1

DISEO Y PLANIFICACIN DE SECUENCIAS DE ENSEANZA EN CIENCIAS

Para citar: Domnguez, J.M. (editor), 2007. Actividades para la enseanza en el aula de ciencias. Fundamentos y planificacin. Santa Fe (Argentina): Ediciones UNL. ISBN: 978-987-508-888-7. pp. 9-34.

2

INTRODUCCIN El currculo semiabierto y flexible impulsado por la reforma educativa actual incrementa la

responsabilidad y la autonoma del profesorado. Se propugna un papel ms activo del mismo en el diseo y la evaluacin de su intervencin didctica.

Desde esta perspectiva y desde las ideas que aportan la investigacin y la innovacin en Didctica de las Ciencias y de la Matemtica, se considera al profesor como un profesional que debe estar capacitado para crear entornos de aprendizaje, a partir del contexto en el que se desarrolla su actividad, que respondan a las nuevas necesidades planteadas por una sociedad cada vez ms compleja y cambiante. Asimismo, ha de establecer una dinmica de trabajo en la que el alumnado pueda percibir qu y cmo debe aprender, y por qu y para qu debe hacerlo. Ello implica una evolucin del papel de los estudiantes, desde una visin que los caracteriza como inertes y pasivos, hacia otra que los hace protagonistas del proceso.

El nuevo profesional necesita informacin que le facilite esta tarea. Creemos por ello que deben difundirse nuevas propuestas de enseanza, lgicamente fundamentadas, que favorezcan un aprendizaje significativo de la ciencia escolar, cuyas caractersticas y finalidades (Domnguez et al., 2001b) abordaremos ms adelante.

En la presente monografa se ofrece un modelo de diseo (esquema 1), planificacin y desarrollo de secuencias de enseanza (Domnguez, 2000, 2001a) que consta de cinco tareas: determinacin del contenido acadmico, determinacin de la problemtica de aprendizaje, seleccin, formulacin y secuenciacin de objetivos, estrategias de instruccin y secuencia de actividades, y seleccin de estrategias de evaluacin.

Las secuencias propuestas tienen como objetivo la enseanza de determinados conocimientos sobre los temas de Evolucin, Calor y Temperatura, Disoluciones y Estimacin. En todos los pases, desde los primeros niveles de la educacin, los tres primeros temas se consideran principales en los programas de Ciencias y el cuarto constituye uno de los temas transversales, central segn las nuevas tendencias en educacin matemtica a partir de la dcada de los 90.

Esquema 1

3

FUNDAMENTOS PARA EL DISEO Y PLANIFICACIN DE SECUENCIAS DE ENSEANZA

Se formulan, a continuacin, algunos principios que inspiran la metodologa didctica propuesta, que pretenden orientar al docente sobre su intervencin en el aula. Se describen, adems, las tareas que consideramos necesarias para proceder al diseo y planificacin de secuencias de enseanza en ciencias y matemticas, segn el modelo indicado. TAREA I.- DETERMINACIN DEL CONTENIDO ACADMICO

En esta primera tarea se pone nfasis en considerar que la diferenciacin que se suele hacer en algunos currculos oficiales de los contenidos en conceptos, procedimientos y actitudes, es de carcter pedaggico (Coll et al., 1992). El conocimiento cientfico integra los tres tipos de conocimientos y su enseanza no debe centrarse slo en uno de ellos pues se dara una imagen incompleta y distorsionada de la ciencia y, sobre todo, desperdiciaramos muchos de los valores formativos que justifican su inclusin en los conocimientos bsicos y obligatorios para cualquier ciudadano. No obstante, la formulacin amplia, abierta y ambigua de los mismos en los diferentes currculos oficiales nos obliga a tomar decisiones sobre qu contenidos concretos se deben seleccionar y cul ha de ser su secuencia a la hora de planificar una propuesta de enseanza.

La seleccin y anlisis de los contenidos objeto de aprendizaje y enseanza supone una parte esencial de la planificacin Bromme (1988) llama a este proceso metaconocimiento de la asignatura o conocimiento sobre el conocimiento a ensear y condicionar las intenciones educativas de la misma. El metaanlisis que implica dicho proceso es de suma importancia y utilidad, pues exige que el profesorado se esfuerce en recordar y hacer explcitos sus propios conocimientos, al mismo tiempo que los actualiza y toma conciencia, en primera instancia, de sus dificultades, lo que permite acercarse a una primera propuesta sobre cul debera ser el conocimiento deseable desde la ciencia escolar. Ello supone diferenciar entre lo que es interesante y fundamental del conocimiento que poseemos y lo que es interesante y fundamental para el aprendizaje del alumnado. Los contenidos objeto de aprendizaje

La investigacin sobre el aprendizaje y la enseanza pone de manifiesto la diferente naturaleza del conocimiento declarativo (saber decir) y el conocimiento procedimental (saber hacer). Esta distincin establecida por Anderson (1983) permite dar un significado psicolgico preciso a la divergencia entre lo que podemos decir y hacer. Se trata de dos tipos de conocimiento distintos que, adems, en muchos casos se obtienen por caminos diferentes: el conocimiento declarativo es fcilmente verbalizable, se puede alcanzar por exposicin verbal y acostumbra a ser consciente. El conocimiento procedimental no siempre es verbalizable, se adquiere ms fcilmente a travs de la accin y se ejecuta frecuentemente de modo automtico, sin que seamos conscientes (Pozo y Gmez Crespo, 1998).

La psicologa cognitiva fals el viejo principio de que las dificultades para saber hacer se deben a la incapacidad de aplicar lo que se sabe decir y, por lo tanto, que la teora debe preceder siempre a la prctica. Se trata de dos tipos de conocimiento que se adquieren por procesos diferentes y hasta cierto punto independientes (Pozo, 1989). Aunque ambos tipos de

4

conocimiento deberan coincidir en muchos casos, en otros muchos no es as. Se puso de manifiesto que los alumnos no saben convertir sus conocimientos cientficos descriptivos y conceptuales en acciones o predicciones eficaces y viceversa (Pozo, 1999), y a veces ejecutan acciones que son incapaces de describir o definir. Por ejemplo, el alumnado aprende fcilmente que debe leer la temperatura indicada por el termmetro cuando la columna de mercurio deja de incrementar su longitud y su extremo superior se estabiliza frente a un determinado valor de la escala; pero le resulta mucho ms difcil establecer detalladamente en qu criterios fundamenta esa forma de proceder.

Consecuentemente con lo dicho, consideramos que no es posible concebir como actividades separadas, aunque que as se haga en muchas aulas de ciencias, el aprendizaje de la ciencia, el aprendizaje sobre la naturaleza de la ciencia y la prctica de la ciencia (Hodson, 1994); es fundamental admitir su interrelacin. En cierto sentido forman tres orientaciones distintas sobre la misma actividad constructiva, reflexiva e interactiva. Paradgicamente es la propia naturaleza de la investigacin cientfica, la prctica de la ciencia, la que proporciona al estudiante el estmulo para reconocer y comprender dicha interrelacin. La prctica de la ciencia da lugar a tres tipos de aprendizaje: la comprensin conceptual del tema estudiado o investigado, un mayor conocimiento de las relaciones entre la observacin, el experimento y la teora, y el incremento de la habilidad investigadora.

Desde este punto de vista y respecto a la enseanza y aprendizaje de la matemtica, se distingue entre praxis (tareas, tcnicas) y logos (tecnologas, teoras): El logos encuentra su razn de ser en la praxis, y sta se desarrolla y rige por el logos. (Chevallard, 1992, 1999, Chevallard, Bosch y Gascn, 1997). Sobre la naturaleza de la Matemtica, Godino (2002, 2003) establece un marco terico en donde los objetos primarios que constituyen la base del conocimiento matemtico son: lenguaje, situaciones, conceptos, procedimientos, propiedades y argumentaciones. El lenguaje desempea un papel crucial en la educacin matemtica, pues a travs del mismo se expresan e interrelacionan los dems objetos primarios, siendo las situaciones (la resolucin de problemas) las que dan sentido y fomentan la praxis y el logos. Para Godino y Batanero (1994), la distincin entre significado institucional (sistemas de prcticas operativas y discursivas ligadas a la resolucin de un cierto campo de problemas, realizadas en el seno de una institucin) y significado personal (sistema de prcticas operativas y discursivas, realizadas por una persona para resolver dicho campo de problemas), proporciona la clave para la distincin entre saber personal y saber institucional. La institucin escolar se preocupa porque el saber personal se acerque cada vez ms al saber institucional, pero esto origina conflictos semiticos debidos a la diversidad de sistemas de representacin del conocimiento matemtico (simblico-algebraico, grfico-geomtrico, lenguaje oral y escrito, lenguaje icnico, etc). La complejidad del conocimiento matemtico, y de su enseanza y aprendizaje est justificada en buena medida por la transformacin de la representacin de los objetos matemticos de unos registros semiticos a otros (Duval, 1993). En todo caso, es a travs de los sistemas de prcticas operativas y discursivas, ligadas a la resolucin de problemas, cmo emergen los objetos matemticos y sus interrelaciones, por lo que la resolucin de problemas debe constituir la actividad central de la instruccin matemtica. Conocimientos, mtodos y destrezas tan importantes en la actividad matemtica como la formulacin de hiptesis, la conjetura, la heurstica, la induccin, la deduccin, la prueba, la modelizacin de una situacin mediante el cdigo matemtico, emergen como consecuencia del enfrentamiento a situaciones problemticas que ponen en juego los conocimientos previos con la zona de desarrollo prximo (ZDP), en el deben ser construidos nuevos conocimientos matemticos, necesarios para responder

5

al desafo de un nuevo problema (Rivire, 1988). Desde esta perspectiva se puede inferir que uno de los criterios por los que se incluyen las

ciencias y la matemtica en la enseanza secundaria es el valor formativo, no slo de los conceptos y modelos sino tambin de su metodologa de trabajo. El conocimiento cientfico no est constituido por estructuras aisladas, sino que existe una interrelacin y dependencia entre los marcos terico y metodolgico y, por otra parte, las actitudes se desarrollan en funcin de sus componentes cognitivo y experiencial, lo que pone en evidencia la posible contradiccin de una atomizacin que ignore la concepcin global del aprendizaje (Claxton, 1994; Lemke, 1997; Arnay, 1997).

