Copyright ® 2014 Todos los derechos reservados. Ni la totalidad ni parte de este libro puede reproducirse o transmitirse por ningún procedimiento electrónico o mecánico, incluyendo fotocopia, grabación magnética, o cualquier almacenamiento de información y sistema de recuperación sin permiso escrito de los autores y del editor. En caso de erratas y actualizaciones, la Editorial Tirant lo Blanch publicará la pertinente corrección en la página web www.tirant.com (http://www.tirant.com).
© TIRANT LO BLANCH EDITA: TIRANT LO BLANCH C/ Artes Gráficas, 14 - 46010 - VALENCIA TELFS.: 96/361 00 48 - 50 Fax: 96/369 41 51 Email: tlb@tirant.com http://www.tirant.com Librería Virtual: HTTP://WWW.TIRANT.ES DEPOSITO LEGAL: V-1806-2014 ISBN 978-84-1606-264-5 MAQUETA: Tink Factoria de Color , S.l. Si tiene alguna queja o sugerencia, envíenos un mail a: atencioncliente@tirant.com. En caso de no ser atendida su sugerencia, por favor, lea nuestro Procedimiento de quejas en: www.tirant.net/index.php/empresa/politicas-de-empresa
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
INDEX: T 0. La formació del professorat T 1. La naturalesa del treball científic i els procediments en l’ensenyament de les ciències T 2. Aspectes axiològics en l’ensenyament de les ciències T3. L’aprenentatge dels conceptes científics
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
Didàctica de les ciències. Matèria, Energia i Màquines T 0. La formació del professorat
1. UN PROBLEMA DIDÀCTIC: QUÈ FER EL PRIMER DIA DE CLASSE?
El primer dia de classe pots donar-nos una idea del que ens anem a trobar al llarg del curs o no, depèn de la forma en què s’enfoque. El professor, o professora, d’acord amb la seua personalitat i els seus gustos pot adoptar diferents postures:
Fer un discurs sobre la importància de l’assignatura, etc. En realitat es tracta de discursos que resulten prou repetitius i que, en general, proporcionen una informació que no respon a preguntes que els estudiants s’hagen plantejat (una informació és útil quan respon a qüestions que ú s’ha fet).
Altres vegades, conscients de la ineficàcia d’aquestes introduccions o per manca d’alguna cosa millor a dir, alguns professors entrem a sac en el temari i comencem a explicar, cosa que també planteja problemes, perquè insereix els estudiants de colp en una tasca de la que no s’han fet encara una mínima idea. Doncs…
A.1
Organitzeu-vos en grups i imagineu que formeu un equip de professors que va a fer-se càrrec d’un grup d’alumnes. Quines activitats considereu que convindria fer el primer dia de classe?
Inicialment, en la discussió, els grups de classe solen presentar propostes molt universitàries com ara les següents: Presentació general de l’assignatura, bibliografia, manera d’avaluar o millor, d’examinar. Sols quan es demana que completen les aportacions, sorgeixen propostes més interessants com: Presentació significativa del professor i de l’alumnat. Alguna activitat per a trencar el gel i crear un bon clima. Alguna activitat per a conèixer les expectatives, preocupacions... de l’alumnat. Activitats per a despertar l’interès de l’alumnat. Discussions respecte a la manera com es treballarà a classe. Procedirem seguidament a posar en pràctica les propostes que acabem d’avançar. Una part majoritària d’aquestes ha posat l’accent a conèixer millor l’alumnat i les seues activitats. En molts casos també demanen afavorir el coneixement mutu del professor i dels estudiants. No basta, però, pensar “ara ens presentarem tots”. Això pot traduir-se en que l’avorriment de la presentació del professor quede multiplicat per 40. Així, a partir de les propostes presentades, pot transformar-se la presentació del professor en una activitat que «afavorisca el coneixement mutu del professor i de l’alumnat». A.2
Elaboreu de forma conjunta una presentació per al primer dia de classe (utilitzeu dades reals per tal de començar a conèixer-nos). Escolliu un portaveu de cada grup per a que realitze l’assaig per a la resta de companys. Posteriorment els grups les hauran d’analitzar, comentar i afegir o llevar allò que consideren oportú.
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
3
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
A.3
Els alumnes i el professor intercanvien un “Who is who” (Annex I) com a presentació mútua inicial.
Ara que ja ens coneixem podem organitzar els grups per treballar al llarg del curs. Atenent al poc temps de què disposa aquesta assignatura, interessa facilitar la tasca de correcció i reconeixement dels grups, per a la qual cosa: Us organitzareu en grups de 4 o 5 persones per realitzar els treballs. Una vegada s’hagen estructurat, els grups no seran modificables. Cada grup haurà d’escollir una persona com portaveu per a la relació amb la professora Els treballs que s’envien a la professora hauran de portar una primera pàgina que continga els aspectes que es comenten a l’annex III (avaluació de l’assignatura). Atesa la pressió que genera el poc de temps de què es disposa i la quantitat d’alumnes matriculats, únicament es podran acceptar aquells treballs que segueixen les normes d’identificació que s’indiquen a l’annex III.
