Dimensión conceptual

Dimensión conceptual

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¿Qué queremos decir con modelo teórico?
Rúbrica para evaluar la dimensión conceptual

Modelo para intrepretar sistemas vivos

Biología. Los seres vivos, su estructura, funcionamiento y evolución

Modelo para interpretar sistemas materiales

Química. Composición, estructura y propiedades de la materia y de sus cambios

Modelo para interpretar sistemas geológicos

Geologia. La Tierra, su historia y los procesos que le han dado forma

Modelo para interpretar sistemas físicos

Física. Comportamiento de los objetos y la energía, a partir de las interacciones de las partículas en el tiempo y en el espacio

 Rúbrica de la dimensión conceptual de la competencia científica

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 Rúbrica de la dimensión conceptual de la competencia científica

Neus Sanmartí. Teresa Pigrau

Resolución de problemas y toma de decisiones de actuación responsable, fundamentadas en el conocimiento científico, a nivel personal, social y global

Capacidades

Criterios de reflexión
 
Criterios de resultados
Nivel Experto

(excelente, bien desarrollado)

Nivel Avanzado

(notable, bastante bien, en proceso)

Nivel Aprendiz

(està empezando, regular…)

Nivel Novel

(con ayuda puede realizar las tareas)

Actuar para favorecer un estilo de vida saludable

Muestra predisposición personal para planificar y tomar medidas a favor de la salud (la condición física, mental y emocional, en la alimentación, la sexualidad, la no drogadicción…) y demuestra conciencia de las consecuencias de los comportamientos individuales y colectivos

Argumenta propuestas de actuación teniendo en cuenta el conocimiento científico aprendido, para alcanzar bienestar físico, mental, emocional, social y sexual

Actuar para promover un uso sostenible de los recursos del medio

Mostrar predisposición personal para planificar y tomar medidas a favor de un uso responsable de los recursos naturales y de materiales, objetos, utensilios…, obtenidos a partir de la actividad humana y demuestra conciencia de las consecuencias de las acciones individuales y colectivas a nivel local y global

Argumenta propuestas de actuación teniendo en cuenta el conocimiento científico aprendido y principios como equidad, incertidumbre, precaución, cultura del tiempo lento …, reconociendo que los cambios tecnológicos no son incompatibles con una actuación sostenible en el medio

Actuar haciendo un uso responsable de los avances científicos y los recursos tecnológicos

Muestra predisposición personal para planificar y aplicar soluciones tecnológicas y toma medidas para hacer un uso responsable y con seguridad de los avances científicos y los recursos tecnológicos

Argumenta propuestas de actuación teniendo en cuenta el conocimiento científico aprendido para contribuir a la seguridad personal y la de los demás y la mejora de las condiciones de vida y de trabajo

Gestiona los recursos que ofrecen las TIC teniendo en cuenta su idoneidad y las normas de seguridad, y valora la necesidad de controlar el tiempo destinado a su uso y su poder de adicción

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Secuenciación a lo largo de la escolaridad básica

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Secuenciación a lo largo de la escolaridad básica
Modelo para explicar e interpretar sistemas geológicos

Conxita Márquez. Teresa Pigrau. Neus Sanmartí

En relación al modelo en los distintos ciclos se profundiza en:

1r estadio
Observar el cielo

Los alumnos aprenden a observar el cielo: la Luna, que se ve de día y de noche y que cambia de forma lentamente día a día; las estrellas que se ven por la noche, son muchas y unas brillan más que las otras; y el Sol que se ve de día, nos proporciona calor y no lo podemos mirar directamente.

Comparar rocas

En cuanto a las rocas observan que sus fragmentos pueden tener colores, tamaños y formas diferentes, y se puede actuar sobre ellas a partir de modelar (arcilla), romper si son frágiles (mica, sal) o rayar (yeso), y se pueden utilizar para diferentes usos, como para dibujar (grafito), construir edificios, etc.

2º estadio
Día y noche. Luz y sombras.

