se promueve la realización de experimentos y la construcción de dispositivos.


El modelo corpuscular es útil para describir, explicar y comprender la corriente eléc-trica, ya que los alumnos la conciben como un fluido material que se almacena en la pila y se consume en la bombilla, los cables tan sólo serían un vehículo que permite trasladar de un sitio a otro la corriente. Asimismo, el modelo sirve para comprender el magnetismo y la gravedad.


Se continúa con el estudio del proceso histórico acerca de la construcción de representa-ciones de la constitución de la materia revisado en el bloque anterior, particularmente, en cuanto al surgimiento de un modelo que divide las partículas para explicar mani-festaciones de la materia tales como electricidad y luz. Este tratamiento contribuye a la búsqueda de explicaciones más completas y al uso de modelos en la ciencia.



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El acercamiento mediante el electrón es un antecedente para el curso de Ciencias iii.


Proyectos.

Bloque v. Conocimiento, sociedad y tecnologíaAspectos y criterios Características del bloque


Esquemas descriptivos.Relaciones y sentido de mecanismo.Imágenes y modelos abstractos.Acercamiento al lenguaje conceptual y matemático.


Se propone una labor de síntesis de conocimientos introducidos en los bloques an-teriores, que apoye la comprensión y explicación de las bases físicas en el universo (tema obligatorio), tales como la descripción de movimientos planetarios y su expli-cación con base en la fuerza de gravedad, así como el papel de las radiaciones en el conocimiento del cosmos.Los demás temas, opcionales, se encaminan a lograr que los estudiantes perciban que son capaces de comprender, al menos en su funcionamiento básico, los aparatos que utilizan o han visto, y que son desarrollos tecnológicos contemporáneos.

Habilidades. Desde el punto de vista educativo, este bloque permitirá el desarrollo de habilidades para relacionar los conceptos básicos de la física con el funcionamiento de diversos aparatos y ello implica, también, en cada caso y al nivel de los estudiantes de secun-daria, la posibilidad de plantear y resolver algunos problemas de orden práctico y experimental.


El proyecto La física y el conocimiento del universo favorece que los alumnos integren conexiones en la elaboración de esquemas de entidades físicas fenomenológicas y abstractas que son representaciones de los procesos físicos por medio de modelos.


En el tema opcional “Ciencia y tecnología en el desarrollo de la sociedad” se promueve la recuperación de la revisión histórica de la ciencia para identificar evidencias sobre el carácter tentativo de los conocimientos científicos y su proceso de construcción.

Naturaleza de la construcción del conocimiento científico.


Mediante los proyectos los estudiantes reconocerán el ambiente tecnológico que prevalece en nuestros días, además reflexionarán acerca del desarrollo de la ciencia, su interacción con la tecnología y las implicaciones que tiene en la salud, el ambiente y el desarrollo de la humanidad.Tecnología y sociedad


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¿Cómo favorece la planeación de la enseñanza a la práctica docente?¿Cómo se relacionan los elementos de una unidad didáctica con los componentes curri-culares del programa de Ciencias?¿Qué aspectos se sugiere atender para realizar la planeación del curso a través de secuencias didácticas?

Sentido de la planeación

La planeación es uno de los componentes indis-pensables de la práctica docente con influencia en los resultados del aprendizaje, ya que la inadecuada organización y la improvisación pueden conducir al fracaso o a una variedad de experiencias que no son congruentes con los propósitos establecidos.

Es una herramienta mediante la cual se con-creta el programa de estudios en una propuesta de trabajo para el aula: se organizan las es-trategias docentes y las formas de evaluación considerando las intenciones educativas, los contenidos seleccionados, los recursos y tiempos disponibles, las características de la escuela y del alumno, además de prever actuaciones ante posibles dificultades.

Se concibe como propuesta inicial, como una hipótesis de trabajo que se completa, verifica, modifica o enriquece en el aula, por lo que se en-cuentra en constante construcción (Lacueva).

Es importante aclarar que la planeación de un curso no consiste en la distribución de contenidos y actividades en lapsos escolares sin la mayor reflexión, puesto que en su elaboración se debe considerar una filosofía y líneas de trabajo, sus-tentadas en teorías de enseñanza y de aprendizaje, que orienten la actividad educativa en forma permanente y permitan la diversidad de planes, de acuerdo con las características de los alumnos, el contexto, el docente, los recursos, etcétera. En este sentido, implica una preparación de:

• Experiencias y actividades diversas que ofrezcan oportunidades de aprendizaje a los alumnos, acordes a sus intereses, capa-cidades y necesidades. Deben considerar contenidos de diferentes tipos (concep-tuales, procedimentales y actitudinales), niveles de dificultad, los diversos estilos de aprendizaje, la participación activa del alumno. En este aspecto, el docente tiene la posibilidad de diseñar o bien de selec-cionar, adaptar o enriquecer las propuestas que se generan en diversas instancias.

• Formas de evaluación congruentes con las intenciones educativas y las experiencias diseñadas.

• Materiales y recursos que de acuerdo con las estrategias planteadas permitan la interacción de los alumnos con los contenidos de aprendizaje. El tiempo se considera también un recurso a tomar en cuenta en la planeación.

• Cauces organizativos que propongan un orden temporal y una secuencia didáctica para el trabajo en el aula, y además favo-

Planeación de la enseñanza*


04 Ciencias 029-032 Planeacion.i29 29 6/5/07 1:08:24 PM

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rezcan la optimización de los esfuerzos y los recursos.

• De los contenidos y del papel que como docente tendrá en el aula. Considera la reflexión acerca de sus limitaciones en el dominio de los conceptos, así como respecto a sus habilidades y actitudes en los procesos didácticos, la gestión de la clase, el uso de los materiales o nuevas tecnologías, entre otros.

Puntos a considerar en la planeación

• Trabajar a partir de las representaciones e ideas de los alumnos y considerar los posibles obstáculos en el aprendizaje.

• Considerar el nivel y las posibilidades de los alumnos en las situaciones plan-teadas.

• Incluir una amplia gama de actividades y estrategias de enseñanza que consideren los estilos de aprendizaje y las teorías de enseñanza y de aprendizaje.

• El ambiente de aprendizaje que ofrece la escuela en cuanto a sus características físicas y culturales.

• Proponer un papel activo de los alumnos y oportunidades de aprendizaje con otros mediante el trabajo colaborativo.

• Proponer diversas situaciones de eva-luación similares a las del aprendizaje, variadas en su complejidad y contexto; por ejemplo, solucionar problemas, es-tablecer relaciones entre datos, prever

nuevos problemas, etcétera, que permi-tan al docente y a los alumnos identificar el grado de avance y las dificultades.

• Obtener un registro con observaciones de las dificultades y alternativas útiles, identificadas en el desarrollo de lo pla-neado, con la finalidad de evaluar el des-empeño y obtener experiencias exitosas que puedan ser de utilidad en futuras prácticas.

• La participación y colaboración del equi-po docente en la elaboración y discusión de la propuesta, con el fin de aprovechar tanto la experiencia propia como la de otros para conocer, adoptar, adaptar y enriquecer la práctica docente.

Planeación de los cursos de Ciencias

La propuesta curricular constituye los linea-mientos que orientan el trabajo en el aula, por tanto es la guía para realizar la planeación de cada uno de los cursos de Ciencias.

La organización del curso en cinco bloques permite considerar dos meses para el desarrollo de los mismos, en términos aproximados.

Cada bloque puede representar una unidad didáctica a desarrollar en el aula. Casanova define a la unidad didáctica “como la con-creción de objetivos, contenidos, actividades, estrategias metodológicas y evaluación para realizar la enseñanza y el aprendizaje de un conjunto de cuestiones estrechamente interre-

Elementos de la unidad didáctica (Casanova) Secciones de los programas de CienciasObjetivos. ¿Para qué enseñar? Propósitos del curso y del bloque.

Contenidos. ¿Qué enseñar? Contenidos.

Actividades. ¿Cómo aprenderán los alumnos y las alumnas?

Aprendizajes esperados.Comentarios y sugerencias didácticas.Orientaciones generales para el tratamiento de los contenidos.

Metodología. ¿Cómo enseñar? Enfoque.

Recursos didácticos. ¿Con qué enseñar? Comentarios y sugerencias didácticas.

Evaluación. ¿Cómo mejorar la enseñanza y el aprendizaje?¿Se consiguen los objetivos previstos?

Aprendizajes esperados. Representan refe-rentes a considerar en la evaluación acerca de lo que deben aprender los alumnos.


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lacionadas desde un punto de vista formativo (epistemológico o metodológico)”.

Las unidades didácticas están integradas con elementos a considerar en la planeación. En la siguiente tabla se presentan los elementos de la unidad didáctica, así como las secciones de la propuesta curricular que contienen informa-ción al respecto.

En este sentido, los bloques pueden cons-tituir el punto de partida para establecer los cauces organizativos y didácticos ya que es-pecifican los propósitos, los contenidos y los aprendizajes esperados con una temática determinada.

La planeación del bloque puede concretarse en varias secuencias didácticas, que a su vez plantean situaciones de aprendizaje encami-nadas al logro de los propósitos y aprendizajes esperados en varias sesiones o módulos de trabajo en el aula.

Una secuencia didáctica considera la ordena-ción de las actividades en tres momentos:

• Inicio. Permite plantear la intención o propósito de la secuencia, contextualizar, motivar, plantear situaciones problemá-ticas, indagar las ideas de los alumnos.

• Desarrollo. Está constituida por activida-des correlacionadas en las que se movili-zan los conocimientos, las habilidades y las actitudes para lograr los aprendizajes esperados.

• Cierre. Constituye un espacio para con-cluir, identificar aprendizajes, realizar generalizaciones, presentar resultados y realizar evaluaciones.

Para realizar la planeación de una secuencia didáctica se propone atender las siguientes tareas:

Identificar la información del bloque del programa que permita determinar la direc-ción del aprendizaje.

Seleccionar el contenido (conceptual, pro-cedimental y actitudinal) a desarrollar, así como su alcance y profundidad.

Diseñar o seleccionar experiencias de apren-dizaje, organizadas en secuencias que per-mitan el desarrollo de los conocimientos, las habilidades y las actitudes expresados en los aprendizajes esperados.

Determinar estrategias de evaluación con-gruentes con los propósitos y las experiencias diseñadas, que permitan evidenciar el logro de los aprendizajes esperados.

Identificar los recursos que se requieren para el desarrollo de las secuencias y el número de sesiones correspondientes.

Propósitos del bloque.

Contenidos.

Secuencias de aprendizaje.

Evaluación.

Recursos. Tiempo.

Inicio.

Desarrollo.

Cierre.

Aprendizajes esperados.


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• Considerar en primer término los pro-pósitos del bloque, los cuales permitirán orientar las situaciones de aprendizaje.

• Revisar las secciones “Contenidos” y “Aprendizajes esperados” para identifi-car el o los subtemas que conformarán la secuencia, los contenidos (conceptuales, procedimentales y actitudinales) a desarro-llar, así como su alcance y profundidad.

• Con base en los puntos anteriores, los lineamientos del “Enfoque” y las ca-racterísticas de los alumnos, definir las estrategias y actividades que conduci-rán al logro de aprendizajes esperados, en los tres momentos de la secuencia didáctica: inicio, desarrollo y cierre. Es importante aclarar que los enunciados señalados en la sección “Aprendizajes esperados” expresan lo que debe aprender el alumno y no son las actividades de clase, por tanto, una situación de aprendizaje puede abordar varios de los aprendizajes esperados. Se debe tomar en cuenta la relación y progresión de las actividades planteadas. En esta fase las secciones de “Comentarios y sugerencias di-dácticas” y “Orientaciones generales para el tratamiento de los contenidos" pueden aportar información a consi-derar en la definición y selección de las actividades.

• De acuerdo con las actividades definidas, se seleccionan o adaptan los medios y recursos que se requieren; es necesario revisarlos y probarlos para evitar difi-cultades en su uso.

• Determinar formas de evaluación, con-siderando las actividades propuestas y los aprendizajes esperados.

• Determinar el número de sesiones o el tiempo aproximado para el desarrollo de la secuencia.

Las secuencias didácticas diseñadas tendrán congruencia con los planteamientos del pro-grama, en la medida en que las experiencias y actividades propuestas:

• Consideren el enfoque de enseñanza.• Contribuyan al logro de los propósitos

del bloque.• Estén organizadas y jerarquizadas para

favorecer el logro de los aprendizajes.• Sean pertinentes y suficientes para alcan-

zar los aprendizajes esperados.• Tomen en cuenta las ideas, las necesi-

dades, los intereses y el contexto de los alumnos.

• Se puedan realizar con los recursos y en el tiempo estimados.

• Permitan evidenciar los aprendizajes esperados, así como los avances y las dificultades de los alumnos.

Bibliografía

Airasian, Peter W. (2002), La evaluación en el salón de clases, México, McGraw-Hill Interamerica-na/sep (Biblioteca para la actualización del maestro), pp. 46-47, 59-64.

Casanova, María Antonia (1998), La evaluación edu-cativa. Escuela Básica, Madrid, Cooperación Española/sep (Biblioteca del normalista), pp. 200-207.

Lacueva, Aurora (2000), Ciencia y Tecnología en la Escuela, Madrid, Editorial Popular/Laboratorio Educativo, pp. 101-120.


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¿Qué temas del bloque i se sugiere desarrollar desde una perspectiva fenomenológica?¿Cuáles deben ser aprovechados para la cons-trucción de representaciones abstractas?¿Qué temas y subtemas están planteados con la finalidad de favorecer el uso de las repre-sentaciones en la comprensión de los procesos fenomenológicos?

En este bloque se tiene por objeto iniciar con los procesos de construcción de los conceptos de la física acerca de la percepción del movimiento. La construcción de las representaciones sobre los fenómenos relacionados con el movimiento están presentes en todo el bloque. Estas repre-sentaciones buscan que los alumnos construyan explicaciones funcionales y de acción, que sus observaciones y su conocimiento cotidiano no aportan. El desarrollo de estas representaciones permitirá a los alumnos construir y definir los fundamentos para la comprensión de la física desde los conceptos de la cinemática que se tratan en este bloque.

Por otro lado, es importante señalar que, debi-do a lo cotidiano de los fenómenos relacionados con el movimiento, la presencia de ideas previas alrededor de conceptos ligados al movimiento es uno de los principales factores a tomar en cuenta para el desarrollo de las actividades de aprendizaje. De hecho se encuentra ampliamente documentada la visión que involucra aspec-tos denominados “aristotélicos” –por algunas

semejanzas que se encuentran con lo descrito por Aristóteles– pero también la presencia de otras ideas que predominaron en la edad me-dia y que presentan los estudiantes alrededor de los conceptos de movimiento y fuerza. Las ideas que la mayoría de los alumnos tienen en correspondencia con esas visiones históricas es uno de los aspectos difíciles del aprendizaje de la física por lo que los profesores deberán poner especial cuidado en su transformación hacia una representación newtoniana.

La estructura del bloque está organizada a través de los ejes que orientan el programa y que son: ideas previas, historia de la ciencia, estructura de la ciencia, naturaleza del conoci-miento científico, relaciones ciencia y tecnología, y ciencia, tecnología y sociedad. A continuación se describirán en tres etapas las relaciones en-tre los ejes antes mencionados y los procesos educativos, las habilidades y las competencias que se encuentran en la estructura del bloque i y que son un elemento de análisis para planear la enseñanza de este bloque.

1. La fenomenología como primer acercamiento

Se introduce al alumno en el tema del movimiento a partir de la descripción de los movimientos de distintos objetos cotidianos; el alumno de-berá identificar las características necesarias para dicha descripción. El primer tema, “La percepción del movimiento”, tiene por objeto la caracterización de distintos movimientos; esto llevará al estudiante hacia la construcción

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de una representación del movimiento ligada al contexto específico, lo que, posteriormente, permitirá una generalización del mismo. Cabe resaltar que en el proceso de construcción de esta generalización está implícita la necesidad de medir, como un proceso de “afinación” de las características que identifiquen y que permitan realizar comparaciones del fenómeno en distintas situaciones. Lo anterior implica la construcción de habilidades y competencias enfocadas al establecimiento de las variables, su medición y su relación. Actividades como determinar en una carrera entre alumnos cuál de ellos es el más rápido, requieren de fijar un marco de referencia, distancias y tiempo. Por ejemplo, si dos alumnos corren pero uno lo hace en 10 metros y el otro en cinco metros y se quiere saber cuál de los dos es más rápido. Es claro que tomar en cuenta sola-mente la distancia no es un buen elemento para saberlo. Preguntas como éstas pueden orientar hacia la necesidad de que el movimiento sea ca-racterizado tanto por los desplazamientos como por el tiempo correspondiente.

En el trabajo con los alumnos se pueden analizar movimientos con distinta rapidez, o movimientos que manifiestan cambios sólo en en su trayectoria. Si los objetos de análisis son la brisa del mar o las alas de un insecto, ¿cómo se deberá interpretar el movimiento? ¿Cómo podría caracterizarse? Habrá que distinguir en qué se parecen y diferencian y por qué decimos que se mueven si son tan distintos entre sí. Otro aspecto que puede ser analizado es la trayectoria, con ello se iniciará la cons-trucción del concepto de desplazamiento, el tiempo recorrido y la velocidad con sus atri-butos vectoriales; si bien esto no implica que se manejen los vectores de manera algebraica, sí requiere que los alumnos se den cuenta que el movimiento no se reduce a la rapidez en el desplazamiento de los objetos.

Otra forma de abordar el movimiento es iniciar con las descripciones de la trayectoria del movimiento de cualquier objeto cercano a su experiencia y después ayudarlos a construir el vector de desplazamiento. Con ello se puede iniciar la construcción de diversas formas de representar el movimiento: trayectorias en el

plano, vectores, y gráficas de desplazamiento contra tiempo. En todos esos casos el profesor deberá poner especial atención en la construc-ción de las nociones de desplazamiento, trayec-toria, rapidez, velocidad y marco de referencia. Si bien más adelante se llegará a las expresiones cuantitativas, es importante que éstas se vayan perfilando como posibles concepciones deriva-das del análisis de la interacción y representa-ción de los procesos cotidianos.

Es importante que en las discusiones el pro-fesor retome y discuta las ideas previas que tienen los alumnos.1

2. La construcción de representaciones abstractas

En este subtema del bloque i se espera que los alumnos logren construir una representación tanto conceptual como gráfica sobre el movi-miento y sus características. Por ello el énfasis está en el reconocimiento de las variables despla-zamiento y tiempo, así como en la construcción de la noción de marco de referencia, para poder pasar a la determinación de los conceptos de rapidez, velocidad y aceleración y sus formas gráficas de representación.

El uso de representaciones gráficas de los distintos movimientos ayudará a los estudiantes a definir las variables más recomendables en la representación del movimiento.

El profesor podrá plantear diversas situa-ciones para lograr que los alumnos reconoz-can la necesidad de establecer un marco de referencia que los ubique en el espacio y desde el cual podrán determinarse tanto longitudes como desplazamientos. Dentro de este marco el alumno podrá determinar trayectorias del movimiento. Es importante que se distinga la trayectoria de la longitud del recorrido para lo cual podrán llevarse a cabo experiencias en el salón de clase, con el trazo de trayectorias y la determinación de la longitud del mismo reco-

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rrido. Puede presentarse un problema con el concepto de desplazamiento pues éste se define como la diferencia entre dos ubicaciones locales en el marco de referencia: en un movimiento que regresa al mismo lugar el desplazamien-to es cero, no así la longitud de la trayectoria recorrida. Otro problema puede ocurrir con la diferencia entre velocidad y rapidez. Mientras la velocidad toma en cuenta la dirección, es decir tiene propiedades vectoriales, la rapidez es la magnitud determinada por el cociente entre distancia recorrida y tiempo. Nuevamente se tiene una gran diversidad de actividades que pueden llevarse a cabo de manera sencilla donde se determinen velocidad, rapidez y la construcción de representaciones distancia-tiempo para elaborar una gráfica de velocidad. Por ejemplo, utilizar las carreras de los propios alumnos en el patio de la escuela puede servir para construir las gráficas de esos movimientos y con ello determinar la velocidad.