2. COM ESTÀ PLANTEJAT L’ENSENYAMENT DE LES CIÈNCIES?
A.4
Tots sabem que, entre els dos i quatre anys, els xiquets tenen una curiositat insaciable i pregunten respecte a tot allò que no tenen clar… què és quasi tot. Barregen la fantasia i la realitat en un repertori infinit de preguntes, amb la finalitat de posar a prova la disponibilitat dels adults i d’aprendre, de conèixer el món que els envolta. Per què fan aquestes preguntes? Per què deixen de fer-les?
Les preguntes que fan els xiquets són una manifestació de la curiositat pel món que els envolta i que estan descobrint. Tots els desconcerta. Però no sols quan comencen a parlar, sinò molt abans: mirar les seues mans, moure-les davant dels seus ulls o portar-se les coses a la boca i tocar tot el que els envolta, són formes de manifestar curiositat.
També els agrada preguntar perquè és una forma d’apropiar-se d’una nova ferramenta: el llenguatge. Per a ells és una cosa nova i volen practicar-la, imiten l’entonació, el ritme, les paraules noves… de vegades ni tan sols esperen contestació i fan una nova pregunta abans de que els responguen l’anterior.
La raó més important, però, és que les respostes que reben a eixes preguntes els permeten ordenar el seu món. Ja hem dit que a eixes edats, es barreja la fantasia i la realitat; les coses inanimades, per a ells, funcionen com les persones i no conceben la casualitat, tot ha de tindre un motiu. Necessiten un intermediari que els explique el món que van coneguent. I de la qualitat dels seus guies dependrà en gran mesura la forma en què el xiquet es relacionarà amb el món la resta de la seua vida.
Si fer preguntes és tan motivador, tan satisfactori i tan important per a ells, per què deixen de fer-les? 4
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
Els alumnes dels primers cursos són curiosos. Els mestres sabem que hi ha una etapa dels “per què…” Hem d’aprofitar eixa curiositat i, si no es manifesta, desenvolupar-la i empentar-la.
Ara bé, durant els primers anys la concentració es perd molt ràpidament. Hem de pensar, doncs, que el temps és or i per tant no podem permetre’ns el luxe de perdre el temps en preguntes mal plantejades: hem d’aprendre a plantejar preguntes.
Altre problema al que ens hem d’enfrontar és que no tots els alumnes tenen les mateixes capacitats a l’hora d’escriure, captar les idees, esquematitzar les respostes i, per tant, poden perdre part de la informació. És important, en conseqüència, donar una informació correctament estructurada.
Hi ha alumnes als que els entusiasma preguntar i participar en classe. Altres, en canvi, no pregunten mai, be siga per timidesa, be per por de fer el ridícul o per motius molt diversos. Els docents hem d’estar atents per tal que tots els alumnes seguisquen el curs de les explicacions, hem d’aprendre a “llegir” en les seues cares, desxifrar les expressions de dubte i evitar en la mesura d’allò possible que “es perden”.
En definitiva, els docents hem d’aprendre a fer preguntes que motiven el seu interés, partir de la realitat que coneixen per anar aprofundint en els continguts,...
És de suposar que, en el procés de pèrdua de curiositat, l’ensenyament ha de tindre alguna cosa a veure, per tant, és interessant que comencem fent-nos la següent pregunta:
A.5
Una vegada analitzats els problemes de l’ensenyament en general, anem a centrar-nos en els problemes que presenta l’ensenyament de les ciències en particular però, abans de fer-ho, se us demana que realitzeu un exercici de memòria: recordeu les vostres vivències en les classes de Ciències Naturals i Física i Química de la vostra etapa com alumnes i doneu tots els adjectius que qualifiquen els sentiments que us provocaven aquestes assignatures.
Es pot demanar als assistents que enumeren adjectius de diferents sentiments que experimentaren o experimenten com alumnes i, entre ells, quins els provocaren les classes de ciències i física i química. S’anotaran a la pissarra tots els que diguen I després es farà una enquesta per veure quin percentatge de persones ha sentit les emocions negatives que s’associen sovint a les matèries de ciències. S’indiquen a continuació, a tall d’exemple, algunes emocions positives i negatives
Negatives
Ira, por tensió, preocupació, ansietat, odi, desesperació, nerviosisme, impotència, frustració, avorriment, aclaparament,…
Positives
Orgull, tranquil·litat, plaer, simpatia, entusiasme, confiança, satisfacció, capacitat, diversió, motivació, interès, curiositat, sorpresa…
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
5
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
A.6
L’anàlisi que acabem de fer de la nostra experiència com alumnes ens permet reflexionar i traslladar al que nosaltres com docents provocarem al nostre alumnat. Determineu els aspectes de l’educació científica rebuda que trobeu criticables i preferiríeu que no continuaren fent-se. Què heu trobat a faltar o a què us agradaria que se li donara més importància?
