Dimensión metodológica
Comunicación
Como se ha dicho anteriormente, el conocimiento científico se genera tanto en el laboratorio y en el trabajo de campo, a partir de la búsqueda de evidencias, como en los congresos, en los debates y en la elaboración de artículos. Para comunicar las ideas, éstas se deben organizar, jerarquizar, relacionar y expresar de manera que otros las puedan entender y discutir. Igualmente, la construcción del conocimiento científico escolar requiere que los que aprenden hagan un proceso similar y, por tanto, la comunicación es una etapa imprescindible en el aprendizaje de las ciencias.
La comunicación exige plantearse cómo responder a preguntas del tipo:
- ¿Qué quiero decir a los demás?
- ¿Como se lo diré
- ¿Qué es importante incluir: datos, argumentos, imágenes?
- ¿Qué apoyos materiales necesito para decirlo?
Para comunicar ideas de la ciencia el alumnado debe diferenciar entre el lenguaje cotidiano y el que utiliza la ciencia para explicar los hechos y los fenómenos del mundo. Necesita aprender a traducir un tipo de lenguaje a otro y a dar significado al vocabulario científico. Además deberá saber combinar diferentes lenguajes: simbólico, gráfico, oral y escrito. Por ejemplo, se utilizan flechas para representar las relaciones entre los organismos en una cadena trófica, vectores para representar la fuerza, una espiral helicoidal para el ADN, un esquema para describir un montaje experimental, mesas para recoger datos, etc. Aprender a hablar ciencia es, de hecho, aprender a hablar un nuevo lenguaje.
Por otra parte, es importante explicitar qué tipo de texto se pide al alumnado. A menudo los maestros utilizamos la demanda «explicar» en varios sentidos y, de hecho, cada uno exige la elaboración de un tipo de texto diferente. Por ejemplo:
Pedimos explicaciones
Esto implica
Queremos un...
Algunos ejemplos
¿Cómo lo hemos hecho?
Que el alumnado lo describa
Texto descriptivo
¿Qué ha pasado?
Relacionar hechos entre ellos y los cambios que se observan
Texto explicativo
Para crecer, las plantas necesitan agua, dióxido de carbono, abonos, luz, oxígeno y clorofila.
¿Por qué ha pasado?
Relacionar hechos y teoría
Texto justificativo
Es el que caracteriza más propiamente una «explicación científica»
¿Por qué hemos cambiado nuestras ideas o por qué una hipótesis es mejor que otra?
Convencer a los compañeros de que una opción o punto de vista es más idóneo
Texto argumentativo
Ejemplo de criterios pactados para comunicar oralmente una experimentación
Recursos para comunicar ideas
Otros recursos para compartir el propio pensamiento son los visuales como PowersPoints, wikipedia, mapas conceptuales y gráficos …), o también los que posibilitan debatir ideas (foros, blogs, Twitter …). Haga clic sobre la imagen para ampliar.
Finalmente, no debemos olvidar que también se han de comunicar y compartir las emociones y los sentimientos que ha despertado el proceso de indagación, dado que en la realización de una actividad no sólo son importantes las ideas y los procedimientos sino también todo lo que forma parte del campo afectivo. La memoria es selectiva y las personas solemos recordar las acciones realizadas que nos han despertado sentimientos fuertes. Por tanto, deberá ayudar a los jóvenes a expresar sus emociones, para tomar conciencia y compartirlas con otros, y es un reto para los maestros conseguir que las experimentadas sean positivas hacia la actividad científica.
Como ejemplo podemos comprobar cómo Isaac Newton comunicaba sus descubrimientos de óptica:
“(…) 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 (…)
Citado por P. Feyerabend, (1975). Contra el Método. Barcelona: Ed. Ariel
Análisis de resultados
Para analizar los resultados obtenidos cabe preguntarse inicialmente qué nos dicen los datos obtenidos en relación a la pregunta, predicción o hipótesis planteada, y si son coherentes. En este momento del proceso de la investigación será importante la conversación en la que, al comparar los resultados de cada grupo, es bueno que surjan diferentes puntos de vista. Cuando los niños y niñas exponen sus ideas se les deberá animar a fundamentar sus afirmaciones en las pruebas obtenidas preguntándose: ¿Qué regularidades y qué diferencias se observan? ¿Qué cambia y qué se conserva? ¿Cómo era al inicio del proceso el sistema -el objeto, seres vivos, material…- y cómo es al final? ¿Cuáles pueden ser las causas de los cambios? ¿Qué consecuencia observamos a partir de cambiar la variable …? etc.