Se concreta as el conocimiento que se ha denominado Ciencia escolar (Domnguez y lvarez, 2001), cuyas finalidades (Gil, 1986; Duschl, 1997; Vzquez y Manasero, 1995; Pro, 2001; entre otros) se ilustran en el esquema 2.

Esquema 2. Finalidades de la Ciencia Escolar

Se plantean as cinco interrogantes relacionados con dichas finalidades: - Qu conceptos se consideran objeto de aprendizaje y qu modelos han de construir los

estudiantes como fundamento de su razonamiento para la interpretacin de hechos, fenmenos y cambios?

- Se ha de fomentar el desarrollo del razonamiento y de la argumentacin como destrezas cognitivas adecuadas para el aprendizaje significativo?

- Constituye la resolucin de problemas un mtodo adecuado para el desarrollo de destrezas de investigacin?

- Qu actitudes y valores han de desarrollar los estudiantes para construir una imagen actualizada de la ciencia?

Para dar respuesta a los interrogantes anteriores es necesario considerar que, a lo largo del proceso de enseanza y aprendizaje, se produce un cambio conceptual (Hewson, 1981; Posner et al., 1982) o una reestructuracin (Norman, 1987), pero dicho cambio no debe interpretarse, como es habitual en las clases de ciencias, desde las creencias del alumnado hacia el concepto cientfico verdadero, entre otras razones, porque la idea de verdad en la ciencia es compleja y discutible

6

(Fourez, 1994; Domnguez, 2000). Es necesario establecer un contexto escolar que tenga la posibilidad de promover el pensamiento hacia la bsqueda de soluciones congruentes entre los datos de las teoras implcitas de los estudiantes y la reformulacin de stas dentro de una teora explcita compartida (Arnay, 1997; Jimnez y Sanmart, 1997). Esto significa entender que los contenidos de la ciencia forman parte de la cultura social que cuenta con muy diversos contenidos, algunos de los cuales pueden ser muy tiles para la cultura escolar (Arnay, 1997).

Llevar a cabo esta concepcin de la enseanza de la cultura cientfica implica traducir el conocimiento formal para hacerlo accesible a los estudiantes y, en este proceso, la labor constructiva del alumnado debe ser simultnea con la labor creativa y reductora del docente. De este modo, en una situacin de enseanza y aprendizaje es necesario tener en cuenta que la ciencia de la que habla el docente en el aula es diferente de la del cientfico y tambin diferente de la que construyen los estudiantes (Halwachs, 1983).

Esta ciencia, que se ha denominado Ciencia escolar, es el resultado de un proceso no siempre explcito de reelaboracin del conocimiento cientfico, el de transposicin didctica (esquema 3) (Chevallard, 1985; Jimnez y Sanmart, 1997; Domnguez y lvarez, 2001), por el cual un objeto de saber cientfico pasa a ser objeto de saber para ensear.

Esquema 3. La transposicin didctica (Domnguez y lvarez, 2001)

Otros autores (Mellado, 1998) denominan este proceso como conocimiento didctico del contenido. Dicho conocimiento se pone en juego, partiendo de la comprensin de la materia, durante la planificacin, la instruccin y la reflexin posterior y conduce a una nueva comprensin de la misma. Es el conocimiento que con mayor frecuencia utilizan los profesores cuando ensean. Es aqu donde nuestro trabajo es especial y singular: saber diferenciar lo que es interesante y fundamental del conocimiento que poseemos y lo que es interesante y fundamental para los estudiantes.

De este modo se distinguen cuatro tipos de significados: el significado institucional de referencia el saber que aparece en los tratados, revistas, libros de texto, y conocimientos personales del profesor; el significado institucional pretendido el que el profesor selecciona, ordena y delimita para proponer a los estudiantes durante un proceso de estudio determinado,

7

contando con las limitaciones de tiempo, conocimientos previos de los estudiantes y recursos disponibles; el significado institucional implementado el saber pretendido que cambia en las interacciones con los alumnos, lo que genera un sistema de prcticas que puede diferir de las planificadas de antemano; este saber es el que sirve de referencia para el estudio de los alumnos y la evaluacin de los aprendizajes; y el significado institucional evaluado que proviene de la seleccin por el profesor de una coleccin de tareas o cuestiones que incluye en las pruebas de evaluacin y sirven de pauta de observacin de los aprendizajes; constituyen una muestra, que se espera representativa, del significado implementado (Godino, 2003). Estos cuatro tipos de significados conforman la puesta en prctica de la transposicin didctica del conocimiento.

De lo dicho se infiere que el aprendizaje de las ciencias y la motivacin para aprenderlas crecen si lo que se ensea tiene sentido para el alumnado, es decir, si est relacionado con sus necesidades prximas, sus vivencias y sus experiencias. Desde esta ptica consideramos necesario que el lenguaje cotidiano entre en las aulas de ciencias si queremos que los estudiantes hagan explcitas sus teoras implcitas y, a este respecto, el aprendizaje colaborativo se manifiesta eficaz (Driver, Newton y Osborne, 2000), pues del intercambio entre estudiantes y docentes se hace explcito el enfrentamiento entre el lenguaje usado en la vida diaria y la terminologa cientfica, lo que supone una dificultad para la consecucin de aprendizajes significativos. Es primordial que el alumnado tome conciencia de la necesidad del lenguaje cientfico, en determinados contextos, y de sus diferencias con el uso cotidiano, as como de la interpretacin de smbolos y construccin de modelos que den significado al lenguaje y permitan interpretar los hechos que les interesan. En Educacin Matemtica es esencial el papel que se le asigna al lenguaje como va operativa, discursiva y relacional del conocimiento matemtico. La mxima de Duval (1993) no hay noesis adquisicin conceptual de un objeto matemtico sin semiosis adquisicin del sistema de representaciones en diferentes registros semiticos y sus interrelaciones pone en evidencia la necesidad del manejo del lenguaje matemtico para poder dotar de significado a los objetos matemticos.

Sin embargo, algunos de los estudios sobre qu ocurre en las aulas de ciencias han indicado que, lejos de que los estudiantes tengan oportunidades de hacer su trabajo a travs de cuestiones planteadas mediante actividades, ya sea tericas o experimentales, en muchas ocasiones son los profesores los que hablan y estructuran sus argumentos (Cross y Price, 1996). Algunos estudios (Russel, 1983) demuestran que el discurso del profesorado se apoya ms en la autoridad tradicional relacionada sta con su posicin institucional y menos en la autoridad racional relacionada con las razones y datos que justifican sus declaraciones, distorsionando la naturaleza de la autoridad y de las normas del razonamiento cientfico.

La investigacin educativa subraya el valor del discurso en el aula respecto del aprendizaje significativo. Aprender ciencias y matemticas no slo implica construir significados, sino tambin adquirir la capacidad de razonar y argumentar sobre problemas (Garca de Cajn et al., 2001) con el objetivo de poner de manifiesto la funcionalidad del conocimiento cientfico. Se seala la necesidad del trabajo en colaboracin (Driver, Newton y Osborne, 2000, Cobb y Bauersfeld, 1995) que no slo influye positivamente en el aprendizaje de conceptos, sino tambin en el desarrollo de la capacidad de investigacin (Eichinger, et al., 1991; Pontecorvo y Orsolini, 1992; Pontecorvo y Girardet, 1993; Lemke, 1997). Desde esta perspectiva se hace hincapi en tres tipos de conocimiento (Duschl, 1995; Duschl y Gitomer, 1991; Driver, Newton y Osborne, 2000): destrezas cognitivas y de razonamiento, conocimiento epistemolgico-cientfico y destrezas sociales y de comunicacin.

8

Destrezas cognitivas y de razonamiento

Desde una perspectiva constructivista de la enseanza de las ciencias, las actividades que realiza el alumnado en las clases de ciencias como problemas, trabajos prcticos e indagaciones debe favorecer una forma de pensar cientfica (Hodson, 1994; Duschl, 1997; Pro, 1998): los estudiantes deben ser conscientes de qu hacen, para qu lo realizan, cmo obtener datos fiables, cmo comunicar e interpretar los resultados, etc.