Además del movimiento de los objetos, otro tipo de movimientos también ocurren en la natu-raleza y se caracterizan con variables equivalen-tes. Tal es el caso, por ejemplo, del movimiento ondulatorio. A diferencia del movimiento de un objeto, en el movimiento ondulatorio no hay objeto y materia que se desplace, es decir, que vaya de un lugar a otro, sólo ocurre un movi-miento local de vaivén. En el caso de ondas en el agua, la sección de agua que se elija sube y baja conservando su posición en el plano que forma la superficie del líquido. Diversas actividades pueden llevarse a cabo, tal vez la más común sea la utilización de una cuerda, en ella pueden apreciarse con claridad las ideas de longitud de onda, la medición del tiempo a través de la frecuencia y la obtención de la velocidad de propagación de la onda.

3. El uso de las representaciones en la comprensión de los procesos

fenomenológicos

Uno de los problemas conceptuales que con mayor frecuencia se presenta es considerar que los objetos más pesados caen primero, esta

idea previa resulta ser uno de los principales obstáculos a vencer en la descripción de este movimiento. Para enfrentar este problema es recomendable recurrir a la historia y a la forma en la que Galileo concluyó que la aceleración es constante para todos los cuerpos. Enfrentar las ideas de los estudiantes y las de Galileo puede resultar una manera interesante para que ellos analicen la reconstrucción de un planteamiento experimental y su interpretación a partir de un marco conceptual distinto. Esto también marca un proceso de construcción de la teoría física y por tanto representa para los estudiantes la posibilidad de iniciar un proceso de construcción sobre lo que es la naturaleza del conocimiento científico y sus características. Repetir el expe-rimento de Galileo con los planos inclinados y analizar la abstracción del problema para lograr sus inferencias ayudarán a los alumnos en la construcción de su noción sobre las caracterís-ticas del pensamiento científico.

Otro aspecto del movimiento que es nece-sario analizar es su característica vectorial ya que aun manteniendo constante la magnitud del vector éste puede variar en dirección. El caso más cercano a este respecto lo encontra-mos en la descripción del movimiento circular, si bien el objetivo de este curso no lleva a un análisis exhaustivo de este tipo de movimiento, sí resulta indispensable al menos trabajar las características vectoriales de la velocidad y la aceleración angular.

Todos los alumnos han dejado caer obje-tos, sin embargo, esto no significa que ellos hayan construido el marco de interpretación física del fenómeno, por el contrario, sus ex-plicaciones se encuentran más cercanas a un conocimiento intuitivo de los fenómenos. Los alumnos, en su diaria relación con el medio que les rodea, han construido representacio-nes que en ocasiones aparecen en la literatura referidas como de conocimiento común; estas ideas constituyen complejos sistemas de ex-plicaciones y mecanismos que se encuentran a lo largo de la historia. Sólo a través de la experimentación en distintos contextos en los cuales los procesos se mantienen constantes será posible que los alumnos reconstruyan


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nuevas representaciones y descripciones de los fenómenos.

La posibilidad de establecer una repre-sentación gráfica del movimiento implica la construcción de una doble representación sim-bólica en los estudiantes, ya que a partir de la construcción de las variables que describen el movimiento será posible plasmarlas en gráficas de distancia vs. tiempo, velocidad vs. tiempo, y aceleración vs. tiempo. La construcción e inter-pretación de esta nueva herramienta simbólica ayudará a los alumnos en la comprensión y diferenciación de los distintos movimientos que observa.

Presentar actividades que tomen en cuenta algunos aspectos de las ideas de Galileo en la descripción de la caída de los cuerpos. Se pueden apreciar las ideas en términos de proporciones entre los tiempos y la distancia de caída haciendo la comparación de lo que pensaban algunos de sus antecesores y contemporáneos con las ideas del propio Galileo. En esta actividad, además de la construcción de la noción de aceleración y del movimiento de caída libre, se pueden apreciar aspectos sobre los procesos de construcción del conocimiento científico.

El caso de la aceleración usualmente presen-ta problemas para los alumnos, pues pueden pensar que la aceleración sólo está determinada por las variaciones en la velocidad, sin tomar en cuenta el tiempo. Para apoyar la construcción del concepto de aceleración es importante reali-

zar actividades donde los alumnos, en diversas circunstancias, especialmente las cotidianas, tengan posibilidades de hacer reflexiones y construir gráficas, así como interpretar situa-ciones donde se encuentre información relativa a movimientos complejos. Elaborar activida-des acerca del movimiento en los deportes puede apoyar la construcción del concepto de velocidad. La actividad deberá presentar una situación problemática de interpretación de una narración, y posteriormente habrá que construir y analizar gráficas con la informa-ción que puede obtenerse. El profesor deberá estar atento a la construcción de la noción de aceleración como cambio de la velocidad en el tiempo, de que los alumnos no confundan rapidez con aceleración y puedan construir gráficas a partir del movimiento observado. Preguntar si lo representado en la gráfica es un movimiento que puede ocurrir en la realidad, o si la gráfica de velocidad contra tiempo tiene la información suficiente para conocer todos los aspectos del movimiento, como desplazamiento, tiempo transcurrido y cambios en la velocidad, puede orientar la discusión con los alumnos.

En este bloque se pretende, en síntesis, que los alumnos hagan explícitas sus ideas sobre el movimiento y sus características, para que lleguen, a través de un proceso metacognitivo, a la construcción de un conjunto de relaciones funcionales entre las variables de desplazamien-to, velocidad y aceleración.


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¿Qué temas del bloque ii se sugiere desarrollar desde una perspectiva fenomenológica?¿Cuáles deben ser aprovechados para la cons-trucción de representaciones abstractas?¿Qué temas y subtemas están planteados con la finalidad de favorecer el uso de las representaciones en la comprensión de los procesos fenomenológicos?

Este bloque tiene el propósito de analizar las inte-racciones que llevan al movimiento. Así, mientras que el bloque anterior plantea a los alumnos explorar diversas situaciones sobre movimientos perceptibles desde distintos contextos, en este bloque el objetivo central está en la construcción de las explicaciones causales. En el movimiento, y en general en la mecánica, la construcción del concepto de fuerza cobra significado justamente por ser la forma en que se expresa la interacción (jalar, chocar, empujar, friccionar, etcétera) y que podemos considerar como causa del movimien-to. Será necesario tener distintos acercamientos a su manifestación para lograr la construcción del concepto de fuerza en diferentes contextos: mecánico, gravitacional, eléctrico y magnético, así como a las nociones sobre el concepto de energía. En este bloque, como en los anteriores, las actividades estarán orientadas por los criterios del programa, de manera que se analizarán las ideas previas de los alumnos, se introducirán el contexto histórico y reflexiones sobre la construc-

ción del conocimiento así como sus implicaciones en el entorno tecnológico y social.

1. La fenomenología, el primer acercamiento

Como en todos los bloques, la primera aproxi-mación a la construcción de conceptos proviene de la observación de los fenómenos. En este caso se trata de la misma fenomenología que se describió antes, esto es, los distintos tipos de movimiento; las preguntas que debe tratar de responder el alumno son: ¿cuáles son las posibles causas del movimiento?, y ¿cuáles son los factores que llevan a un cierto tipo de mo-vimiento y no a otro? Es por ello que el primer punto del programa plantea los cambios como eje de la discusión. Los cambios deben poder observarse en una gama de posibles fenómenos como son los mecánicos y los que ocurren con diversas manifestaciones eléctricas y magnéti-cas; también se considera cómo vemos en ellos manifestaciones de movimiento.

Experiencias comunes con el cambio de mo-vimiento son muy numerosas. Por ejemplo, recordar que cuando un vehículo se encuentra en movimiento y cambia su estado es por la acción de una fuerza de rozamiento en el siste-ma de frenado debida a la aplicación del freno del auto. El empujón que da un compañero a otro también muestra claramente cómo hay un cambio en el estado de movimiento previo. Otras experiencias comunes son las de jalar o empujar un objeto o simplemente lanzar una pelota; en todas esas acciones está presente la

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interacción entre objetos en movimiento, como el choque de dos canicas, o de acciones de per-sonas; en todos los casos hay una interacción que se manifiesta como un cambio del estado de movimiento de uno o de ambos objetos en interacción. Estas experiencias y acciones coti-dianas pueden emplearse para que el profesor conozca las ideas previas de los alumnos, pero también para iniciar la reflexión sobre los efec-tos de esas interacciones y las condiciones bajo las que se dan. Preguntas como ¿cuáles son las fuerzas presentes?, ¿cómo es que estas fuerzas actúan en cada uno de estos casos?, ¿cuáles son los efectos sobre el movimiento en cada uno de los casos analizados?, pueden ayudar en la construcción del concepto de movimiento.

Ahora bien, es común que los estudiantes consideren que la fuerza es un impulso que se “imprime” a un objeto y que se gasta durante el movimiento, idea que se encuentra repetida-mente en la historia desde Aristóteles hasta los escolásticos de la Edad Media y principios del Renacimiento; también que todo movimiento se debe a la presencia de una fuerza lo que les hace difícil comprender la posibilidad del movimiento constante en ausencia de fuerzas como el de un marco inercial que llevará a la formulación de la primera ley de Newton; o bien que la caída de los cuerpos no se debe a una fuerza sino a una tendencia natural. Todas estas expresiones corresponden a ideas previas y a problemas conceptuales que los estudiantes tienen acerca de la fuerza y que, como hemos mencionado, suceden la mayoría de las veces en parte por aquello que el alum-no percibe. Estas ideas, sin embargo, pueden constituir verdaderos obstáculos conceptuales para que los alumnos cambien este sistema, que se parece más a lo que pensarían Aristóteles y otros personajes de la historia que a las expli-caciones de los eventos mecánicos, las cuales han mostrado ser mucho más útiles, y que es lo que terminó por formalizar Newton a través de sus tres leyes.

El profesor puede plantear, junto con la re-flexión de los alumnos sobre las interacciones, el concepto de fuerza y los cambios en el movi-miento, comparándolo con las ideas expresadas por Aristóteles sobre el movimiento, para generar

discusiones de grupo sobre la suficiencia de esos argumentos al describir el movimiento y determinar si corresponden en todos los casos con lo que ellos observan. En este caso puede ponerse como ejemplo la idea de Aristóteles de que el movimiento se da siempre en la dirección de la fuerza aplicada.

En lo que respecta a la suma de fuerzas, ésta es una situación que usualmente presenta pocos problemas a los estudiantes; sin embargo, es conveniente llevar acciones donde ellos parti-cipen de manera muy intensa como actividades en el patio de la escuela donde podrán hacer algunas competencias de fuerzas jalando obje-tos sumando fuerzas. Es conveniente que esa suma de fuerzas se lleve a cabo en diferentes direcciones para apoyar la comprensión de las características vectoriales de las fuerzas.


Desde la visión de la física, el concepto de fuerza parte de un marco inferencial distin-to al que utilizan los estudiantes, quienes, como ya hemos dicho, parten de aspectos perceptivos. El primer aspecto que se analizó históricamente fue reconocer que un objeto puede encontrarse en dos estados posibles en ausencia de fuerza, esto es en reposo o en movimiento rectilíneo y uniforme, recorde-mos que ésta fue una de las contribuciones importantes de Galileo hacia la descripción del movimiento. El problema importante será entonces encontrar un sistema que describa todos esos estados posibles de movimiento y de sus cambios. En este sentido las leyes de Newton representan un cambio muy im-portante en el análisis del movimiento. En este bloque se puede, además de analizar las ideas de los alumnos, propiciar la reflexión sobre la construcción del conocimiento científico en-marcado en las leyes de Newton. Para ello será conveniente analizar las tres leyes de Newton a partir de fenómenos que les sean cercanos a los alumnos y les permitan la construcción de una representación simbólica de dichas leyes.


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Con estas actividades será posible que los alumnos realicen una serie de ejemplos al-ternos en los que identifiquen y calculen las fuerzas; reconozcan y discutan alrededor tan-to del concepto de fuerza y masa como de la ley de acción y reacción. Puede sugerirse, de hecho, una serie de ejemplos en los que los alumnos propongan la acción de la fuerza y lo que le sucederá a un objeto, además de plantear otros ejemplos que ejemplifiquen las leyes de Newton. Seguramente en este punto resaltará la presencia de la fuerza de fricción; la discusión de esta fuerza, que está presente en todo movimiento, apoyará la construcción de inferencias y el desarrollo de habilidades en los estudiantes.

Encontrar ejemplos fuera del contexto escolar apoyará a los alumnos para construir la idea de que la ciencia escolar no es ajena a su vida diaria, en este caso sugerimos el trabajo del análisis de fuerzas y movimiento en juegos mecánicos. Este puede ser un interesante ejercicio si se analiza la aceleración que ellos perciben y se discute cuál es la fuerza que está actuando. De igual manera se pueden analizar los mecanismos de funcionamiento de algunos de estos juegos y sacar conclusiones sobre la acción de las fuer-zas presentes. Las inferencias, las deducciones y la solución de problemas son tan sólo algunas de las habilidades que los alumnos desarrollarán y que les permitirán la construcción de compe-tencias específicas.

En el caso de la mecánica pareciera que to-dos los movimientos tendrían como causa una fuerza de contacto necesariamente; sin embargo, este argumento fácilmente puede ser rebatido con las explicaciones sobre el movimiento de caída libre. El problema de la caída libre lleva a la construcción de la presencia de una fuerza a distancia, de hecho uno de los grandes logros teóricos de la mecánica del siglo xviii. Habrá que resaltar que la construcción del concepto de la fuerza gravitacional no se realiza por la simple observación como pudiera sugerirse a partir de la descripción del movimiento de objetos que caen, sino que son necesarias la imaginación y el análisis de las posibles cau-sas del fenómeno. Algunas de las preguntas

que pueden orientar las discusiones con los alumnos son: ¿tiene la gravitación las mis-mas características que las otras fuerzas?, ¿se pueden describir de la misma forma?, y ¿sus efectos sobre el movimiento son equivalentes a los otros tipos de fuerza?

La gravitación y la ley de Newton de la gra-vedad fueron sin duda uno de los logros más importantes de la mecánica y es un ejemplo muy claro de cómo apoyarse en la historia de la ciencia y en hacer notar a los alumnos los al-cances de las teorías y explicaciones científicas. Por ejemplo, el profesor puede poner énfasis en cómo la ley de gravitación se aplica a los objetos que caen libremente, pero que también –y esto fue uno de sus logros que más impresionaron a los contemporáneos de Newton– explica el movimiento de los planetas y que con ello se llegó a la determinación definitiva del sistema heliocéntrico para describir el movimiento y composición del sistema solar. Una discu-sión sobre la validez de una ley formulada para el movimiento de pequeños cuerpos que caen a la superficie terrestre y que sirvió para analizar el comportamiento de los planetas puede resultar muy útil para que los alumnos perciban el carácter general del conocimiento científico.

Es conveniente que el profesor haga no-tar cómo, al aplicar la ley de gravitación de Newton, fue posible explicar las leyes del movi-miento de los planetas formuladas previamente por Kepler a partir de las observaciones de su movimiento. Este puede constituir un ejercicio sumamente provechoso para apoyar esquemas de representación, formas de razonamiento y habilidades para establecer relaciones entre variables.

Este tema también es útil para establecer vínculos con otros campos del conocimiento como los aspectos histórico-culturales en-marcados en las ideas de pueblos antiguos y actuales sobre el estudio de los astros y cómo el conocimiento científico permitió modificar esas creencias y establecer nuevos patrones de pensamiento. Sobre estos temas el profesor puede llevar a cabo actividades de documen-tación y análisis.


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3. El uso de de las representaciones abs-tractas en la comprensión de los proce-

sos fenomenológicos

Posterior al desarrollo del concepto de fuerza y de las leyes de Newton, se generó el concepto de energía. En él se pueden describir con otra forma matemática el movimiento y desplazamiento ocurridos en una interacción. El concepto de energía es, sin embargo, un concepto difícil de comprender porque asociado a él hay numerosas ideas previas. Algunas de ellas son: una persona acostada en el suelo no tiene energía gravitatoria, mientras que otra persona de pie sí la tiene; los objetos tienen energía; la energía es una fuerza.1

No es de esperar una comprensión completa del tema de la energía, por lo que el programa se enfoca a que los estudiantes puedan recono-cer que es un concepto útil para la descripción de algunos sistemas mecánicos. En especial, la energía potencial gravitacional y la energía cinética en situaciones conocidas y en cierto sentido cotidianas.

Otras fuerzas a distancia, como las eléc-tricas y magnéticas, son un motivo más para apoyar y completar el proceso de construcción de los conceptos de interacción y fuerza. Las fuerzas eléctricas y magnéticas presentan una manifestación clara de cómo se afectan mu-tuamente, por ello son útiles para apoyar la tercera de ley de Newton que, como sabemos, es una de las que más problemas presentan para los alumnos. Así, se puede observar que las cargas se repelen o atraen entre sí, o en el caso de los imanes, donde polos opuestos se repelen y polos iguales se atraen. También pue-de analizarse cómo un imán afecta a diversos materiales ferromagnéticos de igual manera que un material cargado eléctricamente afecta

a otro; por ejemplo, el sencillo experimento de los papelitos atraídos por un peine o una regla de plástico que han sido frotados en el pelo, y que se repelen después de unos instantes pues adquieren la misma carga. El análisis de estos fenómenos deberá hacerse en función de que, al igual que otras fuerzas, producen movimiento y que el comportamiento de estas fuerzas es análogo al gravitacional. De hecho, sería conveniente hacer notar a los alumnos cómo Coulomb determinó la relación de fuerza entre cargas eléctricas tomando como modelo la ley de gravitación de Newton.

Esta sección del temario puede emplearse para que los alumnos lleven sus ideas hacia la construcción de modelos que les permitan explicar o inferir posibles “mecanismos” de cómo ocurren algunos fenómenos como los relámpagos y su energía o el comportamiento del magnetismo terrestre. Las explicaciones de estos fenómenos serán posibles solamente a través del uso de un sistema de representacio-nes o modelos que logren hacer los alumnos en función de los conceptos y relaciones de fuerza y energía.

Algunas actividades que pueden ayudar a las aplicaciones de las representaciones cons-truidas son las que analizan el peso como una fuerza en diversas situaciones, como la Tierra, en una nave espacial, en otro planeta, etcétera. Nuevamente la aplicación de los conceptos y las nociones de los alumnos sobre el peso de los cuerpos atendiendo ahora hacia el sistema en el que se encuentran, les ayudará a dar ini-cio a las explicaciones causales sobre algo que resulta muy cotidiano pero que abre vías hacia la exploración de nuevos ambientes.

Actividades semejantes pueden plantearse para los temas de electricidad y magnetismo.

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¿Qué son los modelos?¿Cuáles son las diferencias entre los modelos físicos, matemáticos y los conceptuales?