También son buenas preguntas aquellas que invitan a categorizar los datos identificando clases, variables, acciones, propiedades… Así, cuando se observa un fenómeno lo situamos en una clase de objetos, hechos o acciones a partir de darle un nombre (es un mamífero, es un metal), de reconocer propiedades (si tiene pelo, brilla, es transparente, es insoluble a temperatura ambiente), y de indicar qué hacemos y cómo cambia (lo hemos mezclado y se disuelve, lo hemos calentado y se funde…).
Poco a poco habrá que animarles a encontrar relaciones con otros hechos que recuerdan y con conocimientos o modelos teóricos. Se trata de ayudar a pasar de la descripción de lo que han hecho a la elaboración de posibles interpretaciones (del mundo de las observaciones al mundo de las ideas). Estas interpretaciones reflejarán diferentes modelos explicativos que habrá que comparar y criticar a la luz de las pruebas y de los conocimientos.
Preguntas que pueden favorecer la conversación son:
¿Cómo se puede explicar que se dé esta regularidad?
¿Por qué ocurrió esto?
Entre los conocimientos que ya tenemos, ¿qué nos ayuda a poder justificar por qué pasa?
¿Es esta explicación coherente con los datos recogidos?
¿Qué evidencias tenemos que apoyen nuestra idea?
¿Las pruebas obtenidas nos hacen cambiar nuestro modelo o explicación inicial -o le dan apoyo-?
¿Qué más necesito conocer para saber si la explicación es idónea?
En este proceso será importante ayudar al alumnado a distinguir entre los argumentos que son resultado de la observación y los que son interpretaciones o inferencias. Por ejemplo, observan que una vela se apaga y a veces se dice que es a causa del viento o del hecho de que la cera no quema bien, afirmaciones que en realidad son inferencias.
Preguntas para pensar en ello son:
¿Qué afirmaciones puedo hacer que sean resultado de las observaciones hechas?
¿Qué prueba tengo para hacer esta afirmación?
¿Esta afirmación responde a lo que hemos observado o se refiere a lo que pensamos que puede ser una causa?
Discretizar
Imaginar partes o clases cuando lo que se observa se percibe como continuo. Por ejemplo, un arco iris lo vemos formado por muchos colores y solemos señalar que hay siete; la materia la vemos continúa y para explicar los cambios la debemos imaginar formada por partículas; un tejido de un ser vivo también lo vemos continuo a simple vista y sabemos que está formado por células, etc.
Este proceso lleva a construir argumentos para fomentar las conclusiones que se exponen. A menudo exige pasar de una explicación que relaciona hechos de manera causal, a otra más teórica que requiere aplicar conocimientos, es decir, justificar. Por ejemplo, después de observar como un pequeño cristal situado en una sobresaturación aumenta de tamaño, unos alumnos responden centrándose en hechos -el cristal madre ha crecido porque la disolución se ha enfriado – y otros ya exponen un primer modelo teórico -cuando la disolución se enfría, el ‘polvo’ se pega al cristal madre como un iman-. Para llegar a ser capaz de justificar se necesita imaginar y relacionar diversas escalas del modelo teórico como, por ejemplo, macro/micro u organismo/órganos/células. También será importante jerarquizar, encontrar qué se complementa o qué es incompatible, discretizar, reconocer discrepancias, identificar prototipos, establecer analogías que posibilitan relacionar una idea nueva con otra conocida (es como…, se parece a…), inferir o deducir.
Los maestros tendremos que ayudar a los niños y niñas a no olvidarse de la pregunta-predicción-hipótesis original y fundamentar sus argumentos en las pruebas que han recogido y tienen anotadas en su libreta, por lo que las conclusiones que se enuncien se centren en lo que el experimento ha demostrado. También se deberá promover que se haga un buen resumen al final de la sesión, anotando lo aprendido y qué falta todavía comprobar o revisar, animando a reconocer los límites de la investigación realizada y cómo se podría continuar. Es conveniente valorar que el conocimiento se va construyendo a lo largo del tiempo formando redes cada vez más complejas y que, por tanto, el final de un proceso concreto de indagación es sólo un paso en el aprendizaje del conocimiento científico.
Planificación de la investigación
Las predicciones e hipótesis se pueden encontrar a través de caminos diversos, ya sea a partir de experimentos y técnicas variadas que nos posibilitan observar y medir directamente, ya sea analizando datos anteriores (que se pueden encontrar en fuentes documentales diversas), pero la primera y más básica condición que se debe tener en cuenta en la planificación del proceso de recogida de datos es que el diseño de la investigación se ajustará a la predicción o a la hipótesis a indagar. Por lo tanto, se tiene que dedicar tiempo a discutir y consensuar cómo se harán las observaciones o la recogida de datos, cómo se pondrán a prueba las variables que se considere necesario tener en cuenta, una tras otra, y cómo se adaptará el procedimiento a los instrumentos y materiales que se tienen al alcance.