Adems es necesario tener en cuenta que los estudiantes piensan con teoras (Erdurn, 1999; Casella y Giuliani, 1999) y el papel que desempean stas en la inferencia del conocimiento. Consecuentemente es necesario prestar mucha ms atencin, cuando el alumnado realiza sus tareas, a los procesos estratgicos y de interpretacin en los que el razonamiento y la argumentacin adquieren un gran protagonismo en la construccin de significados (Couce, Domnguez y lvarez, 1999). Conocimiento epistemolgico-cientfico

Si es de rigor que el alumnado utilice el lenguaje, los smbolos, los modelos, las estrategias de resolucin de problemas y las acciones y destrezas manipulativas asociadas a las tcnicas para comprender los conceptos y teoras de la ciencia, tambin lo es que clarifique las normas por las cuales los cientficos reflexionan y toman decisiones. Con ello se puede introducir a los estudiantes en la epistemologa de la ciencia.

ste es un proceso metacognitivo y el papel del profesorado es el de servir de gua de una discusin reflexiva en la que se hagan explcitas las diferentes posturas, se puedan comparar y contrastar y, posteriormente, decidir cul ofrece la mejor explicacin. De esta manera se propone hacer evolucionar la idea de conocimiento especfico de una materia, desde el conocimiento proposicional el qu de las ciencias a la necesidad de justificar su forma de trabajar (Jimnez, 1998). Ello implica no slo la necesidad de construir, con el alumnado, modelos y teoras sobre el mundo fsico-natural, sino adems utilizarlos en nuevas y diversas situaciones y contextos. Destrezas sociales y de comunicacin

Si se pretende que los estudiantes aprecien la Ciencia como una actividad social, es imprescindible que conozcan cmo ha progresado, qu cambios ha originado aqulla en la vida cotidiana o cules son sus retos prioritarios. Para ello han de recibir informacin sobre las prcticas actuales de los cientficos, cmo se resolvieron problemas particulares de la ciencia en el pasado y cmo se producen las controversias en el presente (Giere, 1999). Estos aspectos no deberan ignorarse por parte de los profesores, ni tampoco ocultarse al alumnado.

Desde este punto de vista es necesario introducir a los alumnos en las destrezas relacionadas con la comunicacin (lectura de relatos de investigaciones, anlisis e interpretacin de textos, estudio crtico de noticias de prensa...) en un contexto de trabajo cooperativo (Driver, Newton y Osborne, 2000; Fernndez y Rico, 1989).

Consecuentemente con lo dicho, nuestra propuesta se desarrolla considerando la ciencia como una actividad constructiva en proceso de permanente revisin, y los conocimientos como productos adquiridos en un momento y en un contexto determinados. A esta concepcin de la ciencia le corresponde un planteamiento didctico en el que el profesor debe pasar de transmisor de conocimientos elaborados a agente que plantea interrogantes y sugiere actividades, y el alumno de receptor pasivo a constructor de conocimientos en un contexto interactivo. A este

9

respecto, se recomienda partir de hechos, fenmenos, y cambios, familiares para los estudiantes, sobre los que ya hayan tenido experiencias anteriores, que posibiliten abrirse a realidades (cientficas, culturales) diferentes, de modo que se pueda realizar la transferencia de conocimientos a otros contextos para su explicacin e interpretacin. Para ello se proponen actividades de clase adecuadas que den a los estudiantes la oportunidad de integrar el aprendizaje de estrategias, destrezas y tcnicas, junto con las prcticas discursivas asociadas (Domnguez et al., 2001b).

Consideramos que se ha de capacitar a los alumnos para aprender por s mismos de manera crecientemente autnoma y, en este sentido, se pone el acento en que desarrollen y adquieran las capacidades sealadas en los objetivos generales de la educacin en ciencias:

Comprender el mundo fsico, los seres vivos y las relaciones existentes entre ambos, mediante el anlisis de determinadas manifestaciones de la intervencin humana en el medio, valorando crticamente la necesidad y el alcance de las mismas y adoptando en la vida cotidiana un comportamiento acorde con la postura de defensa y recuperacin del equilibrio ecolgico y de la conservacin del patrimonio cultural.

Identificar los principales elementos del medio natural, analizando sus caractersticas principales, y su organizacin e interacciones, progresando en el dominio de mbitos espaciales cada vez ms complejos.

Fomentar la construccin de un marco conceptual estructurado y la adquisicin de procedimientos y estrategias para explorar la realidad y afrontar problemas dentro de ella, que permitan identificar, formular, resolver interrogantes e interpretar problemas relacionados con elementos significativos de su entorno, utilizando estrategias, progresivamente ms sistemticas y complejas de bsqueda, almacenamiento y tratamiento de la informacin usando las matemticas a travs de la formulacin de patrones de comportamiento o modelos matemticos, de formulacin de conjeturas, de puesta a prueba de las mismas y de exploracin de soluciones alternativas.

Adoptar actitudes de flexibilidad, coherencia, sentido crtico, rigor, honradez intelectual y equilibrio personal, mediante la colaboracin en la planificacin y realizacin de actividades de grupo, aceptando sus reglas de organizacin y fomentando el cultivo de la espontaneidad y de la imaginacin.

TAREA 2. DETERMINACIN DE LA PROBLEMTICA DE APRENDIZAJE. Si realmente queremos hacer aquello que tantas veces se dice y pocas se hace adaptar la

enseanza a las capacidades de los alumnos a los cuales va dirigida, hemos de considerar incuestionable, en el proceso de enseanza y aprendizaje, la importancia del que aprende. En consecuencia, a la hora de disear la propuesta didctica, se debern tener en cuenta las caractersticas de los estudiantes, en nuestro caso alumnas y alumnos de 15 a 17 aos, as como la demanda cognitiva de los contenidos objeto de aprendizaje. A este respecto abordaremos el estudio de dicha problemtica desde tres puntos de vista: la perspectiva constructivista, las actitudes como obstculo de aprendizaje y la perspectiva evolutiva. La perspectiva constructivista

La aplicacin de la perspectiva constructivista en el marco de la enseanza de las ciencias y de la matemtica habra que buscarla en los numerosos estudios e investigaciones realizados en

10

todo el mundo durante las dos ltimas dcadas del siglo XX, que indican que los estudiantes desarrollan conocimientos sobre fenmenos naturales por otros medios adems de la escuela (Giordan, 1985; Driver, Guesne y Thiberguien, 1989; Hierrezuelo y Montero, 1989; Osborne y Freyberg, 1991). Este conocimiento, que frecuentemente no coincide con el deseable desde la ciencia escolar, influir sobremanera en el proceso de aprendizaje.

En la denominacin de estas construcciones cognitivas no se ha utilizado un nico trmino. Han sido denominadas preconcepciones, errores conceptuales; obstculos de aprendizaje, ideas alternativas, ideas previas, la ciencia de los nios, etc., que no slo encierran ideas semnticas sino percepciones diferentes y, a veces, creencias muy alejadas sobre el tema (Jimnez, Solano y Marn, 1994; Garca y Rodrguez, 1998); incluso se ha tratado de interpretarlas segn las corrientes psicolgicas (Gustavo, 1987). Asimismo, las metodologas de investigacin para ponerlas de manifiesto han sido tambin varias y diferentes.

Las caractersticas comunes que suelen tener las ideas del alumnado constituyen un tema ampliamente desarrollado en la literatura (Brousseau, 1986, Driver, 1986, 1988; Driver, Guesne y Tiberghien, 1989; Furi, 1996). Algunas de las ms representativas se relacionan a continuacin.

- Suelen ser diferentes de las aceptadas por la comunidad cientfica. - Algunas presentan frontal resistencia al cambio. - En algunos casos guardan cierta relacin con las mantenidas por la comunidad cientfica

a lo largo de la historia. - Tienen cierto grado de universalidad. - En determinados casos hay una progresiva evolucin de las concepciones del alumnado a

lo largo de los aos escolares dentro de un campo especfico de conocimiento. Desde la perspectiva constructivista del aprendizaje, el estudiante se sita en el centro del

proceso: lo que aprenden los estudiantes no depende solamente de las caractersticas del medio de aprendizaje (un libro, un objeto, un fenmeno fsico, una situacin problemtica), sino tambin de las ideas que tienen, de las estrategias cognitivas disponibles y de sus propios intereses y propsitos. En consecuencia, en el marco constructivista, son de vital importancia las ideas con las que los estudiantes llegan al aula. Las actitudes como obstculos para aprender ciencias.

En el proceso de aprendizaje no slo influyen las habilidades de razonamiento y las ideas previas, sino tambin otros factores asociados al mbito afectivo y de las emociones; nos referimos concretamente a los valores personales, la autoestima, las inclinaciones y gustos personales A este respecto se ha de tener en cuenta que los alumnos no llegan al aula como una tbula rasa; han desarrollado un conocimiento actitudinal, en su casa, con sus amigos, en el colegio, etc., que no es fcil cambiar. La actitud con la que se emprende una tarea resultar clave en la consecucin del xito. Por ello, las posturas negativas como la consideracin de las ciencias y/o de las matemticas como materias aburridas, poco tiles o especialmente difciles, constituyen un obstculo ms en el aprendizaje que no debe ser desestimado en ningn momento.

