La enseñanza de las ciencias y el constructivismo Alejandra García Franco Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico Universidad Nacional Autónoma de México alejandra.garcia@ccadet.unam.mx 2

La crisis de la educación científica Alfabetización científica. El desarrollo de competencias científicas El constructivismo como paradigma en la enseñanza de las ciencias El trabajo por proyectos como una manera de desarrollar competencias científicas.

La educación científica ¿en crisis? Los alumnos cada vez aprenden menos y se interesan menos por lo que aprenden Escasa capacidad de aplicar lo que aprenden a otros contextos Pérdida del sentido del conocimiento científico (utilidad, aplicabilidad, interés, relevancia)

Actitudes y creencias comunes respecto a la naturaleza de la ciencia y su aprendizaje Aprender ciencia consiste en repetir lo que explica el profesor Los experimentos sirven para demostrar y no para investigar El trabajo intelectual es una actividad individual y no un trabajo en equipo y de búsqueda conjunta Los científicos son inteligentes pero raros y viven encerrados en el laboratorio El conocimiento científico está en el origen de todos los descubrimientos tecnológicos El conocimiento científico es siempre neutro y objetivo

Contenidos y formatos tradicionales de la educación científica ¿Volver a lo básico? Contenidos y formatos tradicionales de la educación científica ¿Cuándo nos fuimos? La sociedad a la que se dirige la enseñanza ha cambiado Las demandas formativas de los estudiantes han cambiado El currículo de ciencias apenas ha cambiado Desajuste entre la ciencia que se enseña (formatos, contenidos, metas) y los estudiantes

Enseñar ciencias ¿para qué? Para seleccionar y educar futuros científicos Para preparar ciudadanos responsables Para responder a las necesidades económicas, sociales y a los problemas de degradación ambiental Alfabetización científica

Alfabetización científica Utiliza el conocimiento científico y las formas científicas de pensamiento para propósitos individuales y sociales Reconoce que la ciencia, las matemáticas y la tecnología son empresas humanas interdependientes con fuerzas y debilidades Utiliza su conocimiento y habilidades creativa y sensiblemente para resolver un problema Comprende los conceptos y principios básicos de la ciencia

Alfabetización científica Aprender ciencia Adquirir y desarrollar conocimiento teórico y conceptual Aprender acerca de la ciencia Comprender la naturaleza y los métodos de la ciencia Apreciar su historia y desarrollo Reconocer las interacciones complejas entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente Aprender a hacer ciencia Desarrollar experiencia en la indagación científica y en la resolución de problemas Hodson, D. (1998) Teaching and learning science. Open University Press

¿Cómo conocemos?

Empirismo tradicional La mente como una tabla en blanco que refleja la naturaleza A través de los sentidos obtenemos datos fieles y verdaderos sobre el mundo La validez y confiabilidad de la observación son independientes de las opiniones y expectativas del que observa y pueden ser confirmados por otros observadores

Pero… Interpretamos los datos que obtenemos a partir de los sentidos en términos de nuestro conocimiento previo, nuestras creencias, nuestras expectativas, nuestros intereses La observación no es objetiva y neutral, sino basada en un marco teórico determinado

Pero… Sin un marco conceptual adecuado, las percepciones no tienen sentido; sin un lenguaje observacional adecuado no pueden ser registradas, criticadas y comunicadas “La solubilidad del sulfato de cobre anhidro es de 205 gramos por litro a 20ºC” El conocimiento previo determina las observaciones que los científicos (y los estudiantes de ciencias ) pueden hacer y el significado que les confieren

El modelo empirista: el método científico Generalizaciones, leyes y teorías Inducción Deducción Observación Predicción

El modelo hipotético – deductivo (Popper) La ciencia procede a través de ciclos sucesivos de imaginación y crítica Se produce una hipótesis a partir de un marco teórico existente Se producen conclusiones y se comparan para verificar su consistencia interna Se prueban las conclusiones mediante observación y experimentación Carácter provisional del conocimiento científico

El modelo constructivista (Kuhn) La ciencia no es una empresa puramente objetiva y racional La ciencia es una actividad que ocurre dentro de una comunidad de práctica, que tiene influencias políticas, económicas, morales, etc. La ciencia es una actividad humana, no a prueba de las personas, no es una serie de verdades universales esperando ser descubiertas

El conocimiento científico No es… una colección de hechos, definiciones estrictas y reglas no negociables Es una red de conceptos y relaciones que se sostienen a partir de su habilidad para describir, explicar y predecir una serie de fenómenos observables Los modelos son entidades que se utilizan para predecir, calcular y manipular el ambiente. No buscan la verdad, más bien tienen que ser adecuados para su propósito (correspondencia con la realidad es irrelevante)

Inductivismo (método riguroso, objetivo, neutral) Modelo popperiano (método riguroso, personas con intereses y valores) Modelo constructivista (no existe un método, incorpora el enfoque sociocultural)

El constructivismo Como muchas de las cosas que “se ponen de moda”, el significado del constructivismo muchas veces se encuentra muy alejado de sus orígenes Filosofía Epistemología Psicología

Orígenes del constructivismo Epistemología genética de Piaget Filosofía del no de Bachelard Relativismo filosófico Construcción social del conocimiento de Vygotsky

¿Cómo aprendemos? (psicológica) Procesos de asimilación / acomodación y equilibración Reinterpretación de la información El aprendizaje tiene un carácter dinámico y constructivo (adecuado al contexto)

¿Cómo se genera el conocimiento científico? (epistemológica) Concepción constructivista El conocimiento científico no se extrae de la realidad sino que procede de la mente de los científicos que elaboran modelos y teorías para dar sentido a esa realidad (Pozo y Gómez Crespo, 1989, p. 24) La ciencia es un proceso “socialmente definido” de elaboración de modelos que permiten interpretar la realidad.