Un modelo de algo es una imitación simplifi-cada del mismo y del cual se espera que ayude a entenderlo mejor. Un modelo puede ser un aparato, un plan, un diagrama, una ecuación, un programa de computadora o incluso sólo una imagen mental. Si los modelos son físicos, matemáticos o conceptuales, su valor radica en la sugerencia de cómo funcionan o podrían funcionar las cosas. Por ejemplo, una vez que el corazón se ha comparado con una bomba para explicar lo que hace, puede hacerse la deducción de que los principios de ingenie-ría utilizados para diseñar bombas podrían ser útiles para comprender las cardiopatías. Cuando un modelo no produce el fenómeno adecuadamente, la naturaleza de la discre-pancia es una clave de la forma en que puede mejorarse el modelo. Sin embargo, los modelos también pueden ser engañosos, sugiriendo características que realmente no se comparten con lo que se toma de referencia. El fuego se tomó durante mucho tiempo como un modelo de transformación de energía en el Sol, por ejemplo, pero nada en este astro proviene de la combustión.

Modelos físicos

El significado más familiar del término “modelo” es el modelo físico –un dispositivo o proceso real que se comporta igual al fenómeno del cual se tomó el modelo y que se espera aprender algo de él–. De manera típica, es mucho más fácil trabajar con un modelo físico que con lo que él representa en virtud de su tamaño más pequeño, menos caro en términos de material y más corto en duración.

Experimentos en los cuales las variables es-tán controladas estrechamente pueden hacerse en un modelo físico con la esperanza de que la respuesta de éste sea igual a la del fenómeno en escala real. Por ejemplo, un modelo a escala de un aeroplano se puede utilizar en un túnel de viento con objeto de investigar los efectos de las diferentes formas de las alas. Se pueden imitar procesos biológicos humanos mediante el uso de animales de laboratorio o cultivos en un tubo de ensayo para probar los tratamientos médicos para su posible utilización en los seres humanos. Los procesos sociales también pueden modelarse, como cuando un nuevo método de enseñanza se prueba en un único salón de clases en vez de en todo el sistema escolar. Pero no siempre los modelos a escala van a ser más pequeños y más económicos. Los fenómenos microscópicos, como las con-figuraciones moleculares, pueden requerir modelos mucho más grandes que se puedan medir y manipular.

Un modelo puede hacerse a escala en tiem-po, así como en tamaño y materiales. Algún fenómeno puede ser tan inconvenientemente

Modelos*

American Association for the Advancement of Science (aaas)

* En Ciencia: conocimiento para todos, Martha Casti-lleja (trad.), México, Oxford University Press/sep (Biblioteca del normalista), pp. 172-176

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largo que se observa sólo un segmento de él. Por ejemplo, es posible que se desee saber lo que las personas son capaces de recordar años más tarde de lo que se les ha enseñado en un curso de la escuela, pero se lleva a cabo la prueba solamente una semana después. El modelo de corto plazo intenta comprimir los efectos de largo plazo aumentando los índices a los cuales se presentan los acontecimientos. Un ejemplo es la experimentación genética en organismos como bacterias, moscas y ratones, que tienen un gran número de generaciones en un lapso relativamente corto. Otro ejem-plo importante es la administración de dosis masivas de sustancias químicas a animales de laboratorio con la intención de tener en un periodo corto el efecto que dosis más pe-queñas producirían en un tiempo mayor. Un ejemplo mecánico es la prueba destructiva de productos, utilizando máquinas para simular en horas el uso de, por ejemplo, zapatos o armas que ocurriría durante el curso de años de uso normal. Por otro lado, los fenómenos muy rápidos pueden requerir modelos más lentos, como el movimiento de aves, bailarines, o colisión de automóviles.

No se puede esperar que la conducta de un modelo físico siempre represente la del fenómeno en escala real con precisión com-pleta, ni siquiera en el conjunto limitado de características que se están estudiando. Si una embarcación modelo es muy pequeña, la manera en que fluye el agua por ella será significativamente diferente de un océano y una embarcación reales; si sólo un salón de clase en una escuela utiliza un nuevo méto-do, el carácter especial de este grupo puede hacerlo más exitoso que si se usara de manera generalizada; las dosis altas de un fármaco pueden desencadenar diversos tipos de efectos (incluso matar en lugar de curar), no solamente efectos más rápidos. Lo inapropiado de un modelo puede relacionarse con factores tales como cambios en la escala o la presencia de diferencias cualitativas que no se toman en cuenta en el modelo (por ejemplo, las ratas pueden ser más sensibles a los fármacos que las personas y viceversa).

Modelos conceptuales

Una forma de dar significado a una cosa no fami-liar es compararla con alguna cosa conocida, esto es, utilizar la metáfora o la analogía. Así, a los automóviles se les llamó anteriormente carruajes sin caballos. Las “células” vivas se denominaron de esta manera en las plantas porque parecían estar alineadas en hileras como las celdas en un monasterio: una “corriente” eléctrica fue una analogía de un flujo de agua; se dijo que los electrones en los átomos estaban dispuestos alrededor del núcleo en forma de “conchas”. En cada caso, la metáfora o la analogía se basó en algunos atributos de similitud –pero solamente en algunos–. Las células vivas no tienen puertas; las corrientes eléctricas no mojan; las conchas electrónicas no tienen superficies duras. Así la metáfora o la analogía pueden extraviar o ayu-dar, dependiendo de los aspectos apropiados o inapropiados del asunto. Por ejemplo, la metá-fora para la ramificación repetida de las especias en el “árbol de la evolución” puede inclinar a uno a pensar no solamente en la ramificación, sino en el avance; la metáfora de un arbusto, por otro lado, sugiere que la ramificación de la evolución produce una gran diversidad en todas direcciones, sin una dirección preferida que constituya progreso. Si algún fenómeno no tiene nada parecido con algo de la experiencia ordinaria, como los fenómenos cuánticos en la escala atómica, no habrá ninguna cosa familiar con la cual se pueda comparar.

Como cualquier modelo, un modelo con-ceptual puede tener utilidad ilimitada. Por un lado, puede ser demasiado simple. Por ejemplo, es útil pensar en las moléculas de un gas como pequeños balines elásticos que se encuentran en movimiento interminable y que rebotan entre sí; sin embargo, para acomodar otros fenómenos, tal modelo tiene que modificarse de manera importante para incluir a las partes móviles de cada balín. Por otro lado, un modelo puede ser demasiado complejo para algún uso práctico. La precisión de los modelos de sistemas com-plejos, como la población mundial, el clima y la distribución de alimentos, se limita por el gran número de variables que entran en juego,


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las cuales deben tomarse en consideración de manera simultánea. O un modelo abstracto puede adaptarse de manera adecuada a las observaciones, pero no tener significado intui-tivo. Al elaborar modelos de la conducta de las moléculas, por ejemplo, se tiene que depender de la descripción matemática, que puede no evocar ninguna imagen mental asociada. Cualquier modelo puede tener algunas características no pertinentes que interfieren con la utilización de él. Por ejemplo, debido a la gran popularidad y status de los atletas y actores, los niños los pueden tomar como modelos no sólo en los aspectos en que destacan, sino también en los aspectos que podrían no ser recomendables.

Modelos matemáticos

La idea básica de los modelos matemáticos es encontrar una relación matemática que se comporte de la misma manera que el sistema de interés. (El sistema en este caso pueden ser abstracciones, así como fenómenos físicos o biológicos.) Por ejemplo, la velocidad creciente de una piedra que cae puede representarse por la relación simbólica de v = gt, en donde g tiene un valor fijo. El modelo implica que la veloci-dad de caída (v) aumenta en proporción con el tiempo de caída (t). Un modelo matemático hace posible predecir que los fenómenos pueden ser iguales en situaciones distintas en las cuales ya se habían observado –pero solamente en lo que pueden parecerse–. Con frecuencia, es muy fácil encontrar un modelo matemático que se adapte a un fenómeno en una pequeña gama de condiciones (como temperatura o tiempo), pero no pueden adaptarse en una gama más

amplia. Aunque v = gt se aplica con exactitud a los objetos como las piedras en caída libre (a partir de reposo) a más de unos cuantos metros, no se adapta bien al fenómeno si el objeto es una hoja (el obstáculo del aire limita su velocidad) o si la caída es a una distancia mucho más grande (el obstáculo aumenta y cambia la fuerza de gravedad).

Los modelos matemáticos pueden incluir un conjunto de reglas e instrucciones que especifi-can con precisión una serie de pasos que deben darse, ya sean aritméticos, lógicos o geométricos. Algunas veces, incluso las reglas e instruccio-nes muy simples pueden tener consecuencias extremadamente difíciles de predecir sin llevar a cabo realmente los pasos. Las computadoras de alta velocidad pueden explorar cuáles serían las consecuencias de llevar a cabo instruccio-nes complicadas o durante mucho tiempo. Por ejemplo, una planta eléctrica nuclear puede diseñarse para tener detectores y alarmas en todas las partes del sistema de control, pero puede ser muy difícil predecir lo que pasaría bajo diversas circunstancias complejas. Los modelos matemáticos para todas las partes del sistema de control pueden estar unidos entre sí para simular la forma en que podría operar el sistema en diversas condiciones de falla.

El tipo de modelo más apropiado varía con la situación. Si los principios subyacentes no se comprenden adecuadamente o si las matemáticas de los principios conocidos son muy complica-das, es preferible un modelo físico; tal ha sido el caso, por ejemplo, con el flujo turbulento de líquidos. La velocidad creciente de cálculo de las computadoras hace que los modelos matemáticos y la simulación gráfica resultante sean útiles para más y más tipos de problemas.


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¿Qué temas del bloque iii se sugiere desarrollar desde una perspectiva fenomenológica?¿Cuáles deben ser aprovechados para la cons-trucción de representaciones abstractas?¿Qué temas y subtemas están planteados con la finalidad de favorecer el uso de las repre-sentaciones en la comprensión de los procesos fenomenológicos?

En este bloque se estudia la física que tiene que ver con comportamientos de la materia; este comportamiento requiere, para su expli-cación, contar con un modelo de partículas de la materia. Esto, además de dar cuenta de los procesos físicos tiene, en el aspecto educativo, gran importancia puesto que es el inicio de la construcción de representaciones de la materia que serán determinantes para la comprensión de otros conceptos, así como para que el es-tudiante supere un conjunto de ideas previas que, tradicionalmente, han sido un obstáculo para una comprensión clara de los procesos naturales. La estructura del bloque está articu-lada por los criterios que orientan el programa: ideas previas, historia de la ciencia, naturaleza de la ciencia y del conocimiento científico, y las interacciones entre la ciencia y la tecnología con la sociedad.

A continuación se describen en tres etapas las relaciones entre esos criterios, los contenidos del programa, los procesos educativos y las habilidades y competencias que se encuentran

en la estructura del bloque iii y constituyen un esquema para analizar y planear la enseñanza de este bloque.


El primer aspecto que hay que considerar es, como en los bloques anteriores, la introducción fenomenológica, en este caso, de la materia. Así el alumno explorará aspectos cotidianos que conoce, como los estados de la materia, pero para los cuales no tiene más que una representación dada por imágenes de la evi-dencia y que no son suficientes para elaborar conceptos y relaciones abstractas. Por ello, el primer tema, “La diversidad de los objetos”, está orientado a la exploración macroscópica y a las mediciones de masa, volumen y otras características observables. Desde luego estas observaciones deberán estar orientadas hacia el paso siguiente, es decir, tener una idea de cómo está compuesta la materia de esas sustancias que proporciona determinadas propiedades. Esta introducción inicia con una exploración fenomenológica y con la construcción de ha-bilidades y competencias enfocadas al esta-blecimiento de relaciones entre variables. Por ejemplo, se pueden llevar a cabo experiencias sobre la determinación de masa y volúmenes muy pequeños e identificar características que permiten hacer mediciones indirectas. Ade-más se pueden realizar exploraciones sobre el pensamiento de los alumnos acerca de lo que ocurre con la materia, su masa y su volumen

Guía de apoyo para la interpretación del bloque iii*


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cuando hay cambios de estado, establecer si hay relaciones de dependencia o independencia entre la masa de un objeto y su volumen y si estas características sirven para diferenciar unas sustancias de otras, etcétera.

El segundo aspecto que hay que considerar es el de los problemas conceptuales e ideas previas que tienen los alumnos. Tres problemas que presentan los alumnos, y que se han docu-mentado ampliamente, son los siguientes: 1) los alumnos confunden la presión con fuerza; 2) es común confundir calor con temperatura o decir que la temperatura es la medida del calor; 3) es frecuente que los alumnos presen-ten problemas para comprender los cambios de estado y que no encuentren explicaciones satisfactorias a comportamientos como la di-latación o la compresibilidad de los gases. Aparentemente el origen de esos problemas conceptuales es que los alumnos no cuentan con una representación que les permita, en un nivel distinto del comportamiento de la materia, construir un modelo funcional con el cual establecer analogías que les lleven a elaborar explicaciones plausibles para dichos fenómenos. Bajo esta perspectiva, es impor-tante que los alumnos desarrollen un modelo de partículas de la materia (modelo cinético); pues con él, podrán tener una representación del comportamiento de esas partículas que les explique, por ejemplo, el concepto de presión y sus propiedades tanto en líquidos como en gases, distinguir la temperatura del calor o dar cuenta de las transiciones que ocurren para explicar lo que se modifica en la constitución de la materia en los cambios de fase.

Veamos un ejemplo: una primera aproxi-mación a un modelo de partículas nos dice que son rígidas, de la misma masa y que una cierta cantidad de masa de una sustancia tiene un número definido de ellas, así, un trozo de hierro está compuesto por un cierto número de partículas, para un volumen y una masa dada. Si ahora se tiene un volumen mayor de ese mismo material el número de partículas aumentará de manera proporcional. Con esta representación se pueden comparar distintos tamaños de un mismo material o bien tamaños y masas de

otros materiales. Si se comparan de un mismo material podrá verse que para una unidad de masa que se elija –que corresponde a un cierto volumen– el número de esas partículas será siempre el mismo. Sin embargo si se elige otro material el número correspondiente –misma masa– será diferente (también su volumen) y esa diferencia es correspondiente a la diferen-cia de densidades, así el concepto de densidad podrá tener una representación en función del número de partículas para una masa y un vo-lumen dado, lo que ayudará a los alumnos a comprender este concepto y las operaciones que se establezcan con él como las densidades de mezclas, etcétera.

Esta representación requiere del desarrollo de ciertas habilidades y competencias como la de elaborar un modelo funcional a partir de condiciones específicas –las del modelo de partículas– que permita hacer inferencias que están determinadas por proporciones para el caso de las masas y los volúmenes. Además, es importante resaltar que con ello el alumno construye un puente entre el comportamien-to microscópico y el macroscópico como en el caso de la densidad, lo cual implica, a su vez, un nivel alto de abstracción. La diferen-cia significativa entre contar con un modelo representacional como el de partículas es que el alumno va más allá de la sola expresión como el cociente entre masa y volumen para la densidad y puede relacionar otros elemen-tos sobre los cuales hacer las inferencias y los razonamientos.


El siguiente criterio del programa se introduce en este mismo tema 2 y se refiere al desarrollo histórico del modelo cinético de partículas para la materia. Aquí, tomar en cuenta la historia no significa contarla, hacer relatos a los alumnos o comentar situaciones curiosas de los científicos, sino utilizar la historia de la ciencia para ayudar a los alumnos en la elaboración del modelo de partículas. De esta forma es deseable que el


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alumno pueda contraponer y argumentar sobre las dos posiciones fundamentales: la continua que era sostenida por Aristóteles y sus seguido-res y la discreta que era propuesta por Newton y por su contemporáneo Robert Boyle quien analizaba el comportamiento de los gases. En esta fase nuevamente se presenta el recuperar las ideas previas de los alumnos pues, como sabemos, prefieren una representación continua y, si bien aceptan la visión de partículas, a éstas les atribuyen las propiedades macroscópicas (por ejemplo, si se trata de partículas de un líquido piensan que son líquidas, o si un material se expande por el calor piensan que las partículas también se expanden). Una posible forma de abordar esta confrontación de modelos es, por ejemplo, proponer a los alumnos que argumen-ten a favor y en contra del modelo continuo en torno a las consistencias o inconsistencias que presenta el pensamiento de Aristóteles y cómo se resuelven éstas con la propuesta del modelo de partículas. Desde luego que, una vez expuestos los razonamientos, es necesario hacer algunas reflexiones sobre el contexto histórico en el cual se desarrollaron y pasar a explicaciones de fenómenos cotidianos.

A partir de este inicio será posible ayudar al desarrollo de habilidades que tienen que ver con las inferencias para generalizar comportamientos como dureza, maleabilidad o compresión e in-troducir condiciones que el modelo de partículas debe cumplir. De esta forma será posible hacer una presentación y discusión amplia con los alumnos acerca de las características principales del modelo de partículas para que construyan una representación lo más precisa posible. Las principales características que deben ser conside-radas para una comprensión mínima adecuada del modelo de partículas son:

• Son rígidas, indivisibles y con masa.• Se mueven continuamente y colisionan

entre sí (en los choques no se pierde ener-gía, son colisiones elásticas).

• Colisionan con las paredes del recipiente (los choques también son elásticos).

• Se encuentran y se mueven en el vacío.• En los gases se mueven libremente.

• En los líquidos se mueven pero con ciertas restricciones.

• En los sólidos se encuentran localizadas en posiciones fijas y su movimiento es vibratorio.

Debe hacerse notar a los alumnos que a pe-sar de que desde la época de Newton y Boyle se tenía la idea de las partículas, es Ludgwig Boltzmann quien formaliza un modelo mate-mático que da cuenta del comportamiento de las partículas, sus colisiones y su relación con variables como la presión y la temperatura de los cuerpos. Para que los estudiantes compren-dan los procesos históricos y de construcción del conocimiento –y al mismo tiempo se den cuenta de que sus ideas han sido sostenidas por personas en otras épocas– es conveniente hacer notar que la idea del vacío tardó mucho tiempo en ser aceptada, lo mismo que el mo-delo de partículas que se mueven en él y que fue hasta la época de Clausisus, Maxwell y Boltzmann, hacia finales del siglo xix, que se consideraron plausibles.

Es conveniente que los alumnos puedan hacer representaciones esquemáticas que ayuden a tener una imagen operativa y funcional de cómo puede variar el comportamiento de las partículas al cambiar las condiciones iniciales, por ejemplo, mediante la construcción de representaciones gráficas o esquemáticas.

Con la representación del modelo de partícu-las, es conveniente regresar a la interpretación de las características de la materia y fenómenos con los que se inició el bloque; así, preguntas como ¿qué representa el volumen en términos de las partículas de una sustancia?, ¿cómo se interpreta la masa en términos de las partículas?, ¿cómo puede definirse la densidad en términos de las partículas?, y ¿cómo se pueden representar los distintos estados de la materia con el modelo de partículas?, deben orientar la discusión y el profesor habrá de asegurarse que los alumnos las respondan de manera coherente. Esto, además de dar cuenta de las posibilidades de emplear la representación, indica las habilidades de usar un modelo científico para hacer inferencias y predicciones.


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3. El uso de las representaciones abstractas en la comprensión de

los procesos fenomenológicos

El tema 3, “Cómo cambia el estado de la ma-teria”, se enfoca en primer lugar a resolver los problemas conceptuales descritos inicialmente como ideas previas de los alumnos y que son, principalmente, sus dificultades para com-prender el calor y la temperatura así como la presión y su comportamiento en los fluidos. Para ello, a diferencia de otros enfoques edu-cativos donde sólo se describen las relaciones entre las variables, los estudiantes cuentan ahora con la representación de un modelo de partículas que les permite entender el com-portamiento de esas variables (temperatura y presión) y procesos (calor como transferencia de energía). Este tema exige la conjunción de: a) experimentación, b) descripción matemática, c) explicaciones en términos del modelo de partículas, d) uso adecuado de la historia, e) la relación con fenómenos cotidianos y tecnología y f) implicaciones del conocimiento científico acerca de los cambios y comportamiento de la materia.

