Experimentació – Tresor de Recursos

Comunicació

tresorderecursos C. Científica Dimensió Metodològica, Comunicacions, Experimentació, Expresión oral, Fase d'estructuració, Fase Estructuració, Organitzadors gràfics, Projectes 07/30/202010/17/2020

Com s’ha dit anteriorment, el coneixement científic es genera tant al laboratori i en el treball de camp, a partir de la recerca d’evidències, com en els congressos, en els debats i en l’elaboració d’articles. Per comunicar les idees, aquestes s’han d’organitzar, jerarquitzar, relacionar i expressar de manera que d’altres les puguin entendre i discutir. Igualment, la construcció del coneixement científic escolar requereix que els que aprenen facin un procés similar i, per tant, la comunicació és una etapa imprescindible en l’aprenentatge de les ciències.

La comunicació exigeix plantejar-se com respondre a preguntes del tipus:

Què vull dir als altres?

Com els ho diré?

Què és important incloure (dades, arguments, imatges…)?

Quins suports materials necessito per dir-ho?

Per comunicar idees de la ciència l’alumnat ha de diferenciar entre el llenguatge quotidià i el que utilitza la ciència per explicar els fets i els fenòmens del món. Necessita aprendre a traduir un tipus de llenguatge a un altre i a donar significat al vocabulari científic. A més haurà de saber combinar diferents llenguatges: simbòlic, gràfic, oral i escrit. Per exemple, s’utilitzen fletxes per representar les relacions entre els organismes en una cadena tròfica, vectors per representar la força, una espiral helicoidal per l’ADN, un esquema per descriure un muntatge experimental, taules per recollir dades, etc. Aprendre a parlar ciència és, de fet, aprendre a parlar un nou llenguatge.

D’altra banda, és important explicitar quin tipus de text es demana a l’alumnat. Sovint els mestres utilitzem la demanda “explicar” en diversos sentits i, de fet, cadascun exigeix l’elaboració d’un tipus de text diferent. Per exemple:

Demanem explicar

Això comporta

Volem un...

Alguns exemples

Com ho hem fet?

Que l’alumnat ho descrigui

Text descriptiu

Què ha passat?

Relacionar fets entre ells i els canvis que s’observen

Text explicatiu

Per créixer, les plantes necessiten aigua, diòxid de carboni, adobs, llum, oxigen i clorofil·la.

Per què ha passat?

Relacionar fets i teoria

Text justificatiu.

És el que caracteritza més pròpiament una “explicació científica”

Les plantes fabriquen una part dels seus aliments que els serveixen per créixer a partir d’aigua, diòxid de carboni, llum i clorofil·la, en el procés que en diem fotosíntesi.

Per què hem canviat les nostres idees o per què una hipòtesi és millor que una altra?

Convèncer als companys que una opció o punt de vista és més idònia

Text argumentatiu.

Exemple de criteris pactats per comunicar oralment una experimentació

Recursos per a comunicar idees

Per compartir idees és important saber utilitzar els diferents recursos que ofereixen les TIC, tant els relacionats amb la comunicació dels fenòmens observats (simulacions, fotografies, vídeos…). Cliqueu sobre la imatge de l’esquerra per ampliar informació.

Altres recursos per a compartir el propi pensament són els visuals com PowersPoints, viquipèdia, mapes conceptuals i gràfics…), o també els que possibiliten debatre idees (fòrums, blogs, Twitter…). Cliqueu sobre la imatge per ampliar.

Finalment, no hem d’oblidar que també s’han de comunicar i compartir les emocions i els sentiments que ha despertat el procés d’indagació, atès que en la realització d’una activitat no només són importants les idees i els procediments sinó també tot allò que forma part del camp afectiu. La memòria és selectiva i les persones acostumem a recordar les accions realitzades que ens han despertat sentiments forts. Per tant, caldrà ajudar els joves a expressar les seves emocions, per prendre’n consciència i compartir-les amb d’altres, i és un repte per als mestres aconseguir que les experimentades siguin positives envers l’activitat científica.

Com a exemple podem comprovar com Isaac Newton comunicava els seus descobriments d’òptica:

“(…) Al principio del año 1666 (…) me procuré un prisma triangular de cristal, para emprender con él los celebrados fenómenos de colores. Y para ello, una vez ensombrecido mi aposento y hecho un pequeño agujero en la ventana para dejar pasar una cantidad conveniente de luz solar, coloqué mi prisma a la pared de entrada de la luz para que pudiera ser refractada hacia la pared opuesta. Constituyó al principio un entretenimiento muy agradable ver los vivos colores que allí se producían; pero al cabo de un rato me apliqué a considerarlos con más circunspección. Quedé sorprendido al verlos de una forma alargada (…)

