Introducción al trabajo de elaboración de materiales didácticos en el área de Ciencias Experimentales

2 C.A.P. 95/96 MATERIALES DIDÁCTICOS: FÍSICA Y QUÍMICA ICE Universidad de Sevilla 3 © I.C.E. Universidad de Sevilla © Emilio Solís Ramírez Antonio Ramón García Torres I.S.B.N.-84-86849-06-3 D.L.: SE-2119-95 Impreso en España Imprime: Editorial KRONOS S.A. C/ Conde de Cifuentes 6 Telef.: 441 19 12. FAX 441 17 59 41004 Sevilla 210 Capítulo Octavo: INTRODUCCIÓN AL TRABAJO DE ELABORACIÓN DE MATERIALES DIDÁCTICOS EN EL ÁREA DE CIENCIAS EXPERIMENTALES. Emilio Solís Ramírez Índice del capítulo: 8.1.- Algunas cuestiones previas. 8.2.- Fases en la elaboración de una Unidad Didáctica. 8.3.- Trabajo sobre la primera fase. << SIMPLICIO: Tu disposición es realmente admirable; empero no me parece fácil creer que un perdigón cae tan rápidamente como una bala de cañón. SALVIATI: ¿Por qué no decir un grano de arena tan rápidamente como una piedra de afilar? Pero Simplicio, confío en que no harás como tantos otros, que alejan la discusión de su intención principal...>> Galileo, Dos ciencias nuevas. << [...] cualquiera que sea la parcela de conocimiento seleccionada, no deja de ser una muestra de todo el ámbito del conocimiento científico>> Gimeno Sacristán. << El curriculum, más que la presentación selectiva del conocimiento, más que un plan tecnológico altamente estructurado, se concibe hoy como un marco en el que hay que resolver los problemas concretos que plantea en situaciones puntuales y también concretas.>> Gimeno Sacristán. 211 8.1.- Algunas cuestiones previas. La elaboración de materiales didácticos, secuencias de actividades o Unidades Didácticas completas ha pasado de ser una tarea minoritaria a constituir una actividad en la que la mayoría de los profesores y profesoras se ven embarcados en alguna fase de su vida profesional. Algunos autores, no obstante, (Sánchez Blanco, et al, 1993), admiten que esta tarea ya forma parte de la actividad de la mayoría de los profesores y profesoras (elaboración de apuntes, hojas de problemas, prácticas de laboratorio, etc.) y conlleva la respuesta a preguntas diversas en cuanto a ¿Qué? ¿Cómo?, ¿Dónde? y ¿Cuándo? Atendiendo, además, al momento de implantación de la LOGSE, parece que exige esta realización de materiales didácticos como una manera de expresión concreta del curriculum abierto... Pero, ¿tendrá efectos positivos este proceso de inmersión masiva del profesorado en la tarea de elaboración de Materiales Didácticos? Según Jesús Martín-Montalvo, con experiencia en trabajos de este tipo en cursos de ACD, si el proceso se realiza sin apoyos y sin estar basado en una búsqueda de soluciones a problemas didácticos concretos, sus efectos van a ser mas negativos que positivos. El punto de partida parece debe ser el de una reflexión conjunta y profunda del equipo de profesores y profesoras que van a realizar la elaboración de estos materiales, con la idea de obtener una buena unidad didáctica que utilice abundantemente materiales preexistentes, y así, el trabajo de los equipos se desplazase de la creación de materiales a la reflexión sobre la estrategia para el aprendizaje. 8.2.- Fases en la elaboración de una Unidad Didáctica. Las experiencias relacionadas con este trabajo, (Caamaño y Hueto, 1992), distinguen tres fases bien diferenciadas: 1ª Fase: Programación inicial diseñada por el grupo de profesores y profesoras: Hipótesis de trabajo. 2ª Fase: Puesta en práctica en el aula por cada profesor o profesora: Experimentación. 3ª Fase: Análisis de los resultados y valoración: Análisis de los datos de evaluación y conclusiones. 