DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES

TEMA 4: METODOLOGÍA, RECURSOS Y MATERIAL PARA LAS CIENCIAS: NUEVAS TECNOLOGÍAS

TEMA 5: EL METODO CIENTÍFICO EN EL AULA

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TEMA 4: METODOLOGÍA, RECURSOS Y MATERIAL PARA LAS CIENCIAS: NUEVAS TECNOLOGÍAS

Los métodos de enseñar ciencias:

Enseñanza tradicional de las ciencias: modelo transmisivo-receptivo de conocimientos elaborados:

- transmisión de conocimientos - interés por los contenidos

- alumnos sujeto pasivo- predominio de la clase magistral- clases prácticas expositivas o demostrativas- escasa importancia por la preparación de la enseñanza- desinterés por la didáctica

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Metodología del aprendizaje por descubrimiento.-

aportaciones pedagógicas del pensamiento de Piaget:

- alumno sujeto activo - aprende por sí mismo - método científico aplicado rigurosamente

Metodología constructivista.-

Ausubel.

- cambio conceptual-importancia de las concepciones alternativas - se enseñan procedimientos y contenidos - predominio de las actividades de los alumnos - programación cuidadosa de todas las actividades: unidades didácticas

programas de actividades - utilización del laboratorio y el campo - contenidos transversales - estrategias de resolución de problemas

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Principales tendencias didácticas en la enseñanza de las ciencias:

1.- Aprendizaje como cambio conceptual.-

1. Identificación de las ideas que ya poseen los alumnos sobre el tema que se va a tratar o sobre otros relacionados con él.

2. Puesta en cuestión de las ideas de los estudiantes. Crear conflictos cognitivos.

3. Si es necesario, introducir nuevas concepciones mediante tormenta de ideas entre los alumnos o presentadas por el profesor.

4. Proporcionar oportunidades a los alumnos para usar las nuevas ideas en diferentes contextos (fundamentalmente resolviendo problemas).

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2.- Estrategias de enseñanza para un aprendizaje como investigación dirigida.-

1. Plantear situaciones problemáticas que generen interés y proporcionen una concepción preliminar de la tarea.

2. Proponer a los estudiantes el estudio cualitativo de las situaciones problemáticas planteadas y la búsqueda de información para acotar y precisar el problema.

3. Orientar el tratamiento científico de los problemas planteados, lo que conlleva:

- Emisión de hipótesis. - Elaboración de estrategias de resolución para la contrastación de las hipótesis. - Análisis de los resultados, cotejándolos con los obtenidos por otros alumnos. 4. Plantear el manejo reiterado de los nuevos conocimientos en diferentes situaciones.

5. Favorecer las actividades de síntesis (esquemas, memorias, mapas conceptuales...).

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Utilización de nuevas tecnologías para experimentación.-

Tecnología informática infrautilizada:

aumenta la brecha entre docencia – mundo real del alumno.

La enseñanza de ciencias debe basarse en la experimentación, para ello se necesita:

- Producción de recursos pedagógicos innovadores, del siglo XXI

- Herramientas de las nuevas tecnologías:- audiovisuales (proyecto Mercurio)- informáticas (proyecto Atenea)

Profesorado no preparado: Gabinete de innovación metodológica el MEC crea Servicio de evaluación e innovación educativa

Institutos de Ciencias de la Educación

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Características de los materiales curriculares:

- Deben prestar atención a los distintos ritmos de aprendizaje de los alumnos combinando diferentes medios de expresión y códigos para diferentes ritmos de aprendizaje

- Deben explicitar los principios didácticos en que se apoyan, para que los equipos docentes seleccionen los más adecuados a sus objetivos, acompañados de guías didácticas.

- Deben ser flexibles para adaptarse a diferentes condiciones sociales y culturales.

- Deben incorporar propuestas de trabajo globalizadas entre diferentes áreas.

- Deben diseñarse para cada ciclo educativo, teniendo en cuenta la necesaria continuidad del proceso de enseñanza-aprendizaje.

- Deben recoger los tres tipos de contenidos que se establecen en el currículum: conceptuales, procedimentales y actitudinales (incorporando los temas transversales).