Citat per P. Feyerabend, (1975). Contra el Método. Barcelona: Ed. Ariel

Anàlisi de resultats

tresorderecursos C. Científica Dimensió Metodològica, Experimentació, Fase Construcció de Coneixements, Projectes 07/29/202009/19/2022

Teresa Pigrau i Neus Sanmartí

Per analitzar els resultats obtinguts ens hem de preguntar inicialment què ens diuen les dades obtingudes en relació a la pregunta, predicció o hipòtesi plantejada, i si són coherents. En aquest moment del procés de la recerca serà important la conversa en què, al comparar els resultats de cada grup, sorgeixin diferents punts de vista. Quan els nens i nenes exposin les seves idees se’ls haurà d’animar a fonamentar les seves afirmacions en les proves obtingudes tot preguntant: quines regularitats i quines diferències s’observen? Què canvia i què es conserva? Com era a l’inici del procés el sistema –l’objecte, éssers viu, material…- i com és al final? Quines poden ser les causes dels canvis? Quina conseqüència observem a partir de canviar la variable…?, etc.

També són bones preguntes aquelles que conviden a categoritzar les dades identificant classes, variables, accions, propietats… Així, quan s’observa un fenomen, el situem en una classe d’objectes, fets o accions a partir de donar-li un nom (és un mamífer, és un metall), de reconèixer propietats (si té pèl, brilla, és transparent, és insoluble a temperatura ambient), i d’indicar què fem i com canvia (l’hem mesclat i es dissol, l’hem escalfat i es fon…).

Poc a poc, caldrà animar-los a trobar relacions amb altres fets que es recorden i amb coneixements o models teòrics. Es tracta d’ajudar a passar de la descripció del que han fet a l’elaboració de possibles interpretacions (del món de les observacions al món de les idees). Aquestes interpretacions reflectiran diferents models explicatius que caldrà comparar i criticar a la llum de les proves i dels coneixements.

Algunes preguntes que poden afavorir la conversa són:

Com es pot explicar que es doni aquesta regularitat?

Per què va passar això?

Entre els coneixements que ja tenim, quin ens ajuda a poder justificar per què passa?

És aquesta explicació coherent amb les dades recollides?

Quines evidències tenim que donin suport a la nostra idea?

Les proves obtingudes ens fan canviar el nostre model o explicació inicial –o li donen suport-?

Què més necessito conèixer per saber si l'explicació és idònia?

En aquest procés serà important ajudar l’alumnat a distingir entre els arguments que són resultat de l’observació i els que són interpretacions o inferències. Per exemple, observen que una espelma s’apaga i a vegades es diu que és a causa del vent o del fet que la cera no crema bé, afirmacions que en realitat són inferències.

Algunes preguntes per pensar-hi són

Quines afirmacions puc fer que siguin resultat de les observacions fetes?

Quina prova tinc per fer aquesta afirmació?

Aquesta afirmació respon al que hem observat o es refereix al que pensem que en pot ser una causa?

Discretitzar

Imaginar parts o classes quan el que s’observa es percep com a continu. Per exemple, un arc de Sant Martí el veiem format per molts colors i acostumem a senyalar que n’hi ha set; la matèria la veiem continua i per explicar els canvis l’hem d’imaginar formada per partícules; un teixit d’un ésser viu també el veiem continu a ull nu i sabem que està format per cèl.lules, etc.

Aquest procés porta a construir arguments per fonamentar les conclusions que es van exposant. Sovint exigeix passar d’una explicació que relaciona fets de manera causal, a una altra més teòrica que requereix aplicar coneixements, és a dir, justificar. Per exemple, després d’observar com un petit cristall situat en una dissolució sobresaturada augmenta de grandària, uns alumnes responen centrant-se en fets –el cristall mare ha crescut perquè la dissolució s’ha refredat- mentre que d’altres ja exposen un primer model teòric –quan la dissolució es refreda, la ‘pols’ s’enganxa al cristall mare com un imant-. Per arribar a ser capaç de justificar, es necessita imaginar i relacionar diverses escales del model teòric com, per exemple, macro/micro o organisme/òrgans/cèl·lules. També serà important jerarquitzar, trobar què es complementa o què és incompatible, discretitzar, reconèixer discrepàncies, identificar prototipus, establir analogies que possibilitin relacionar una idea nova amb una altra coneguda (és com…, s’assembla a…), inferir o deduir.

Els mestres haurem d’ajudar els nens i nenes a no oblidar-se de la pregunta-predicció-hipòtesi original i a fonamentar els seus arguments en les proves que han recollit i tenen anotades a la seva llibreta, de manera que les conclusions que s’enunciïn es centrin en allò que l’experiment ha demostrat. També s’haurà de promoure que es faci un bon resum al final de la sessió, anotant què s’ha après i què falta encara comprovar o revisar, tot animant a reconèixer els límits de la recerca feta i com es podria continuar. És convenient valorar que el coneixement es va construint al llarg del temps formant xarxes cada vegada més complexes i que, per tant, el final d’un procés concret d’indagació és només un pas en l’aprenentatge del coneixement científic.