212 1ª Fase: Dentro de la Primera fase, otros autores (Sánchez Blanco, et al, 1993), distinguen varios procesos que a su vez intentan recoger un análisis de cada uno de los elementos del curriculum que están presentes en una Unidad Didáctica. Resumiendo estos aspectos, podríamos señalar: 1º) Análisis científico de los contenidos de la Unidad. Una vez delimitados los contenidos de la Unidad la explicitación del esquema conceptual de la misma. Los esquemas conceptuales se pueden explicitar mediante mapas o tramas conceptuales ( Novack y Gowin 1988) que además tienen la ventaja de ser un instrumento de enseñanza basado en la teoría del aprendizaje significativo de Ausubel. Las tramas conceptuales tienen por función analizar la materia a enseñar o ya enseñada si son los alumnos las que la realizan, poniendo en relación interna y externa cada uno de los conceptos a tratar. Las relaciones internas son aquellas que unen las nociones constitutivas de conceptos a ellos mismos. Las relaciones externas son aquellas que unen conceptos a los que le son limítrofes. Tal análisis tiene sus límites, ya que el número de conceptos que se pueden relacionar son limitados según cada disciplina. En el caso de la Física y Química podemos distinguir tres grandes conceptos alrededor de los cuales se pueden nuclear y organizar la mayoría de los temas. Estos conceptos pueden ser: Sistema material Interacción Energía y cambios. Cuando se pone en relación interna varios conceptos dentro de un núcleo temático, se puede dar nombre a dicha relación. Un ejemplo simple, podría ser el que aparece en la página siguiente: 213 La ventaja de la utilización de estos mapas conceptuales es que nos permite, a nosotros o a nuestros alumnos, el uso de una herramienta o armazón lógico, que se puede utilizar en contextos muy variados y podrá demostrarse que es un instrumento que por similitud se podrá emplear en problemas de carácter científico, posterior. 2º Análisis didáctico: Una vez determinados los contenidos de la Unidad, se deben analizar los condicionantes de Enseñanza Aprendizaje. 3º Selección de objetivos: Realizados los dos análisis anteriores la siguiente tarea que proponen los autores antes mencionados es la de formulación de objetivos. 4º Selección de estrategias didácticas: El diseño de estas estrategias deben ir encaminados a la consecución de los objetivos propuestos. 5º Selección de estrategias de evaluación: esta sería la última tarea del modelo. Las decisiones que se adopten en este punto estarán condicionadas por las ideas que el profesor tenga sobre el proceso de E/A. 2ª Fase y 3ª Fase: La experimentación de la Unidad Didáctica se llevará a cabo en el aula y mediante la recogida de datos del proceso y de INTERACCIÓN ENTRE SISTEMAS FUERZAS DEFORMACIONES CAMBIOS EN EL MOVIMIENTO INTERCAMBIO DE ENERGÍA Originan que producen 214 la evaluación del mismo, estaremos en condiciones de valorar el trabajo realizado y de incidir de nuevo en aquellos aspectos que se consideren oportunos en relación con los análisis realizados. Esta planificación se podría resumir en el siguiente esquema: ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE EVALUACIÓN METODOLOGÍA CONTENIDOS CONCEPTOS PROCEDIM. ACTITUDES NOS PERMITEN ALCANZARLOS SE CONSTRUYEN LOS CONOCIMIENTOS PUEDEN SER RECURSOS IDEAS PREVIAS ORGANIZACIÓN ... DE LOS PROCESOS DE LOS ALUMNOS OBJETIVOS 215 8.3.- Trabajo sobre la primera fase Intentaremos abordar ahora algunas cuestiones relacionadas con la primera fase de la elaboración de Materiales Didácticos, ya que la 2ª y 3ª necesariamente deben hacerse en el aula y en el seno de los Departamentos y Seminarios. Con intención de organizar el trabajo, estructuraremos la tarea en torno a cinco bloques de actividades, que pueden responder a las ideas planteadas anteriormente, pero que por comodidad, los podríamos delimitar como respuestas a preguntas, tal y como algunos autores ya mencionados en el capítulo 6, (Tyler, 1973) hacen respecto al curriculum, de la siguiente manera: 1.- ¿Cómo será nuestra Unidad Didáctica? 2.- ¿Qué contenidos incorporará? 3.- ¿Qué pretendemos? 4.- ¿Cómo lo haremos? 5.- ¿Cómo, cuándo y qué evaluaremos? 8.3.1.