Además de profundizar en lo que pueden haber trabajado en la Educación Infantil comprueban, observando el cielo, que por la noche la Luna y las estrellas se mueven lentamente y que la Luna cada 4 semanas vuelve a tener la misma forma. También que hay muchas estrellas y son diferentes en brillo y color. Y que el Sol, que es la estrella más cercana y que no siempre sale desde el mismo lugar, lo vemos como si cambiara de posición a lo largo del día, lo que da lugar a sombras de diferente longitud. Relacionan la posición del Sol con las diferentes partes del día y pueden empezar a representar la posición relativa entre el Sol, la Tierra y la Luna, y diferenciar entre los astros que producen luz y aquellos que la reflejan. ​

¿Cómo era antes? ¿Cómo es ahora?

En cuanto a los cambios geológicos, distinguen entre un relieve plano, un valle, una montaña..., y saben que estos relieves también se dan en el fondo del mar. Distinguen entre cómo era antes del cambio y cómo es ahora en fenómenos geológicos cercanos que pueden observar, como por ejemplo, cuando hay una inundación en el patio, una riada, un terremoto... y se empiezan a preguntar sobre posibles agentes que hacen que el impacto sea mayor o menor. ​

¿Cómo puede ser la Tierra por dentro?

También se empiezan a imaginar como puede ser la Tierra por dentro y cómo es posible que salga agua de una fuente. ​

3r estadio
Comprender la rotación. Practicar la orientación.

Son capaces de explicar el día y la noche por la rotación de la Tierra alrededor de su eje (cada 24 horas). Sabemos que el Sol es también una estrella, que produce luz y que la vemos más grande porque está cerca de la Tierra, pero que es más pequeña que otras estrellas. Los telescopios nos permiten ver astros muy lejanos ya que aumenta su apariencia. El movimiento del Sol nos posibilita orientarnos en el espacio, diferenciando entre el Norte y el Sur y el Este y el Oeste. También nos podemos orientar utilizando una brújula y, en nuestro hemisferio, localizando el Norte por la estrella Polar, o observando las sombras debidas al Sol.

¿Por qué ha cambiado?

También se aprende que la superficie de la Tierra cambia debido en parte a agentes externos, como el viento, las corrientes de agua, el hielo, las olas, los seres vivos..., ya que rompen los materiales, los arrastran y los depositan en lugares distintos de los iniciales formando las rocas sedimentarias. Estos cambios pueden ser repentinos (una riada) o muy lentos (erosión de una montaña), y pueden tener diferentes impactos en el medio. En especial el agua tiene un papel importante en el modelado del paisaje en las diferentes fases de su ciclo y el Sol es la principal fuente de energía que hace que se produzcan estos cambios.

¿Cómo se ha formado el suelo?

Por otra parte, aprenden que el suelo está constituido de rocas meteorizadas (desmenuzadas), de restos de plantas y de animales y también contiene animales vivos.

Comparar minerales

A este nivel se trabajan los minerales -sustancias puras sólidas cristalizadas-, identificando especialmente el color de su raya, la dureza y la forma del cristal, propiedades que condicionan sus usos.

4º estadio
El sistema solar

Serán capaces de describir la estructura del Sistema Solar y los movimientos de los astros que lo conforman, y de explicar los eclipses y las estaciones por estos movimientos. Con el telescopio pueden observar que además de la Tierra hay otros planetas que tienen satélites (como Júpiter), los cráteres de la Luna y las manchas del Sol.

El origen de la Tierra

También aprenden sobre el origen y la historia de la Tierra, y observando los fósiles toman conciencia de los cambios en la Tierra y de la magnitud del tiempo geológico.

¿Cómo se relacionan la estructura interna de la Tierra, la hidrosfera y la biosfera?

Aprenden sobre la estructura interna de la Tierra, y que la capa más superficial contiene mucha agua (la hidrosfera) y es el lugar donde viven los seres vivos (la biosfera). Al explicar cómo se producen los volcanes y los terremotos habrá que hacer una primera aproximación a cómo es la corteza de la Tierra y cómo se mueven las placas que la forman. También a que lo que genera estos cambios es la energía interna de la Tierra en forma de calor. El magma de una erupción volcánica puede enfriarse en el interior o en el exterior de la Tierra, dando lugar a diferentes tipos de rocas ígneas. Estas rocas y las sedimentarias, sometidas a cambios de presión y temperatura, se transforman en rocas metamórficas. Todos estos cambios constituyen el ciclo de las rocas en el que la cantidad de material es la misma (se conserva).