Després d’arribar a la conclusió que, com alumnes, hem rebut un tipus d’educació de la que, com a mínim, podem dir que és molt millorable, és el moment de començar a pensar quin tipus de mestre de ciències naturals volem ser i com volem donar les classes d’aquesta matèria. L’objectiu d’aquesta assignatura és clarificar com es fan actualment les coses a les aules i pensar com es poden millorar, generant debat i permetent veure les visions deformades de la ciència que tenim els professors, conseqüència de l’ensenyament que hem rebut i que ens fa assumir com “normal” un tipus d’ensenyament i a no pensar que es pot canviar i que hi ha altres formes d’afrontar l’assignatura. El pla de treball, és a dir, el programa que anem a desenvolupar, intentarà mostrar algunes d’aquestes alternatives i ajustar-se a les vostres necessitats formatives. Quines són les necessitats formatives de les que parlem? Les que ens permetran veure qué coneixements i habilitats ha de desenvolupar un professor, que són moltes i molt variades. Què diferència el mestre, el professor, de l’especialista en una matèria determinada? Un especialista és aquell que domina els conceptes i les teories i pot utilitzar-les i posar-les en pràctica. Un mestre no només ha de saber coneixements, sinò que ha de ser capaç de transmetre’ls. El mestre és el que els “tradueix” per fer-los inteligibles i abellidors als altres. Per tindre la capacitat de transmisió necessària per ensenyar calen moltes habilitats, pedagògiques i didàctiques. Per especificar el que ha de saber i saber fer un professor, Shulman (1986) proposà el terme coneixement didàctic del contingut, i el va definir com el coneixement que sorgeix per donar resposta a la pregunta: Quin coneixement és essencial per ensenyar? El coneixement didàctic del contingut és aquell coneixement que desenvolupen els professors per ajudar a altres a aprendre i que es va construint al mateix temps que s’ensenya la matèria. Els professors experimentem tot un ventall d’emocions, influides per multitud de factors. Les primeres experiències d’ensenyament són molt fortes emocionalment i poden generar estratègies conductistes, per tant, es fonamental tindre en compte el component emocional per aprendre a ensenyar ciències i per desenvolupar el coneixement didàctic del contingut.
Coneixement acadèmic bàsic
6
Es transforma i s’integra amb el que aprenem amb la pràctica de l’ensenyament de les ciències i la formació en didàctica
Coneixement didàctic del contingut
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
A.7
Què hem de conèixer, en el sentit més ampli de saber, saber fer i saber ser, els professors de ciències per donar respostes adients a problemes com els anteriors i a uns altres que l’activitat docent pot plantejar-nos?
En definitiva volem aconseguir: (Dades ampliades en Annex II)
Ser crítics: interessats pel coneixement, no per la repetició acrítica
Saber preparar activitats d’aprenentatge
Saber dirigir l’activitat dels alumnes
Saber avaluar el procés d’ensenyament-aprenentatge
Poder implicar-se en activitats d’innovació
Qüestionar el “caràcter natural” del fracàs i adquirir expectatives positives. En particular, qüestionar el determinisme biològic (hi ha alumnes listos i torpes) i el sociològic (no es pot treure res d’aquells alumnes marcats perls mitjans culturalment desfavorits)
Qüestionar la idea que ensenyar és fàcil, qüestió de personalitat, de sentit comú o de oferir la recepta adequada. Prendre consciència d ela importància del treball col·lectiu.
Qüestionar el clima generalitzat de frustració associat a l’activitat docent i, sense ignorar els problemes, ser capaç d’apreciar les satisfaccions que aquesta activitat comporta com una tasca creativa i oberta.
Conèixer la importància de les actituds en l’aprenentatge i la influència que sobre aquestes te el clima d’aula, les expectatives del professor, el seu compromís personal amb el progrés dels alumnes,...
Saber que els coneixements són respostes a preguntes, el que implica plantejar l’aprenentatge a patir de situacions problemàtiques.
3. EN QUÈ CONSISTEIX L’ASSIGNATURA? COM VOLEM PLANTEJAR L’ENSENYAMENT DE LES CIÈNCIES?
A.8
Discutiu el programa de treball a desenvolupar al llarg del curs, que es mostra a continuació.
L’assignatura 33652 “Didàctica de les ciències: matèria, energia i màquines” intenta oferir una metodologia que ajude als mestres a ensenyar ciència de forma reflexiva. Per aconseguir-ho, ofereix els següents continguts:
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
7
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
1. La naturalesa del treball científic i els procediments en l’ensenyament de les ciències 2. Aspectes axiològics en l’ensenyament de les ciències 3. L’aprenentatge dels conceptes científics
L’ordre en que es tractaran els temes és deliberat. Malgrat que habitualment s’identifica les ciències amb els conceptes, nosaltres deixarem aquest tema per al final, ja que, en primària, els aspectes procedimentals i axiològics son mes importants en el procés d’ensenyament-aprenentatge de les ciències. Es comença per la naturalesa del treball científic i pels procediments, perquè permet conèixer les visions dels estudiants sobre la naturalesa de la ciència. Això ens porta a qüestionar l'ensenyament usual dels treballs pràctics i a plantejar aquests com a petites recerques. Encara que aquestes només es puguen realitzar en els últims cursos de la primària, en situacions molt senzilles, pensem que és útil pel seu caràcter motivador, per familiaritzar als estudiants amb el treball científic i perquè alguns dels procediments utilitzats si que s'usen en primària. També s'inclouen jocs, joguines i petites experiències tecnocientífiques, és a dir, exemples de ciència recreativa, també plantejats com a petites recerques, pel seu caràcter motivador i pel seu més que recomanable utilització amb els alumnes de primària. Després es desenvolupen els aspectes axiològics, on es qüestiona les visions dels estudiants sobre les relacions CTSA i se'ls confronta amb les seves actituds negatives cap a la ciència, amb les causes de les mateixes i possibles solucions. A títol d'exemple se'ls proposen exemples d'activitats CTSA com la ciència i els problemes del món, les dones i la ciència, etc., que sempre són considerades molt interessants pels estudiants que les han realitzat. Finalment, el tema de conceptes s'inicia amb un qüestionari d'idees prèvies, la qual cosa resulta provocador per als estudiants, i facilita la introducció d'un tema més complex, el canvi conceptual. Quant als temes de coneixements científics, s'han triat els que pertanyen al camp d’estudi de Primària, com són la matèria, energia i màquines, que permeten als estudiants aprofundir en aquests conceptes que algun dia impartiran, al temps que aprenen la metodologia per al seu ensenyament (Veure annex II: Continguts procedimentals) Al final es mostra com tots aquests aspectes, procediments, actituds i conceptes queden integrats en un únic model d'ensenyament aprenentatge.