- ¿Cómo será nuestra Unidad Didáctica? En este apartado intentaremos definir cuál va a ser la orientación que tendrá nuestro material. En este sentido podemos tomar como referencia las siguientes cuestiones: * Si es interdisciplinar o no. * Si el enfoque es predominantemente práctico o teórico. * Si hace especial énfasis en los conceptos de la asignatura o predomina la intención de promover actitudes. * Otros. Para ayudarnos en esta cuestión podríamos apuntar algunas cuestiones reseñadas por varios autores relacionados con este punto: - La Unidad Didáctica deberá mostrar su coherencia (Ausubel, 1978) por si sola y con las demás, de forma que la ciencia aparezca como cuerpo organizado de conocimientos (Hodson, 1985). Para ello se puede: a) Explicitar organizadores previos. b) Construir mapas conceptuales como herramientas de presentación, estudio o evaluación. c) Incluir tareas de resumen, síntesis, presentación de informes, etc. 222 inconvenientes que esto conlleva, para poder argumentar " a posteriori " un determinado modelo didáctico en el que sustentar nuestra praxis. Si nos situamos en la perspectiva del funcionamiento de la inteligencia del sujeto, veremos inmediatamente, a partir de las investigaciones de los psicólogos, que existe una jerarquía (y una sucesión temporal en la historia del desarrollo) entre los diversos tipos de relaciones, de tal manera que algunas de entre ellas son manejadas de forma más precoz y más fácilmente que otras. Particularizando aún más, la capacidad de construir modelos físicos y de manejar las transformaciones de las relaciones dentro del marco de estos modelos -capacidad que puede tomarse como finalidad general de la enseñanza de la físicapone en juego lo que la escuela piagetiana describe como capacidades operatorias. Estas capacidades han sido analizadas por Piaget y clasificadas en una escala genética de desarrollo mediante la noción de operaciones: las operaciones son las transformaciones elementales susceptibles de actuar sobre los modelos construidos por la inteligencia. De este modo se ha facilitado el camino del aprendizaje y de la enseñanza de la actividad científica central que consiste en construir y manejar modelos. La consideración de esta dimensión psicológica y genética del pensamiento plantea una perspectiva totalmente nueva en la construcción del "Curriculum" de la Física y Química en la enseñanza secundaria. En la mayoría de los programas ya desarrollados, subyace la idea de que la inteligencia del alumno es homogénea en su funcionamiento a la del profesor, con la única diferencia que el profesor tiene el conocimiento de la física y el alumno es como un recipiente vacío que espera ser llenado con el mismo contenido. Este contenido sería, pues, introducido en capas sucesivas, lo cual significa que los contenidos preexistentes en la inteligencia del alumno de secundaria son los adquiridos desde el inicio de la escolaridad. Parece, que en realidad, la inteligencia del niño no es en absoluto un molde en el que se van registrando huellas sucesivas, no es un sistema que conserva en orden lineal una serie de informaciones y algoritmos. Se trata de un organismo vivo y activo que reacciona al contacto con la enseñanza y con todas las experiencias de la vida cotidiana. Es por encima de todo un organismo que a través de la coordinación de sus propias acciones, se dota de una estructura determinada en la que se 223 insertan y organizan todos los conceptos asimilados. Esta "estructura de recepción " es para el maestro el contenido preexistente primordial, con la particularidad de que es un dato generalmente desconocido, ya que guarda poca relación con las estructuras de las disciplinas científicas que con anterioridad se han pretendido enseñar al niño. Por tanto, y a modo de conclusión, cualquier modelo didáctico que sustente una determinada metodología, deberá tener en cuenta las apreciaciones anteriores. Basado en todo lo anterior, las orientaciones metodológicas que se plantean en este apartado, se basan en una concepción constructivista del aprendizaje. En este sentido el cambio conceptual se valora como un mecanismo de construcción de conocimiento. Asimismo entendemos que debe existir una intervención pedagógica en este mismo sentido, para a partir de las ideas preexistentes en los alumnos, diseñar estrategias tendientes a conseguir una reestructuración en los esquemas interpretativos y por tanto un aprendizaje significativo. A título orientativo podríamos dar algunas ideas para la intervención en el aula. 1.