Final de primaria

Visión sistémica de la ciencia escolar

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Dimensión conceptual

Teresa Pigrau. Neus Sanmartí

Tradicionalmente los currículos de ciencias se organizan desde una visión atomística, en la que se estudian las diferentes partes de un sistema de manera aislada, mientras que la visión sistémica conlleva estudiar una realidad desde su complejidad a partir de analizar las interacciones entre las partes.

En la figura siguiente se muestra una manera de concretar la visión sistémica en la ciencia escolar, a partir de la cual afrontar el estudio de los cuatro modelos teóricos básicos -para interpretar los sistemas físicos, para interpretar los sistemas materiales, para interpretar los sistemas vivos y para interpretar los sistemas geológicos-.

Ejemplo

No es lo mismo plantear un currículo para saber sobre los diferentes órganos del cuerpo humano, que diseñarlo para responder a preguntas del tipo "¿De qué le sirve el corazón a la mano".

En esta figura se recogen ideas-clave y comunes que están en la base de la construcción de estos modelos teóricos. Estas ideas son:

Límites arbitrarios

Se puede especificar qué hay fuera del sistema (alrededor) y qué hay y qué pasa dentro.

ESTRUCTURA

Partes y relaciones entre las partes

Determinada por los elementos que lo forman y sus interrelaciones.

Para hablar de la estructura utilizamos la descripción.

CAMBIOS Y FUNCIONES

en las partes y sus relaciones y en el funcionamiento

Se producen cambios tanto en las partes y en las relaciones entre ellas, como en el funcionamiento global. Pueden ser diferentes según las variables que intervienen y la modificación en una de las partes afecta a todo el sistema.

Para hablar de los cambios utilizamos la explicación.

CONTROL-REGULACIÓN

de las interacciones

Genera procesos de control-regulación a partir de las interacciones entre los elementos que lo forman y intercambiando energía, materia e información con su entorno. Estos procesos dependen de factores limitantes y favorecedores, y hacen emerger nuevos constructos. Por eso se dice que «en un sistema, el todo es más que la suma de las partes».

Para hablar de ello utilizamos la justificación o la argumentación.

Por ejemplo las interacciones entre las diferentes partes del sistema nervioso central posibilitan la emergencia de los lenguajes, pensamientos, emociones …

Tiempo

Sus elementos y las interacciones entre ellos cambian dinámicamente pero no necesariamente de manera determinista -como sería pensar que siempre una causa da lugar a una misma consecuencia-, ya que un sistema puede tener un comportamiento no previsible (pero sí se pueden identificar regularidades).

Para hablar de ello no lo hacemos como si hiciéramos una fotografía, sino como si habláramos de una película de la que no siempre sabemos el final.

Escala

Se puede analizar a diferentes escalas y, en cada una de ellas, se pueden definir nuevos subsistemas y suprasistemas. En términos generales, todos ellos tienen las mismas características que el sistema de referencia y su delimitación responde a convenios sobre hacia dónde se orienta la mirada. Cuando se conecta la escala de observación directa de un sistema con alguna de nivel inferior podemos interpretar cómo funciona este sistema, y cuando se conecta con escalas de nivel superior, podemos identificar los factores (limitantes u otros) que explican cómo se controla y regula su funcionamiento.

En general, las justificaciones se generan a partir de relacionar estas tres escalas.

Por ejemplo, el estudio del modelo ser vivo lo podemos hacer a escala de organismo, o a escala de los subsistemas que lo forman, de órganos o celular, o también a escala supra como serían las de ecosistema o paisaje. Así el corazón, una célula o un pinar son sistemas que también se caracterizan porque para vivir se tienen que nutrir, relacionar y reproducir.

Así, para interpretar cómo funciona un organismo (un elefante, por ejemplo) al nutrirse, debemos pensar en cómo llegan los nutrientes y el oxígeno a las células, y al mismo tiempo, debemos pensar en factores del ambiente en el que vive (la sabana u otros) que explican la aportación de estos nutrientes y del oxígeno.

Estas ideas son útiles para afrontar el aprendizaje de cualquier modelo teórico de la ciencia escolar en la enseñanza básica y permiten al profesorado planificar qué enseñar, en qué orden y plantear preguntas y observaciones que favorezcan el proceso de modelización.

​A partir de un contexto o problema que se elige como eje del aprendizaje, se selecciona el modelo teórico que guiará el estudio de la situación, aunque hay que tener presente que la realidad es compleja y que a menudo, para resolver el problema, será necesario activar modelos diversos.