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Los materiales curriculares también deben:

- ser de fácil acceso, de amplia difusión comercial y en los centros de profesores.

- ser no fungibles y de precio asequible.

- ser variados en cuanto a su formato y contenidos.

- recoger propuestas para permitir actividades de autoaprendizaje, dotando a los alumnos de autonomía en el trabajo.

- permitir la producción de nuevos materiales del profesor y de los alumnos.

- incorporar dinámicas que fomenten el trabajo en grupo.

- integrar las nuevas tecnologías como herramientas.

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Aspectos comunes de los materiales curriculares.-

Todos los materiales curriculares están sujetos a un régimen de supervisión por parte de la administración educativa.

Se excluyen del concepto de material curricular a aquellos "que no desarrollen el currículo de un área o materia", como diccionarios, atlas, libros de lecturas, instrumental diverso...

La competencia para la elección de los materiales curriculares corresponde al Departamento Didáctico que tenga a su cargo la docencia del área/materia en cuestión.

Por regla general, la sustitución de los materiales curriculares no podrá producirse hasta pasados al menos cuatro años, excepto casos plenamente justificados.

Ninguno de los materiales complementarios, no "curriculares“, está afectado por las formalidades anteriores.

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Clasificación de los materiales curriculares.-

1) Materiales para la elaboración del proyecto curricular del centro: utilizados sólo por los equipos docentes.-

- Decretos de enseñanzas mínimas (elaboradas por el MEC) y Curriculares de la etapa y área (elaborados por la Comunidad Autónoma)

- Documentos-guías para la elaboración del Proyecto Educativo y del Proyecto Curricular del Centro.

- Modelos o propuestas de secuenciación de contenidos elaborados por el MEC o las administraciones educativas, no tienen carácter prescriptivo.

- Guías didácticas que acompañan a los materiales curriculares de las editoriales.

- Modelos de programación de aula que aportan ejemplificaciones al respecto.

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2) Materiales para el apoyo en el aula:

Se centran en el proceso de enseñanza-aprendizaje para un grupo concreto de alumnos.

- Materiales manipulativos y lúdicos, de uso básicamente en el primer ciclo.

- Medios de comunicación impresos: cómic prensa* revistas libro de texto**

- Radio y televisión.

* de actualidad, posibilidad de comparar fuentes de información.** estandarizados, poco flexibles, únicos en la clase, controlables

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….apoyo en el aula.-

- Audiovisuales: transparencias diapositivas diaporamas vídeo cine

- Telecomunicaciones: teléfono fijo teléfono móvil fibra óptica

- Tecnologías de la información: ordenador tableta notebook

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TEMA 5: EL METODO CIENTÍFICO EN EL AULA.-

La enseñanza ha de ser una práctica educativa que promueva la curiosidad, la indagación, la búsqueda y el contraste de opiniones, informaciones, argumentos e hipótesis dentro del aula.

Los niños se plantean cuestiones y encuentran respuestas sobre cómo son las cosas.

Con sus representaciones o “teorías” el niño puede explicar y anticipar las características, funcionamiento y organización del mundo que le rodea.

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Todo diseño de las prácticas escolares debe proporcionar herramientas que permitan interpretar los fenómenos del entorno:

- observación - exploración - experimentación - análisis - registro - contraste - interpretación - comunicación

para desarrollar capacidades como:

- predecir - explicar - formular hipótesis.

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Contenidos: “proyectos” con actividades que faciliten a los alumnos a la construcción de conocimientos relacionados con los contenidos propuestos.

“Aprender ciencias” implica superar las ideas intuitivas para dar paso a otras nuevas.

Este cambio no es fácil, no basta con presentar el conocimiento científico ordenado y con significado, es preciso que ese conocimiento tenga sentido, pueda vincularse a la experiencia cotidiana del alumno.

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EL MÉTODO CIENTÍFICO.-

Necesidad e interés:

- La enseñanza tradicional fracasa porque imparte “la verdad científica”, los alumnos repiten pero no comprenden ni aprenden.

- Existe una gran incultura científica por una educación ineficaz o nula.

- Es esencial para la democracia y para evitar la manipulación de los ciudadanos.