- Motivar al alumno hacia el objeto de estudio. Se puede partir de una situación problema de manera que el alumno la asuma y se sienta implicado en su resolución. 2.- Intentar que el alumno tome conciencia sobre sus ideas previas en relación con el problema planteado. El conocimiento de las ideas previas de los alumnos se puede realizar con algunos de los procedimientos más usuales: test, entrevistas, torbellino de ideas, etc. En este apartado suele ser bastante enriquecedor el trabajo en pequeño grupo y la posterior puesta en común en el gran grupo. 3.- Cuestionar dichas ideas previas. En este punto no es suficiente con decir al alumno cuales son sus ideas supuestamente "falsas", sino que será necesario y conveniente el planteamiento de contraejemplos, que oiga a sus propios compañeros y que se le anime a seguir en la búsqueda. 4.- Introducción de nuevos conceptos. En este punto toma sentido la guía de actividades de clase que el profesor prepara para el problema en cuestión. 224 5.- Comunicación de los resultados. Es un buen método para obligar al alumno a reflexionar, recopilar y así poder conseguir que las nuevas ideas tengan para el alumno un poder explicativo de la realidad superior a las que le precedían. 8.3.4.2.- Criterios de elección de actividades. Para poder abordar las ideas propuestas en los párrafos anteriores, las actividades propuestas deberían ser de tal manera que: 1.- Favorezcan el cambio conceptual (Posner y otros, 1982), con actividades que: a) Pongan de manifiesto las ideas previas de los alumnos. b) Cuestionen esas ideas, para cambiarlas o completarlas. c) Muestren la fecundidad de las ideas nuevas o corregidas. 2.- Persigan el cambio metodológico (Gil y Carrascosa, 1985), con actividades que pongan al alumno en situación de: a) Plantear problemas. b) Emitir hipótesis. c) Controlar e identificar variables. d) Diseñar y realizar experiencias y aparatos. e) Analizar e interpretar resultados. 3.- Ofrezcan posibilidades de investigación del alumno ( Cañal y Porlán, 1986), incorporando actividades complementarias a las que define el hilo conductor básico (bibliográficas, optativas, voluntarias, de larga duración, de distintos niveles, etc.) y que puedan realizarse en paralelo con aquéllas. 8.3.4.3.- Criterios de selección de actividades. Actividad 7. Analizar y escribir los obstáculos, dificultades, preconceptos / ideas previas, que puedan encontrarse nuestros alumnos y que consideremos más importantes, dentro del tema de la unidad didáctica. 225 A la hora de seleccionar actividades de aprendizaje, resulta conveniente tener en cuenta los 12 principios que, según Raths, citado por Stenhouse (1984), deben guiar el diseño de actividades de aprendizaje: 1.- En las mismas condiciones una actividad es preferible a otra si da a la alumna o alumno un papel activo en su realización. 2.-... si le obliga a tomar decisiones razonables respecto a la manera de desarrollar y analizar la conveniencia de su elección. 3.- ... si exige al alumno o alumna una investigación de ideas, procesos intelectuales, acontecimientos o fenómenos de orden personal o social y le estimula para comprometerse en esta actividad. 4.- ... si obliga a la alumna o alumno a interactuar con su realidad. 5.- ... si puede ser realizada por alumnos y alumnas con distintos niveles de capacidad y con intereses diferentes. 6.- ... si obliga al alumno o alumna a examinar ideas, leyes que ya conoce en nuevos contextos. 7.- ... si obliga a la alumna o alumno a examinar ideas o acontecimientos normalmente aceptados, sin más ni más, por la sociedad. 8.- ... si coloca al alumno o alumna y a la enseñanza en situaciones de éxito, fracaso o crítica. 9.- ... si obliga a la alumna o alumno a reconsiderar y revisar sus esfuerzos iniciales. 10.- ... si obliga a aplicar y dominar reglas significativas, normas o disciplinas. 11.- ... si ofrece la posibilidad de planificarla con los demás, participar en su desarrollo y comparar los resultados obtenidos. 12.