Una vegada establerts els temes que composen l’assignatura, el següent pas és determinar com volem treballar en ella, per a la qual cosa ens plantejarem prèviament un parell de preguntes.
A.9
8
Anem a centrar-nos ja en el que estem fent. Estem ací i ara, en aquesta aula concreta... amb quina intenció? Què pretenem de l’assignatura? Què podem obtenir d’ella?
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
Hem de provocar interés pel coneixement, hem d’ensenyar a plantejar preguntes i a donar respostes. Vos prepareu per ésser professionals. El “material” amb el qual aneu a treballar són persones i el seu futur depèn, en gran part, de vosaltres. Tots recordem amb especial intensitat a determinats professors i moltes persones han escollit la seua professió gràcies a un mestre determinat. Si volem ser “eixe mestre” hem de mirar amb projecció de futur, hem d’interessar als nostres alumnes per tal que ells s’interessen pel que fan. No hem d’abocar-los a ser màquines de copiar i pegar, no volem “adiestrar” a persones que memoritzen per després repetir, sinó que volem ajudar a comprendre, idear, empentar,... És possible que a alguns no us agraden especialment, però és una matèria que, segur, independentment de la vostra especialitat, algun dia, haureu d’ensenyar als vostres alumnes i, per això, enguany no anem a fer un treball inútil, sinó a organitzar uns coneixements que, més aviat que tard, haureu de passar a altres. I sobretot, anem a utilitzar-la per aprendre nosaltres una forma més participativa de treballar en els nostres alumnes. En resum, anem a utilitzar aquesta assignatura per aprendre a elaborar preguntes i a oferir i aconseguir respostes enriquidores, amb la intenció de motivar i implicar l’alumnat en el procés d’ensenyamentaprenentatge.
A.10
Gaston Bachelard fou un filòsof francès que escrigué la frase que ve a continuació. Podríeu explicar el seu significat?: "Per a un esperit científic tot coneixement és una resposta a una pregunta. Si no hi ha hagut pregunta no pot haver-hi coneixement científic. (Bachelard, 1985) Ja sabem que fer preguntes és clau per a un mestre, però no totes les preguntes són bones, cal estructurar-les per aconseguir unes respostes adequades que permeten a l’alumnat construir el seu coneixement. Així doncs, feu un llistat amb les característiques que penseu que ha de tenir una pregunta per ser adequada.
D’acord amb Bachelard (1979), si es vol generar “bons” problemes és imprescindible aprendre a preguntar. Però la dificultat des de l’àmbit educatiu sorgeix si pretenem que els estudiants generen bones preguntes, perquè no és fàcil, a més d’habilitat i pràctica calen altres factors, com coneixement mínim del tema, motivació i interès per voler saber més sobre el que ja es coneix. Els professors fem moltes preguntes al llarg del curs. Si pretenem dirigir be els estudiants, hem de preparar molt bé les preguntes. D’altra banda, si volem aconseguir un aprenentatge significatiu, també és necessari tindre molta cura de les respostes. En general, quan els futurs mestres responen a preguntes com l’anterior es decanten per adjectius del tipus: curta, clara, concreta,... Podem afegir que és fonamental aprendre a buscar preguntes que desperten la curiositat i que obliguen a pensar per poder donar una resposta coherent Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
9
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
Sembla que la curiositat actualment està morta, que fins i tot els xiquets dels primers cursos de primària ja ho han vist tot i ho tenen tot, no tenen necessitat i, per tant, no desenvolupen la curiositat, perquè reben més estímuls dels que poden assimilar. És la nostra obligació com a docents despertar eixa curiositat, fer veure als nostres alumnes el món que els envolta amb els ulls oberts.