- Parte de la curiosidad natural del alumnado, sus problemas y sus soluciones.

- Enseña a resolver problemas cotidianos.

- Educa en calidad, no en cantidad.

- Cada persona aprende a construir su pensamiento propio.

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Tres métodos básicos en las ciencias experimentales (física, química, biología, etc.).

Contrapuestos a las “ciencias” humanas (economía, política, etc.).

1) Método inductivo o experimental. - Partimos de lo particular para llegar a lo general.

- Se parte de observaciones.

- Basado en la experimentación sobre hechos observados.

- Control de las variables hasta obtener (inducir) una ley que las relaciona

- Es el más utilizado.

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2) Método deductivo o teórico .-

Se parte de lo general para concluir en lo particular.

Se parte de una teoría que se elabora a partir de la observación.

Se dan por supuestos unos axiomas o definiciones previas.

Las leyes deben ser sometidas a procesos experimentales para su validación.

Es el método científico ideal

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3) Método hipotético-deductivo.-

Fases:

1.- Observación2.- Planteamiento de hipótesis3.- Deducciones de conclusiones a partir de conocimientos previos4.-Verificación.

Los pasos 1 y 4 son experimentales, Los pasos 2 y 3 son racionales

El método sigue un proceso inductivo, (en la observación), deductivo, (en el planteamiento de hipótesis y en sus deducciones) y vuelve a la inducción para su verificación

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ETAPAS DEL MÉTODO CIENTÍFICO.-

1. Observación:

- Formulación de preguntas: curiosidad por descubrir el funcionamiento del entorno.

2. Descripción del problema:

- Planificar la investigación: definir con claridad los pasos a seguir y recursos necesarios

- Obtención de datos: recopilación de todo tipo de datos sobre el problema

- Búsqueda de información: para comenzar nuestra investigación en el punto adecuado

- Organización de la información: Procesamiento adecuado de la información obtenida

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3. Formulación de hipótesis:

Proposición de una o varias soluciones al problema planteado.

Una hipótesis es una respuesta posible al problema investigado.

Las hipótesis son explicaciones provisionales del hecho observado y de sus causas.

Sin una hipótesis previa no puede surgir ningún plan de trabajo experimental. 

4. Experimentación:

Diseño de modelos experimentales que reproduzcan el problema planteado,

Obtención de suficientes datos experimentales para aceptar o rechazar la hipótesis

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5. Análisis de resultados y conclusiones:

Los datos empíricos obtenidos coinciden con los esperados (o no) según la hipótesis.

- Los resultados experimentales confirman la hipótesis planteada. - Los resultados experimentales refutan la hipótesis planteada.

6. Comunicación de los resultados:

Una vez que se tienen resultados fiables y contrastados, hay que comunicarlos a la sociedad para su repetición y contrastación por otros equipos.

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A continuación se expone un cuadro con una comparación entre las acciones que realiza un científico y las de un estudiante de ciencias experimentales en el contexto escolar:

Acciones fundamentales que realiza el  científico durante el proceso investigativo

Acciones fundamentales que realiza el estudiante en el proceso de aprendizaje de las ciencias en el contexto escolar

Búsqueda y procesamiento de información. En libros, revistas, Internet, entrevistas, visitas, etc., Resúmenes, tablas, gráficos, cuadros sinópticos, diagramas, etc.

Búsqueda y procesamiento de información. En libros, revistas, Internet, entrevistas, visitas, etc., Resúmenes, tablas, gráficos, cuadros sinópticos, diagramas, etc.,

Formula y resuelve problemas científicos cuyo resultado es un nuevo conocimiento para la ciencia

Formula preguntas que pueden acercarse más o menos a lo que se entiende por problema. Resuelve preguntas y problemas formulados por el profesor, por él mismo o por otros colegas del grupo. Como resultado se obtiene un nuevo aprendizaje para los estudiantes 23

Acota situaciones problemáticas complejas hasta lograr problemas susceptibles de ser resueltos dadas las condiciones concretas en que se desarrolla el proceso investigativo.