Por ejemplo, no es fácil encontrar el procedimiento idóneo para medir el peso del aire o si una semilla necesita respirar para germinar, y hay que evaluar las ventajas e inconvenientes de cada posible método. Tomar esta decisión requiere tiempo.
A lo largo del proceso de indagación, el profesorado puede plantear preguntas del tipo:
¿Qué experimento harás para verificar la hipótesis que has formulado (o la predicción que has hecho)? ¿Qué datos se puede esperar recoger si llevamos a cabo este experimento? ¿Qué se debería hacer para obtener los datos que necesitas? ¿Por qué crees que este método puede ser adecuado? ¿En qué te fundamentas para afirmarlo?
¿Qué aparatos o instrumentos necesitas? ¿Qué técnicas tendremos que aplicar? ¿Cada cuánto se recogerán los datos? ¿Cuántas? ¿Como de precisas deben ser esas medidas? ¿Qué se debería prever para evitar errores?
¿Cómo se puede hacer la anotación de los datos de experimentación? ¿Qué procedimientos utilizarás para el tratamiento de los datos o para representar gráficamente? ¿En que te pueden ayudar las TIC?
¿Cómo podemos continuar esta investigación? ¿Y para superar este obstáculo? ¿Hay que hacer más réplicas? ¿Cuántas?
¿Cómo podrías estar seguro de que los datos obtenidos son fiables? ¿Por qué los resultados obtenidos por los diferentes grupos son tan diferentes? ¿Cómo se podría decidir cuáles son los más fiables?
Cuando los datos que se recogen provienen de la observación se debe tener presente que la mirada a menudo está condicionada por las ideas previas. En el ejemplo de predicción que los chicos y chicas suelen plantear diciendo que "en un circuito eléctrico, cuantas más baterías haya la bombilla siempre dará más luz", a menudo dicen que se confirma su idea aunque al hacer el experimento las baterías estén situadas en paralelo. Como explicación de la no coherencia entre lo que ven realmente y esta afirmación, manifiestan causas debidas al mal funcionamiento de alguna parte del montaje (pilas gastadas, bombilla que no funciona bien, conexiones mal hechas ...). Por lo tanto, será importante ayudar al alumnado a ser exigente en la comprobación de los datos que obtiene, por ejemplo, haciendo réplicas o cambiando el diseño.
Hay que recordar que las observaciones pueden ser cualitativas o cuantitativas y que mientras el experimento cualitativo se basa en observaciones donde no se hacen medidas, en el cuantitativo éstas son imprescindibles. Aún así no hay ninguna diferencia entre los dos tipos de metodologías en cuanto al diseño del experimento.
También se ha de discutir y consensuar el procedimiento para registrar y procesar los datos, las informaciones y los resultados que de ellos se deducen. Los estudiantes deben aprender a utilizar diferentes herramientas como tablas, gráficos y diagramas, utilizando recursos TIC siempre que se pueda. Hay propiedades que en la escuela sólo las observamos cualitativamente (el color, el olor, el sabor...). En este caso tenemos adjetivos para registrar las diferentes posibilidades y pueden utilizar términos como mayor/menor, muchos/algunos, más rápido/más lento, etc. Aún así, en tanto sea posible, habrá que animar al alumnado a cuantificar, midiendo con instrumentos idóneos, la masa, la longitud, el volumen, el tiempo, la fuerza, la temperatura... También hay que tener presente que muchas variables son el resultado de relacionar dos o más magnitudes como, por ejemplo, la densidad (m/V), la concentración (g/l) o la velocidad (e/t).
Cuando hacemos un experimento para investigar algún problema queremos obtener resultados fiables ya que es la condición para que se puedan deducir conclusiones válidas. Es importante, por tanto, ser consciente de los errores que se pueden hacer durante un experimento y cómo poder evitarlos. Algunos dependen de la persona que recoge los datos (por ejemplo, observar en función de las ideas previas, no utilizar correctamente y con la precisión adecuada un instrumento de medida, no recoger bien los datos...). En cambio, otros son consecuencia de la no adecuación de la metodología de trabajo que se utiliza o del mal funcionamiento de algún instrumento. Normalmente los errores se superan contrastando los datos recogidos con los obtenidos por otros compañeros y haciendo réplicas, es decir, repitiendo el experimento.