- ... si es relevante para los propósitos y los intereses de los alumnos y alumnas. También podríamos considerar otro aspecto relacionado con las actividades (Cañal et al, 1993) que hace referencia a la definición de las actividades en cuanto a su poder de vía de comunicación interactiva en los procesos que se dan en el aula. En este sentido y como indica los autores antes mencionados, en las actividades se trata información, sirven para alcanzar unas determinadas metas educativas, son interactivas, son organizadas y son características y propias de cada aula. 8.3.4.4.- Tipos de actividades. 226 Los tipos de actividades que se pueden plantear dentro de una Unidad, es variada y su clasificación varía de unos autores a otros y depende del criterio que se siga. Así podemos clasificarlas en cuanto a su vertiente didáctica en: A) Actividades de inicio, también pueden incluirse aquí las llamadas de motivación y para las cuales se pueden utilizar diversos recursos: mapas conceptuales, debates, preguntas abiertas, test, torbellino de ideas, problemas abiertos, etc. B) Actividades de reorganización, regulación o reestructuración, con las que se pretende que el alumno vaya acomodando en su esquema cognitivo las nuevas ideas y vaya construyendo sus significados. Las estrategias o recursos pueden ser también varios: trabajo experimental, actividades de tipo informativo, búsqueda de información, resolución de problemas, juegos de simulación, comentarios de textos, etc. C) Actividades de aplicación o de "acabado". Estas actividades pretenden servir para afianzar las ideas antes trabajadas de forma que, por ejemplo, puedan ser aplicadas dichas ideas o conceptos a situaciones diferentes para las que fueron definidas. Como recursos: videos, juegos de simulación, comentarios de noticias de prensa, problemas abiertos, pequeñas investigaciones, etc. Si seguimos de nuevo a Cañal et al., 1987, teniendo en cuenta el propósito que la actividad encierra nos sale un nuevo catálogo de actividades, de las que a título de ejemplo podemos citar: a) Actividades de planificación del trabajo. b) Actividades de contraste o debate de puntos de vista divergentes entre el alumnado. c) Actividades de búsqueda y selección de información. d) Actividades de memorización. e) Actividades de exposición de conocimientos. f)... 227 8.3.5.- ¿Cómo, cuándo y qué evaluaremos? 8.3.5.1.- Aspectos generales. Conviene, y eso pretendemos, darle a la evaluación un papel importante dentro del proceso de enseñanza-aprendizaje para que sea fiable y objetiva, así como para que ayude a aprender a los alumnos y a nosotros a reflexionar sobre nuestra práctica. La importancia de la evaluación radica en varios aspectos, que podemos representar en frases recogidas por Alonso, M (1992) de varios autores: * La evaluación es central en nuestro proceso de enseñanzaaprendizaje. * En la evaluación se muestra con claridad aquello a lo que se le da importancia. * Las innovaciones curriculares acaban vacías de contenido si no se producen innovaciones en la evaluación. * Si eliminamos la evaluación equivaldría a eliminar oportunidades reales de aprendizaje. El objeto de estudio de la evaluación: el aula, sus componentes y relaciones, así como los procesos de enseñanza aprendizaje que en ella se producen, resulta ser un sistema complejo en el que intervienen gran Actividad 8. Describir lo que podría hacerse en clase el primer día de desarrollo de la unidad, para incorporar a los alumnos a la misma, intentando plantear actividades que conecten con sus ideas y experiencias previas, Actividad 9. Dar título y describir muy brevemente una actividad o secuencia de actividades que nos permita "afrontar" didácticamente el principal o principales obstáculos de aprendizaje identificados en la actividad 7. 