Altre aspecte molt imporant que hem de tindre en compte és què fem amb la curiositat una vegada la hem aconseguit. Com podem canalitzar-la? Com aconseguim que se transforme en implicació de l’alumnat en el procés d’ensenyament-aprenentatge? Hem de fomentar en l’alumnat respostes que expliquen la seua intenció i no quedar-nos únicament amb un sí o un no. Si aconseguim que fonamenten les seues respostes estarem millorant la competència comunicativa. A més, el fet de facilitar que verbalitzen els seus pensaments, ens permetrà detectar possibles errors de comprensió, perquè els alumnes no pensen en la mateixa clau amb que ho fa el professor, per tant, podem estar parlant de coses diferents i generant errors futurs. A.11
Com anem a treballar?
(Vegeu annex III)
A.12
Com anem a avaluar?
Òbviament, aquest és un aspecte que caldrà consensuar al principi de curs entre cada professor i cada grup. A tall d’exemple, es poden tindre en compte els següents aspectes:
Valorar l’assistència i la participació personal de cada estudiant en les tasques habituals de l’aula i en les activitats realitzades al llarg del curs.
També poden ser tinguts en compte els informes personals i grupals que siguen elaborats per encàrrec del professor i els relatius als possibles que es deriven de la realització d’activitats de laboratori i/o experiències científiques, de lectures i debats, etc. (“portadocuments”).
Igualment, s’hauria de valorar l’exposició dels materials elaborats, així com la participació de tots en la discussió i avaluació posterior d’aquests, les conclusions de la qual podrien ser arreplegades també en informes personals.
Es realitzaran proves escrites en què els estudiants hagen de posar en joc les competències i els coneixements adquirits.
10
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
Referències bibliogràfiques
Bachelard, G. (1979). La formación del espíritu científico, Siglo XXI, México Bachelard. G., (1985). El Nuevo Espíritu Científico. Ed. Nueva Imagen. 2ª Edición, México Gil, D (1991). ¿Qué han de saber y saber hacer los profesores de ciencias? Enseñanza de las Ciencias, 9 (1), 69-77 Hargreaves, A. (1998). En A. Hargreaves, A. Lieberman, M. Fullan y D. Hopkins (eds.), International Handbook of Educational Change (pp. 558-575). Dordrecht: Kluwer A. P. Shulman, L. S. (1986). Those Who Understand: Knowledge Growth in Teaching. Educational Researcher, 15(2), 4-14. Solbes, J. (2009). Dificultades de aprendizaje y cambio conceptual, procedimental y axiológico (II): nuevas perspectivas. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 6 (2), 190-212. http://roderic.uv.es/handle/10550/35013
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
11
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
ANNEX I. WHO IS WHO
Nom i cognoms:_____________________________________________________________ Grup de treball: _____________________________________________________________ Telèfon de contacte: ____________________________
(Foto)
Correu electrònic: Estudis de ciències. Marca la resposta que corresponga: 4t ESO
BATXILLER
Física i Química
SI
NO
Ciències
Biologia
SI
NO
Humanitats
Tecnologia
SI
NO
Lletres
Treballes?
SI
NO
ALTRES
Quantitat d’hores a la setmana
Breu autobiografia (pre) professional (en què expliques, si no tens inconvenient, per què has triat fer aquest grau).
Projectes i expectatives.
Altres comentaris, suggeriments, crítiques, qüestions…
(Si ho necessites, pots escriure darrere i en fulls adjunts). 12
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
ANNEX II. QUÈ HEM DE SABER, SABER FER I SABER SER ELS PROFESSORS DE CIÈNCIES? (A.7)
Shulman (1986) defineix el coneixement pedagògic del contingut com el coneixement que sorgeix per donar resposta a la pregunta : Quin coneixement és essencial per ensenyar? El coneixement pedagògic del contingut és aquell coneixement que desenvolupen els professors per ajudar a altres a aprendre i que es va construint al mateix temps que s’ensenya la matèria.
el conocimiento de la disciplina, referido tanto a los contenidos como a la organización de los mismos que posee el profesor; lo que incluye conocer además la historia de las ciencias; las metodologías que los científicos utilizan para resolver los problemas y construir conocimientos; las interacciones CTS; los desarrollos científicos recientes y sus perspectivas; así como la capacidad de seleccionar y secuenciar los contenidos didácticos adecuados.
el conocimiento pedagógico, referido a la gestión de aula, los principios instruccionales, los objetivos educativos, etc. Aquí incluiríamos la utilización de las TIC, no consideradas por Shulman por las fechas en que desarrolló el modelo.
el conocimiento didáctico del contenido, es decir, las formas de presentar y formular la materia de forma que la haga comprensible, que pueden provenir de la investigación o de su propia práctica reflexiva. Incluye estos 5 aspectos: o orientaciones hacia la enseñanza de las ciencias, que hace referencia al conocimiento más general para enseñar, a la visión y propósito de la enseñanza de la ciencia o conocimiento sobre el currículo de ciencias, entendido como la programación de la materia que se ha de enseñar y la variedad de materiales disponibles para su enseñanza, así como las características que permiten determinar qué programar y qué aspectos trabajar o no en cada circunstancia particular. o conocimiento sobre estrategias de instrucción para enseñar ciencia referido a estrategias de cambio conceptual, enseñanza orientada en base a preguntas o estrategias para ayudar a entender un concepto determinado. o conocimiento sobre los estudiantes de ciencias que implica conocer lo que sabe un estudiante sobre un concepto, las posibles concepciones alternativas y los aspectos que le pueden crear dificultades, así como motivación, estilo de aprendizaje, intereses o niveles de desarrollo de los estudiantes. o conocimiento sobre evaluación en ciencias, que supone saber qué es importante evaluar y conocer los métodos por los que el aprendizaje puede ser evaluado, para lo que se necesita conocer los instrumentos y actividades específicas.