Planteamiento de una propuesta sobre la que indagar
Al trabajar sobre una temática determinada será importante promover que el grupo-clase se pregunte algo que sea problemático y significativo para la construcción del modelo teórico que se quiere ayudar a construir. Por lo tanto, debe ser un problema sobre el que se pueda llega a elaborar una explicación fundamentada en un conocimiento científico, estableciendo relaciones con saberes anteriores.
La propuesta debería ser suficientemente abierta para promover la expresión de ideas y explicaciones diversas, de forma que se pueda despertar en el alumnado la necesidad de encontrar datos que posibiliten deducir si hay coherencia entre los propios modelos de explicación y las pruebas obtenidas.
Ejemplo
¿Producirán la misma luz las dos bombillas? (comparando dos circuitos, uno con una batería y el otro con dos en paralelo), es una pregunta en la que se hace una predicción a partir de ideas previas, posiblemente alternativas, que se deben comprobar experimentalmente.
¿La semilla es un ser vivo? es una pregunta que parte del conocimiento que se tiene de las funciones que caracterizan a los seres vivos, y para dar respuesta necesitamos comprobar experimentalmente si la semilla las cumple.
¿Por qué un juguete de hierro se ha oxidado? es una pregunta que para responderla obliga a transformarla en: ¿qué condiciones favorecen que el hierro se oxide?, ya que precisa que se planteen hipótesis y se aplique un proceso para contrastarlas.
Esto conlleva apropiarse del problema, hacerse preguntas y llegar a un acuerdo sobre qué guiará la investigación. De hecho, se pueden plantear muchas propuestas diferentes sobre un mismo fenómeno.
Ejemplo
Así, por ejemplo, si estamos haciendo pan nos pueden interesar las variables que influyen en su sabor o los factores que condicionan la actividad de la levadura. En el primer caso, el referente teórico es la función de relación y, en el segundo, será las condiciones de vida de un microorganismo.
Al mismo tiempo, a partir de un mismo referente teórico podemos formular preguntas de diferentes tipos que condicionarán el proceso para darle respuesta.
La pregunta que da pie a aplicar un proceso de indagación no tiene porque surgir al inicio del aprendizaje de un tema, sino que a menudo se plantea cuando ya se ha hablado, es decir, se han recordado otros fenómenos similares o hechos cotidianos relacionados, y se ha profundizado un poco en los conocimientos científicos que ya se tienen. Los estudiantes necesitan tiempo para familiarizarse con el problema e ir desarrollando el espíritu indagador
Ejemplo
La pregunta ¿Por qué el juguete se ha oxidado? surgirá cuando, por ejemplo, trabajando sobre los metales, recordemos o observamos un juguete de hierro oxidado, pero no se habría podido plantear al inicio de un proyecto o unidad didáctica.
La pregunta nos puede llevar a hacer predicciones o plantear hipótesis.
Predicción
Una PREDICCIÓN es una verbalización de lo que se cree que puede pasar a partir de la propia intuición o de datos y conocimientos previos, y es científica si se puede verificar. Los tiempos verbales priorizados son el futuro, el subjuntivo y el condicional. Este último tiempo sirve para remarcar el hecho de que la previsión no se ha de cumplir necesariamente. Si se hacen predicciones -aunque sean erròneas-, siempre deberían estar fundamentadas en algún conocimiento ("Como sabemos que ... creemos que ...", o "En función de lo que sabes sobre ... -idea x-, ¿cuál es tu predicción sobre qué sucedería cuando ...?). Por ejemplo, una predicción bien planteada (aunque se refutará al indagar) sería: "Como sabemos que una batería proporciona energía para que la bombilla se ilumine, creemos que con más baterías la bombilla siempre hará más luz".
Variable independiente
La VARIABLE INDEPENDIENTE (VI) es la que se modifica para poder determinar su influencia sobre un proceso de indagación concreto. Por ejemplo, si creemos que la oxidación del hierro depende del agua, esta es una VI diferente si pensamos que depende del oxígeno -que hay en el aire o disuelto en el agua-, la temperatura o la acidez.
Hipótesis
Una HIPÓTESIS es también una predicción en la que, además, se explicita la relación entre dos variables que nos lleva a una posible deducción de los resultados. La formulación de una hipótesis precisa de la identificación de posibles variables que intervienen en el fenómeno objeto de estudio, diferenciando la dependiente, la independiente y las que se controlan. Una manera de escribirla es la base de la fórmula "Como sabemos que ... (conocimiento de referencia), entonces cuando... (variable independiente) observaremos que... (variable dependiente), siempre que no cambien... (variables control)". Por ejemplo: "Como pensamos que el hierro se oxida en contacto con el agua, entonces si ponemos un clavo dentro de un vaso de agua se oxidará más que fuera del agua en un mismo período de tiempo" (pero también podríamos pensar que la variable importante es la presencia de oxígeno en el agua, la temperatura, la acidez o la salinidad). Una hipótesis bien planteada nos orienta sobre cómo seleccionar el método e instrumentos más adecuados para dar respuesta al problema. Al contrastar hipótesis se contrastan modelos teóricos.