El modelo constructivista La ciencia no es una actividad continua, sistemática, y ordenada, sino que más bien procede en fases sucesivas de revolución y consolidación. Una comunidad de práctica se pone de acuerdo en ciertos aspectos teóricos y metodológicos.

El modelo constructivista La ciencia no es una empresa puramente objetiva y racional La ciencia es una actividad que ocurre dentro de una comunidad de práctica, que tiene influencias políticas, económicas, morales, etc. La ciencia es una actividad humana, no a prueba de las personas, no es una serie de verdades universales esperando ser descubiertas

El conocimiento científico No es… una colección de hechos, definiciones estrictas y reglas no negociables Es una red de conceptos y relaciones que se sostienen a partir de su habilidad para describir, explicar y predecir una serie de fenómenos observables Los modelos son entidades que se utilizan para predecir, calcular y manipular el ambiente. No buscan la verdad, más bien tienen que ser adecuados para su propósito (correspondencia con la realidad es irrelevante)

La gente hace ciencia… “La ciencia es hecha por personas y estas personas, como todas, tienen valores, creencias, opiniones e intereses. Quiero mostrar a los estudiantes que estas personas pueden ser amables, sensibles, de buen humor y apasionadas (…) abrir la posibilidad de hacer ciencia de forma diferente” (Hodson, 1998)

Esta visión de ciencia… Da a los estudiantes la capacidad y el compromiso para tomar acciones efectivas en asuntos de relevancia ética, moral y económica. Los que actúan tienen un conocimiento profundo del tema y tienen un interés personal en los problemas

Premisas del constructivismo El sujeto es el constructor del conocimiento El conocimiento se construye con base al conocimiento previo. Sólo cuando el sujeto cuenta con esquemas y procesos de conocimiento puede elaborar nuevo conocimiento. Esto está ligado a esquemas dinámicos de construcción – representación – interpretación.

Premisas del constructivismo La función de la cognición es adaptativa y permite organizar el mundo experiencial, no descubrir una realidad ontológica El relativismo y por tanto el constructivismo, no admiten la verdad por correspondencia, de hecho no tiene sentido en el esquema constructivista.

Enfoques del constructivismo Primer premisa Segunda premisa Constructivismo radical Constructivismo social

Constructivismo radical El constructivismo radical ha tenido importantes repercusiones una de las más importantes es el haber iniciado el análisis del cambio conceptual. Otras, están ligadas a la enseñanza, proponiendo mayor espacio y mejores condiciones para el desarrollo conceptual de los estudiantes.

Constructivismo social El conocimiento es una construcción compartida de la que los sujetos son usuarios En esta visión, el conocimiento no pertenece en sí a un sujeto, es una entidad epistémica que se encuentra en la colectividad y que se transforma por sucesivas interpretaciones.

Qué no es el constructivismo No es una metodología didáctica No es una propuesta curricular No es una teoría de aprendizaje No es el redescubrimiento

El constructivismo y otros paradigmas… (Ernest, 1989) Mente Implicaciones pedagógicas Empirismo tradicional Página blanca / Espejo Transmisión / Recepción del conocimiento Procesamiento de la información Computadora, máquina Conocer es activo. El conocimiento es dado. Constructivismo trivial Computadora “suave” El conocimiento es construido para conocer el mundo. Constructivismo radical Organismo que evoluciona y se adapta El conocimiento es construido para organizar el mundo. Constructivismo social Personas en diálogo El conocimiento es socialmente construido y permite la experiencia compartida de la realidad física. El lenguaje es relevante

Elementos del constructivismo El conocimiento se construye activamente Las interacciones sociales, la colectividad, la cultura y el contexto intervienen en la construcción del conocimiento. El carácter de la cognición y el lenguaje es funcional y adaptativo. El propósito de la cognición es dar coherencia al mundo de la experiencia, tanto individual como colectivamente.

El constructivismo en la enseñanza Identificar las ideas de los estudiantes Los estudiantes son responsables de sus procesos de aprendizaje Proveer oportunidades para que los estudiantes expliciten sus conocimientos, apliquen los modelos construidos, los confronten, los expliquen Proveer oportunidades para que estos conocimientos se transformen y en dado caso cambien

El constructivismo en la enseñanza Apoyar los procesos de reconstrucción de ideas y opiniones El significado de los conceptos es negociado a través del lenguaje Crear un clima de clase en el que sea posible preguntar y exponer las ideas Asegurarse que las preguntas sean expresadas de forma productiva Reflexionar sobre lo aprendido

Competencia científica “La capacidad de emplear el conocimiento científico para identificar preguntas y obtener conclusiones a partir de evidencias, con la finalidad de comprender y ayudar a tomar decisiones acerca del mundo natural y de los cambios que la actividad humana produce en él” (PISA, 2000)

Las competencias en ciencias relacionan 3 tipos de conocimientos: Relacionados con habilidades y procesos valores Relacionados con los modelos científicos (grandes ideas o conceptos) Relacionados con el contexto (o problema concreto)

Competencia científica Conocimientos. Conceptos claves de la ciencia, implican una nueva manera de mirar el mundo. Habilidades. Identificar temas científicos; hacer conclusiones basadas en la evidencia, comunicar conclusiones válidas, aplicar los conocimientos en cierto contexto. Contexto. Temáticas transversales: ciencias de la vida, ciencias de la tierra