Las habilidades y competencias que se desa-rrollan en este tema se amplían y entre las más significativas podemos mencionar: elaboración de inferencias a partir de una representación esquemática y abstracta; desarrollo de habili-dades experimentales y de interpretación de datos; habilidades de interpretación de gráficas y esquemas; determinación simbólica de va-riables físicas; comprensión de los procesos de investigación científica a través de la historia; establecimiento de relaciones entre los con-ceptos físicos con su entorno cotidiano, entre otras que serán desarrolladas de acuerdo con las metodologías didácticas que se adopten y con los materiales educativos que se empleen, como lecturas, situaciones problemáticas, expe-rimentos, elaboración de mapas conceptuales, solución de problemas abiertos por mencionar algunos de los más conocidos.

Uno de los primeros aspectos que se pide en el programa es, además de que el alumno tenga experiencias cotidianas con el calor y la

temperatura –que pueden llevarse a cabo por medio de experimentos o de la construcción de un termómetro y una escala termométrica–, que realice la descripción de la temperatura a partir del modelo de partículas. Para ello puede iniciarse con el caso de un gas, que de hecho fue lo que llevó a Newton y a Boyle a pensar que la materia está compuesta de partículas. Con ello se puede describir cómo la temperatura de un cuerpo está determinada por el estado de movimiento de sus partículas, es decir, por las variaciones en las velocidades de movimiento de ellas. Además, esta representación de partí-culas le permite al alumno describir situaciones observables como la dilatación y el cambio de densidad. Así, el alumno podrá integrar los conceptos analizados a partir del modelo de partículas que ha construido. Para lograr esas relaciones y explicaciones, es necesario llevar a cabo experimentos de dilatación y mediciones de aumento de volumen y densidad y discusiones amplias con los alumnos sobre cómo se inter-pretan estos procesos con el modelo, así como hacer inferencias de otras posibles situaciones que el modelo ayuda a explicar.

Probablemente el concepto que a los alum-nos les resulte más difícil comprender sea el calor como un proceso de transferencia de energía. Para ello deberá analizarse con los alumnos cómo el calor es el responsable de que las velocidades de las partículas aumenten o disminuyan según se da la transferencia de energía de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor. Adicionalmente al uso de las representaciones podrá hacerse una referencia –y también uso del modelo– a las explicaciones del conde Rumford sobre por qué el calor no podía ser una sustancia. Para ello se pueden usar lecturas con referencias históricas y pedir a los alumnos que las interpreten y las expliquen, así como que construyan esquemas visuales y mapas de conceptos y relaciones que interpreten esos procesos.

Para completar este tema se deberá establecer la conservación de la energía en el calor para lo cual se puede analizar el experimento del equivalente mecánico del calor de Joule, y las consecuencias que tuvo en su época, en medio


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de la revolución industrial y el desarrollo de las máquinas de vapor.

El siguiente concepto que es necesario anali-zar en detalle por medio del modelo de partículas es el de presión. Utilizándolo se puede favorecer la comprensión de la presión atmosférica. Ade-más, dado el modelo, se espera que los alumnos no tengan problema en comprender el vacío y consigan eliminar algunas ideas previas como que el vacío jala o succiona.

Para comprender cómo funciona el modelo de partículas para explicar la presión puede llevarse a cabo un actividad en la cual se construye una representación gráfica de lo que ocurre con las partículas dentro de una jeringa que se comprime, aquí es importante que se note que el número de partículas es el mismo y que por lo tanto las diferencias se deben a los cambios en el arreglo espacial de las partículas, así, la presión estará relacionada con el aumento de colisiones entre partículas y de las partículas con las paredes del recipiente (para el caso de los fluidos). Esto ayudará a comprender el principio de Pascal de la distribución en todo el fluido confinado del aumento de presión, y las variaciones de presión con la profundidad. Será de utilidad hacer un análisis en términos del modelo de los experimentos de Pascal y de sus aplicaciones inmediatas como la prensa hidráulica.

En este punto será conveniente establecer las relaciones tanto del calor como de la presión con los fenómenos y tecnologías cotidianas que son conocidas por los alumnos, y hacer algunas reflexiones en torno a sus aplicaciones y sus implicaciones en el desarrollo tecnológico y

social, sobre todo del siglo xix, pero también de sus aplicaciones actuales estableciendo un vínculo entre ciencia, tecnología y sociedad. Se podrá invitar a los alumnos a que realicen algún dispositivo como un dilatómetro, que describan el funcionamiento de algún termostato, o cons-truyan un manómetro o un gato hidráulico con jeringas y mangueras, etcétera.

Con una mejor comprensión de los concep-tos de temperatura y presión y los procesos térmicos, se está en posibilidad de abordar los cambios de estado. En este tema se requerirá que los alumnos, además de usar el modelo de partículas para representar esos cambios de fase, comprendan la función de calor latente y, sobre todo, de la representación de cambios de fase por medio de representaciones gráficas como las de presión contra temperatura.

Por ejemplo, en cuanto al calor latente de eva-poración, el modelo de partículas hace ver cómo, aunque se siga suministrando calor, la tempera-tura no aumenta porque el calor (transferencia de energía) está haciendo que mayor número de partículas alcancen la velocidad promedio que tienen a la temperatura de ebullición y es hasta que un gran número de ellas lo alcanza que se disgregan y pasan al estado gaseoso.

Lo anterior cierra el ciclo iniciado con las observaciones y mediciones de aspectos feno-menológicos y brinda a los alumnos una repre-sentación con la cual interpretarlos y no ver a los conceptos como variables y algunas relaciones numéricas. Además, prepara el camino para las representaciones atómicas, pero sobre todo para interpretar aspectos de Ciencias iii.


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¿Qué temas del bloque iv se sugiere desarrollar desde una perspectiva fenomenológica?¿Cuáles deben ser aprovechados para la cons-trucción de representaciones abstractas?¿Qué temas y subtemas están planteados con la finalidad de favorecer el uso de las repre-sentaciones en la comprensión de los procesos fenomenológicos?

En este bloque se inicia la construcción de un nuevo modelo que dará cuenta, en una prime-ra aproximación, de otra serie de fenómenos que percibimos cotidianamente y que han sido los detonadores más importantes del desarro-llo tecnológico de esta época: los fenómenos electromagnéticos y con ellos los de la luz. Su comprensión está asociada a la naturaleza ató-mica de la materia y por ello el eje central para su explicación será un primer modelo sencillo de átomo. A pesar de lo elemental del modelo que se propone en el programa, con él los alum-nos podrán encontrar explicaciones a procesos macroscópicos como la carga eléctrica de un objeto, la corriente eléctrica en un conductor o los colores de los objetos.

Este cuarto bloque concluye la construcción de los modelos de representación de estructura de la materia que hace posible tener un referente para intuir que los fenómenos que se obser-van al nivel macroscópico tienen su origen y explicación en los procesos que ocurren en los niveles moleculares –teoría cinética– y atómicos.

Este es un conocimiento básico que permite a los estudiantes tener un primer contacto con explicaciones que les serán de utilidad para comprender los principios de algunos desarro-llos tecnológicos actuales, así como los avances científicos; si bien hay que hacer énfasis en que es sólo una primera aproximación y no deberá esperarse el desarrollo de explicaciones amplias y profundas.

Como en los demás casos, la estructura del programa está determinada por los criterios que orientan el programa: ideas previas, historia de la ciencia, estructura de la física, naturaleza del conocimiento científico, relaciones ciencia y tecnología, y ciencia, tecnología y sociedad.

A continuación se describen en tres etapas las relaciones de los contenidos con los criterios del programa así como las habilidades cognitivas y competencias que se pueden desarrollar con este bloque.


En el bloque anterior los fenómenos que se analizaron tienen que ver con propiedades de la materia, como los cambios de fase o de estado, la densidad, la presión en fluidos y diversos efectos térmicos. El modelo que permitió dar una explicación de cómo ocurren estos fenó-menos fue el modelo cinético de partículas que, debido a la interacción que describe entre partículas, permitió a los estudiantes construir una representación de lo que sucede en todos ellos. Pero hay, sin embargo, otras manifesta-

Guía de apoyo para la interpretación del bloque iv*


09 Ciencias 051-056 Guia IV.ind51 51 6/4/07 1:27:53 PM

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ciones de la materia que tienen un origen más profundo y para representarlas será necesario contar con modelos de la estructura de la materia a un nivel más pequeño y que dé cuenta de sus propiedades intrínsecas como se verá en la idea de átomo y su comportamiento.

Entre los fenómenos que los estudiantes conocen se encuentran algunas manifestacio-nes eléctricas que tienen que ver con la carga y descarga de objetos, por ejemplo la carga por frotamiento de un peine para levantar pequeños papelitos o un globo que se adhiere a la pared. Ante estos fenómenos comunes puede iniciarse un análisis de si ese comportamiento es debido a los cuerpos en sí; es decir, si se trata de una propiedad específica del plástico, la madera, etcétera, o bien tiene que ver con procesos al interior de la materia. En este momento puede resultar conveniente una exploración de las ideas sobre la carga eléctrica y los materiales que son susceptibles de ser cargados o no, donde pueden aparecer ideas previas como que la carga se crea en el momento en que se frota o se hace trabajo sobre un cuerpo; si se frotan dos cuerpos, ambos tendrán la misma carga, pero de sentido contrario, ya que al frotarlos habrá un exceso de electrones en uno y un defecto en el otro; la electrostática no puede funcio-nar sin gravedad.1 Estas ideas previas pueden entonces analizarse en el marco del desarrollo histórico de la electricidad en los siglos xvii y xviii. En ese marco histórico se podrán analizar y comparar las ideas de los alumnos con los desa-rrollos de los “electricistas” como se les llamaba en aquel entonces a quienes investigaban con la electricidad. Podrá, por ejemplo, conocerse cómo las propiedades eléctricas eran atribuidas a los materiales e incluso a ciertos animales como en los experimentos de Galvani con las ancas de rana. Así, para ellos, había distintos tipos de electricidad, como la vítrea, la resinosa, o la electricidad animal. Una discusión interesante con los alumnos sería pedirles que comenten si consideran esa clasificación correcta y también las experiencias que ellos pueden hacer con di-

versos materiales donde observen la naturaleza de dos cargas eléctricas que, por convención, se denominan carga positiva y carga negativa.

Son muchos los experimentos sencillos que se pueden llevar a cabo en torno a la carga eléctrica, se recomienda que los profesores los lleven a cabo junto con sus alumnos e incluso propon-gan construir instrumentos sencillos como un electróforo y un electroscopio. La discusión respecto a la existencia de los dos tipos de carga y algunas propiedades se deberá centrar, si es posible, en el modelo cinético de las partículas y en describir los procesos de carga eléctrica, tanto por inducción como por frotamiento. Para ello podrán plantearse preguntas como las siguientes: ¿tendrá que ver el movimiento de las partículas con la presencia de carga eléctrica cuando se frotan los objetos?, ¿el aumento en la frecuencia de colisiones entre partículas será la responsable de la carga positiva?, y si fuera así, ¿cuál sería el de la carga negativa?

Una actividad que puede ser llevada a cabo, o al menos comentarse con los alumnos, con-siste en hacer notar cómo un mismo material, dependiendo de con qué se frote, puede tener carga positiva o negativa. Por ejemplo, si se frota vidrio con lana, la lana queda con carga negativa, pero si se frota la lana con una mano, entonces queda con carga positiva. También pueden llevarse a cabo experiencias donde el electroscopio se cargue tanto con un tipo de carga como con otro. Estas experiencias presentan una excelente oportunidad para propiciar, una vez descartado el modelo corpuscular o cinético, el que los alumnos piensen que es necesario elaborar un modelo que tenga que ver con otros aspectos de la estructura de la materia, en espe-cial comenzar a explorar un modelo donde la carga eléctrica tenga el papel principal. Aquí el profesor puede hacer referencia a los procesos de construcción del conocimiento científico, el papel de las inferencias, de los modelos y de cómo la ciencia está compuesta de este tipo de representaciones.

Este tipo de actividades y de preguntas tam-bién puede llevarse a cabo con otras experiencias tanto de la electricidad como de los materiales conductores y no conductores. Por ejemplo,

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¿explica el modelo de partículas la conducti-vidad en los materiales?, y ¿qué características debería tener un modelo para poder explicar tanto la carga como la conductividad?

Algo equivalente puede plantearse con la luz. Por ejemplo, analizar el que un gas emita un cierto color de luz al calentarse, o un ejemplo más cotidiano como la luz de un foco incandes-cente o una vela. Una actividad sencilla que puede llevarse a cabo es observar la luz de un foco o de una vela –en el caso de la vela, habrá que oscurecer el lugar– vistos a través de un cedazo fino de tela. Con él podrán apreciarse los colores espectrales de esa fuente de luz. Algunas preguntas pertinentes son: ¿cómo es que un objeto emite luz de diversos colores?, ¿podría el modelo cinético de partículas ayudar a explicar esa situación?, ¿qué debería pedírsele a un modelo de la materia para que lo haga?

El profesor podrá ahora tener elementos para abordar el siguiente bloque, pues es precisamente a raíz de problemas como éstos que fue tomando forma el modelo atómico, y preguntas como las que se han planteado orientaron el desarrollo del modelo atómico desde fines del siglo xix y principios del xx.


Como en los bloques anteriores, no es de es-perarse que los alumnos construyan o logren desarrollar un modelo complejo del átomo ni que puedan aplicar el modelo conseguido en todo tipo de situaciones. Lo que se espera es que cuenten con algunos elementos mínimos que les permitan percibir en sus aspectos más básicos algunas explicaciones de los fenómenos eléctricos y luminosos, u otros que se analicen, como ciertas aplicaciones tecnológicas.

La idea de átomo, y sobre todo de las funcio-nes que éste tiene, no es, desde luego, una idea intuitiva ni mucho menos puede esperarse que se elabore a través de la observación de procesos o preguntas por muy bien dirigidas que estén. Es por ello que el programa pone especial énfasis en que se lleve a cabo una descripción y análisis

del proceso histórico que permitió contar con una idea básica de átomo. Esta revisión histórica no implica el relato de las anécdotas, sino el dar cuenta de cómo se plantearon problemas y se resolvieron. Con ello el alumno encontrará que algunas de sus ideas (ideas previas como que: un átomo se asemeja a una esfera con componentes internos; un átomo se ve como varios puntos/círcu-los, o que los átomos son planos)2 fueron también ideas planteadas por los diversos personajes de la historia y dará sentido, por otro lado, a cómo se fue construyendo el modelo de átomo.

Por ejemplo, una vez descritas y analizadas las primeras ideas del átomo de los antiguos griegos, como Demócrito y Leucipo, y discutido, como se hizo en el bloque iii, sus implicaciones para una visión discontinua de la materia, y también después de analizar ideas atómicas como la de Dalton, el profesor puede plantear el problema de la electricidad que requiere tomar en cuenta dos tipos de carga eléctrica. Para ello puede dar cuenta del modelo de J. J. Thompson, quien plantea un modelo donde la carga positiva está distribuida en una región del espacio y la carga eléctrica negativa se encuentra esparcida en esa región. Posteriormente, describir cómo E. Rutherford pasa a la idea de átomo tomando como símil el modelo planetario, y los cambios posteriores que hicieron N. Bohr y otros para contar con un modelo útil, al menos, para los aspectos más básicos del comportamiento eléc-trico de la materia y para explicar la emisión de luz.

Para configurar una representación gráfica se pueden utilizar actividades donde los alumnos desarrollen un esquema del proceso evolutivo que tuvo la idea de átomo.

Una vez llevada a cabo esta revisión his-tórica con los comentarios correspondientes, es conveniente regresar a los procesos feno-menológicos del apartado anterior y tratar de dar una explicación. Así, por ejemplo, pueden plantearse actividades de reflexión sobre cómo se explica con el modelo atómico que los objetos

1 Tomado de http//ideasprevias.cinstrum.unam.mx:2048


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queden cargados cuando son frotados. Preguntas como: utilizando el modelo de átomo descrito, ¿cómo explicarías que los objetos se cargan por inducción?, ¿es útil el modelo de átomo para explicar por qué un mismo objeto, dependiendo de con qué se frota, puede quedar con carga positiva o negativa?, y ¿cómo se explica esa situación con ese modelo?, pueden orientar la discusión del profesor con los alumnos, pero también pueden emplearse como actividades de grupos de discusión y, posteriormente, hacer presentaciones y discusiones más amplias con el resto del salón de clase. Para relacionar las implicaciones que tuvo el modelo atómico en otros ámbitos, sociales y tecnológicos, se pue-den llevar a cabo discusiones con los alumnos sobre los usos del modelo de átomo como sím-bolo de modernidad, de peligro, su influencia en la cultura en general, su uso en revistas de historietas, personajes fantásticos, etcétera. Más adelante se deberá hacer un análisis de otro tipo de consecuencias, como los problemas de las guerras y del medio ambiente.

Otros temas que pueden tratarse de manera semejante son los de la conducción eléctrica. Preguntas que puedan servir para ese fin son: ¿cómo se explica con el modelo de átomo que haya materiales que conducen la electricidad y otros que no?, ¿es suficiente la idea de átomo que se ha desarrollado para tal explicación?, y ¿qué elementos harían falta?

Un ejemplo más, enfocado al análisis y la reflexión, y sobre todo a la incorporación del modelo de átomo en las representaciones de los alumnos, es proponer que se retomen las ideas históricas sobre los tipos de electricidad: vítrea, resinosa, animal, etcétera, y que se analice: ¿si en esa época hubieran contado con una idea de átomo como la que se ha visto en esta parte del programa hubiera sido necesario pensar en todos esos tipos de electricidad?

No está por demás recordar aquí que el mo-delo de átomo que se pretende sea enseñado no debe ir más allá de un modelo donde el átomo está constituido por un núcleo (con protones y neutrones) y electrones que se encuentran en órbitas, que en esas órbitas esos electrones son estables y que para que pasen de una órbita a

otra es necesaria una cierta interacción –como el calentamiento, el frotamiento, etcétera– y que la consecuencia de esa interacción es que se ceden electrones para el caso de la carga eléctrica o que, al regresar a su estado base u órbita estable, emiten radiación electromagnética. Otro tipo de información, como orbitales y configuraciones atómicas están fuera de los propósitos del pro-grama, y resultarían confusos.

Una actividad de cierre para comentar sobre la estructura de la ciencia y la construcción del conocimiento científico es comentar y analizar con los alumnos las diferencias entre el mode-lo cinético de partículas y el del átomo. Para ello se podrán hacer preguntas que orienten la discusión como las siguientes: ¿cuáles son las diferencias y semejanzas que hay entre los dos modelos?, ¿cuáles son los límites del modelo de partículas, que se requirió elaborar otro modelo para explicar los fenómenos de la electricidad y la luz?, ¿es posible explicar con el modelo del átomo, de manera sencilla, el comportamiento térmico de las sustancias como se hizo con el modelo cinético?, y ¿por qué se requieren distintos modelos para explicar los fenómenos físicos?

3. El uso de las representaciones en la comprensión de los procesos

fenomenológicos

En esta sección se hará uso del modelo del átomo para iniciar una representación básica de los principales temas del comportamiento electromagnético de la materia. Para ello se retomará el comportamiento de los materiales conductores y no conductores, así como la resis-tencia eléctrica. Antes de ello se completará el panorama histórico con el electrón como unidad fundamental de carga. Para ello se describirán los experimentos que llevaron a pensar que debería haber una unidad de carga que ya no fuera posible dividir.