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
13
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
ANNEX III. COM ANEM A TREBALLAR? (A.11)
1. Atenció a la formació docent prèvia. Una de les primeres tasques que es plantegen és mostrar als futurs professors fins a quin punt l’ensenyament usual els ha impregnat profundament, al llarg dels molts anys en què han sigut alumnes i han seguit les actuacions dels seus professors. 2. Vivència de propostes didàctiques basades en models constructivistes d’ensenyament i aprenentatge de les ciències. La importància de la formació docent ambiental resideix, d’una banda, en el seu caràcter reiterat, i, d’una altra, en la seua naturalesa d’exemple viu, real, molt més eficaç que qualsevol explicació. S’entén així que, en absència d’alternatives, els professors i professores facen ús del que van adquirir d’aquest amanera. Això obliga que les propostes de renovació siguen també viscudes, vistes en acte: només així resulta possible que aquestes propostes tinguen efectivitat i que els futurs professors trenquen amb la visió unilateral de la docència rebuda fins al moment. De fet, el plantejament d’una formació docent com a canvi didàctic exigeix no sols mostrar les insuficiències de la formació ambiental rebuda, sinó oferir, al mateix temps, alternatives realment viables. 3. Entrenament a la reflexió didàctica explícita. L’atenció crítica al que es viu en la classe, els suggeriments, les conjectures, fins i tot les preguntes sense respostes, constitueixen reflexions didàctiques que poden convertir-se en una forma extraordinàriament eficaç d’enriquiment professional. Precisament, una de les característiques fonamentals del bon professor, junt amb l’entusiasme pel treball, l’interès pels alumnes o la implicació en tasques d’investigació/acció, és l’esforç per aprofitar el que ocorre en la classe i convertir-ho en objecte de reflexió. 4. Treball en equip. Insistir en la importància d’aquest i, encara més, en el cas de futurs docents, podria parèixer innecessari de tan obvi com és. No obstant això, és necessari insistir-hi perquè la tradició del nostre sistema educatiu és una altra: acostar el professorat, fins i tot institucionalment, a una tasca individual, aïllada, amb horaris que fan pràcticament impossible les visites mútues, la retroalimentació procedent d’altres companys, etc. Tota la investigació educativa sobre la qüestió ha posat en evidència aquesta necessitat d’un treball docent col·lectiu. 5. Pràctiques de microensenyament. Una de les activitats que s’ha mostrat més fructífera per a una adequada formació i perfeccionament docents són les pràctiques de microensenyament. Consisteixen en la constitució d’equips de professors els membres dels quals, rotatòriament, actuen davant dels restants membres de l’equip i, a continuació, procedeixen a discutir les intervencions i a proporcionar retroalimentació. 6. Iniciació a la formació permanent i la investigació didàctica. Cal que el futur professor prenga consciència, durant el període de la seua formació inicial, de la necessitat d’aquesta formació permanent i, sobretot, de les possibilitats que obri amb vistes a convertir la docència en una tasca oberta, plena d’interès per a ella mateixa, sense la qual cosa tampoc podria generar una actitud positiva en l’alumnat. Per això és interessant donar a conèixer a l’alumnat aquelles experiències docents especialment noves o interessants, d’acord amb els resultats i l’opinió de la comunitat educativa. Finalment, és necessari un esforç particular per a introduir els futurs mestres en la investigació didàctica, en la doble direcció d’aproximar-los a la necessària utilització de la investigació que ja hi ha, que els permeta beneficiar-se de l’aspecte acumulatiu del treball científic i fer possible la seua implicació en aquesta investigació. 14
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
T1. LA NATURALESA DEL TREBALL CIENTÍFIC I ELS PROCEDIMENTS EN L'ENSENYAMENT DE LES CIÈNCIES
Aquest capítol s'inicia mostrant les característiques habituals de l’ensenyament de la ciència així com algunes idees alternatives que genera en els estudiants sobre la naturalesa de la ciència i, en particular, sobre la investigació científica. A continuació es mostra el desenvolupament històric de la forma de treball en ciències i com desembocà en un mètode d’investigació que es segueix actualment amb algunes variacions. La forma d’investigació en les ciències ens ofereix un exemple de forma de treball, que podem utilitzar per qüestionar la forma habitual en que es presenta l’ensenyament i fer ús d’algunes característiques del treball científic per millorar-lo. Seguint aquesta línia de pensament, veurem com les pràctiques de laboratori usuals apareixen com "receptes" i ens plantejarem com transformar-les en investigacions. Després es presenten experiències o joguines científics elementals. Tant les pràctiques com les petites experiències contribueixen a millorar les concepcions epistemològiques dels futurs professors i al coneixement dels procediments de l'ensenyament de les ciències en Educació Primària, que s'aborden a continuació. Finalment es planteja com transformar aquests continguts procedimentals des d'una perspectiva constructivista. Desenvoluparem el capítol amb el següent fil conductor:
1. Algunes característiques de l’ensenyament de ciències 2. Aproximació al treball dels científics 3. Les pràctiques de laboratori com investigacions 4. Indagant amb experiències científiques elementals 5. Els procediments en Coneixement del Medi Natural 6. La transformació dels procediments des d'un punt de vista constructivista
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
15
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
1. ALGUNES CARACTERÍSTIQUES DE L’ENSENYAMENT DE CIÈNCIES
A.1 A partir de les aportacions realitzades per tots els grups, feu un dibuix d'una situació que represente una investigació científica. A.2 Quines visions de la ciència tenim els professors, apareixen en els llibres de text i en els mitjans de comunicació Possiblement les activitats anteriors ens han ofert una imatge de la ciència pobra, que no incita a seguirla i que està potenciant el propi ensenyament, en forma de concepcions com les que comentem a continuació:
Visions de la ciència que tenim i transmetem els professors
• Concepció individualista i elitista: Els coneixements apareixen com obra de genis aïllats, ignorant el paper del treball col·lectiu, dels intercanvis entre equips... Com contribueix a aquesta visió l’educació científica? Es deixa creure que els resultats obtinguts per un sol científic o equip pot ser suficient per verificar o falsar una hipòtesi o, fins i tot, tota una teoria. Es considera el treball científic com un domini reservat a minories especialment dotades, transmetent així expectatives negatives cap a la majoria d’alumnes, amb clares discriminacions de tipus social i sexual. La ciència és presentada com una activitat eminentment "masculina". La imatge individualista i elitista del científic es tradueix en iconografies que representen a l'home de bata blanca en el seu inaccessible laboratori, replet d'estranys instruments.. a més, associa el treball científic, quasi exclusivament, amb el treball al laboratori, lloc on el científic experimenta i observa a la recerca del feliç "descobriment. Tampoc s’intenta mostrar el caràcter humà de la ciència, amb les seues confusions i errors, com els dels propis alumnes. Per exemple, en la llarga història de l’elaboració i síntesis del XeF4 moriren, per error o desconeixement, dos dels científics que participaven en la recerca.
• 16
Imatge empiricoinductivista i ateòrica:
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
Possiblement aquesta siga una de les deformacions més assenyalades a la literatura: la concepció que la ciència observa i experimenta de forma “neutra”, sense idees apriorístiques, sense desenvolupar cap hipòtesi, Ressalta el paper de l'observació i de l'experimentació "neutres”, oblidant el paper essencial de les hipòtesis, focalitzadores de la recerca, i dels cossos coherents de coneixements (teories) disponibles, que orienten tot el procés. D’altra banda, malgrat la importància donada (verbalment) a l'observació i experimentació, en general l'ensenyament es basa únicament en el llibre de text, en una actitud de simple transmissió de coneixements, sense a penes treball experimental real al mateix temps que es sacralitza un treball experimental al que mai es té accés real. •
Una visió rígida, exacta, infal·lible: El “Mètode Científic” es presenta de forma simplista com un conjunt d'etapes a seguir correlativa i mecànicament, ressaltant allò que suposa tractament quantitatiu, control rigorós, etc. i oblidant, o fins i tot, rebutjant, tot el que significa dubte, obstacle, invenció, creativitat
•
Visió aproblemàtica i ahistòrica: Tota construcció de coneixements s’inicia en problemes que pretenien resoldre i d’una evolució històrica que transmet eixos problemes i les solucions aportades. Transmetre un concepte sense incidir en eixos aspectes condueix a presentacions arbitràries en les construccions científiques. Es perd així de vista que “Tot coneixement és la resposta a una qüestió” (Bachelard, 1938). Visió aproblemàtica: El fet de transmetre coneixements ja elaborats, condueix molt sovint a no mostrar els problemes originaris, els interessos en joc … Coneixement ahistòric: S'amaga la constant persecució patida per la ciència quan no se sotmet als dogmes i interessos dels poderosos: La prohibició, per exemple, d'utilitzar cadàvers per a l'estudi de l'anatomia. La condemna de Franklin per oposar-se a la “còlera divina” amb el seu parallamps. El boicot en ple segle XX a les recerques de Rachel Carson sobre els efectes perniciosos del DDT. Sense l'ajuda de ciutadans alfabetitzats científicament, la prohibició del DDT haguera tardat molt més a produir-se, amb efectes encara més devastadors.
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
17
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
•
Visió exclusivament analítica de la ciència: Amb tendència a oblidar-se de la síntesi de coneixements per avançar en una explicació general dels fenòmens naturals. Així, no es presta atenció als processos d'unificació (apassionants revolucions científiques): Com la síntesi Cel-Terra. O la Teoria de l'Evolució… també condemnada. O l'enfonsament del “vitalisme”, trencant la barrera que separava el món orgànic i l'inorgànic.
•
Visió acumulativa, de creixement lineal, dels coneixements científics: Es presenta el desenvolupament científic com fruit d'un creixement lineal, purament acumulatiu, ignorant les crisis i les remodelacions profundes com les que hem comentat al punt anterior i altres (l'heliocentrisme, l'evolucionisme, la física quàntica..), que contradiuen una visió purament acumulativa, de creixement lineal dels coneixements científics.