Cualquier profesor es consciente del valor de la motivacin y del inters por aprender, suscitando este tema una problemtica que se contempla especficamente desde la investigacin. sta ha puesto de manifiesto que la motivacin es un tema ms complejo de lo que a primera

11

vista pudiera parecer. En concreto, aunque est ampliamente extendido que existe una fuerte correlacin entre la capacidad del que aprende en una determinada materia y la actitud frente a su aprendizaje, los resultados no han sido concluyentes, encontrndose incluso que es posible la correlacin inversa en la que es la propia dificultad la que provoca o ha de provocar un aumento de motivacin o un verdadero reto para el sujeto (Furi y Vilches, 1997). As mismo se ha puesto de manifiesto que la motivacin no es slo una cuestin de inters personal, pues se ha detectado la influencia de estereotipos sociales que estn detrs de creencias y comportamientos, que explican, por ejemplo, el mayor rechazo de las chicas al estudio de la fsica y de la matemtica (UNESCO, 2002, 2003). Por otra parte se conoce que la motivacin tambin est relacionada con la expectativa de xito, es decir, con el grado de confianza en la propia capacidad de aprender. En este sentido, el fantasma del fracaso se percibe como el causante de comportamientos pasivos que conducen a rechazar el esfuerzo necesario para realizar las tareas propuestas, lo que provoca un efecto de feedback incrementando el desinters.

Otro factor asociado al mbito emocional, que influye en el aprendizaje son las creencias personales sobre cmo es la mejor manera de aprender. Hemos de sealar que las mayores dificultades respecto al aprendizaje tienen su origen en el cambio metodolgico que est implcito en los nuevos planteamientos que queremos introducir en el aula. Cada persona prefiere un estilo de aprendizaje, por ello unos aprenden ms fcilmente con una mayor direccin, adaptndose mejor a una enseanza ms cerrada, centrada en la exposicin de la informacin completa por parte del profesor, mientras que otros prefieren enfrentarse a tareas abiertas que requieren un trabajo ms personal e independiente (Sanmart, 2002).

Lo indicado hasta ahora nos conduce a considerar que la figura del docente, a la hora de estimular el inters por las materias cientficas, tiene mayor repercusin de lo que puede parecer. La toma de conciencia de su papel en este terreno ser determinante en el proceso de aprendizaje. As, la reflexin personal del profesor sobre cmo influyen sobre l los estereotipos sociales y el anlisis, tanto de los estilos de aprendizaje de sus alumnos, como de sus expectativas de xito en el desarrollo de las tareas de aula, constituyen elementos esenciales para tomar decisiones didcticas cada vez ms adecuadas y adaptadas a su alumnado concreto.

Finalmente, conviene destacar que la motivacin no est desvinculada del conocimiento, pues la verdadera motivacin por aprender suele darse cuando el sujeto ya se ha apropiado de parte del mismo. El hecho de percibir que un determinado saber cientfico nos permite explicar la realidad, comprender el porqu de los fenmenos, resolver problemas nos introduce en el placer de conocer estimulando verdadera curiosidad que, como indica Harlen (1998), es aquella que genera implicacin en su satisfaccin ms o menos inmediata, aunque eso suponga un esfuerzo personal adicional. Por ello el profesorado no debe desmotivarse frente a la desmotivacin inicial de su alumnado, pues siempre existe la posibilidad de excitar su inters. En este sentido, la utilizacin de contenidos, ejemplos, recursos prximos a las preocupaciones del alumnado; la realizacin de tareas adaptadas a los distintos estilos de aprendizaje y a las capacidades de sus alumnos, el estmulo personal del estudiante en el momento adecuado para incrementar su autoestima, pueden resultar puntos clave en el desarrollo del inters por aprender y en el desarrollo de la deseada actitud positiva hacia el aprendizaje de las ciencias y la matemtica.

A este respecto hemos de sealar que los cambios actitudinales son lentos y requieren un perodo de adaptacin, tanto de los alumnos y alumnas como del profesorado. Estas modificaciones de conductas no son inmediatas, pues requieren muchas y nuevas experiencias y

12

situaciones de aprendizaje. De este modo, consideramos que no slo se trata de conocimientos con un componente afectivo sino que tambin existen factores cognoscitivos, afectivos, conductuales, etc. que precisan de intervenciones intencionadas en el aula para su aprendizaje (Fishbein y Ajzen, 1980).

Dadas las caractersticas de los alumnos de estas edades, no es fcil que perduren en el tiempo las conductas inherentes a las actitudes cientficas y hacia las ciencias y la matemtica que se puedan adquirir en el aula. Las razones de esta escasa permanencia o de la escasa significacin de su aprendizaje son muy variadas: unas veces por falta de nuevos conocimientos y experiencias; otras por factores contextuales de tipo social o familiar; otras porque sus exigencias, quizs, van ms all de sus posibilidades, etc. Es necesario insistir intencionadamente en las secuencias de actividades para que realmente los estudiantes lleguen a interiorizarlas. La perspectiva evolutiva

Es necesario sealar que, adems de los problemas que generan las ideas y actitudes de los alumnos, no es de menor calado el considerar las exigencias cognitivas de los contenidos implicados. A este respecto, se han tenido en cuenta los estudios de Shayer y Adey (1986) y se hace uso de sus Taxonomas para el Anlisis del Currculo (TAC), que nos han permitido analizar la adecuacin de la demanda cognitiva de los contenidos objeto de aprendizaje, presuponiendo que los alumnos y alumnas a los que van dirigidas las secuencias de enseanza estn comprendidos entre los estadios concreto avanzado y formal inicial. No obstante, respecto a tal adecuacin, debe evitarse una interpretacin rgida de dichas taxonomas pues podra entraar el riesgo de eliminar los contenidos de ciencias y de matemticas en los primeros niveles de enseanza (Hodson, 1994 y Dusch, 1995). En efecto, cuando se defiende la adecuacin cognitiva, es muy fcil desposeer de todo tipo de contenidos un determinado programa pero no se debe olvidar que, sobre todo en la Educacin Secundaria, hay que tratar de que los estudiantes aprendan ciencias y matemticas.

En definitiva, se trata de destacar la necesidad de hacer explcitos avergese lo que el alumno sabe y procdase en consecuencia el conocimiento de los alumnos antes de la intervencin, las actitudes respecto al aprendizaje de las ciencias y de la matemtica, y las exigencias cognitivas que demandan los contenidos objeto de aprendizaje. TAREA 3. SELECCIN, FORMULACIN Y SECUENCIACIN DE OBJETIVOS.

La formulacin, seleccin y secuenciacin de objetivos estn fundamentados y condicionados por el proceso de integracin de los anlisis del contenido acadmico (tarea 1) y de la problemtica didctica (tarea 2), de los que se pueden derivar un sinfn de consecuencias que afectan a la seleccin y secuenciacin de contenidos, a los obstculos que tenemos que superar para ensearlos, a nuestro papel y el de nuestros alumnos y alumnas, etc.

Pero adems, se ha de poner especial cuidado en que dicha formulacin, seleccin y secuenciacin de objetivos no se asocie solamente con los contenidos referidos a conceptos y a procedimientos y que su intencin educativa se limite a la enseanza de los mismos. Nada ms lejos de dicha intencin, pues se ha considerado que las secuencias de enseanza han de fomentar entre los alumnos cuando practican la actividad cientfica una educacin estimuladora de todas sus capacidades y, de este modo, aquellas actitudes que se consideran deseables para la formacin de las personas en una sociedad democrtica: Disposicin crtica y actitud interrogante, Opinin reservada y respeto por la evidencia, Tolerancia, honradez, imparcialidad y voluntad para cambiar de opinin.

13

Como es obvio, los objetivos de aprendizaje pueden materializarse de muchas formas en el aula. Cuatro de ellas sern objeto de estudio en las secuencias de enseanza propuestas. TAREA 4. SELECCIN DE ESTRATEGIAS DE INSTRUCCIN: PLANTEAMIENTOS METODOLGICOS Y SECUENCIA DE ACTIVIDADES.

Se pretende destacar en este apartado la incidencia que tiene el escenario de aprendizaje, pues hay elementos contextuales que condicionan el mismo. Se deber sintonizar con los intereses y preferencias de los estudiantes si se quiere contar con su participacin y colaboracin, de modo que se desarrollen el trabajo responsable y la actividad intelectual de los mismos. Por todo ello, la organizacin del aula es una tarea compleja ya que debe hacer compatibles muchas variables. El papel del alumnado

Adems del criterio de relevancia de los hechos, fenmenos, cambios y contenidos objeto de aprendizaje ya sealados, es fundamental tener en cuenta el principio de actividad de los estudiantes (Cleminson, 1990; Driver, Newton y Osborne, 2000) en el proceso de aprender. En este sentido, parece haber un acuerdo en las reas de conocimiento de Didctica de Ciencias y de Matemtica en cuanto a que el conocimiento no se transmite sin ms, sino que se necesita el papel protagonista del que aprende.

Considerando los valores formativos de las ciencias y de la matemtica en estos niveles educativos sobre todo si nos referimos a alumnos y alumnas de Educacin Secundaria, cuya edad est comprendida entre los 15 y 17 aos las clases se han de desarrollar integrando la teora con la prctica, con la intencin de dar a los estudiantes la posibilidad de poner a prueba sus destrezas, tanto intelectuales como manipulativas. De este modo se fomenta entre los alumnos el trabajo en grupo, compartido en ocasiones con el quehacer individual, para que se acostumbren a defender sus opiniones y juicios de valor con argumentos, a escuchar, a compartir las tareas, a tolerar y a respetar a los dems. El papel del docente

Consideramos fundamental que los profesores tengan en cuenta la importancia de ser percibidos por sus alumnos y alumnas como una ayuda a la hora de aprender tcnicas, destrezas, estrategias, conceptos y modelos cientficos. Pero, adems, deben tomar conciencia de la necesidad de fomentar una actitud positiva hacia el aprendizaje de la ciencia y de la matemtica, dar apoyo a sus alumnos cuando lo necesiten, dar la oportunidad de que se desarrollen como personas

Este papel refleja la teora de la enseanza como una actuacin asistida (Ollerenshaw y Ritchie, 1997), por la que el aprendizaje a lo largo de la vida de cualquier persona est hecho de lo mismo, de secuencias de zonas de desarrollo prximo (ZDP), funciones en estado embrionario que se pueden desarrollar desde la ayuda de otros hasta la propia ayuda recurriendo una y otra vez al desarrollo de nuevas capacidades (Rivire, 1988; Roth, 1995); El profesorado debe ajustar las diferentes demandas de dichos embriones al desarrollo del conocimiento de los estudiantes. Ello requiere ser un observador reflexivo durante todo el tiempo, aunque el proceso ser ms manejable si se utilizan actividades estructuradas y operativas.