Hay que hacer notar que, en la revisión his-tórica, será suficiente con la descripción de los rayos catódicos y con la idea de que son partículas con carga eléctrica, elaborada por


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J. J. Thompson, y con describir cómo el experi-mento de Millikan midió la carga eléctrica. Con ello se podrá analizar con los alumnos cómo se llegó a la conclusión de que había una unidad de carga que permitía generar una explicación al problema de la corriente eléctrica y de los materiales que la conducían; aspecto que tendrá que complementarse con el modelo de átomo ya desarrollado. Como en el caso anterior, será conveniente plantear preguntas para analizarlas por equipos y discutirlas de manera general en el grupo.

Una vez descrito el proceso histórico, en este bloque se tiene la intención de regresar a los fenómenos macroscópicos, pero ahora con nuevos elementos representacionales. Para ello se requerirá llevar a cabo actividades experi-mentales con imanes y electroimanes. Se sugiere que comprendan la construcción de un pequeño electroimán que interaccione con una brújula. La discusión de la actividad puede llevar a análisis de aspectos como los siguientes: ¿qué tipo de fuerza o interacción se requiere para que la aguja de la brújula se mueva?, ¿qué ocurre cuando pasa corriente eléctrica por el alambre?, ¿cómo se explicaría esta situación pensando en la corriente como movimiento de electrones?, ¿siempre que pase corriente eléctrica por un conductor se generará una interacción magnética?

Una vez analizada la experiencia anterior, se podrá llevar a cabo un recuento de diversos dispositivos que los alumnos conocen donde se observen efectos magnéticos y discutir el papel que tienen los electrones en el magnetismo.

Uno de los aspectos más complejos de com-prender para los alumnos de secundaria es, sin duda, la inducción electromagnética; en este caso, la inducción es un efecto de generar el movimiento de los electrones en un conductor por medio del magnetismo, desde luego que el aspecto importante está en que se tenga un campo magnético variable, como un imán en movimiento. La comprensión de la inducción magnética fue uno de los logros más importantes de Faraday, quien ofreció, con una labor continua de muchos años, una lección clara de cómo se construye el conocimiento científico, pues en el proceso pueden verse claramente los intentos,

los fracasos, y la preparación requerida para que al aparecer el proceso deseado fuera reconocido y estructurado como un conocimiento científico. Conviene planear una actividad que muestre el proceso de actividades y preguntas semejantes a las planteadas por el propio Faraday; el pro-fesor deberá poner especial cuidado en hacer notar el proceso de desarrollo del conocimiento científico que ese caso implicó.

El caso de la inducción electromagnética es complejo y el modelo del átomo sólo dará cuenta de que el movimiento de electrones que ocurre en los procesos de inducción es el responsable del comportamiento tanto de inducir el campo magnético como de la inducción de la corriente eléctrica.

El tema de la inducción electromagnética ha sido uno de los más importantes para el desarro-llo de la tecnología y la sociedad, por ello será conveniente que se discuta cómo los motores eléctricos y muchos otros dispositivos cambiaron el entorno de fines del siglo xix y prepararon los cambios tecnológicos tan importantes que ocurrieron en el siglo xx, así como sus nuevas implicaciones para el siglo xxi. En este tema se pueden tratar la generación y el uso de la elec-tricidad, su consumo en hogares y fábricas, las implicaciones en cuanto a beneficios y problemas ambientales que se han ocasionado, así como el cambio que provocó en la forma de vida.

El siguiente aspecto que marca el programa es la luz. El modelo del átomo que se ha analiza-do proporciona las bases para que los alumnos puedan reconocer que los procesos luminosos tienen que ver con la estructura de la materia, sea una fuente de luz como el Sol, una lámpara incandescente o una superficie sobre la que la luz incide y entonces dicha superficie reemite luz, proceso que comúnmente llamamos reflexión. Otro aspecto es que los átomos, dependiendo de la energía involucrada en los cambios de órbita de los electrones, emiten diversos colores con lo que se puede caracterizar las sustancias.

En general, los átomos emitirán no sólo luz, sino todo el espectro de radiación electromag-nética, los rayos X, las microondas, la luz ul-travioleta y rayos gama. Toda esta radiación se emite bajo el mismo principio de cambio o


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salto de los electrones en sus diferentes órbitas bajo condiciones de energía involucrada en magnitudes específicas. El contar con esta forma de representación permitirá que los alumnos comprendan que toda esa radiación es la misma pero de diferente orden en cuanto a la energía involucrada, variando por tanto la longitud de onda y frecuencia de la radiación emitida. Al ser toda la radiación como la luz, tendrá el mismo comportamiento ondulatorio, es decir habrá superficies donde se refleje, se refracte y ocurran otros fenómenos como difracción e interferencia que, sin embargo, no son motivo del presente programa.

Los fenómenos de la luz que se analizan, como reflexión, refracción, los colores por dis-persión como el arco iris, ayudan a cerrar el

tema con los aspectos de observación cotidiana; pero ahora, los estudiantes cuentan con una perspectiva diferente, pues la reflexión, por ejemplo, no sólo se verá como una propiedad de la luz y ciertos objetos sino como un proceso que deriva de la constitución de la materia. Desde luego que la ley de reflexión seguirá teniendo la misma formulación de igualdad de ángulos de incidencia y de reflexión en un mismo plano, pero el alumno podrá reconocer que en todos los procesos y fenómenos luminosos, su comportamiento está determinado por cómo ocurren otros procesos en el nivel atómico.

El tema de la luz tiene, desde luego, mu-chas implicaciones tecnológicas y de relación con la sociedad, baste poner, como ejemplo, el problema de la visión.


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¿Cuál es el sentido formativo del bloque v?¿En qué sentido los temas relacionados con el universo contribuyen a la formación cien-tífica básica?¿Qué posibles temas de proyectos están plan-teados con la finalidad de favorecer la apli-cación de los aprendizajes de los alumnos a la tecnología y la cultura?

Este último bloque del programa tiene varios propósitos. En primer lugar, tener un acer-camiento mayor al conocimiento científico, la tecnología y los aspectos sociales una vez que los alumnos cuentan con representaciones sobre los conceptos y procesos básicos de la física y que, por lo tanto, pueden no sólo re-lacionar, sino, por medio de esa interacción, llevar a cabo una mejor construcción concep-tual de los conceptos analizados a lo largo del curso. Así, no es una visión de aplicación del conocimiento, sino, por el contrario, una visión de apoyo a una mejor construcción de los conceptos y conocimientos científicos pero dentro de un entorno contextual más amplio. Ello permitirá a los alumnos desarrollar una visión más amplia del conocimiento analizado a lo largo del curso escolar, pero también ubi-car el conocimiento científico y sus procesos de construcción en el ámbito social en el que viven.

Universo y conocimiento científico

El primer tema, a diferencia de los posteriores, es de carácter obligatorio y tiene por objeto completar la formación básica en el campo de la física con una visión sobre cómo está cons-tituido y cómo ha evolucionado el universo. Esta visión, sin embargo, recupera el proceso histórico y social que han tenido las distintas cosmovisiones y que han enmarcado grandes periodos de la civilización. En este recorrido por la evolución y los procesos de investigación sobre la naturaleza del cosmos, el estudiante podrá apreciar algunos procesos de construcción del conocimiento científico, sus vínculos con la cultura y sociedad de cada tiempo y, sobre todo, la naturaleza cambiante del conocimiento científico, pues en las distintas teorías sobre su formación y evolución se puede apreciar cómo han ido cambiando ideas y creencias científicas, según los conocimientos de cada época.

Desde luego que no se pretende un tratado amplio y complejo de este tema, sino que se es-pera que los profesores lo enfoquen en aspectos como los siguientes:

a) Que se relacionen los contenidos de los bloques previos con las visiones y proce-sos de investigación que se han llevado a cabo en las distintas épocas sobre el origen y la estructura del universo. Por ejemplo, que se resalte la gravitación como uno de los factores más importantes para comprender el sistema solar, pero también la formación de galaxias y otros cuerpos celestes. Que factores como la

Guía de apoyo para la interpretación del bloque v*


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estructura de la materia dan cuenta, por medio de la luz emitida, de los materiales de los que se componen las estrellas, las galaxias y las nebulosas.

b) Que se reflexione sobre el proceso histó-rico en la construcción del conocimiento científico, sobre todo la relación entre los conceptos físicos y sus implicaciones en la visión del cosmos.

c) Que se reflexione sobre la naturaleza del conocimiento científico, sus cambios, sus formas de validez y sus alcances, y que se abran las perspectivas acerca de un avance futuro, no sólo en términos de aumento del conocimiento sino también de posibles cambios o revoluciones cien-tíficas, como ha ocurrido ya con aspectos como la relatividad.

d) Que se relacionen las ideas sobre el uni-verso y las implicaciones sociales y cultu-rales de diversos pueblos en la historia.

e) Que obtengan una visión básica pero actualizada del universo.

Física, tecnología y cultura

Los siguientes elementos del programa son opcionales. Se dividen en dos grandes apar-tados. En el primero se proponen temas rela-cionados con la tecnología, la sociedad y el ambiente; el segundo apartado se refiere al papel de la ciencia en la historia de la civi-lización, bien en su contexto general o en el caso de México. En todos ellos se pretende que los estudiantes y sus profesores analicen diversas situaciones, comprendan el contexto en el que se encuentran inmersos, relacionen

los beneficios y problemas planteados por la ciencia y la tecnología a la sociedad.

Desde luego que el profesor podrá elegir trabajar por equipos, con lo que podrá abarcarse más de un tema. También estará en libertad de proponer otros temas, con el compromiso de que se cubran los propósitos marcados en el programa.

En síntesis, lo que se espera que los alumnos desarrollen en cualesquiera de estos temas son habilidades y competencias que los lleven hacia una mejor comprensión de los conceptos de la física, de las implicaciones que la ciencia y la tecnología tienen para la sociedad y de su papel en el desarrollo de las culturas.

Las habilidades y competencias esperadas para estos temas pueden resumirse en los siguientes puntos: 1) Interpretar fenómenos y desarrollos tecnológicos con los fundamen-tos conceptuales y representaciones sobre la estructura de las interacciones y de la mate-ria construidas a lo largo del curso; 2) inter-pretar situaciones extraescolares, ligadas al entorno cotidiano; 3) búsqueda y selección de información; 4) planteamiento de situacio-nes experimentales; 5) análisis de situaciones problemáticas ligadas a la interpretación de fenómenos naturales; 6) juicio crítico sobre implicaciones del conocimiento científico y tecnológico; 7) capacidad de análisis de los entornos sociales relacionados con el desarro-llo de la física y la tecnología; 8) interpretación de datos provenientes de fuentes distintas; 9) relación del conocimiento escolar con el entorno; 10) comprensión de los procesos de construcción del conocimiento y su papel en el desarrollo de la cultura; y 11) habilidades para el aprendizaje continuo.

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¿Cuáles son los beneficios de la enseñanza por proyectos?¿Cuáles son los riesgos?¿Cuáles tareas son responsabilidad?

Aunque a veces se considera una moda o, peor aún, se convierte en un mito, la enseñanza por proyectos resulta una estrategia imprescindible para lograr un aprendizaje escolar significativo y pertinente. En este artículo se intenta precisar características, ventajas, fases más genéricas y peligros que deben evitarse en esta clase de iniciativa. También se señalan tres tipos recomen-dables de proyectos de investigación estudiantil y otras actividades que pueden acompañar e interactuar fecundamente con ellos. El trabajo considera aspectos correspondientes al espacio entre las grandes declaraciones de principios y la práctica diaria en las aulas, intentando dar orientaciones útiles a maestros y a formadores de maestros.

Proyectos y actividades acompañantes

No hay un único modelo de proyecto ni una definición muy acotada de lo que debe ser un proyecto estudiantil, pero si podemos decir que es un trabajo educativo más o menos pro-longado (de tres a cuatro o más semanas de

duración), con fuerte participación de los niños y las niñas en su planteamiento, en su diseño y en su seguimiento, y propiciador de la inda-gación infantil en una labor autopropulsada conducente a resultados propios (Freinet, 1975, 1977; icem, 1980; Lacueva, 1997b). Un proyecto combina el estudio empírico con la consulta bibliográfica y, como luego explicaremos, puede incluir propuestas y/o acciones de cambio en el ámbito social.

Concebimos a los proyectos como el eje de la enseñanza escolar, aunque entrelazados con otras clases de actividades: las experiencias desencadenantes, los trabajos cortos y fértiles, y las fichas autocorrectivas (Lacueva, 1996). Las experiencias desencadenantes son actividades amplias y bastante informales que tienen como propósito familiarizar a los niños y las niñas con múltiples realidades del mundo en que viven. Entre ellas están las visitas, los diálogos con expertos, las conversaciones sobre objetos o seres vivos llevados por los estudiantes al aula, el trabajo con textos libres, las lecturas libres, la observación de videos… Creemos que estas experiencias pueden ir despertando inquietudes e interrogantes en los pequeños, muchas de las cuales pueden servir de punto de partida a proyectos de investigación.

Por su parte, los trabajos cortos y fértiles son tareas más acotadas en el tiempo y más guiadas desde afuera, aunque siempre deben permitir cierta participación de los aprendices en su delimitación y desarrollo. Las considera-mos parte de un “menú de degustación” que la escuela ha de ofrecer a las niñas y los niños; breves encuentros con la cultura que pueden

La enseñanza por proyectos: ¿mito o reto?*

Aurora Lacueva

* En Revista Iberoamericana de Educación, número 16, pp. 165 a 187, oei, Madrid, Enero-Abril, 1998. (Consultado en http://rieoei.org/oeivirt/rie16a09.htm).

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conducir a empresas más complejas como los proyectos de investigación: observaciones, ex-perimentos semiestructurales, demostraciones, análisis de lecturas asignadas, simulaciones y sociodramas…

Por último, las fichas autocorrectivas permi-ten a cada estudiante avanzar a su propio ritmo en la consolidación de ciertos conocimientos o habilidades. Por ejemplo, realización de grá-ficos, uso de claves taxonómicas, dominio de conceptos o clasificaciones… Aunque pueden ser elaboradas artesanalmente por los propios docentes, convendría disponer además de una gama de productos más industrializados para asegurar mayor variedad, mejor presentación, mayor control de calidad, etcétera. La adapta-ción informática de las fichas les hace ganar en flexibilidad y dinamismo.

De la combinación inteligente de estos cuatro tipos de actividades resulta un atractivo y educa-dor paquete de opciones para el trabajo infantil. Y los proyectos pueden iniciarse más fácilmen- te y desarrollarse mejor si están apoyados y reforzados por las restantes posibilidades.

Falsos proyectos

Conviene estar atentos a actividades que a ve-ces se llaman proyectos o investigaciones, sin que lo sean de verdad. Entre esos falsos proyectos podemos mencionar:

• Las tareas para la casa, que consisten en buscar información sobre un tema señala-do por el docente, copiando de los libros sin mayor procesamiento ni análisis.

• Las experiencias de laboratorio, en las que los niños siguen instrucciones paso a paso, sin más.

• Las encuestas elaboradas por el docente o el texto, que los estudiantes se limitan a pasar y procesar bajo instrucciones externas.

• Las observaciones hechas por mandato, rellenando guías entregadas al efecto.

• Las indagaciones realizadas a partir de problemas que se plantea el docente, un

equipo de docentes o el programa oficial, y para las cuales se correlacionan conte-nidos programáticos de manera más o menos forzada.

En fin, no son proyectos todas aquellas ac-tividades en las que el problema y la metodo-logía ya vienen dados y donde las niñas y los niños se limitan a actuar, en todo caso, como ayudantes de investigación. A veces, algunas de estas labores pueden resultar valiosas, pero no las clasificamos como proyectos sino, si califican, como trabajos cortos. Para ser pro-yectos les falta la fuerza de la iniciativa y de la autogestión infantil.

Tres posibles tipos de proyectos

Desde el punto de vista de nuestra especialidad, la enseñanza de las ciencias naturales, estimamos útil destacar tres posibles tipos de proyectos: los científicos, los tecnológicos y los de investigación ciudadana o proyectos ciudadanos (Lacueva, 1996). Esta clasificación, con variaciones, tam-bién puede emplearse para los proyectos que surjan en otras áreas, especialmente en la de ciencias sociales.

En los proyectos científicos, los niños realizan investigaciones similares, hasta donde lo per-miten sus condiciones, a las de los científicos adultos: indagaciones descriptivas o explicati-vas sobre fenómenos naturales (Harlen, 1989; Giordan, 1985). Serían ejemplos de proyectos científicos: hacer una colección de minerales de la región, predecir y comprobar las reacciones de las lombrices de tierra ante ciertos estímu-los, estudiar la luz experimentando con espejos, prismas, lupas, diversos recipientes llenos de líquidos, linternas, velas…

En los proyectos tecnológicos, los niños desarro-llan o evalúan un proceso o un producto de utilidad práctica, imitando así la labor de los tecnólogos. Tales serían los casos, por ejemplo, de construir aeroplanos con papel y cartulina, de inventar rece-tas de ensaladas y canapés, o de evaluar la calidad de varias marcas de lápices (Acevedo Díaz, 1996; Aitken y Mills, 1994; Waddington, 1987).


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Finalmente, en los proyectos ciudadanos, los estudiantes actúan como ciudadanos inquietos y críticos, que solidariamente consideran los problemas que los afectan, se informan, pro-ponen soluciones y, de ser posible, las ponen en práctica o las difunden, así sea a pequeña escala. Como ejemplos de este tipo de proyec-tos podemos mencionar el estudio de hábitos nutricionales de compañeros del plantel, la investigación sobre posibilidades recreativas para niños en la comunidad, o la detección de fuentes de contaminación en la periferia de la escuela (Hurd, 1982; Aikenhead, 1996; Fens-ham, 1997).

Los distintos tipos de proyectos facilitan a los aprendices el desarrollo de diferentes clases de conocimientos y de habilidades, aunque tengan en común ser actividades de investigación. Así, según circunstancias, intereses y recursos, el docente puede ayudar a los estudiantes a perfilar un proyecto más hacia lo científico, lo tecnológico o lo ciudadano. Por otra parte, las conclusiones de un proyecto de cualquier tipo pueden llevar a nuevos proyectos, de similar o diferente naturaleza.

Ahora bien, esta tipología es de carácter indicativo y no debe asumirse estrictamente. Muchos proyectos concretos no serán puros y compartirán rasgos de dos o más de los tipos aquí presentados, o bien varios niños y niñas podrán trabajar juntos en un proyecto integrado que implique para cada uno asumir un cierto y distinto rol (algunos alumnos serían científicos y otros tecnólogos o, por ejemplo, trabajando conjuntamente para lograr un fin). No obstante, tomada sin rigidez, la clasificación nos parece útil para evidenciar y precisar posibilidades didácticas, pues ayuda a pensar con mayor apertura en la diversificada naturaleza de las investigaciones posibles.

Fases en la realización de un proyecto

Aunque cada tipo de proyecto plantea etapas particulares en su desarrollo, podemos señalar algunas fases genéricas presentes habitualmente en un trabajo de investigación, cualquiera que

sea su naturaleza. En síntesis, son las fases de preparación, desarrollo y comunicación.

En la fase de preparación se realizan las primeras conversaciones e intercambios que plantean un posible tema de proyecto y lo van perfilando. También pertenecen a ella los momentos ya más precisos de planificación infantil, cuando se especifican el asunto, el propósito, las posibles actividades a desarrollar y los recursos necesarios. Les tenemos miedo a las planificaciones demasiado minuciosas, pues cierran prematuramente posibilidades y, además, resultan pesadas para los pequeños investigadores por sus exigencias de exhaus-tivo registro escrito de lo que se va a hacer, a menudo siguiendo patrones muy rígidos y estereotipados. Preferimos planificaciones más sencillas, al alcance de los niños, pero siempre exigimos reflexión y previsión sobre el proyecto. El educador debe saber valorar en cada caso hasta dónde pueden llegar sus bisoños investigadores. Conviene tener pre-sente que, a menudo, los niños pequeños no prevén series largas de acciones, a no ser que les sean muy familiares, sino que tienden a ir pensando en lo que hacen mientras lo hacen (Harlen, 1989); por ello, puede ser re-comendable que empiecen planificando sólo la primera etapa de su investigación, y luego, tras su resultado, se planteen la siguiente, y así sucesivamente.