A.3
Tenint en compte tot el que acabeu de veure, enumereu tots els aspectes que considereu que s’haurien de potenciar en el treball dels estudiants per tal d’evitar les visions distorsionades i empobrides de l’activitat científica
Com hem vist, la societat té una imatge distorsionada de la ciència i la forma en que es construeix el coneixement científic. En moltes ocasions som els propis docents qui transmetem aquesta imatge en oferir els continguts científics sense cap tipus de reflexió, com productes ja acabats, que no ofereixen cap possibilitat de discussió. La superació d’aquesta visió empobrida suposa un repte per al professorat, que haurà d’orientar al seu alumnat cap a la consecució d’una alfabetització científica que els convertisca en ciutadans preparats per a la societat en la que hauran de viure. Per aconseguir aquesta alfabetització no podem deixar de recordar la importància de potenciar, entre d’altres, els següents aspectes: • La discussió del possible interès de les situacions proposades que done sentit a l’estudi • L’estudi qualitatiu, significatiu, de les situacions problemàtiques abordades • La invenció de conceptes i l’emissió d’hipòtesis fonamentades • La presa de decisions • L’elaboració i posada en pràctica d’estratègies de resolució • L’anàlisi i comunicació de resultats • La consideració de possibles perspectives, tant positives com negatives, amb atenció a les repercussions dels coneixements científics i tecnològics Una vegada establertes les visions empobrides i deficients que tenim del que és el treball científic, considerarem la possibilitat de millorar la metodologia de treball, fomentant un treball més enriquidor. Com podem fer-ho? Convertint a l’alumnat en protagonista del seu procés d’ensenyamentaprenentatge, utilitzant una metodologia participativa, com veurem a continuació.
18
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
Editorial Tirant lo Blanch S.L.
DP: V-1806-2014
ISBN: 978-84-1606-263-8
2.
APROXIMACIÓ AL TREBALL DELS CIENTÍFICS
En el coneixement científic conflueixen la tradició matemàtica, les tradicions tècniques de l’agricultura, indústria o navegació i els coneixements pràctics, com els de la botànica o la medicina. Curiosament fou la filosofia la que generà els embrions de la ciència, en plantejar-se qüestions com l’origen de la vida o de l’univers. Amb el pas del temps aglutinà tots aquests sabers i els donà forma, fins que es donaren les condicions adequades per al seu naixement com a ciències. Aquestes condicions socials, històriques i culturals apropiades es donaren a Europa entre els segles XVI i XVIII, en que es generà una forma revolucionaria d’obtindre coneixements, basada en el llenguatge matemàtic i els experiments.
Per estudiar el moviment dels cossos, Galileu observava i prenia mesures però, a més dissenyava experiments per posar a prova les seues hipòtesis. Així, el seu mètode era alhora empíric i matemàtic. A.4
Atenent a la vostra experiència com alumnes i els diversos contactes que heu tingut amb les matèries científiques, tracteu d’enumerar els aspectes que podrien ser considerats fonamentals per caracteritzar el que es coneix com a mètode científic. És a dir, enumereu les distintes activitats que formen part de la metodologia científica i que es porten a terme, també, quan s’ensenya ciència.
A.5.
Doneu una opinió fonamentada de qual pot considerar-se la primera etapa d'una investigació científica.
A.6
Expliqueu el que enteneu sobre el concepte d’hipòtesi científica, tot assenyalant les seues característiques essencials. Poseu un exemple pràctic de qualsevol tema de ciències naturals.
A.7.
Enumereu els requisits fonamentals d'un experiment científic.
A.8.
Exposeu algunes de les tècniques que considereu adequades para la interpretació dels resultats d'un experiment
A.9
Expliqueu amb les vostres paraules els conceptes de llei i teoria científica. Per què penseu que es confonen? Feu una síntesi de la lectura de l’annex I i expliqueu d’on ve, històricament, la confusió entre tots dos conceptes.
A.10
Assenyaleu les semblances i diferències essencials entre la forma d'abordar els problemes en la vida quotidiana i un abordament científic. Elaboreu, a manera de síntesi del que hem vist fins aquí, un diagrama d'un cicle d'investigació. (veure Annex III)
A.11.
El mètode científic és la forma particular de treballar de l’investigador, que permet transformar la seua activitat en una pràctica científica. Consisteix en desenvolupar una sèrie de passos essencials, encara que no d’una forma seqüencial:
Plantejament del problema a estudiar, formulació de preguntes susceptibles de tenir una resposta contrastable, consideració de les idees prèvies que tenim sobre el problema, recerca bibliogràfica...
Proposta d’hipòtesis o explicacions provisionals que donen explicació al fenomen. Per considerar-se acceptables, han de ser congruents amb els fets observats, senzilles i han de poder posar-se a prova.
Didàctica de les ciències: Matèria, Energia i Màquines. Jordi Solbes Matarredona; M. Consuelo Domínguez Sales; Manel Traver Ribes.
19
Editorial Tirant lo Blanch S.L.