228 cantidad de variables difícilmente controlables. Añadido a esto, el evaluador es parte del objeto a estudiar, y de su misma naturaleza. La evaluación no puede reducirse a una pretendida calificación del rendimiento del alumno, un término de muy difícil definición que, aunque fuera posible evaluar, no es la única variable que interviene en el proceso de enseñanza aprendizaje. El concepto de evaluación desde los distintos parámetros que pueden observarse, nunca se debe ajustar o situar, conceptualmente, a un período concreto de la vida escolar de los alumnos, sino que ha de contemplarse como un concepto aplicado, tendiente a comprobar los avances o retrocesos (si los hubiese ) de los procesos de aprendizaje de los alumnos en relación con el período de su desarrollo, condicionados por los propios agentes educativos y curriculares. La evaluación formativa continua y orientativa, ha de servir como elemento de revisión del proceso y como fuente de retroalimentación, no sólo de las materias sino también del proyecto educativo en su conjunto. La evaluación ha de ser coherente también con el diseño del currículo y atender a todos los factores que en el se han explicitado, es decir, no sólo a los llamados contenidos conceptuales sino que también se deben valorar los relativos a actitudes, valores y normas y los relativos a habilidades y destrezas. De acuerdo con este planteamiento, algunas de las funciones de la evaluación podrían ser: - Conocimiento de la realidad de partida. - Conocimiento del grado de consecución de los objetivos planteados en cada actividad/es. - Facilitar la reorientación del proceso de enseñanza - aprendizaje. - Obtener información de dicho proceso que le sirva al alumno para su propio aprendizaje. Finalmente, añadir, que debido a su importancia y a su carácter formativo y subjetivo, la evaluación no debe ser labor exclusiva de un solo profesor, sino que en ella tienen que intervenir el equipo docente y los propios alumnos. 229 8.3.5.2.- Herramientas o instrumentos de evaluación. Exponemos a continuación algunos de los recursos que se pueden poner en juego para la obtención de máxima información posible sobre el proceso que se lleva a cabo en el aula. OBSERVACIÓN Es quizás la más importante fuente de información y la que, con una técnica adecuada, puede darnos una información bastante fiable de los pasos del proceso educativo. Su fiabilidad está condicionada a que no interfiera en el propio proceso. Es muy útil el realizarla, por ejemplo, mientras trabajan en pequeño grupo, a la hora de la puesta en común, etc. Debe ser sistemática y seguir determinadas escalas de estimación. ENTREVISTA Es muy aceptable para conocer la problemática concreta de un alumno, respecto a su proceso de enseñanza-aprendizaje. Requiere bastante tiempo pero nos puede aportar bastantes datos del alumno. CUADERNO DE CLASE El cuaderno de clase, es un elemento de trabajo necesario para el alumno y el profesor. En él se deben de recoger por parte del alumno todas las incidencias, informaciones, puestas en común, debates, etc. Su análisis, de una manera aparentemente aleatoria, nos permite extraer bastante información sobre ideas previas, debate en los grupos, sistematización de la información, recogida de datos, etc. PRUEBAS ESCRITAS Los " exámenes ", han sido hasta ahora los único instrumentos para la recogida de información en la mayoría de las aulas. Sería necesario desmitificar su función como elementos medidores del rendimiento escolar y enfocarlos desde un punto de vista más formativo. Actividad 10. Seleccionar uno o varios criterios de evaluación que consideremos relevantes que podamos aplicar al tema que nos ocupa. 230 Deben de servir de elemento de reflexión de la situación en que se encuentra el proceso de enseñanza-aprendizaje. Finalizando, la evaluación debe ser un elemento más que ayuda en el proceso de enseñanza aprendizaje y no un punto de calificación del rendimiento escolar del alumno, que puede convertir la calificación escolar en una redundancia de la clasificación social ya existente. Actividad 11. Describir qué instrumentos o herramientas de evaluación utilizaremos para dicha evaluación. Actividad 12. Realizar un supuesto práctico del proceso de evaluación antes descrito y plantear una estrategia que nos permita la reflexión y el análisis de los resultados y su incidencia en el proceso emprendido.