Planificació de la recerca

tresorderecursos C. Científica Dimensió Metodològica, Experimentació, Fase Construcció de Coneixements, Planificació, Projectes, Recerca 07/28/202009/19/2022

Teresa Pigrau i Neus Sanmartí

Les prediccions i hipòtesis es poden provar a través de camins diversos, ja sigui a partir d’experiments i tècniques variades que ens possibiliten observar i mesurar directament, ja sigui analitzant dades anteriors (que es poden trobar en fonts documentals diverses), però la primera i més bàsica condició que s’ha de tenir en compte en la planificació del procés de recollida de dades és que el disseny de la recerca s’ha d’ajustar a la predicció o a la hipòtesi a indagar. Per tant , s’ha de dedicar temps a discutir i consensuar com es faran les observacions o la recollida de dades, com es posaran a prova les variables que es consideri necessari tenir en compte, una darrere l’altra, i com s’adaptarà el procediment als instruments i materials que es tenen a l’abast.

Per exemple, no és fàcil trobar el procediment idoni per mesurar el pes de l’aire o si una llavor necessita respirar per germinar, i cal avaluar els avantatges i inconvenients de cada possible mètode. Prendre aquesta decisió requereix temps.

Quan les dades que es recullen provenen de l’observació s’ha de tenir present que la mirada sovint està condicionada per les idees prèvies. En l’exemple de predicció que els nois i noies plantegen és que “en un circuit elèctric, com més bateries hi ha la bombeta sempre farà més llum”, i encara que les bateries estiguin situades en paral·lel diuen que observen que es confirma la seva idea. Com a explicació de la no coherència entre el que veuen realment i aquesta afirmació, manifesten causes degudes al mal funcionament d’alguna part del muntatge (piles gastades, bombeta que no funciona bé, connexions mal fetes...). Per tant serà important ajudar l’alumnat a ser exigent en la comprovació de les dades que obté, per exemple, fent rèpliques o canviant el disseny.

També s’ha de discutir i consensuar el procediment per registrar i processar les dades, les informacions i els resultats que se’n dedueixen. Els estudiants han d'aprendre a utilitzar diferents eines com taules, gràfics i diagrames, tot fent servir recursos TIC sempre que es pugui. Hi ha propietats que a l’escola només les observem qualitativament (el color, l’olor, el gust...). En aquest cas tenim adjectius per registrar les diferents possibilitats i poden utilitzar termes com major/menor, molts/alguns, més ràpid/més lent, etc. Tot i així, en tant sigui possible, caldrà animar l’alumnat a quantificar, mesurant amb instruments idonis, la massa, la longitud, el volum, el temps, la força, la temperatura... També cal tenir present que moltes variables són el resultat de relacionar dues o més magnituds com, per exemple, la densitat (m/V), la concentració (g/l) o la velocitat (e/t).

Quan fem un experiment per investigar algun problema volem obtenir resultats fiables ja que és la condició perquè es puguin deduir conclusions vàlides. És important, per tant, ser conscient dels errors que es poden fer durant un experiment i com poder evitar-los. Alguns depenen de la persona que recull les dades (per exemple, observar en funció de les idees prèvies, no utilitzar correctament i amb la precisió adequada un instrument de mesura, no recollir bé les dades...). En canvi, d’altres són conseqüència de la no adequació de la metodologia de treball que s'utilitza o del mal funcionament d’algun instrument. Normalment, els errors es superen contrastant les dades recollides amb les obtingudes per d’altres companys i fent rèpliques, és a dir, repetint l’experiment.

Experiència sobre l’erosió

tresorderecursos Bones preguntes, C. Científica, Erosió, Experimentació, Fase Construcció de Coneixements, Processos externs de la Terra, Projectes, Sistemes geològics 07/04/202001/17/2022

De què depèn que un riu erosioni més o menys un terreny?

Aquesta pregunta dóna lloc a que es puguin plantejar moltes hipòtesis en funció de diferents variables. A elles, es pot buscar una resposta a partir de simular diferents situacions per mitjà d’una maqueta. Per exemple, algunes de les hipòtesis plantejades per nenes i nens de CS són:

“Si deixem anar més aigua i amb més força aleshores les pedretes que hi ha al terreny faran un recorregut més llarg pel riu”

“Si fem dos rius, un amb moltes corbes(A) i un altre força recte(B) aleshores el riu B arrossegarà més materials que l’A”

“Si dos rius passen per terrenys diferents, un més sorrenc i l’altre més argilós, tot i que amb el mateix pendent i quantitat d’aigua, un s’erosionarà més que l’altre”

“Si deixem anar la mateixa quantitat d’aigua en un riu, però en un cas la tirem molt ràpidament i en un altre poc a poc, l’erosió serà més gran en el primer cas”