La fase de desarrollo implica la efectiva puesta en práctica del proyecto. Los diversos equipos necesitan espacios y tiempos para poder ir rea-lizando su trabajo: equipos que trabajen muy juntos y sin condiciones ambientales ni recursos suficientes, no podrán cumplir satisfactoria-mente su labor. No nos extendemos aquí en el tema de la base material necesaria para la investigación infantil, pero se trata de un asunto fundamental y le hemos dedicado atención en otros escritos (Lacueva, 1985).

Las actividades que hay que cumplir pueden ser muy variadas, de acuerdo con el tipo de proyecto y el tema elegido: trabajos de campo, encuestas, entrevistas, experimentos, visitas, acciones en la comunidad escolar o más allá de ella… La consulta bibliográfica debe estar


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siempre presente, en mayor o menor medida, a lo largo del proceso.

Es importante que los mismos alumnos vayan realizando el seguimiento de su la-bor, reservando para ello algunos minutos del tiempo de clase, y contando con el apoyo del docente. Maestros con experiencia en este enfoque recomiendan que cada grupo tenga una hoja grande de papel, donde se puedan ir anotando con palabras y flechas las actividades que se van cumpliendo dentro de su proyecto. Cuando diversos equipos realicen proyectos en un área común, es posible que entre todos elaboren un pliego donde se vaya viendo, en forma resumida y de conjunto, la marcha de las diversas investigaciones; de esta manera se tiene siempre al alcance de todos el cono-cimiento global y el panorama relacionado de las indagaciones que se están llevando a cabo. El seguimiento y el control, especialmente los realizados por los propios niños, son necesa-rios porque ayudan a no perder de vista las finalidades del trabajo y a corregir errores por el camino. Sin embargo, tampoco deben crecer tanto y ganar tanto peso que aplasten la alegría y la espontaneidad del trabajo, en un hacer demasiado vigilado y supervisado.

La fase de comunicación a veces se olvida, o bien se vuelve rutinaria en una breve exposición oral ante los compañeros. Es importante valorar esta fase, tan relevante en toda investigación, y ofrecer diversos cauces para la misma, variables según circunstancias e inclinaciones de cada equipo. Algunos autores (véase, por ejemplo, Gethins, 1990) diferencian entre la puesta en común, una sencilla comunicación a los com-pañeros de los resultados de un proyecto, y otra denominada presentación/celebración, que implica una comunicación más allá de la clase, con mayor amplitud y diversidad de mecanis-mos, utilizando medios que pueden ser desde poemas y canciones hasta carteles, modelos o grabaciones.

Comunicar la investigación realizada no es sólo una acción hacia afuera sino también hacia adentro, en el sentido de que ayuda a los niños a poner más en orden sus pensamientos y a completar y perfeccionar las reflexiones ya

hechas. La expresión escrita y/o gráfica de re-sultados, las exposiciones orales organizadas y otras vías de comunicación, representan niveles más formales y exigentes de manifestación de ideas y observaciones. Por otra parte, el diálogo con los interlocutores permite avanzar aún más en ese proceso. Al comunicar los resultados a otros se da pie también a la evaluación externa del trabajo, paso beneficioso porque ayuda a laborar con rigor y atención y se ofrece retroa-limentación útil.

¿Por qué los proyectos?

Los proyectos son las actividades-reinas del ám-bito escolar. Son las actividades que estimulan a los niños a interrogarse sobre las cosas y a no conformarse con la primera respuesta, proble-matizando así la realidad. Son las actividades que, también, permiten a los niños diseñar sus procesos de trabajo activo y les orientan a relacionarse de modo más independiente con la cultura y con el mundo natural y sociotec-nológico que habitan. Son las actividades que conducen a los niños a poner sobre la mesa lo que de verdad piensan sobre los diversos temas. Son las actividades que con mayor fuerza hacen entrar en juego las ideas y la inventiva de los niños, llevándolos a movilizar sus miniteorías y a confrontarlas con otros y con la experiencia, contribuyendo de ese modo al mayor desarrollo de las concepciones infantiles. Son las actividades que mayor espacio abren a los intereses de los estudiantes y a su creciente capacidad de parti-cipar conscientemente en la conducción de sus procesos de aprendizaje.

Los logros afectivos y cognitivos de los pro-yectos, interrelacionados, no pueden alcanzarse cabalmente por otras vías. Creemos que la es-cuela sin proyectos es, lamentablemente, una escuela incompleta, que deja de ofrecer a las niñas y a los niños las experiencias más preciosas que debería ofrecer.

Cualquiera, niño, joven o adulto, que haya tenido la oportunidad de desarrollar de manera auténtica (esto es, autónoma) una investigación, por pequeña que haya sido, podrá darse cuenta


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de que esta actividad produce en quien la sigue una gran satisfacción, y estimula a conocer más, a seguir profundizando en lo investigado, como no puede hacerlo ninguna otra actividad escolar.

Podemos precisar algunas de las caracterís-ticas positivas de los proyectos:

• Valoran los saberes y las experiencias de ni-ños y niñas, puesto que es a partir de ellos y gracias a ellos que se inclinan y desarrollan las actividades indagatorias.

• A su vez, el cumplimiento de los proyectos acrecienta los saberes y las experiencias infantiles.

En efecto, tratando de resolver los problemas de sus investigaciones, los niños se plantean la necesidad de saber más, lo que les estimula a la consulta de textos e impresos, a la conversa-ción con expertos, a la discusión con docentes y compañeros, a la reflexión, a la observación, a la experimentación y a la acción práctica:

• Van abriendo nuevos horizontes y plan-teando nuevas exigencias a los estudiantes. La respuesta a una pregunta desencadena nuevas preguntas. El logro de una habilidad mueve al niño a subir el listón y a proponerse alcanzar otras habilidades más exigentes.

• Acumulan energía por el interés de los niños y las niñas, se autopropulsan.

• Producen en los niños y las niñas la sa-tisfacción de conducir su propio trabajo, de participar y de lograr objetivos. Ello puede ir creando espirales positivas de desarrollo cultural y afectivo-personal (Hayes, 1990).

• Exigen el dominio de importantes habili-dades. Proyectos de diferente tipo fomen-tan aptitudes distintas, pero de manera genérica podemos mencionar: el manejo de diversas fuentes de información, la realización de planes, la autoevaluación, la participación en grupos autónomos de trabajo y la comunicación efectiva usando variados medios y lenguajes.

• Propician alcanzar actitudes y valores po-sitivos. Entre los más importantes pueden

destacarse: la responsabilidad, la reflexión, el espíritu crítico y la rigurosidad en el trabajo.

• Estimulan a los niños a hacerse preguntas sobre el mundo en que viven, sin tomarlo como algo ya conocido.

• Propician el fortalecimiento de capacida-des metacognitivas: capacidades de guiar, regular y favorecer los propios procesos de aprendizaje.

• Fomentan el aprendizaje cooperativo, con sus beneficios en términos cognitivos, socioafectivos y morales (Fernández y Melero, 1995).

• Permiten el compromiso físico de los niños y las niñas, vinculado con la ac-ción intelectual: exigen manipulaciones, movimientos, desplazamientos variados y significativamente controlados por los propios estudiantes, quienes encuentran así la oportunidad de manifestarse cor-poralmente en la escuela, disfrutando de las posibilidades de su cuerpo y apren-diendo a dominarlo mejor (Alfieri, 1984; Lacueva, 1990).

• Estimulan la creatividad. Conviene tener presente que la creatividad no se mani-fiesta sólo en la clase de arte o en la hora de escritura creativa. Está presente también en las investigaciones científicas, tecno-lógicas o ciudadanas, que exigen crear ideas novedosas, llevar a cabo propuestas, construir hipótesis, diseñar objetos origi-nales… La imaginación y la inventiva se despliegan en los proyectos, recibiendo después la respuesta de la realidad gracias al experimento, la prueba tecnológica o la acción social.[…]

¿De dónde surgen las ideas para los proyectos?

Las ideas para los proyectos no pueden surgir de una imposición: “Para mañana, investiguen sobre el petróleo” (o sobre la contaminación de las aguas, o sobre los aviones, o sobre la circula-


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ción de la sangre…). Los proyectos-tarea, hechos sin interés, por cumplir una obligación, son la antítesis de los verdaderos proyectos.

Por otro lado, no basta con decir que se puede investigar “sobre lo que ustedes quieran”. Esta invitación tan laxa deja a los niños sin apoyos y sin herramientas, en un contexto social y escolar que mayoritariamente no los ha estimulado a la indagación.

Los estudiantes requieren un ambiente y ayuda para poder iniciar y consolidar el trabajo por proyectos: la escuela está llamada a ampliar las vivencias infantiles y a presentar a los niños nuevos retos, impulsándolos a que empiecen a hacerse más preguntas y a que tengan de esta manera material de donde plantearse proyectos. Los intereses de los niños no han de tomarse como algo dado, que la escuela debe sólo aceptar. Es obligación de la institución escolar contribuir a acrecentar y a diversificar los intereses infan-tiles, gracias a las experiencias que proponga y a los recursos que acerque al alcance de sus manos. Recordemos que más allá del aula los niños no viven espontáneamente, sino que sobre ellos actúan, no siempre de manera positiva, diversos factores y ámbitos sociales: la televisión, el barrio, la familia…

De la escuela de la rutina y de la copia no pueden surgir ideas ni inquietudes. La escue-la como medio ambiente rico en recursos y en experiencias es la que permite y apoya las interrogantes y las indagaciones. Por eso nos parecen tan importantes las que hemos llamado experiencias desencadenantes: ellas ofrecen viven-cias ricas que nutren la mente infantil y pueden motivar a los pequeños a plantearse preguntas. También las actividades fértiles, dentro de su mayor estructuración, son labores que pueden contribuir a despertar la curiosidad infantil sobre ciertos asuntos.

La vida de los niños fuera de la escuela es otra posible fuente de ideas para proyectos. Por ello es importante dejarla entrar en el aula, en vez de cerrarle las puertas.

Entre las experiencias desencadenantes y las actividades fértiles puede haber unas orienta-das a tal efecto. Por ejemplo, los textos libres, los dibujos libres, las carteleras de Novedades

elaboradas con material que traen alumnos y maestra…

Otra buena idea en esta línea es la agenda de bolsillo del maestro italiano Mario Lodi (men-cionada por Tonucci, 1990: 63). Este educador lleva siempre consigo una pequeña agenda donde anota temas de conversación que tienen los niños entre sí y que él alcanza a oír. Son ecos de la vida e intereses infantiles que le llegan antes de entrar al aula, en el transcurso de los trabajos de equipo o en los recesos. Lodi va tomando nota, y, después de unos días, analiza lo que tiene. Este material le sirve para conocer mejor a sus alumnos y, eventualmente, para sugerirles temas de proyectos. La experiencia en bruto de los niños es tomada y organizada por el educador, quien luego la devuelve a los estudiantes para que sigan trabajando a partir de ella.

La misma actividad investigativa es otra rica cantera de ideas para nuevos proyectos. Una indagación ayuda a responder ciertas pregun-tas pero a la vez plantea otras, y a medida que permite conocer determinados temas va deve-lando nuevos campos culturales por explorar. Ésta es una gran diferencia entre los proyectos y los ejercicios y actividades que normalmente aparecen en muchos libros de texto: los proyec-tos no terminan con un final concluyente, sino que se abren nuevas interrogantes y a nuevas posibilidades de indagación, mientras que los ejercicios de texto son generalmente cerrados y suponen llegar a una serie precisa de resultados y a conclusiones con las cuales acaba el proceso, sin ulteriores desarrollos, sin viabilidad para experiencias nuevas y sin que se abran caminos (Ciari, 1977).

Como ayuda orientadora adicional que contri-buya a perfilar indagaciones infantiles, es posible ir recopilando sugerencias concretas de las que a menudo aparecen en libros divulgativos y en manuales para maestros de ciencias. Cuando haga falta, pueden servir para que los niños es-cojan entre ellas lo que quieran hacer, usándolas como un banco de posibilidades a su alcance. No serían una imposición sino un conjunto de invitaciones y de sugestiones. Incluso una pro-puesta de este banco puede servir como punto


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de partida, para luego ser considerablemente modificada por los estudiantes investigadores. El educador puede ir construyendo su banco de ideas para proyectos gracias a esas y otras fuentes y a sus propios planteamientos.

El papel del docente

Defendemos el protagonismo de los niños en los proyectos, pero ello implica a la vez un papel muy activo del docente. El maestro tiene mucho que hacer en la clase de investigación, a pesar de que no lleva el proceso directamente.

Una de sus labores es, como hemos dicho, ayudar a los niños y a las niñas a ampliar su campo de intereses, proponiéndoles nuevas vivencias y alentándolos en el uso de nuevos recursos. Es importante también que oriente a los estudiantes hacia una mayor profundización de sus inquietudes.

Adicionalmente debe ayudar a perfilar los temas de investigación entre los muchos asuntos que los estudiantes pueden plantear. En ocasiones, los alumnos exponen temas de-masiado amplios, cuyo desarrollo llevaría a la frustración. Otras veces, por el contrario, las materias son muy concretas y hay que abrirlas un poco. A partir de los asuntos que los alum-nos traigan a colación, conviene canalizar sus proyectos hacia aquéllos más promisorios, para que el docente sepa que pueden llevar nuevos y valiosos conocimientos o a la adquisición de importantes habilidades. Así lo señala Ciari (1981), quien destaca también como un criterio relevante la continuidad: son positivas las in-vestigaciones que pueden vincularse con algo que ya se ha hecho antes y que representan un desarrollo de lo anterior, basándose en lo alcanzado para seguir adelante. El mismo autor destaca otros dos criterios dignos de tenerse en cuenta: por una parte, el de lo esencial, lo que no puede ser ignorado so pena de una visión limitada del mundo y, por otra, el de lo típico, lo que debe conocerse por común y preponderante.

Otro momento importante del trabajo del docente ocurre cuando las niñas y los niños

están realizando el plan de su proyecto de in-vestigación. En esta fase, compete a la maestra o al maestro revisar los planes infantiles y cola-borar para que sean suficientemente realistas y específicos. Como hemos dicho, debe evitarse el peligro de imponer pasos que los estudiantes no han llegado todavía a necesitar, en la búsqueda por parte del educador de una sistematización prematura o de una exhaustividad demasiado temprana. Sería el caso, por ejemplo, cuando se exige a los alumnos que planteen hipótesis o controlen variables de manera forzada, sin haber empezado primero por el tanteo expe-rimental abierto. Es importante acompañar y apuntalar el proceso de los alumnos para irlo haciendo cada vez más completo y riguroso, pero sin que los niños y las niñas dejen de considerarlo suyo.

Posteriormente, y a lo largo de la investiga-ción, la educadora o el educador han de velar por el adecuado cumplimiento de las actividades, conversando con los niños investigadores y ayudándolos a que ellos mismos vayan hacién-dole el seguimiento a su trabajo. Para concluir, el docente debe alentar a los muchachos a que realicen una buena comunicación del resultado de su labor y contribuir a que reciban útil rea-limentación sobre la misma.

En el transcurso del trabajo la intervención del educador ha de incitar a los niños a profun-dizar en sus reflexiones, a pensar de manera más detenida y compleja y a relacionar más. Asimismo, sus explicaciones, más o menos extensas, pueden ofrecer saberes valiosos para el trabajo infantil.

Uno de los principales aportes del educador es el de crear en el aula un clima cálido, de apoyo y aliento a la investigación estudiantil. Inves-tigar implica emprender nuevos caminos, no siempre exitosos, implica equivocarse y volver a empezar, implica llegar en ocasiones a calles sin salida. Repetir lo que hay en el libro no implica riesgo, mientras que buscar cosas nuevas sí. Los alumnos no podrán ser inquietos investigadores si en la clase se castiga el error con acciones que pueden ir desde la burla hasta el punto menos. Tampoco se animarán a realizar indagaciones si de múltiples maneras se les hace ver lo poco


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que saben y lo torpes que son. La investigación infantil, para prosperar, necesita un ambiente de confianza y apoyo, de comprensión ante los traspiés y de reconocimiento de los logros.

Puede apreciarse cómo el educador debe prepararse cada vez más para actuar en la clase de investigación, no sólo desde el punto de vista pedagógico sino también en el dominio de los temas científicos y tecnológicos. No se trata, desde luego, de que deba saberlo todo para cada proyecto infantil: allí está el aporte de los libros, de los videos, de los expertos, de la prensa… Pero sí es importante que las profesoras y los profesores acrecienten año con año su dominio de los temas de la ciencia y la tecnología, gracias a las lecturas, cursos, seminarios y otras fuentes de formación. El educador debe tener el conoci-miento básico que le permita apoyar el trabajo infantil y orientar las adicionales búsquedas de información.

[…]

La prisa como enemiga

La actividad investigadora infantil necesita tiem-po suficiente para poder desarrollarse de manera auténtica. Desconfiamos de los proyectos de hoy para mañana, que se plantean y se realizan aceleradamente. La escuela tradicional hace todo de manera muy rápida. En apariencia cumple con las labores, pero si examinamos más a fondo descubrimos que, con frecuencia, los productos son de poca calidad y el trabajo apenas araña la superficie del tema estudiado.

La investigación infantil requiere tiempo: tiempo para escoger el problema, para diseñar el plan de trabajo, para reformularlo si es nece-sario, para desarrollar lo planificado (con sus rectificaciones, sus idas y venidas, sus calles sin salida), y tiempo para la comunicación de resultados. Apurar el proceso guiando en exceso a los niños resulta contraproducente.

Los proyectos exigen tiempo, y mucho tiem-po se puede consumir para resultados que a lo mejor se ven pequeños. Pero es que los proyectos son como icebergs: lo que se ve a primera vista es apenas una parte muy pequeña de todo lo logra-

do. En efecto, el esfuerzo de los muchachos y las muchachas en todos los procesos donde se ven involucrados a lo largo de la investigación implica muchas ganancias, más allá de lo observable en el estricto producto final. Docentes acostumbrados a la velocidad de las clases tradicionales, en las cuales un tema se ve en dos horas, pueden en-contrar preocupante la lentitud del trabajo. Pero deben considerar que la verdadera formación, aquella que involucra a fondo a los estudiantes y pone en tensión todas sus capacidades, aquella que llega a valiosos avances en muy diversas facetas, es una tarea compleja y prolongada.

El horario tradicional de clase, con sus cor-tos lapsos compartimentados para asignaturas diversas, no favorece el trabajo por proyectos. Conviene dedicarle espacios más grandes de tiempo: una mañana o una tarde completas una o dos veces por semana. De esta manera, los niños pueden trabajar con tranquilidad en tareas que exigen concentración y dedicación, que no es posible resolver en 45 minutos.

Para los proyectos más complejos puede ser provechoso dedicar adicionalmente lapsos intensivos de labor de dos o tres días seguidos. Recordemos que este tiempo no se “pierde” puesto que gracias a él pueden lograrse apren-dizajes de calidad en diversas áreas.

Lecturas recomendadas

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¿En qué consiste la metodología del aprendizaje basado en problemas (abp)?¿Cuáles son los roles del profesor y del alumno en esta estrategia?¿Cómo se prepara un problema?¿Cómo un problema puede facilitar la compren-sión de los alumnos de un tema de ciencias?