A este respecto y en relacin con el proceso de enseanza, el esfuerzo del profesorado, dado que es el alumnado el que aprende, debe dirigirse a propiciar situaciones de aprendizaje de forma constante. En el aula deben darse numerosas ocasiones en las que los estudiantes tomen parte activa, tanto intelectual como manualmente, para dar respuestas a las tareas planteadas.

14

El clima de aula El clima de aula es otro factor de incidencia en el proceso de enseanza, y en ste hemos de

destacar el papel determinante que desempean los conocimientos profesionales y el estilo docente del profesorado. Debe ser agradable y relajado, ya que es fundamental que los alumnos no se sientan incmodos o ajenos a lo que se est haciendo en clase. En este sentido, se proponen actividades que consideramos inteligibles, informativas y atractivas en s mismas para los estudiantes.

Otro aspecto digno de ser tenido en cuenta es el acordar inicialmente unas normas de funcionamiento comunes entre los alumnos y el profesor para llevar a cabo unos objetivos que interesan a todos (Apple y Beane, 1997).

Pero, hay otros muchos elementos que se combinan en nuestros planteamientos (Domnguez, 2000) que son aspectos fundamentales y consustanciales con nuestra propuesta de enseanza: apoyar a los grupos mientras realizan sus actividades para escuchar sus comentarios, cuestiones y dificultades, sin olvidar que facilitarles el aprendizaje no es sustituirlos en las tareas; producir interacciones, tanto individuales como en grupo, para generar confianza; propiciar que los errores se vean como un requisito ms para aprender; pretender en todo momento que los estudiantes sean conscientes del valor que tiene, para su propio aprendizaje, el trabajo que ellos mismos realizan... Estrategias de instruccin y secuencia de actividades

Hasta aqu se han subrayado los planteamientos sobre algunos aspectos metodolgicos que consideramos inherentes al proceso de diseo, desarrollo y planificacin de unidades didcticas:

- Se hizo especial hincapi en el carcter funcional del conocimiento, entendido como la capacidad de transferirlo a otras situaciones y contextos.

- Se destac el papel fundamental que desempea en el proceso de enseanza y aprendizaje el sujeto que aprende; por ello se seal la necesidad de hacer explcitas las caractersticas cognitivas de los estudiantes, dedicando especial atencin a sus ideas y actitudes antes de la intervencin y a las exigencias cognitivas de los contenidos objeto de aprendizaje.

- Adems se seal la repercusin del proceso de integracin de los anlisis cientfico y didctico del que se derivarn los objetivos de aprendizaje, cuya formulacin responder a determinadas capacidades que se espera que los estudiantes alcancen como consecuencia de los aprendizajes realizados.

- Asimismo se subray el valor del contexto de aprendizaje en el que se destac el papel del alumnado y del profesorado, as como el clima de aula.

En este apartado se plantean algunos aspectos metodolgicos de la enseanza y el aprendizaje de las ciencias y de la matemtica en la lnea de considerar su aprendizaje como construccin de conocimientos y no como simple adquisicin de los ya elaborados que fundamentan que nuestra propuesta metodolgica se estructure en secuencias de actividades que faciliten al alumnado dicha construccin, y no como un listado de contenidos transmitidos por el profesorado. De este modo se han planteado como situaciones problemticas, otorgando as un relieve especial a la resolucin de problemas como elemento vertebrador entre la praxis y el logos, a partir de cuyo estudio se hacen explcitos los conocimientos previos y se fomenta la construccin de los nuevos.

15

Por otra parte, dado que dicho enfoque constructivista ha supuesto la superacin de la polmica entre procesos y productos de la ciencia, y se ha sealado la conveniencia de que los contenidos procedimentales constituyan el andamiaje sobre el que construir el aprendizaje de conceptos, nuestra propuesta metodolgica se orienta a integrar ambos tipos de conocimientos.

Se propone planificar las actividades de forma que se den oportunidades a los alumnos para hacer explcitas sus ideas de modo que sean conscientes de ellas y de las de sus compaeros y compaeras. Tambin se les da la oportunidad de diferenciar entre su conocimiento y el propuesto por la ciencia escolar, haciendo explcitas sus conclusiones y elaborando sus propios argumentos para justificarlas. Puesto que algunas de estas ideas son resistentes al cambio, hemos considerado que no es suficiente plantear el conflicto o hecho discrepante, sino que es necesario plantear actividades para introducir nuevas ideas y aplicarlas en diferentes contextos.

Coherentemente con lo dicho hasta aqu, la secuencia de actividades que hemos considerado ms adecuada a nuestro mbito educativo se ilustra en la esquema 4.

EXPLORACIN ORIENTACIN

Despertar el inters y la curiosidad de los estudiantes ESTIMULACIN/ESTRUCTURACIN

Ayudar a los estudiantes a hacer explcito y a clarificar lo que piensan

INDAGACIN INTERVENCIN/REESTRUCTURACIN

Animar a los estudiantes a probar sus ideas: mantenerlas, desarrollarlas o reemplazarlas REESTRUCTURACIN

Ayudar a los estudiantes a reconocer el significado de lo que han percibido y de cmo lo han interpretado. Informarles sobre las ideas clave y sobre los modelos de la ciencia escolar, ensendoles a utilizarlos como fundamento de sus percepciones y de sus explicaciones

APLICACIN Ayudar a los estudiantes a relacionar lo aprendido con otros hechos, situaciones,

acontecimientos y experiencias adquiridas en la vida cotidiana

Esquema 4. Estrategias de instruccin, actividades y secuencia de aprendizaje (Ollerenshaw y Ritchie, 1997)

Exploracin: a partir de un determinado aspecto de la realidad objeto de conocimiento, se fomenta la expresin personal del conocimiento cotidiano para llegar a la sntesis del conocimiento implcito

Indicbamos que los estudiantes aprenden mejor las ciencias y estn ms motivados para hacerlo si lo que se les ensea tiene sentido; es decir, si est relacionado con sus necesidades prximas, sus vivencias y sus experiencias. A este respecto, en las secuencias de enseanza, se parte de una etapa de exploracin en la que se proponen actividades a los estudiantes, tericas o experimentales, para que trabajen sobre cuestiones diseadas a partir de realidades conocidas por ellos. En esta fase, se hace explcito el conocimiento del alumnado sobre el hecho, fenmeno o cambio elegidos para su estudio, para que, mediante el intercambio de ideas, la realizacin de experiencias sencillas o la consulta de datos, elaboren sus discursos explicativos para verificar o refutar determinadas hiptesis, o para justificar observaciones concretas hacia las que se dirige su percepcin.

16

El conocimiento cotidiano cumple un papel fundamental en la interpretacin y en la accin de las personas en contextos de actividad especficos y los nuevos significados se han de construir a partir de los significados con los que nuestros alumnos y alumnas llegan al aula de ciencias y matemticas (Claxton, 1994; Arnay, 1997; Godino, 2002; Pozo, 1999). Consecuentemente hemos diseado las actividades de manera que se da a los estudiantes la oportunidad de trabajar, individual y colectivamente, sobre realidades conocidas, utilizando el lenguaje que espontneamente surja de la interaccin.

En esta fase, es el docente el que ha de introducir el lenguaje de la ciencia escolar cuando el propio discurso explicativo del alumnado lo demande, promoviendo que los estudiantes hablen cientficamente lo que supone, en cierta medida, que participen del lenguaje de la ciencia, observando, describiendo, analizando, argumentando, comunicando (Lemke, 1997); para que pueda tener lugar el proceso de aculturacin (Solomon, 1998) o de enculturacin (Hodson, 1998), proceso que puede considerarse equivalente al de un cambio conceptual progresivo (Duschl y Hamilton, 1998). Indagacin: se fomenta un proceso diversificado, mediante el cual se demanda la sntesis del conocimiento explcito, escolarmente construido

Los trabajos de cognicin situada (Brown, Collins y Duguid, 1989) y los de enfoque ms sociocognitivo (Cobb y Bauersfeld, 1995; Cunningham, 1996; Kelly y Crawford, 1996; Yerrich, Pedersen, Arnason, 1998) plantean que epistemolgicamente los procesos de construccin del conocimiento cotidiano, escolar y cientfico no seran equiparables y trasladables, sin ms, de unos contextos de adquisicin y activacin a otros. Ello significa que los procesos de construccin estaran internamente relacionados y determinados por el sentido que se le otorgue en cada contexto concreto, lo que supone una seria limitacin a las tesis generalistas sobre el conocimiento (Arnay, 1997; Pozo, 1999).