Acota situaciones problemáticas relativamente complejas hasta lograr preguntas y problemas susceptibles de ser respondidas y resueltos dadas las condiciones concretas en que se desarrolla el proceso docente-educativo

Formula y contrasta hipótesis científicas como parte del proceso de solución de los problemas científicos. Si la hipótesis no se verifica en la realidad es necesario modificarla o sustituirla por otra u otras.

En el proceso de solución de las preguntas y problemas docentes formula suposiciones que pueden estar más o menos cerca de una auténtica hipótesis y las contrasta. Si la suposición no se verifica en la realidad es necesario modificarla o sustituirla.

Diseña y realiza experimentos científicos que sirven para verificar o refutar ciertas hipótesis

Propone la realización de experimentos docentes ideando el diseño con mayor o menor ayuda del profesor. Realiza los experimentos que le permiten verificar o rechazar determinadas suposiciones.

Redacta documentos científicos donde plasma los resultados de su labor investigativa (informes, artículos, ponencias, monografías, etc.,

Redacta documentos donde plasma los resultados de su aprendizaje y sirven de material de apoyo para el aprendizaje de los demás. (informes, pequeñas ponencias, composiciones, notas, etc.,) 24

Asiste a eventos científicos donde expone sus ideas, defendiendo los resultados de su trabajo de investigación. Intercambia información e ideas con otros científicos (simposios, conferencias, seminarios, talleres, etc., Participa en exposiciones.

Asiste a eventos organizados en su grupo de clases o con otros grupos, donde expone y defiende los resultados de la realización de las tareas asignadas que implican algún aprendizaje, intercambia información e ideas con sus compañeros y con el profesor u otras personas. Puede asistir a sesiones de algún auténtico evento científico que se desarrolle cerca de la localidad del centro de estudios. Participa en exposiciones. 

Trabaja en colectivo formando parte de un grupo de investigadores dirigidos por un experto

Trabaja en colectivo formando parte de un pequeño grupo (no más de cuatro integrantes) de estudiantes que resuelve una determinada problemática contenida en las tareas asignadas y trabaja, además, formando parte del colectivo de investigadores constituido por todos los  alumnos del aula, dirigidos por el profesor, que es el experto.

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SESIÓN PRÁCTICA: Realiza las siguientes actividades utilizando el método científico (realizaremos uno en clase y el resto se harán de manera individual). 1. ).- Eijkman fue un prestigioso investigador y médico de finales del siglo XIX y principios del XX. Observó que los pollos de su laboratorio presentaban síntomas de carencia de vitaminas (enfermedad llamada beriberi). También sabía que se alimentaban sólo de arroz descascarillado (arroz sin cáscara). Siguiendo los pasos del método científico, describe como harías una investigación que intentara demostrar que la cáscara del arroz es necesaria en la alimentación para no contraer la enfermedad del beriberi.

 2).- Se ha observado que el tamaño de la población de insectos es mucho mayor en verano, se cree que esto es porque el incremento de temperatura hace que los insectos se reproduzcan más.

• Diseña un experimento para intentar demostrar esta hipótesis. Indica cuáles son las diferentes variables. • Inventa unos datos y construye una tabla y una gráfica lineal. • Interpreta los resultados, indicando si la hipótesis es correcta o no.  

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3.).- Van Helmont fue un naturalista investigador del siglo XVII que dedujo que las plantas no sólo crecen a costa de los nutrientes del suelo, sino que también influye el agua. E. Mariotte (físico del mismo siglo) demostró que las plantas formaban su cuerpo a partir de sustancias químicas tomadas del suelo, del agua y del aire; constituyendo esto la base de su crecimiento. Siguiendo los pasos del método científico, describe como harías una investigación que intente demostrar la influencia del suelo, del agua y del aire en el crecimiento de las plantas.  

4.).- Se ha observado que las personas que beben gran cantidad de agua suelen producir más cantidad de orina, la hipótesis de partida es que el volumen de agua ingerido es directamente proporcional a la cantidad de orina producida. Diseña un experimento, indicando las diferentes variables, inventa unos datos, realiza tablas y gráficas e interprétalas. El resultado debe ser que la hipótesis es cierta.Plantea una actividad basada en el método científico y explica cómo la llevarías a cabo en el aula de educación Primaria.

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