Una vez que el docente ha diseñado un problema que le parece valioso y capaz de despertar el interés de sus alumnos, ya está en condiciones de comenzar a implementarlo. En este capítulo indagaremos precisamente las maneras de im-plementar al abp en el aula.

El aprendizaje basado en problemas es una de las varias estrategias constructivistas dise-ñadas para enseñar y aprender, que se basan en posiciones filosóficas que presentamos en capítulos anteriores. Se nos ocurre que puede ser útil establecer una analogía entre el trabajo de los docentes con el abp y el que realizan los preparadores de los atletas. Por lo común los preparadores se mantienen un poco al margen, y dan apoyo al deportista en aspectos como los de tomar decisiones y elegir una estrategia. Como esta analogía ayuda a muchos docentes a comprender su rol en el abp, calificaremos su trabajo como el de “preparadores”.

Hemos comprobado que la mayoría de los docentes que ensayan el abp tienen una pro-

funda experiencia de aprendizaje cuando ya se sienten cómodos con este rol de preparadores. “¿Cómo interactúo con mis alumnos? ¿Cómo manejo este proceso complejo? ¿Qué cosas ha-remos mis alumnos y yo en el abp?”. En este capítulo trataremos de dar respuestas a estas y otras preguntas que plantea la implementación del abp.

Nuevos roles para docentes y estudiantes

Una y otra vez, los docentes de abp con quienes hemos trabajado nos expusieron con elocuen-cia el desafío de repensar su concepción de la enseñanza y el aprendizaje (Sage y Torp, 1997). También los alumnos –sobre todo los que han tenido un buen desempeño en situaciones de enseñanza tradicionales– se debatirán con su nuevo rol de pensadores y estudiantes activos con la mayor ambigüedad a que los enfrentan los problemas no estructurados. Asimismo, como lo muestra la figura 1, esos roles evolu-cionan gradualmente. Con el paso del tiempo, los alumnos se hacen más responsables de su propio aprendizaje a medida que desarrollan una serie de habilidades y hábitos mentales para orientarse solos. Los docentes, a todo esto, se ven obligados a ofrecer un apoyo de aprendizaje diferente, pero su contribución es siempre imprescindible. El rol de preparador es para el docente sumamente activo. Como lo muestra el comentario de una docente, aprender a guiar implica confiar en el abp y redefinir el control:

¿Cómo implementar el aprendizaje basado en problemas?*

Linda Torp y Sara Sage

* En El aprendizaje basado en problemas. Desde el jardín de infantes hasta el final de la escuela secundaria, Alcira Bixio (trad.), Buenos Aires, Amorrortu (Nueva ense-ñanza, nuevas prácticas), 1998, pp. 121-145.

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Cada vez me doy más cuenta de que el mayor obstáculo que tenía para comenzar a aplicar el abp era el temor, y que mejoro como docente de abp ahora que confío. Lo que yo temía era que mis alumnos, al tener en sus manos la responsabilidad, no lograran definir los enun-ciados del problema, ni elaborar opciones de solución ni descubrir qué pasos debían dar para alcanzar las soluciones posibles. Creo

que durante el primer año en que apliqué el abp, ese miedo limitó mi papel de prepa-radora. Este año pude superarlo un poco y pasarles la pelota a mis alumnos. Cuanto más confío en ellos, más éxito obtenemos. Cuando les brindo mi confianza, limito mucho menos sus opciones y su pensamiento (Mary Biddle, docente de estudios sociales, Franklin Middle School, Champaign, Illinois).

Siempre está presente la vieja cuestión del control; uno realmente no puede controlar el recorrido que siguen los estudiantes, pero sí guiarlos. Podemos decidir qué hacer como facilitadores: si nos hace falta una enseñanza incorporada a un proceso o alguna otra cosa (Louise Robb, docente de lengua, Barrington Middle School, Prairie Campus, Barrington, Illinois).

Transformarnos en guías fue lo más difícil de aprender: encontrar un equilibrio entre lo que los estudiantes necesitan saber ahora (entonces tengo que enseñar una lec-ción sobre ese tema) y la libertad de dejarlos

salir a explorar (y quizás a sentirse un poco frustrados) para regresar y trabajar con la información obtenida. Otra cosa que apren-dimos fue a colocarnos en la posición de un interrogador en lugar de la clásica posición de relator, a formular buenas preguntas que los obligaran a pensar: “¿Qué opinas de esto? ¿Qué pruebas tienes para afirmar eso? ¿Lo has pensado desde otro punto de vista?”. Si nos concentrábamos en las pre-guntas que obligan a pensar, el contenido que queríamos que aprendieran surgía por sí solo; los alumnos fueron capaces de en-contrarlo (Laurie Friedrich, coordinadora

Figura 1. Evolución de los roles en el abp.

El desarrollo de un problema

El docente diseña una in-dagación basada en un problema e interesa en ella a sus alumnos mos-trándoles una heurística o estrategia iterativa para resolver problemas.

El docente habilita a sus alumnos como investiga-dores del problema, afir-ma tácita y abiertamente que ellos son quienes con-trolan la investigación y, al mismo tiempo, actúa como guía metacogni-tivo o preparador en el proceso.

El docente prepara desde un se-gundo plano a los estudiantes, mientras éstos generan las so-luciones posibles y llegan a la resolución del problema.

Los estudiantes se sienten atraídos por una situación problemática que los intriga y participan del proceso.

Rol del docente

Rol de los estudiantes

Los estudiantes son autoriza-dos a indagar la información requerida, a seguir las líneas lógicas de la indagación y a aprender activamente.A medida que van auto-rregulando su aprendizaje, reciben preparación y apoyo del docente.

Motivados por el proble-ma alrededor del cual gira todo el abp, los estudiantes aplican su conocimien-to, sus habilidades y sus hábitos mentales a una actividad significativa y genuina. Evolucionan como alumnos autorregu-lados capaces de resolver problemas.

© 1996 Illinois Mathematics and Science Academy, Center for Problem-Based Learning, Aurora, Illonois.

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de Desarrollo Docente, West High School, Wauwatosa, Wisconsin).

En este capítulo utilizaremos una experiencia con un problema para ejemplificar el proceso de preparación en el abp. La experiencia se obtuvo en la clase de ecología de John Thompson en la Illinois Mathematics and Science Academy (imsa):

Rol y situación

En Minnesota, la población de lobos aumenta y se prevé que dentro de unos pocos años estos animales dejarán de estar protegidos por la ley federal de especies en peligro de extinción. Si fueras miembro del Comité de Medio Ambiente y Recursos Naturales de la Cámara de Represen-tantes de Minnesota, ¿cómo explicarías ante un grupo de expertos miembros de su electorado tu apoyo a un plan estadual de manejo de los lobos recientemente propuesto?

Se presenta a los estudiantes, que asumen el rol de legisladores del estado, una copia real de la legislación propuesta, Proyecto de la Le-gislatura de Minnesota núm. 1891, y se les dan 15 días para preparar el tema a fin de discutirlo con un panel de expertos.

¿Qué es preparar?

Creo que tomamos decisiones sobre el con-tenido. ¿Es algo que está en el margen y de lo que se puede hacer responsables a los estudiantes por pasarlo por alto? ¿O es la nota central adonde va el problema? Si este es el caso, yo los prepararía para hacer ciertas preguntas o conducir cierto tipo de diálogo, hasta que ellos pudieran descubrirlo (John Thompson, profesor de biología, imsa, Aurora, Illinois).

En las escuelas norteamericanas, el do-cente debe afrontar un conjunto alucinante de expectativas e imperativos mutuamente incompatibles (…) La práctica de la docen-cia es compleja y está colmada de dilemas (Clark, 1988: 10).

Tanto Thompson como Clark señalan la com-plejidad y la permanente toma de decisiones que exige cualquier tipo de enseñanza, incluida la del preparador. Como docentes de abp, prepa-ramos el pensamiento de nuestros estudiantes; su comunicación, que incluye la tarea de reunir y compartir información; su proceso grupal, y sus estrategias para resolver problemas. Nuestro rol deja de ser la función de controlar qué y cómo aprenden nuestros alumnos para adoptar la de mediar el aprendizaje del estudiante. Este papel de preparadores nos exige comprometernos con el aprendizaje tanto como nuestros estudiantes y desarrollar un sentido de fluidez en nuestras creencias, nuestras acciones y nuestras decisio-nes relacionadas con la enseñanza. Esta tarea inicialmente puede provocar cierta sensación de incomodidad, como lo muestran los comentarios de Thompson:

Recuerdo la primera vez que expuse un problema: parecía como que todo el tiempo tenía los dedos cruzados debajo de mi escri-torio, mientras me preguntaba si funciona-ría. Ahora he comprobado que funciona, y probablemente me haya vuelto más exigente con los estudiantes, pues los hago más res-ponsables de su propia investigación y su propio aprendizaje.

En el abp, “preparar” es un proceso que incluye fijar metas, mostrar, orientar, facilitar y ofrecer a los estudiantes una realimentación en apoyo de su actividad autónoma de pen-samiento y aprendizaje. Los docentes logran estos propósitos promoviendo el aprendizaje más activo posible y buscando hacer visible el pensamiento de sus alumnos.

El profesor Jonh Thompson da un ejemplo de cómo actúa él en el caso del problema de los lobos:

Ellos ya han oído la expresión “capacidad poblacional”, pero no saben que ésta fue calculada en 2 000 lobos. De modo que, una vez que comprenden esto, mi próxima pre-gunta sería: “Muy bien, ahora que tenemos 400 lobos de más, ¿qué significa eso? Y, en


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primer lugar, ¿cómo hizo la persona con la que hablaron para determinar que 2 000 era la capacidad aceptable?”. Bueno, esto introduce a los alumnos en aspectos bastante serios de la biología a los que no habrían llegado si el tema hubiera sido sólo algo mencionado en una clase magistral. Ahora se hace necesario comprender activamente la dinámica de la población y aplicarla a la situación.

Como una manera de lograr estos objetivos, Thompson asume un rol de apoyo lateral pero activo (preparación), ofrece ayuda cuando hace falta y da cierta orientación a medida que los estudiantes (jugadores) reflexionan, ponen a prueba sus estrategias y consideran las posibles soluciones. La gran decisión en cada momento de la enseñanza es, pues, determinar cuándo conviene que los jugadores jueguen y cuándo y cómo conviene intervenir. Como lo recuerda Liz Pine, una ex alumna, John Thompson decidió “dejarla jugar”:

Tuvimos una audiencia a la que invitamos a algunas personas; nosotros debíamos de-fender ante ellas la posición que habíamos adoptado. Yo hablaba en nombre de un grupo que había trabajado en una parte de la investigación. Al final, un hombre dijo: “¿Consideraron cómo afectará el plan que proponen a las poblaciones nativas americanas de la región? Ellos se rigen por leyes diferentes, a causa de sus prácticas y creencias religiosas”.

Entonces respondí: “¡No tenía la menor idea!”. Habíamos pasado completamente por alto ese aspecto porque nos habíamos concentrado en otras cosas. Eso me enseñó a ser mucho más exhaustiva en nuestra in-vestigación y a situarme en diferentes pers-pectivas (Elizabeth Pine, ex estudiante de la imsa, prepara su doctorado en filosofía en la Universidad de California en Berkeley).

En el siguiente ejemplo, Thompson expone una intervención que él organizó por medio de un evento educativo destinado a asegurar

que los estudiantes extrajeran un importante contenido ecológico de este problema:

Ahora la caza es el punto débil; es objeto de consideración más lentamente de lo que yo habría imaginado. Es hora de hablar de ella. Afortunadamente, hice la preparación adecuada y recibí todos los elementos ne-cesarios para la puesta en escena, de modo que podemos hacer algo que parezca realista y que infunda un poco de dramatismo al problema. Es así como los alumnos recibi-rán una llamada telefónica de un cazador que les pedirá que vayan el martes a ver un lugar de cacería. La idea de que asistan es que comprendan que ese animal está seriamente debilitado por la artritis y que los lobos matan a los más vulnerables, en tanto que los cazadores no atacan al mismo segmento de la población.

¿Cómo y en qué hacer tarea de preparador?

El siguiente es un extracto de una conversación mantenida entre John Thompson y una de sus alumnas, Chris. La charla ocurrió inmediatamen-te después de que Chris y otros dos compañe-ros, en un intento de obtener más información sobre los distritos de Minnesota que se verían afectados por el proyecto de ley núm. 1891, se pusieron en contacto telefónico con una experta del Internacional Wolf Center:

Chris: —La mujer nunca oyó hablar del pro-yecto… sonaba como si la única manera en que podíamos obtener realmente la información que necesitamos fuera dirigirnos al autor del proyecto.

Señor Thompson: —Bueno, volvamos al prin-cipio. Sé más específica; dime exactamente qué tratas de averiguar y lo que ya aprendiste de esa conversación telefónica (facilitar la com-prensión del alumno recurriendo al diagnóstico y la interrogación).

Chris: —Queremos averiguar los distritos en los que se van a introducir lobos.


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Señor Thompson: —Muy bien, ¿le pregun-taste a la mujer dónde hay actualmente lobos (interrogación)? Dijiste algo sobre que excedían la capacidad poblacional.

Chris: —Sí, eso es lo que ella dijo.Señor Thompson: —¿Obtuviste alguna cifra

de la capacidad poblacional? (interrogación).Chris: —No.Señor Thompson: —Muy bien. De modo que

has conseguido pedacitos y fragmentos de in-formación. La pregunta es: ¿cómo comenzar a conectarlos entre sí? Yo les diría colectivamente –a los tres– (mostración): “¿Qué averigüé con esa llamada telefónica? ¿Qué sé del proyecto de ley?” (interrogación). Y “¿Cuál es el próximo punto de lo que ‘hace falta saber’?”. De modo que, cuando vuelvan a subir (manejo del trabajo grupal), pueden decir: “Miren, sólo conseguí esto y esto, lo cual nos lleva a otra serie de preguntas como, por ejemplo, que no sé cuál es la capacidad poblacional…”.

Chris: —La mujer parecía muy interesada en conocer el proyecto.

Señor Thompson: —Me lo imagino. Pero mire-mos lo importante. Ustedes están ya hablando con una persona real que siente curiosidad por lo que hacen. De pronto ustedes informan a las personas reales en lugar de que sean ellas quienes les den la información. Esto los sitúa

en una buena posición de entendidos (emplear el rol y el drama) (…) Por lo tanto, si bien pueden estar satisfechos en este sentido, veamos cuál es el próximo nivel de interrogación. La mujer nos contó esto. ¿Cuáles son las implicaciones? (cumplir el rol de tutor).

Este episodio de preparación y lo que hemos aprendido por experiencia y por la observación de otros nos muestra que, la pregunta sobre cómo y en qué hacer tarea de preparadores se divide en dos amplios procesos:

• Poner de manifiesto y facilitar el pen-samiento de los alumnos y ayudarlos a alcanzar niveles más profundos de com-prensión a través del diagnóstico, el rol de tutor, la interrogación y la mostración.

• Manejar el proceso mismo de abp en el aula: adaptando el proceso de abp, utilizando el rol y el drama, orientando el trabajo grupal y supervisando el grado de participación de los estudiantes.

Lo que hace posibles estos dos procesos es una actividad de preparación y las enseñanzas y evaluaciones incorporadas al proceso de abp (véase la figura 2)

Figura 2. Hacer de preparadores cuando los estudiantes construyen un sentido.

Nota: la enseñanza y la evaluación están incorporadas en el proceso total de abp.

El problema como centro organizador.

Los docentes como preparadores activos.

Facilitar la comprensión del estudiante:

• Diagnosticando.• Actuando como tutor.• Interrogando.• Mostrando.

Manejar el proceso de abp:

• Adaptar el abp.• Utilizar rol y drama.• Manejar el trabajo grupal.• Revisar el grado de

participación.

Los estudiantes como investigadores activos.

Construcción de un sentido y resolución de problemas.

Enseñanzaincorporada.

Evaluaciónincorporada.


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Facilitar la comprensión de los estudiantes

Los docentes de abp deben preparar y apoyar el pensamiento, la indagación y la metacog-nición de los estudiantes a medida que éstos se esfuerzan por resolver los problemas. Este proceso tiene varias facetas: diagnóstico, rol de tutor, interrogación y mostración.

Diagnóstico. Una importante función que deben cumplir los preparadores cuando facilitan la com-prensión del estudiante es la de hacer un diagnós-tico educativo (Barrows, 1988). El preparador debe identificar las necesidades de aprendizaje de sus alumnos y determinar su nivel de participación, de modo que no pasen por una experiencia de abp sin entender el problema y su solución. Los preparadores observan a sus alumnos, escuchan lo que dicen (y lo que no dicen), revisan cuida-dosamente las evaluaciones incorporadas en la experiencia de abp y hacen preguntas.

Otra forma de diagnóstico es pedir a los alum-nos que hagan un mapa o una red que ilustre su comprensión actual del problema, como lo hizo el profesor John Thompson al poco tiempo de comenzar la experiencia de abp. Cada alumno puede estar luchando individualmente con sus razonamientos, tratando de ubicar la información apropiada, esforzándose por comprender los conceptos discutidos por su grupo o por captar la naturaleza del problema mismo. Los preparadores pueden intervenir asistiendo personalmente al alumno o alentando a los demás miembros del grupo para que brinden su ayuda. Sugerimos emplear preguntas puntuales, metacognitivas, como: “¿Conseguiste todos los recursos que querías?” o “¿Te parece atinada la manera en que combinaste todo esto?”, a fin de desafiar a los alumnos en áreas particulares de dificultad.

Que quede bien claro: en nuestro modelo de preparación en el abp, el término enseñar no nos parece una mala palabra (Harris y Graham, 1996). Los preparadores que logran buenos resultados diagnostican las necesidades de aprendizaje de los estudiantes y luego disponen el apoyo nece-sario. Incluso se puede incorporar con provecho una enseñanza directa cuando los alumnos ne-cesiten tener algún conocimiento o dato básico o aprender determinada habilidad. Por ejemplo,

el día en que los alumnos hicieron la llamada telefónica mencionada en el diálogo entre Chris y el señor Thompson, el docente descubrió que una cantidad considerable de sus estudiantes no había comprendido cómo se utilizaban los servicios de información de larga distancia. Y Thompson alentó una breve discusión puntual sobre cómo hacerlo, antes de que los alumnos se dispersaran para hacer sus llamadas.

El rol de tutor. Otro aspecto importante en la tarea de facilitar la comprensión del estudiante es el que pone en práctica el preparador como tutor (Duffy y Savery, 1995). En este papel, los preparadores de abp (tutores) tratan de hacer aflorar los puntos de vista de sus alumnos (protégés) y los valoran. No se sustituye al pensamiento de los estudiantes para decirles qué pensar y cómo hacerlo, sino que los desafían en el progreso del pensamiento de ellos mismos. El tutor y los protégés aprenden juntos; el tutor ayuda a sus alumnos a construir puentes que los lleven desde su comprensión previa hasta concepciones nuevas, más complejas (Brooks y Brooks, 1993). En su rol de tutor, el preparador debe además mantener niveles adecuados de desafío durante la experiencia de abp, e impulsar a sus alumnos a avanzar un paso más en sus pensamientos pero sin presionarlos demasiado ya que esto podría frustrarlos y hacerles bajar los brazos.

Una manera de ejercer la función de tutor como Thompson y otros docentes es alentar a sus alumnos a hacer comentarios en los cuadernos de reflexiones. El docente hace una pregunta puntual como podría ser “¿Qué entiende por depredadores?”, y luego lee las respuestas y las comenta. Estos apuntes pueden utilizarse no sólo como medidas del pensamiento del estudiante y los posibles niveles de frustración, sino también como herramientas de evaluación incorporadas a una experiencia de abp.