En nuestra propuesta, se fomentan estrategias para profundizar en el conocimiento partiendo del cotidiano y, consecuentemente, se ha diseado de manera que la ciencia escolar se desarrolle por medio de la indagacin (Duschl, 1995, 1997; Jimnez, 1998; Daz y Jimnez, 1999) sobre el entorno inmediato percibido, para ir introduciendo gradualmente el conocimiento deseable desde el punto de vista de la ciencia escolar cuando el propio conocimiento experiencial demande del sistema explicativo causal determinados interrogantes que no podran ser abordados, nica y exclusivamente, por medio de la percepcin analtica inmediata (Claxton, 1994, Arnay, 1997; Pozo y Gmez, 1998).

En la indagacin, se ayuda y anima a los estudiantes a probar sus ideas, mantenerlas, desarrollarlas o reemplazarlas; a reconocer el significado de lo que han percibido y a sistematizar los conocimientos de manera tal que se demanden los modelos que justifican los cambios del sistema. Durante esta etapa se pone especial nfasis en fomentar el aprendizaje de tcnicas y destrezas tiles para la indagacin, de la que surjan interrogantes que demanden un razonamiento justificativo e interpretativo de los mismos mediante el uso de los conceptos y modelos de la ciencia escolar.

Esta fase de reestructuracin es fundamental en el aprendizaje pues es cuando los estudiantes pueden apreciar la utilidad de la ciencia escolar. A este respecto se propone al alumnado el aprendizaje de modelos que no solamente darn significado a los conceptos, sino que adems sern utilizados por los estudiantes para justificar los diferentes hechos y fenmenos presentados, de manera que puedan valorar el conocimiento cientfico y comprender su evolucin (Erduran, 1999).

17

Aplicacin: se fomenta la transferencia de lo aprendido a la explicacin de situaciones nuevas Enlazando con lo anterior, pretendemos que la ciencia escolar constituya un instrumento de

anlisis, reflexin y accin puesto al servicio de quien pasa obligatoriamente diez aos de su vida (educacin primaria y educacin secundaria obligatoria) aprendiendo institucionalmente (Arnay, 1997).

La ciencia tiene dos funciones, la primera, capacitarnos para conocer cosas y, la segunda, capacitarnos para hacer cosas, lo que supone un conocimiento especfico que proporcione una cultura cientfica escolar, sin tantas pretensiones de transmisin de informacin, como ocurre muy comnmente en las aulas de ciencias y matemticas, pero ms til y por tanto ms funcional en la explicacin del propio entorno (Claxton, 1987, 1994; Arnay, 1997).

En esta fase de aplicacin se anima y ayuda a los estudiantes a relacionar lo que han aprendido, con experiencias adquiridas en su vida diaria. Se pone especial atencin en la utilizacin de conceptos y modelos para la elaboracin de relaciones tiles que justifiquen el citado comportamiento y, por transferencia, el de otros casos similares. Esta ltima fase es de especial inters para estudiantes y docente, pues, no slo servir para apreciar la funcionalidad del conocimiento, sino tambin para contrastar y comprobar el aprendizaje.

La mayora de las actividades propuestas se realizan en pequeos grupos, lo que favorece el intercambio y comunicacin entre el alumnado y entre ste y el profesor. De este modo se fomenta el trabajo cooperativo entre iguales y entre iguales y experto, y, en consecuencia, la participacin de ambos en el proceso de aprendizaje. Se fomenta as un clima de aula en el que los estudiantes se sienten tiles, necesarios y protagonistas de lo que se est haciendo, y se valora el papel del docente como ayuda y gua, con lo que se establecen condiciones favorecedoras del desarrollo del proceso de enseanza y aprendizaje. Hemos de sealar, adems, que el trabajo individual del alumnado, enfrentndose al esfuerzo que supone el aprendizaje, es un factor fundamental para la consecucin del mismo.

De manera semejante y para el caso concreto de la estimacin de medidas de magnitudes, se proponen tres fases diferenciadas: a) Fase de exploracin inicial: valorando el conocimiento previo de los estudiantes sobre estimacin y aproximacin, intentando estimular la motivacin por el tema y hacer emerger algunas destrezas que ya poseen los estudiantes o que son susceptibles de poner en juego. b) Fase de desarrollo de nociones y procedimientos: sirven para conceptualizar (con la intervencin y la posterior ayuda del docente) las nociones fundamentales de la estimacin en medida (errores, clculo aproximado, etc.), as como para evidenciar o desarrollar estrategias y procedimientos de estimacin y resolucin matemtica de problemas. c) Fase de consolidacin: se trata de aplicar los conceptos, procedimientos, destrezas y estrategias aprendidas, vinculadas con la estimacin y aproximacin, a situaciones problemticas ms complejas relacionndolas con conocimientos matemticos diversos. (Marn, 1997). TAREA 5. SELECCIN DE ESTRATEGIAS DE EVALUACIN: EVALUACIN DEL APRENDIZAJE Y DEL MTODO.

Conscientes de su valor por la retroalimentacin que supone para el incremento de la calidad de los procesos de aprendizaje de los estudiantes y del plan de accin del profesor se ha de reflexionar y tomar decisiones sobre el qu, cmo y cundo evaluar. Para ello, en primer lugar debemos delimitar los aspectos primordiales del contenido de la evaluacin (Snchez, 1997).

18

Respecto al qu evaluar Aunque son muchos los posibles elementos humanos y contextuales que podran

diferenciarse en torno al profesor, alumnos, recursos, centro, medio fsico, etc. en el diseo y planificacin de las secuencias de enseanza, hay dos aspectos fundamentales e ntimamente relacionados: el aprendizaje de los alumnos y la aplicacin y desarrollo de la secuencia de enseanza en el aula.

En relacin con el aprendizaje de los alumnos, la funcin formativa de la evaluacin hace necesario considerar como contenidos de la misma: la situacin de partida de los alumnos, los progresos en la construccin y el cambio conceptual que llevan a cabo, y los conocimientos (conceptos, procedimientos y actitudes) cientficos adquiridos (Coll et al., 1992). Se requiere que la evaluacin se haga respecto a criterios de aprendizaje (Satterly y Swann, 1988), que debern ser coherentes con la seleccin de objetivos realizada anteriormente.

En relacin con el desarrollo de la secuencia de enseanza en el aula entre los muchos aspectos que podemos valorar, ya que es un proceso en el que interaccionan mltiples factores (ambiente de aula, interaccin profesor-alumno y alumno-alumno, motivacin, actitud ante la asignatura, etc., centraremos nuestra atencin en dos de ellos: las actividades seleccionadas y los materiales de aprendizaje utilizados. Respecto al cmo evaluar

El carcter de la informacin deseada condicionar su recogida, es decir, las actividades e instrumentos que utilicemos. Reviste especial inters el cuaderno del alumno; dado su carcter individual, ser el instrumento que mayor informacin nos dar sobre su implicacin en el proceso de enseanza- aprendizaje. Tambin es posible que necesitemos instrumentos especficos como pruebas escritas sobre contenidos concretos, protocolos de observacin con los que estimemos la progresin o adquisicin de determinados conocimientos del mbito procedimental y actitudinal, cuestionarios de autoevaluacin, entrevistas y el uso de diarios (Giordan, 1982; Latorre y Gonzlez, 1987; Porln, 1987; Porln y Martn, 1991; Caamao y Hueto, 1992)

Sin embargo, por la funcin asignada, es deseable y necesario que las actividades de evaluacin sean las propias de enseanza (trabajos prcticos, puestas en comn, trabajos individuales, etc.) o que se incorporen cuando la situacin lo requiera, por ejemplo, en el caso de los exmenes. Pero, incluso en esta situacin, es fundamental que la evaluacin tenga carcter formativo, por lo que es necesario que los alumnos tengan la posibilidad de reflexionar sobre las respuestas, rehacer el examen, debatir las calificaciones, etc. (Gil et al., 1991). Respecto al cundo evaluar

La intencionalidad de las diferentes fases incluidas en la secuencia de enseanza que hemos definido (exploracin, indagacin, aplicacin) nos indicar el momento adecuado para el contenido de evaluacin seleccionado. As, por ejemplo, el conocimiento previo de los alumnos lo diagnosticaremos en la fase de exploracin; el cambio conceptual y la significatividad del conocimiento aprendido exigirn el contraste entre esta fase y las de indagacin y aplicacin. De igual modo, la evaluacin de actitudes cientficas como el espritu crtico, el respeto por las ideas ajenas, los juicios de valor fundamentados, etc., pueden hacerse en las puestas en comn y debates.

19

Estrategias de evaluacin del aprendizaje. Entre el profesorado la evaluacin, junto a la atencin a la diversidad, es una de las

preocupaciones fundamentales, reconocindosele una acusada influencia en el fracaso escolar del alumnado en el rea de ciencias de la naturaleza y las matemticas.

Empero, en muchas ocasiones, es frecuente entre el profesorado atribuir el fracaso escolar a factores externos centrados en los alumnos: tienen poca base, no atienden, no saben estudiar, no entienden, estn desmotivados, se portan mal, etc. Esto impide o dificulta un anlisis crtico de la situacin general, del proceso de enseanza-aprendizaje en su conjunto, y del sentido y los procedimientos de evaluacin (Jorba y Sanmart, 1997).

Otro aspecto que debemos considerar es que, a pesar de los resultados de las investigaciones y de la existencia de mtodos alternativos de evaluacin, muchos profesores de ciencias seleccionan los mtodos de evaluacin basndose en sus antecedentes como estudiantes y en su conocimiento prctico como profesores (Alonso et al., 1992).