Variable dependiente
La VARIABLE DEPENDIENTE (VD) es la que nos evidencia los resultados de los cambios en la independiente. Por ejemplo, si en función de cada VI el clavo se oxida más o menos.
Las variables controladas son las posibles VI que en cada experimento se mantendrán constantes, ya que sólo se selecciona una, que es la que queremos saber si influye en los resultados. Por lo tanto, son las variables que se mantienen igual a lo largo de todo el experimento. Por ejemplo, en el caso de la oxidación del hierro, si seleccionamos como VI el agua, tendremos que mantener constante en las diferentes muestras el «tipo» de hierro, la temperatura, la acidez, la salinidad, la presencia de oxígeno, el tiempo… Sin embargo, hay que tener en cuenta que a veces el problema es más complejo y las variables son interdependientes. Y también a veces hablamos de hacer una prueba en «blanco» (o control) para referirnos a un experimento en el que en una de las pruebas no se hace actuar la variable VI objeto de la investigación.
Por ejemplo, si queremos saber si las manos tienen más microorganismos en función de su grado de limpieza, deberíamos hacer pruebas en las que pondríamos huellas de los dedos más o menos limpios en diferentes cápsulas Petri con agar-agar y también una prueba «en blanco«en la que tan sólo hubiera el agar-agar (para comprobar que sólo con este alimento no crecen microorganismos).
Profundización en las ideas básicas y en las buenas preguntas
Dimensión metodológica de la competencia científica
Teresa Pigrau
Neus Sanmartí
En estas páginas se hace un breve resumen de los aspectos básicos a trabajar para promover el desarrollo de la capacidad indagadora del alumnado , sus intuiciones y dificultades más habituales, y propuestas para ayudar a desarrollarla.
Proceso de indagación basado en la modelización
Podeis clicar sobre cada una de estas fases
Secuenciación a lo largo de la escolaridad
Dimensión metodológica de la competencia científica
Teresa Pigrau
Neus Sanmartí
Los niños y niñas, desde muy pequeños, deberían trabajar las ciencias a partir de una metodología en la que la indagación fuera una de las estrategias básicas de aprendizaje. Por lo tanto, deberán ir desarrollando, poco a poco, las diferentes capacidades que posibilitan ser competente al indagar y esto conlleva que en cada nivel educativo se vaya profundizando en los aspectos que las caracterizan.
1r estadio
Hacen...
Utilizan...
Comunican...
Hacen...
Empiezan a responder las cuestiones que se formulan sobre objetos y hechos cercanos, a partir de explorar y hacer observaciones utilizando los sentidos. También empiezan a reconocer que hay unas preguntas y respuestas mejor que otras y se inician en hacer observaciones sistemáticas, en describirlas, al hacer comparaciones y clasificaciones, y en identificar cambios.
Utilizan...
Para observar lo hacen a simple vista o utilizando la lupa de mano y empiezan a reconocer alguna regularidad (en las formas, en características de los organismos vivos, en propiedades de los materiales, en cambios -como el día y la noche-, etc.).
Comunican...
Conversan sobre las observaciones realizadas y comparten sus ideas verbalmente, con gestos y utilizando el dibujo. Además precisan maneras de hablar de los hechos y de explicarlos utilizando un lenguaje científico apropiado para la edad (por ejemplo, el azúcar no se «deshace» sino que se funde -cambia de estado- o se disuelve -se dispersa en el agua-, dos hechos muy diferentes). Por tanto, habrá que favorecer que tanto las preguntas como las respuestas sean coherentes con sus observaciones y vayan dejando de lado las que son «mágicas», escuchándose, comparando y colaborando en la recogida de datos o en la elaboración de maquetas, pósteres o en otras actividades y producciones.
2º estadio
Hacen...
Utilizan...
Comunican...
Hacen...
Continúan planteando preguntas sobre hechos y objetos familiares, y piensan maneras de responderlas a partir de hacer predicciones. Se interesan especialmente en cómo se obtienen los objetos, los alimentos, las máquinas…, de su universo cercano. Empiezan a participar en diferentes investigaciones guiadas, cuidando de algún ser vivo, manteniendo acuarios o terrarios, manipulando materiales, proponiendo ideas y accediendo a fuentes de información (fotos, vídeos…). Identifican al menos una variable. Reconocen nuevas regularidades (en la dentición, entre hojas, en la reversibilidad de los cambios de estado, en diferentes movimientos…) y relaciones entre acciones y efectos.