Interrogación. Para facilitar la comprensión de los estudiantes, los preparadores mantendrán a sus alumnos en niveles rigurosos de buen pensamien-to y razonamiento, lo cual incluye ser específico, exponer ideas que puedan defenderse, examinar nociones tendenciosas y considerar puntos de vista discordantes. Probablemente el mejor me-dio para esto sean las preguntas. Las preguntas


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oportunas que obligan al alumno a reflexionar un poco más o que lo desafían a reconsiderar su pensamiento no sólo lo ayudan a reparar en aspectos diferentes de la situación problemática; además, lo impulsan a convertirse en pensador crítico. Las preguntas pueden servir también para reorientar al alumno e incitarlo a que fije propósitos a su propia indagación.

Consideramos que el modelo de tres niveles de procesamiento cognitivo de Karen Kitchener (1983), que se muestra en la figura 3, es una eficaz estructura para analizar los efectos de la interrogación en una experiencia con un pro-blema no estructurado:

• Cognición.• Metacognición.• Cognición epistémica.

En el nivel cognitivo, los estudiantes hacen cálculos, leen, perciben y comprenden informa-ción. Las preguntas metacognitivas contribuyen a que puedan revisar su propio proceso cog-nitivo y consideren estrategias apropiadas. La cognición epistémica se refiere a la comprensión que tienen los individuos de la naturaleza de los problemas, e incluye el conocimiento de los límites y la certeza del saber, así como los cri-terios de ese saber.

Figura 3. Tres niveles de pensamiento e interrogación.

Nivel 1:Cognición

(pensamiento)

Nivel 2:Metacognición

(aprendizaje sobre el pensamiento)

Nivel 3:Cognición epistémica

(naturaleza del conocimiento en problemas no estructurados)

Preguntas que pueden formular los preparadores:

• ¿Qué has aprendido?• ¿Estás seguro/a? • ¿Qué parece ser lo importante

aquí?• ¿Qué significación tiene esto

para nuestro problema? • ¿Cuentas con datos suficientes

para sugerir _____________?


• ¿Qué parte de tus objetivos y estrategias necesitarías cambiar, si es que necesitas cambiar alguna?

• Hasta ahora, ¿qué recursos te han resultado más útiles?

• ¿Has considerado ____________?(proceso o estrategia)


• ¿Cómo lo sabes? • ¿Qué podemos saber? • ¿Con qué grado de certeza? • ¿Qué está en juego? • ¿Qué soluciones se adaptan mejor

a los criterios establecidos en nuestra formulación del problema?

Fuente: adaptado de Kitchener, 1983.

La figura 4 ofrece pautas generales para que el preparador de abp elabore preguntas.

Figura 4. Pautas para el preparador de abp sobre cómo formular preguntas.

Escuchar activamente lo que dicen los estudiantes y lo que no dicen.Hacer preguntas que demanden una respuesta rica.Emplear los tres niveles de interrogación cognitiva.Evitar las preguntas cuya respuesta pueda ser “sí”, “no” o alguna otra expresión muy breve. Disponer del tiempo necesario para que el alumno dé una respuesta meditada.Promover y permitir que la conversación se desarrolle principalmente entre los estudiantes.Evitar la tentación de corregir inmediatamente o interrumpir.Invitar a los alumnos a sustentar y justificar sus ideas interrogándolos a fin de ampliar su pensamiento.Cuestionar los datos, los supuestos y las fuentes.Evitar comentarios que les sugieran los enunciados “adecuados”; interrogarlos con frecuencia para que se quiten la idea de que las interrogaciones sólo buscan “el error”.


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Mostración. Una cuarta manera que tiene el preparador de facilitar la comprensión del alumno es mostrarle la modalidad en que quiere que piense. Los preparadores pueden mostrar apertura ante la complejidad y la ambigüedad, y disposición a comprometerse en situaciones ambiguas. También, mostrarán paciencia, par-ticularmente cuando se trata de escuchar a los demás o de abrirse a lo que proponen los otros. En nuestra condición de preparadores nos co-rresponde hablar sobre nuestras modalidades de pensar y resolver problemas, y mostrarlas, y no dar información. También mostraremos la metacognición con ejemplos de nuestras propias fortalezas y debilidades de pensamiento y a través de lo que hemos aprendido resolviendo problemas. Quizá lo más importante sea mostrar respeto por las ideas y opiniones de los demás, y reconocer las perspectivas del estudiante: para ello el preparador mostrará su deseo y capacidad de aprender junto con sus alumnos.

Manejar el proceso de abp

Un segundo aspecto en el que deben poner én-fasis los preparadores es la manera de manejar la implementación del abp en cada aula. Esta gestión incluye adaptar el proceso de abp uti-lizando el rol y el drama, orientando el trabajo grupal y revisando periódicamente la partici-pación de los estudiantes.

Adaptar el proceso de abp. El modelo de eventos de enseñanza y aprendizaje que presentamos en el capítulo 4 es sólo una sugerencia, una estructura posible de implementación del abp, pero no una prescripción rígida sobre cómo debe organizarse este proceso. En el capítulo 2 destacamos los elementos esenciales del abp y señalamos que el parámetro más importante era centrar el aprendizaje en un problema no estructurado. Más allá de aquellos parámetros, el modelo de eventos puede ser flexible y permite adaptarlo a estudiantes diferentes. Algunos preparadores, por ejemplo, prefieren que sus alumnos enuncien el problema antes de averi-guar lo que saben y lo que les hace falta saber. Estos docentes creen que definir previamente

la naturaleza del problema permite enfocar con más claridad “lo que sabemos” y “lo que nos hace falta saber”.

Muchos preparadores trabajan con toda la clase simultáneamente sobre los eventos que consisten en averiguar “lo que sabemos” y “lo que nos hace falta saber”, y la enunciación del pro-blema. Otros, como el profesor John Thompson al desarrollar el problema de los lobos, prefieren que los alumnos trabajen en grupos reducidos cuando deben enumerar lo que saben y lo que les hace falta saber, y luego reunir a toda la clase para continuar el proceso. Una de las razones de que Thompson tomara esa decisión fue la elevada cantidad de alumnos reservados que había en su clase de ecología, estudiantes que se sentían más cómodos departiendo en grupos pequeños que con toda la clase reunida. Thompson decidió también dejar que la experiencia evolucionara du-rante varios días antes de formular los enunciados del problema, pues consideró que, hasta que sus alumnos no hubieran reunido cierta información sobre el proyecto de ley, los enunciados serían demasiado vagos y de poca utilidad. Así fue como los estudiantes esbozaron individualmente un mapa de su comprensión del problema. En las figuras 5 y 6 pueden verse dos mapas que repre-sentan la creciente comprensión y la ampliación de la base de conocimientos en relación con el problema de un mismo estudiante.

Utilizar el rol y el drama. Es frecuente que en un problema los preparadores hagan participar a los estudiantes en un rol que les resulte poco familiar (en el capítulo 5 ofrecimos más detalles sobre el juego de roles). La clave del juego de roles es aprender a suspender la incredulidad y “sumergirse en el rol” (Center for Problem-Based Learning, 1996b). En su papel de preparador, el docente impulsará a sus alumnos a situarse en un nivel de desempeño de roles que los compro-meta íntimamente como participantes activos, de modo que los estudiantes se adueñen del problema y se interesen más en resolverlo. Los preparadores cumplen una función activa con sus alumnos para el desempeño de los roles: analizan con ellos en qué consiste y, a menudo, les acercan los objetos y las situaciones que los ayuden a manejarse.


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En el problema de los lobos, en el que los estudiantes asumían el rol de legisladores lo-cales, Thompson los predispuso un día antes de presentarles el problema diciéndoles que la actitud de “suspender la incredulidad” se parecía a la disposición mental que uno adopta cuando ve una película o asiste a una función teatral. Al día siguiente, cuando los estudiantes llegaron al aula, comprendieron que, desde el momento en que el profesor les hacía una señal indicando el comienzo de su experiencia con el problema, asumían el rol de legisladores locales. Durante la experiencia, los alumnos utilizaron además algunos objetos, como sobres con ins-trucciones de aspecto real que incluían el sello del estado local y letreros con el nombre de cada representante.

Manejar el trabajo grupal. Otro aspecto im-portante que deben tener en cuenta los pre-

Figura 6. Mapa del problema de los lobos realizado por Kim.

Turismo

Depredación del

ganado Animales

domésticos

Efectos

positivos

Efectos

negativos

Proyecto del Congreso núm. 1891

Futuro Lobos Domesticación

Zonificación

Salud

Zonas de merodeo

paradores durante el proceso de abp es el manejo del trabajo grupal de los alumnos. El trabajo en grupos puede promover habilida-des creativas para resolver problemas y para desarrollar un pensamiento de orden superior, así como enseñar a valorar la diversidad y las ventajas del trabajo en equipo (Cohen, 1994). El trabajo grupal cooperativo también se ha vinculado a un mejor rendimiento en la resolución de problemas complejos y no estructurados (Qin, Johnson y Johnson, 1995). Algunos estudiantes llegan al abp después de haber vivido múltiples experiencias de trabajo grupal (positivas y negativas); otros, sin haber tenido ninguna. Sin embargo, como lo que en general se espera del abp es que los estu-diantes trabajen en grupos, tanto para reunir y compartir información como para presentar sus soluciones, es esencial que los alumnos


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estén bien predispuestos para el trabajo grupal y que el docente sepa orientarlos con propie-dad. Particularmente cuando en la clase hay alumnos poco experimentados en el trabajo grupal, es probable que el preparador tenga que predisponerlos en áreas específicas. Los siguientes son algunos ejemplos:

• Escuchar.• Reflexionar sobre lo que se ha dicho.• Lograr que todos hagan aportes.• Compartir información con todos los

miembros del grupo.• Trabajar ideas juntos.• Averiguar si el grupo está listo para tomar

una decisión.• Garantizar la responsabilidad individual

y grupal.

El libro de Elizabeth Cohen, Designing Groupwork (1994), sugiere excelentes actividades al preparador para predisponer a sus alumnos hacia la tarea grupal o ayudarlos a superar los problemas que puedan surgir en los grupos durante una experiencia de abp.

En el trabajo en grupo hay dos aspectos difíciles: compartir la información y evaluar la participación individual y grupal. Una estra-tegia que utilizan a menudo los preparadores de abp para la tarea de reunir información es hacer que los estudiantes –divididos en grupos reducidos– trabajen con puntos particulares de la lista de “lo que hace falta saber” confec-cionada por toda la clase. ¿Cuál es la mejor manera de compartir con el resto de la clase la información reunida por el grupo? El método de “rompecabezas” es un buen recurso: quienes ya son expertos en determinadas cuestiones se distribuyen entre los grupos de modo que cada grupo cuente con un experto que ofrezca soluciones para cada área importante. Otros preparadores, en particular los que trabajan con niños pequeños, quizá prefieran que los grupos de expertos presenten información en exhibiciones visuales o clases orales. Tam-bién manejarán el periodo en que se reúne y comparte información de manera que dure lo que requiera la complejidad y la naturaleza

del problema, pero no tanto que haga que los alumnos se aburran o comiencen a repetir información ya presentada.

La evaluación del trabajo grupal debe tomar en consideración tanto la responsabilidad indivi-dual como la del grupo en su conjunto. Algunos preparadores logran este objetivo estructurando evaluaciones individuales que se realizan mien-tras los alumnos trabajan en el problema; por ejemplo, haciendo que los estudiantes lleven diarios o cuadernos de apuntes, y planificando la presentación de las soluciones de modo que se pueda evaluar la responsabilidad de todo el grupo. A menudo, los preparadores de abp desarrollan, en colaboración con sus alumnos, un examen destinado a estimar el desempeño al-canzado; puede tratarse, por ejemplo, de una pre-sentación oral, una exhibición o un video. Estos “exámenes” contribuyen a que los miembros de los grupos que hacen la presentación no sólo se sientan más responsables por la calidad general del producto, sino que además adviertan cuáles son los indicadores de calidad por los cuales se les evalúa.

Revisar el grado de compromiso de los estudian-tes. Finalmente, durante el proceso de abp, los preparadores deben ir midiendo el grado de participación activa de los estudiantes e intervenir si algunos alumnos no alcanzan los niveles adecuados. Thompson identificó a varios estudiantes que se aislaban físicamente del resto de la clase y no contribuían sustan-cialmente a reunir la información. Una parte considerable de su clase abp estaba destina-da a discusiones de las que participaba toda la clase, momento que los grupos pequeños aprovechaban para compartir la información reunida. Thompson instituyó el uso de “fichas para hablar” (Kagan, 1989): los alumnos de-bían hacer aportes a la discusión la cantidad de veces necesarias para gastar sus fichas y, cuando éstas se les acababan, ya no podían aportar más. Esta estrategia también resulta eficaz para frenar a los estudiantes que tien-den a dominar las discusiones grupales. Con preguntas exploratorias, el preparador quizá deba averiguar por qué ciertos alumnos han preferido despreocuparse del problema, y ani-


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marlos a indagar algún aspecto personalmente motivador.

Enseñanza y evaluaciones incorporadas

El propósito primario de la evaluación en el aula es orientar la enseñanza y mejorar el aprendizaje. Esta premisa sugiere considerar la evaluación como un proceso permanente y no como un evento único que se da al final de la enseñan-za (…) Evaluar para aprender es un modo de reconocer la relación de mutuo sustento entre enseñanza y evaluación. Como una banda de Moebius en la que un lado parece continuar de manera inconsútil en el otro, la evaluación en el aula reflejará y promoverá la buena enseñanza (McTighe, 1996).

La sustancia aglutinante que mantiene unidas todas las estrategias de preparación presentadas en este capítulo es la clara com-prensión de la relación que existe entre curri-culum, enseñanza y evaluación. Si hace evalua-ciones durante la experiencia del problema, el preparador sabrá si los estudiantes necesitan saber algo y podrá introducir entonces el contenido oportuno.

La enseñanza incorporada se refiere a los even-tos planeados por el preparador de abp con la finalidad de ayudar a sus alumnos a indagar las informaciones importantes relacionadas con el problema. Estos eventos se pueden planificar mientras se diseña el problema o para el de-sarrollo de éste cuando los estudiantes tengan necesidad de conocer cierto contenido. La mejor noticia de unas cuestión suelen poseerla los interesados mismos. Los docentes pueden planear solicitar la presencia de expertos lo-cales en determinada cuestión como oradores invitados o como tutores de los estudiantes. Normalmente, este tipo de evento educativo se parece mucho a una sesión de preguntas y respuestas en la que los estudiantes pueden formular preguntas sobre “lo que les hace falta saber” en lugar de limitarse a escuchar la disertación del experto.

A veces nos encontramos con docentes que inicialmente creen que en el abp o en otras es-

trategias constructivistas no se permite incorpo-rar lecciones sobre un contenido o habilidades particulares. Muy por el contrario, la situación problemática a menudo brinda un contexto excelente para despertar en los estudiantes la necesidad de conocer cierta información e introduce así el aprendizaje en un marco real. Por ejemplo, Thompson, al diseñar el proble-ma de los lobos, identificó la caza como un aspecto de depredación crítico. Al ver que en sus últimas etapas de reuniones informativas sus alumnos no hacían sin embargo hincapié en este aspecto esencial de la legislación pro-puesta, el docente incorporó una lección real sobre la caza (la demostración del sitio de cacería mencionado antes en este capítulo). Incorporó esta lección de manera real en el tratamiento del problema al pedirle a un cole-ga que asumiera el rol de un cazador indignado que se ponía en contacto telefónico con varios estudiantes para pedirles que examinaran el sitio de cacería instituido en el predio de la escuela. Thompson también insertó eventos educativos con la planificación de excursiones para observar a los lobos en el zoológico local y en un parque regional. Quizás el preparador planifique trabajar con grupos pequeños en habilidades tan necesarias como la redacción de cartas o los cálculos matemáticos a medida que los alumnos descubren la necesidad de incorporar esos conocimientos para encontrar información o resolver el problema.

Las evaluaciones incorporadas permiten al docente tener una idea clara de lo que pien-san su alumnos en diversos momentos del desarrollo del problema. También impulsan a los estudiantes a tomar en consideración las relaciones que dan, durante la experiencia pro-blemática, entre ciertos eventos importantes y el aprendizaje. Estas evaluaciones permanentes pueden adquirir una variedad de formas a fin de ajustarse al alumno y a la experiencia del problema (véase la figura 8). Basándose en los resultados de esas evaluaciones, el preparador reorientará el problema con eventos de ense-ñanza o trabajará con ciertos alumnos para ayudarlos a comprender el todo y las partes del problema.


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Figura 8. Posibilidades de evaluación en el abp

Evento de abp Productos Formas Criterios

Clarificación e identifica-ción del problema.

Rol del docente: leer y escu-char los enunciados indivi-duales del problema hechos por los alumnos.

Enunciado del problema. Apuntes diarios. Mapa del problema. Presentación oral. Lámina.Resumen.Ilustraciones del enunciado.

Se considera:La naturaleza del problema.La complejidad del problema.La operatividad.La posibilidad de resolverlo.

Desarrollo del plan.

Rol del docente: revisar las tareas y escuchar la acla-ración de los planes que hacen los alumnos.

Plan. Análisis de la tarea.Plazos.Esquema Gantt.Diagrama de flujo.Pasos.Proposición.Presupuesto.

Se realizan tareas que con-trolan las variables ajenas al problema y son:Abarcadoras.Lógicas.Claras.Están relacionadas con la naturaleza del problema.

Recolección de datos y comprobación de las inferencias.

Rol del docente: observar, revisar notas y datos, y leer los apuntes diarios.

Registro de datos.

Empleo de herramientas.

Práctica de habilidades.

Cuadros.Esquemas.Notas de campo.

Uso del microscopio.Implementación.

Entrevistas.Observaciones.Preguntas utilizando notas.

Se registran los datos con exactitud.

Se utilizan correctamente las herramientas.

Se practican las habilidades con precisión.

Análisis de datos.

Rol del docente: leer y analizar cuadros, gráficos, distribución, etcétera.

Resumen de descubrimientos.

Cuadros de frecuencia y estadísticos.

Enunciados finales con datos que los sustentan.

Pruebas reunidas.

Se utilizan las técnicas estadísticas correctas.

Se hacen interpretaciones lógicas.

Se comparte con espíritu de colaboración.

Sintetizar la presentación final.

Rol del docente: observar y evaluar el desempeño.

Exhibición y narración. Artículo periodístico.Poema.Decisión.Recomendación.Argumentación.Conferencia.Debate.

Se exhibe inventativa.

Se relaciona la solución o la decisión con la definición del problema.

En la solución se incorporan parámetros del problema.

Fuente: adaptado de Musial, 1996.


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Thompson utilizó dos formas de evaluación incorporada en el problema de los lobos: los mapas del problema (véanse las figuras 5 y 6) y los apuntes con reflexiones. Thompson miró los mapas y así pudo determinar dónde y cuándo los estudiantes necesitaban aprender algo más. También pudo pedir a sus alumnos que hicieran varias veces un “mapa” de su comprensión del problema y comparar la evolución de estos mapas con otro realizado por un experto con fines de evaluación. Asimismo, Thompson leía periódicamente los co-mentarios escritos por sus alumnos y respondía a ellos durante las distintas etapas del problema, con lo cual evaluaba sus progresos y diagnosti-caba sus necesidades de aprendizaje.

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Notas:


Ciencias ii. Antología. Segundo Taller de Actualización sobre los Programas de Estudio 2006.

Reforma de la Educación Secundaria.Se imprimió por encargo de la

Comisión Nacional de Libros de Texto Gratuitos, en los talleres decon domicilio en

el mes de junio de 2007.El tiraje fue de 119,000 ejemplares.


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