En nuestra propuesta se parte de la hiptesis de que la evaluacin tradicional no potencia el aprendizaje significativo, que s se desarrolla en el aprendizaje por indagacin. De este modo se proponen actividades de evaluacin que son verdaderas actividades de aplicacin mediante las que se pretende comprobar que el alumno es capaz de aplicar el conocimiento aprendido a la interpretacin de los hechos, fenmenos y cambios desde tres niveles de interpretacin:

El macroscpico, por el cual el alumno describe e interpreta el comportamiento del sistema objeto de estudio. En este nivel no se utilizan modelos analgicos.

El microscpico, complementario del macroscpico, mediante el cual se da significado a la descripcin e interpretacin realizadas en el nivel anterior utilizando modelos analgicos.

El simblico, mediante el que el alumno describe e interpreta el comportamiento del sistema objeto de estudio, utilizando el lenguaje de smbolos que caracteriza las ciencias experimentales y las matemticas. Estrategias de evaluacin del mtodo

Por ltimo, es necesario que los profesores reflexionen sobre la relacin existente entre el progreso en el aprendizaje de sus alumnos y la metodologa y recursos utilizados. Para ello es necesario adoptar criterios que nos permitan obtener informacin sobre la adecuacin de actividades y materiales a los objetivos que pretendemos alcanzar con los alumnos (Geli, 2000):

- Criterios adecuados para evaluar las actividades de enseanza, como la motivacin e inters que generan, la complejidad de ejecucin, la participacin de los alumnos, la adecuacin al tiempo previsto, el logro de los objetivos, etc.

- Criterios adecuados para evaluar los materiales de aprendizaje, como la comprensin de la informacin, el nivel de autonoma en el trabajo en equipo, la funcionalidad y rentabilidad de los materiales, la capacidad dinamizadora del trabajo individual o en grupo, etc.

Referencias Bibliogrficas Alonso, M., Gil, D. y Martnez Torregrosa, J. (1992). Los exmenes de fsica en la enseanza por transmisin y en la enseanza por investigacin. Enseanza de las Ciencias, 10 (2), 127-138. Anderson, J.R. (1983). The architecture of cognition. London: Harvard Universty Press.

20

Apple, M.W. y Beane, J.A. (Coords.) (1997). Escuelas democrticas. Madrid, Morata. Arnay, J. (1997). Reflexiones para un debate sobre la construccin del conocimiento en la escuela: hacia una cultura cientfica escolar. En: Rodrigo, M.J. y Arnay, J. (comp.). La construccin del conocimiento escolar. Barcelona: Paids. Bromme, R. (1988). Conocimientos profesionales de los profesores. Enseanza de las Ciencias, 6 (1), 9-29. Brousseau, G. (1986). Fondaments et Mthodes en Didactique des Mathematiques. Recherches en Didactique des Mathmatiques, 7(2) , 33-115. Brown, J.S.; Collins, A.; Duguid, P. (1989). Situated cognition and the culture of learning. Educational Researcher, 18, 32-42. Caamao, A. y Hueto, A. (1992) Orientaciones terico-prcticas para la elaboracin de unidades didcticas. Curso de actualizacin cientfica y didctica. Ciencias de la Naturaleza. Madrid: MEC. Casella, A.; Giuliani, G. (1999). Scientific Tought and Common Sense. 5th International History, Philosophy and Science Teaching Conference & 8th European Physical Society History and Physics Teaching Conference. Como: Pavia. Chevallard, Y. (1985). La transposition didactique. Grenoble: Le Pense sauvage. Chevallard, Y. (1992). Concepts Fondamentaux de la didactique: perspectives aportes par une approche anthropologique. Recherches en Didactique des Mathmatiques, 12(1) 73-112 Chevallard, Y. (1999). Lanalyse des practiques enseignantes en thorie anthropologique du didactique. Reherches en Didacthique des Mathmatiques, 19(2) 221-266 Chevallard, Y.; Bosch, M. y Gascn, J (1997). Estudiar Matemticas: el eslabn perdido entre enseanza y aprendizaje. Barcelona: ICE/Horsori. Claxton, G. (1987). Vivir y aprender. Psicologa del desarrollo y del cambio en la vida cotidiana. Madrid: Alianza Psicologa. Claxton, G. (1994). Educar mentes curiosas. El reto de la ciencia en la escuela. Madrid: Visor. Cleminson, A. (1990). Establishing an epistemological base for science teaching in the light of contemporary notions of the nature of science and how children learn science. Journal of Research in Science Teaching, 27 (5), 429-445. Cobb, P. y Bauersfeld, H. (Eds.) (1995). The emergence of mathematical meaning: Interaction in classroom cultures. Hillsdale, N.Y. L. Erlbaum A.P. Coll, C.; Pozo, J.I.; Sarabia, B.; Valls, E. (1992). Los contenidos en la Reforma. Madrid: Santillana. Couce, A.; Domnguez, J. M.; lvarez, V. (1999). Argumentacin del alumnado de 2 de E.S.O. sobre un problema relacionado con la formacin de sombras. En: Martnez, C. y Garca, S. (eds). La Didctica de las Ciencias. Tendencias actuales. A Corua: Servizo Publicacins da Universidade Cross, R.T. y Price, R.F. (1996). Science Teachers social conscience and the rol of controversial ussues in the teaching of science. Journal of Research in Science Teaching, 33 (3),

21

319-333.

Cunningham, C. (1996). Knowing and teaching about science: Teachers' sociological understanding of science. Paper presented at the annual meeting of NARST. St. Louis. MO. April. Daz, J. y Jimnez, M.P. (1999). Aprender ciencias, hacer ciencias: resolver problemas en clase. Alambique, 20, 9-16. Domnguez, J.M. (2000). Evolucin de las formas de hacer y de pensar sobre un sistema material, en el marco de la Termodinmica y del Modelo de Partculas. Estudio mediante esquemas de accin y de razonamiento. Tesis de Doctorado. Santiago de Compostela: Servicio Publicaciones de la Universidad. Domnguez, J.M.; lvarez, V. (2001). La formacin inicial del profesorado de Fsica y Qumica, de Educacin Secundaria, en la Universidad de Santiago de Compostela. Revista Interuniversitaria de Formacin del Profesorado, 40, 81-96. Domnguez Castieiras, J.M.; Garca-Rodeja Fernndez, E.; Pro Bueno, A. de; Illobre Gonzlez, M.L (2001a). Fundamentos para la planificacin de una propuesta de enseanza en la E.S.O. Cambios en un sistema material. Adaxe. Revista de Estudos e Experiencias Educativas, 17, 311-336. Domnguez Castieiras, J.M.; Garca-Rodeja Fernndez, E.; Pro Bueno, A. de; Illobre Gonzlez, M.L (2001b). Propuesta de enseanza para el estudio de los cambios producidos en un sistema material, desde la termodinmica y el modelo cintico de partculas. Adaxe. Revista de Estudos e Experiencias Educativas, 17, 337-361. Driver, R. (1986). Psicologa cognoscitiva y esquemas conceptuales de los alumnos. Enseanza de las Ciencias, 4(1), 3-15. Driver, R. (1988). Un enfoque constructivista para el desarrollo del currculo en ciencias. Enseanza de las Ciencias, 6 (2), 109-119. Driver, R., Guesne, E. y Tiberghien, A. (1989). Ideas cientficas en la infancia y la adolescencia. Madrid: Morata-MEC. Driver, R., Newton, P. y Osborne, J. (2000). Establishing the norms of scientific argumentation in classrooms. Science Education, 84, 287-312. Duschl, R.A. (1995). Mas all del conocimiento: los desafos epistemolgicos y sociales de la enseanza mediante el cambio conceptual. Enseanza de las Ciencias, 13 (1), 3-14. Duschl, R.A. (1997). Renovar la Enseanza de las Ciencias. Importancia de las teoras y su desarrollo. Madrid: Narcea. Duschl, R.A.; Gitomer, D.H. (1991). Epistemological perspectives on conceptual change: implications for educational practice. Journal of Research in Science Teaching, 28 (9), 839-858. Duschl, R.A.; Hamilton, R.J. (1998). Conceptual change in science and in the learning of science. En: Fraser, B.J. y Tobin, K.G. International handbook of science education. Dordrecht (the Netherlands): Kluwer Academic Publisher. Duval, R. (1993). Smiosis et pense humain. Berna: Peter Lang.

22

Eichinger, D.; Andersson, C.W.; Palincsar, A.S. y David, Y.M. (1991). An illustration of the roles of Content knowledge, Scientific Argument and Social norms in Collaborative Problemsolving. Paper presentado en la conferencia anual de AERA. Chicago. Erduran, S. (1999). Philosophy of Chemistry: An emerging field with implications for Chemistry Education. 5th International History, Philosophy and Science Teaching Conference & 8th European Physical Society History and Physics Teaching Conference. Como: Pavia. Fernndez, A y Rico, L. (1989). Prensa y Matemticas. Madrid. Sntesis. Fishbein, M; Ajzen, I. (1980). Understanding attitudes and predicting social behavior. New Jersey: Prentice Hall. Fourez, G. (1994). La construccin del conocimiento cientfico: filosofa y tica de la ciencia. Madrid: Narcea.