Utilizan...
Empiezan a utilizar instrumentos como la lupa binocular, la balanza, el cronómetro, el termómetro y la máquina fotográfica para recoger datos. Miden aplicando unidades arbitrarias (dedos, manos, monedas…) y también, si disponen, con la ayuda de tecnologías digitales (sensores). Ordenan los datos e informaciones recogidas por medio de dibujos y tablas.
Comunican...
Comparan oralmente sus observaciones con las de los demás y con las predicciones hechas, y además utilizan el dibujo, el lenguaje corporal y las maquetas para comunicar sus ideas.
3r estadio
Hacen...
Utilizan
Comunican...
Hacen...
Con ayuda, comienzan a identificar preguntas que pueden ser investigables científicamente y hacen predicciones de lo que puede pasar en función de los conocimientos que ya tienen. Identifican varias variables, proponen hipótesis sencillas y sugieren caminos para planificar y realizar investigaciones para dar respuesta.
Utilizan
Utilizan la brújula, instrumentos para medir -cinta métrica, balanza, probetas, dinamómetro y termómetro-, y otros utensilios y materiales de laboratorio (por ejemplo, para hacer disecciones) aplicando normas de seguridad y haciendo un uso sostenible. Construyen tablas y gráficos de barras para representar datos e identificar regularidades y tendencias.
Comunican...
Comparan los resultados obtenidos e informaciones recogidas con sus predicciones y sugieren posibles razones para explicar los resultados relacionando algunas causas y consecuencias. Representan y comunican sus ideas y conclusiones a partir de diagramas, maquetas e informes sencillos, utilizando herramientas TIC. Trabajan de manera cooperativa, autoevalúan y reconocen en que pueden mejorar.
4º estadio
Hacen..
Utilizan
Comunican...
Hacen..
Los alumnos plantean preguntas para resolver problemas prácticos o para orientar una investigación científica y predicen posibles resultados que pueden encontrar. Con ayuda, deciden qué variables fijan y cuál debe variar, y planifican un método aplicable para obtener buenas pruebas. Buscan información, utilizando fuentes como Internet y libros, y con ayuda la analizan críticamente para concluir sobre su relevancia científica.
Utilizan
Empiezan a utilizar el microscopio, y miden y recogen datos cuidadosamente, utilizando tecnologías digitales apropiadas si disponen. Actúan de manera sostenible ambientalmente, aplican las normas de seguridad acordadas e identifican riesgos potenciales. Construyen una variedad de representaciones incluyendo tablas y gráficos de diversos tipos para representar y describir observaciones, regularidades y relaciones entre datos, utilizando también las TIC.
Comunican...
Utilizan evidencias para argumentar si los resultados obtenidos confirman las predicciones o hipótesis planteadas y diferencian una observación de una inferencia. Comunican ideas, explicaciones y procesos realizando informes que incluyen una variedad de recursos multimodales, justificando teóricamente las conclusiones que expresan. Cooperan en la realización del proceso de indagación, se coevalúan y se regulan sugiriendo y argumentando posibles mejoras tanto de la metodología aplicada como de su proceso de aprendizaje.
Ideas clave
La dimensión metodológica de la competencia científica hace referencia al aprendizaje de las diferentes capacidades que el alumnado debería desarrollar para hacer ciencia y para aprender sobre la ciencia.
Actualmente se está consolidando el concepto de indagación para referirnos a aprendizajes relacionados con esta dimensión. Por indagación se entiende cualquier proceso que tiene como objetivo la construcción de modelos teóricos y resolver dudas o solucionar problemas, a partir de buscar datos y evidencias que posibiliten poner a prueba las ideas iniciales, reconstruirlas y hacerlas crecer.
Conlleva el aprendizaje por parte del alumnado de capacidades cognitivas y técnicas relacionadas con comprender y ser capaces de aplicar los métodos utilizados por la ciencia para dar respuesta a las preguntas que se van generando. Aunque estas capacidades están bastante bien consensuadas, en un proceso de investigación no hay un orden predeterminado en su aplicación, ni una metodología científica única.
El aprendizaje de las ciencias siempre necesita de un trabajo experimental que posibilite la recogida de pruebas o evidencias. Sin experimentación no se puede decir que se haga ciencia en el aula ni, por tanto, que se aprenda ciencias. Pero esta experimentación, para que sea fructífera para construir conocimiento científico, será necesario que esté bien conectada con la teoría que la fundamenta.