Los modelos básicos de la ciencia escolar

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Los modelos básicos de la ciencia escolar
Dimensión conceptual

Teresa Pigrau. Neus Sanmartí

Una dificultad que debemos afrontar los docentes es la definir cuáles son los modelos básicos de una ciencia escolar, es decir, aquellos que son útiles al alumnado para conectar y organizar los conocimientos que van aprendiendo.

Para tomar esta decisión puede ser útil pensar en las grandes ideas que la ciencia ha ido generando a lo largo de la historia. Lo ha hecho en función de diferentes disciplinas que conforman maneras diversas de mirar el entorno:

Grandes ideas de la ciencia
Formas de mirar
Modelos de ciencia escolar

Comportamiento de los objetos y la energía, a partir de las interacciones de las partículas en el tiempo y en el espacio

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FÍSICA

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Modelo para interpretar sistemas físicos

Composición, estructura y propiedades de la materia y de sus cambios

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QUÍMICA

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Modelo para interpretar sistemas químicos

Los seres vivos, su estructura, funcionamiento y evolución

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BIOLOGÍA

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Modelo para interpretar sistemas vivos

La Tierra, su historia y los procesos que le han dado forma

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GEOLOGÍA

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Modelo para interpretar sistemas geológicos

Por lo tanto, un mismo objeto o hecho se puede explicar desde diferentes modelos teóricos en función de la pregunta que nos hagamos.

Por ejemplo, ante una roca nos podemos preguntar cómo se ha originado y, para responder, es necesario disponer de un modelo de cambio geológico. También nos podemos preguntar sobre los materiales que la forman, sobre su estructura y cómo explicar sus propiedades y cambios, y para responder es necesario disponer de un modelo químico de la materia. Y también se pueden hacer predicciones sobre si es idónea para construir un edificio y, entonces, necesitaremos disponer de un modelo del campo de la física.

Desde esta perspectiva, tiene sentido planificar el currículo de la ciencia escolar en función de estas cuatro miradas, cada una de las cuales posibilita afrontar el análisis de sistemas del mundo natural, entendiendo por sistema un conjunto de elementos que se relacionan entre sí para llevar a cabo una o varias funciones.

Definición de modelo teórico

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Definición de modelo teórico
Dimensión conceptual

Teresa Pigrau. Neus Sanmartí

Tradicionalmente los currículos de ciencias se organizan desde una visión atomística, en la que se estudian muchos conceptos aislados y no se puede percibir la relación entre ellos. En cambio, si organizamos el currículo de ciencias a partir de unos pocos grandes modelos teóricos posibilitamos que el alumnado comprenda unos fenómenos desde su complejidad integrando experiencias, conceptos diversos, analogías, valores …

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Un modelo teórico es una representación mental abstracta expresada mediante enunciados verbales, maquetas a escala física, dibujos, fórmulas matemáticas, analogías o de otros modos comunicativos.

Por ejemplo, el modelo mecánico newtoniano nos explica tanto por qué no caen los planetas como por qué cae una manzana, y posibilita hacer predicciones sobre estos fenómenos y muchos otros.

La conexión con los hechos del mundo real es más o menos ajustada. Cada representación proporciona una perspectiva de estos hechos y, por tanto, en cualquier caso siempre es parcial y algo imprecisa. Sin embargo, a veces, las personas pueden consensuar cuáles son los modelos que mejor se ajustan a los hechos, cuando se miran y se explican desde una determinada perspectiva.

Estos modelos permiten explicar un conjunto de fenómenos diversos, hacer predicciones y se pueden revisar a medida que se obtienen más evidencias o se analizan las ya conocidas desde otros puntos de vista.

 Dimensión conceptual

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 Dimensión conceptual
¿Qué entendemos por modelo teórico?
Rúbrica para evaluar la dimensión conceptual

Modelo para interpretar sistemas geológicos

Geología. La Tierra, su historia y procesos de formación.

Modelo para interpretar sistemas físicos

Física. Comportamiento de los objetos y la energía a partir de las interacciones de las partículas en el tiempo y en el espacio.

Modelo para interpretar sistemas materiales

Química. Composición, estructura y propiedades de la materia y de sus cambios.

Modelo para interpretar sistemas vivos

Biología. Los seres vivos, su estructura, funcionamiento y evolución.