Furi, C. (1996). Las concepciones alternativas del alumnado en ciencias: dos dcadas de investigacin. Resultados y tendencias. Alambique, 7, 7-17. Furi, C., y Vilches, A. (1997). Las actitudes del alumnado hacia las Ciencia y las relaciones Ciencia, Tecnologa y sociedad. En: Del Carmen L. y otros (Eds.), La enseanza y el aprendizaje de las Ciencias de la Naturaleza en la Educacin Secundaria. Barcelona: ICE Universitat de Barcelona, Horsori. Garca de Cajn, S.; Domnguez Castieiras, J.M. y Garca-Rodeja, E. (2001). Argumentacin a partir de un problema autntico sobre la transformacin de la energa elctrica en una resistencia. Hadase. Revista de Estudos e Experiencias Educativas, 17, 165-190.

Garca, J.L. y Rodrguez, C. (1988). Ideas previas, esquemas alternativos, cambio conceptual y trabajo en el aula. Enseanza de las Ciencias, 6 (29), 161-166. Geli, A.M. (2000). La evaluacin de los procesos y de los resultados en la enseanza de las ciencias. En: Perales, F.J y Caal, P. Didtica de las Ciencias Experimentales. Alcoy: MARFIL. Giere, R.N. (1999). Didctica de la ciencia basada en el agente. Roles para la filosofa de la ciencia y las ciencias cognitivas. Enseanza de las Ciencias, n extra, 57. Gil, D., (1986). La metodologa cientfica y la enseanza de las ciencias: Unas relaciones controvertidas. Enseanza de las Ciencias, 4 (2), 111-121. Gil, D; Carrascosa, J; Furi, C; Martnez Torregrosa, J. (1991) La enseanza de las ciencias en la educacin secundaria. Barcelona: ICE/Horsori. Giordn, A. (1982). La Enseanza de las Ciencias. Madrid: Siglo XXI. Giordan, A. (1985). Inters didctico de los errores de los alumnos. Enseanza de las Ciencias, 3 (1), 11-17. Godino, J. D. (2002). Un enfoque ontolgico y semitico de la cognicin matemtica. Recherches en Didactiques des Mathmatiques, 22 (2/3): 237-284. Godino, J. D. y Batanero, C. (1994). Significado institucional y personal de los objetos matemticos. Recherches en Didactique des Mathmatiques, 14 (3): 325-355.

23

Godino, J.D. (2003). Teora de las funciones semiticas. Un enfoque ontolgico-semitico de la cognicin e instruccin matemtica. Departamento de Didctica de la Matemtica. Universidad de Granada.

Gustavo, F. (1987). Pueden interpretarse las preconcepciones a la luz de las teoras del aprendizaje? Enseanza de las Ciencias, 5 (3), 231-234. Halwachs, F. (1983). La fsica del profesor, entre la fsica del fsico y la fsica del alumno. En: Coll, C. (comp.) Pscologa gentica y aprendizajes escolares. Madrid: Siglo XXI. Harlen, W. (1989). Enseanza y aprendizaje de las ciencias. Madrid: Morata-MEC. HEWSON, P.W. (1981). A conceptual change approach to learning science. European Journal of Science Education, 34, pp. 383-396.

Hierrezuelo Moreno, J. y Montero Moreno, A., (1989). La ciencia de los alumnos. Su utilizacin en la didctica de la Fsica y Qumica. Barcelona: LAIA/MEC. Hodson, D. (1994). Hacia un enfoque ms crtico del trabajo de laboratorio. Enseanza de las Ciencias, 12 (3), 299-313. Jimnez, M.P. (1998). Diseo curricular: indagacin y razonamiento con el lenguaje de las ciencias. Enseanza de las Ciencias, 16 (2), 203-216. Jimnez, M.P.; Solano, I.; Marn, N. (1994). Problemas de terminologa en estudios realizados acerca de lo que el alumno sabe sobre ciencias. Enseanza de las Ciencias, 12 (2), 235-245. Jimnez, M.P.y Sanmart, N. (1997). Qu ciencia ensear?: Objetivos y Contenidos en la Educacin Secundaria. En: Del Carmen, L. (coord.). La Enseanza y el Aprendizaje de las Ciencias de la Naturaleza en la Educacin Secundaria. Barcelona: ICE-Horsori. Jorba, J. y Sanmart, N. (1997): La evaluacin como instrumento para mejorar el proceso de aprendizaje de las ciencias. En: Luis del Carmen (coordinador) La enseanza y el aprendizaje de las Ciencias de la Naturaleza en la Educacin Secundaria. Barcelona: ICE de la UBA/Horsori. Kelly, G.J.; Crawford, T. (1996). Students' reasoning about electricity: combining performance assessmente with argumentation analysis. Conferencia anual de AERA. New York. Latorre, A y Gonzlez, R. (1987) El maestro investigador. La investigacin en la Escuela. Barcelona: Editorial Grao. Lemke, J. L. (1997). Aprender a hablar de ciencia: lenguaje, aprendizaje y valores. Barcelona: Paids. Marin, A. (1997). Programacin de unidades didcticas. En: L. Rico (coord.). La Educacin Matemtica en Secundaria. Barcelona. ICE/Horsori. Mellado, V. (1998) El estudio de aula en la formacin continuada del profesorado de ciencias. Alambique, 15, 39-46 Norman, D.A. (1987). Perspectivas de la ciencia cognitiva. Barcelona: Paids. Ollerenshaw, Ch.; Ritchie, R. (1997). Primary Science. Making it work. London: David Fulton Publishers.

Osborne, R. y Freyberg, P. (1991). El aprendizaje de las Ciencias. Implicaciones de la Ciencia

24

de los alumnos. Madrid: Narcea.

Pontecorvo, C. y Girardet, H. (1993). Arguing and reasoning in Understanding Historical Topics. Cognition and Instruction, 11 (3 y 4), 365-395. Pontecorvo, C. y Orsolini, M. (1992). Analizando los discursos de las prcticas alfabetizadoras desde la perspectiva de la teora de la actividad. Infancia y Aprendizaje, 58, 125-141. Porlan, R. y Martn, J. (1991) El diario del profesor. Un recurso para la investigacin en el aula. Coleccin: Investigacin y Enseanza. Sevilla: Diada Editoras. Porln, R. (1987) El diario del profesor. Investigacin en la Escuela. 2, 77-78 Posner, G.J., Strike, K.A., Hewson, P.W.; Gertzog, W.A. (1982). Accomodation of a Scientific Conception: Toward a Theory of Conceptual Change. Science Education, 62 (2), 211-227. Pozo, J.I. (1989). Teoras cognitivas del aprendizaje. Madrid: Morata. Pozo, J.I. (1999). Sobre las relaciones entre el conocimiento cotidiano de los alumnos y el conocimiento cientfico: del cambio conceptual a la integracin jerrquica. Enseanza de las Ciencias, nmero extra, junio, 15-29. Pozo, J.I. y Gmez Crespo, M.A. (1998). Aprender y ensear ciencia. Desde el conocimiento cotidiano al conocimiento cientfico. Madrid: Morata. Pro Bueno, A. de (1998). Se pueden ensear contenidos procedimentales en las clases de ciencias?. Enseanza de las Ciencias, 16 (1), 21-41. Pro Bueno, A. de (2001). Nuevos tiempos, nuevos contenidos de Fsica. Alambique, 29, 53-62 Rivire, A. (1988). La psicologa de Vygotski. Madrid, Visor. Roth, W.M. (1995). Authentic School Science. Knowing and learning in opendinquiry science laboratories. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. Russell, T.L. (1983). Analizing arguments in science classroom discourse: can teachers questions distort scientific authorithy? Journal of Research in Sience Teaching, 20 (1), 27-45. Snchez, G. (1997). Diseo, desarrollo y evaluacin de un programa de formacin sobre la planificacin de unidades didcticas, para el profesorado de ciencias en ejercicio de Educacin Secundaria. Tesis doctoral indita. Murcia: Departamento de Didctica de las Ciencias Experimentales. Universidad de Murcia. Snchez, G.; Valcrcel, M.V. (1993). Diseo de unidades didcticas en el rea de Ciencias Experimentales. Enseanza de las Ciencias, 11 (1), 33-44. Sanmart, N. (2002). Didctica de las ciencias en la educacin secundaria obligatoria. Madrid: Sntesis Educacin. Satterly, D. y Swann, N. (1988). Los exmenes referidos al criterio y al concepto en Ciencias: un nuevo sistema de evaluacin. Enseanza de las Ciencias, 6 (3), 278-284. Shayer, M. y Adey, P. (1986). La Ciencia de Ensear Ciencias. Madrid: Narcea.

25

Solomon, J. (1998). The science curricula of Europe and the notion of scientific culture. En: Roberts, D.A. y stman, L. (Eds.) Problems of meaning in science curriculum. New York: Teachers College Press. UNESCO (2002). Congreso Internacional sobre mujeres en Fsica. Resoluciones. Marzo. Pars (Francia). UNESCO (2003). Mujeres, Ciencia y Tecnologa en Amrica Latina. Diagnstico y estrategias. Octubre. Bariloche (Argentina). Vzquez, A. y Manassero, M.A. (1995). Actitudes relacionadas con la ciencia: una revisin conceptual. Enseanza de las Ciencias, 13 (3), 337-346. Yerrick, R.K.; Pedersen, J.E.; Arnason, J. (1998). "We are just spectators": a case study of science teaching, epistemology, and classroom management. Science Education, 82, 619-648.