Indagar conlleva interrelacionar el mundo de las ideas y el mundo de las observaciones, y regular que haya coherencia entre unas y otras con el objetivo de construir modelos teóricos que permitan predecir o explicar nuevos hechos.
Simarro, C., Couso, D., & Pintó, R. (2013). Indagació basada en la modelització : un marc per al treball pràctic. Ciències, 25, 35–43
La regulación se hace a partir de contrastar las ideas y las observaciones, expresándolas utilizando lenguajes y modos comunicativos diversos. Hay que recordar que las personas científicas generan teorías y las van mejorando teniendo en cuenta tanto las pruebas recogidas a partir del trabajo experimental como los debates entre iguales en congresos y otros encuentros, así como de la escritura y lectura de artículos.
En este cuadro se recogen las principales características de un proceso de indagación. Como se puede observar este proceso no es lineal y los caminos pueden ser diversos. Algunas veces se parte de la observación y otras de la teoría, pero ésta es un referente imprescindible en cualquiera de las fases ya que están todas interconectadas.
Reflexiones sobre los contenidos de la dimensión metodológica
Teresa Pigrau i Neus Sanmartí
Rúbrica para evaluar la dimensión metodológica
Neus Sanmartí. Teresa Pigrau
Diseño y aplicación de procesos experimentales
Capacidades
Criterios de realización
Criterios de resultados
Nivell Experto
(excelente, muy bien realizado y desarrollado).
Nivel Avanzado
(notable, bastante bien, en proceso…)
Nivel Aprendiz
(está empezando, regular…)
Nivel Novel
(Si tiene ayuda puede realizar las tareas.)
Aplicar estrategias y habilidades propias de la investigación científica
Reconoce temas sobre los que es posible investigar y plantea preguntas, hace predicciones, formula hipótesis…
Nivel experto
Nivel avanzado
Nivell aprendiz
Nivel novel
Nivel experto
Identifica problemas científicos investigables y plantea alguna pregunta que pueda recibir explicación en el marco de la ciencia. Plantea hipótesis que encajan con el problema de investigación y hace una descripción que tiene en cuenta el marco teórico y la relación entre variables del tipo: «Si pensamos que… entonces cuando… observaremos que… manteniendo constantes…»
Nivel avanzado
Identifica problemas científicos investigables y plantea alguna pregunta ambigua. Plantea hipótesis que encajan con el problema de investigación y hace una descripción que tiene en cuenta la relación entre variables del tipo: «Si pasa… entonces observaremos que… manteniendo constantes…» pero no identifica el marco teórico de referencia.
Nivell aprendiz
Plantea problemas o preguntas irrelevantes o con formulación ambigua o genérica.
Formula hipótesis o predicciones con ayuda, y no identifica las variables que deben mantenerse constantes.
Nivel novel
Plantea alguna pregunta inabordable o de respuesta obvia.
Formula una predicción o hipótesis que no se puede comprobar o que no es relevante.
Planifica estrategias para la recogida de datos e informaciones, y las analiza críticamente
Nivel experto
Nivel avanzado
Nivel aprendiz
Nivel novel
Nivel experto
Planifica un diseño experimental coherente con la hipótesis planteada y propone réplicas. Localiza, selecciona y analiza críticamente información relevante para hacer el diseño y para contrastar los resultados.
Nivel avanzado
Planifica un diseño experimental coherente con la hipótesis planteada pero no propone réplicas ni explicita controles o el control es incompleto o inadecuado. Localiza y selecciona información relevante relacionada con el experimento, pero no es crítico al valorarla.
Nivel aprendiz
Si se le ayuda, planifica un diseño experimental sencillo que permite una comprobación de la hipótesis y también encontrar información relevante.
Nivel novel
No propone un diseño experimental, pero puede aplicar uno si se le da hecho. No relaciona autónomamente la información aportada con el experimento.
Hace observaciones y medidas, utilizando instrumentos y utensilios y aplicando normas de seguridad e higiene
Nivel experto
Nivel avanzado
Nivel aprendiz
Nivel novel
Nivel experto
Aplica adecuadamente y con precisión procedimientos y técnicas instrumentales para la recogida de datos, y las normas pactadas de seguridad e higiene.
Nivel avanzado
Aplica adecuadamente procedimientos y técnicas instrumentales básicas para la recogida de datos, pero no tiende a seguir las normas pactadas de seguridad y/o higiene.
Nivel aprendiz
Aplica procedimientos y técnicas instrumentales básicas para la recogida de datos, pero con poca precisión o cometiendo algún error y es poco cuidadoso en seguir las normas pactadas de seguridad y/o higiene.
Nivel novel
Aplica con dificultades y ayuda procedimientos y técnicas instrumentales básicas y tiene poco en cuenta las normas pactadas de seguridad e higiene.
Registra y procesa resultados: los describe y representa, los clasifica y construye esquemas, mapas, tablas y gráficos
Nivel experto
Nivel avanzado
Nivel aprendiz
Nivel novel
Nivel experto
Registra y documenta, de forma sistemática y fiable, datos, resultados y condiciones del proceso experimental. Los datos son adecuados y suficientes, se comunican con claridad y utilizando el medio más idóneo.
Nivel avanzado
Registra y documenta datos y resultados, pero no es demasiado sistemático y, a veces no es lo suficientemente riguroso. Los datos son adecuados y suficientes.
Nivel aprendiz
Registra y documenta datos y resultados, pero de manera desordenada y poco clara.
Nivel novel
Sólo si se le ayuda, registra y documenta datos y resultados. Utiliza instrumentos idóneos cuando se le dan preparados.
Formular conclusiones fundamentadas, utilizando pruebas científicas
Deduce conclusiones, las contrasta con la información inicial y con las hipótesis propuestas e identifica los supuestos, las pruebas, los modelos teóricos y los razonamientos que las fundamentan
Nivel experto
Nivel avanzado
Nivel aprendiz
Nivel novel
Nivel experto
Valora la fiabilidad de los resultados obtenidos y reconoce los límites del trabajo y posibles datos o pruebas que habría que repetir.
Expresa posibles maneras de continuar la investigación y se plantea nuevas preguntas investigables o dudas que le han surgido.
Nivel avanzado
Reconoce si habría o no que hacer más pruebas para validar los resultados, pero no sabe decidir qué.
Expresa posibles maneras de continuar la investigación y se plantea nuevas preguntas pero que son difícilmente investigables.
Nivel aprendiz
Precisa ayuda para reconocer si necesita más pruebas o datos para validar los resultados.
Expresa alguna manera de continuar la investigación, pero no se plantea nuevas preguntas.
Nivel novel
No se plantea si los resultados del trabajo hecho son o no fiables y las propuestas que hace de continuar la investigación son inadecuadas.
Asume los límites del trabajo realizado y las posibilidades de futuro, y propone maneras de continuarlo y nuevas preguntas
Nivel experto
Nivel avanzado
Nivel aprendiz
Nivel novel
Nivel experto
Valora la fiabilidad de los resultados obtenidos y reconoce los límites del trabajo y posibles datos o pruebas que habría que repetir.
Expresa posibles maneras de continuar la investigación y se plantea nuevas preguntas investigables o dudas que le han surgido.
Nivel avanzado
Reconoce si habría o no que hacer más pruebas para validar los resultados, pero no sabe decidir qué.
Expresa posibles maneras de continuar la investigación y se plantea nuevas preguntas pero que son difícilmente investigables.
Nivel aprendiz
Precisa ayuda para reconocer si necesita más pruebas o datos para validar los resultados.
Expresa alguna manera de continuar la investigación, pero no se plantea nuevas preguntas.
Nivel novel
No se plantea si los resultados del trabajo hecho son o no fiables y las propuestas que hace de continuar la investigación son inadecuadas.
Expone y argumenta el resultado de la experimentación, las decisiones tomadas, poniendo de relieve emociones, vivencias y opiniones personales, tanto por escrito como oralmente, y utilizando herramientas TAC
Nivel experto
Nivel avanzado
Nivel aprendiz
Nivel novel
Nivel experto
Expone y argumenta coherentemente el proceso experimental aplicado y las conclusiones a las que ha llegado en base a los modelos teóricos de referencia, utilizando con precisión diferentes lenguajes -verbal, gráfico, matemático …- y las TAC. Expresa por propia iniciativa vivencias, emociones y opiniones pertinentes.
Nivel avanzado
Expone y argumenta el proceso experimental aplicado y las conclusiones a las que ha llegado, pero necesita ayuda para justificarlas científicamente y para representar coherentemente utilizando diferentes lenguajes. Si se le estimula expresa vivencias, emociones y opiniones pertinentes.
Nivel aprendiz
Con ayuda, expone el proceso experimental aplicado y las conclusiones a las que ha llegado, y utiliza alguno de los diferentes lenguajes, pero no elabora justificaciones científicas pertinentes. Si se le estimula expresa vivencias, emociones y opiniones, pero no siempre son pertinentes.
Nivel novel
Con ayuda describe objetos y fenómenos observados, y expone, en actividades de baja dificultad, el proceso experimental aplicado y las conclusiones a las que ha llegado. Si expresa vivencias, emociones y opiniones, no son pertinentes.
Rúbrica en formato pdf
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