Las Ciencias Naturales en la Enseñanza Secundaria: algunas aportaciones de la Investigación Educativa
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Ciencia LAS CIENCIAS NATURALES EN LA ENSEÑANZA SECUNDARIA: ALGUNAS... Las Ciencias Naturales en la Enseñanza Secundaria: algunas aportaciones de la Investigación Educativa Enrique Banet Hernández Catedrático de Didáctica de las Ciencias Experimentales Facultad de Educación. Universidad de Murcia. L a Educación Secundaria su práctica docente- ha emprendido culos, propósito importante entre -como bien conoce su profe- numerosas iniciativas orientadas a quienes nos dedicamos a la ense- sorado- es un nivel de ense- innovar la enseñanza de la Biolo- ñanza de las ciencias. ñanza en el que las tareas docentes gía y de la Geología. Investigación Por ello, en este artículo se son particularmente complejas, por e Innovación, constituyen pilares presenta un panorama general lo que requiere profesionales que, básicos para comprender mejor sobre algunas aportaciones de la además de conocer la disciplina cómo tienen lugar los procesos investigación educativa que pue- que tienen que enseñar -la Biolo- de aprendizaje y explorar nuevas den ser puntos de referencia para gía y/o la Geología, en el caso que alternativas para la enseñanza, el desarrollo de la enseñanza de las nos ocupa-, dispongan de criterios con el objetivo de mejorar la cali- Ciencias Naturales. Aunque somos para tomar decisiones, entre otros dad de la educación. conscientes de que la problemática aspectos, sobre la selección de los Sin embargo, las relaciones es mucho más amplia y compleja, contenidos más apropiados para entre investigación e innovación, debido a las lógicas limitaciones la formación de los estudiantes, o generadoras de conocimiento en de espacio, centraremos la atención sobre las orientaciones educativas y para las aulas, no son todo lo en cuatro cuestiones importantes más adecuadas para desarrollar fructíferas que deberían ser. Con (cuadro I) -que resumimos en 14 la enseñanza y para evaluar sus mayor frecuencia de la deseable afirmaciones con claras repercu- resultados. se aprecia cierto distanciamiento siones a pie de aula-, con la inten- Como consecuencia de ello, entre ambos ámbitos, debido, entre ción de que los profesores puedan muchas investigaciones -desde otras razones, a que los resultados encontrar algunas referencias la Psicología, la Pedagogía o la de investigación son poco conocidos -que no soluciones- para orientar Didáctica de las Ciencias- han o tienen escasas repercusiones en actuaciones innovadoras. También analizado la problemática especí- las aulas; así lo perciben muchos aportaremos algunas referencias fica que se plantea en estos niveles profesores. Difundir los hallazgos bibliográficas en las que el lector educativos. También el profesorado de la investigación educativa debe interesado puede obtener más -reflexivo y crítico en relación con contribuir a fortalecer estos vín- información. I. ¿Cuál puede ser la contribución de la Biología y la Geología a la formación de los estudiantes de Educación Secundaria? II. ¿Qué circunstancias pueden contribuir a que los estudiantes aprendan estos contenidos? III. ¿Cómo desarrollar la enseñanza en estos niveles educativos? IV. ¿Cuáles pueden ser las funciones de la evaluación en los procesos educativos? Cuadro I. Algunas cuestiones relacionadas con la enseñanza de las Ciencias Naturales 18 | educar en el 2000 | septiembre 2003 Enrique Banet
Ciencia LAS CIENCIAS NATURALES EN LA ENSEÑANZA SECUNDARIA: ALGUNAS... I. ¿Cuál puede ser la gencia a estas edades -en cretas (que caracteriza a los particular, en primer ciclo-, niños y niñas de Primaria), contribución de la limitará la capacidad de los hacia un estadio en el que Biología y la Geología estudiantes para compren- adquieren las capacidades a la formación de der conceptos demasiado de formular hipótesis fun- los estudiantes de abstractos. A nticipar el damentadas sobre proble- Educación Secundaria? estudio de ciertos conteni- mas científicos, de elaborar dos biológicos o geológicos los diseños experimentales Aunque mucho se ha discutido y (por ejemplo, la génesis de correspondientes para com- escrito en relación con esta cuestión, los distintos tipos de roca) probar sus explicaciones, en nuestro estudio nos centraremos podría generar, básicamente, de controlar variables...; en tres ideas importantes que desa- aprendizajes memorísticos herramientas intelectuales rrollamos a continuación: que se olvidan más pronto de gran utilidad para que 1. Durante la Educación Secun- que tarde y que, por tanto, cualquier ciudadano pueda daria los estudiantes deberían son de escaso valor forma- interpretar múltiples acon- Aprender Ciencia, pero también tivo. tecimientos que suceden en Aprender a hacer Ciencia y Apren- • Sin embargo, aliviar la carga su vida cotidiana (que tie- der sobre la Ciencia, ámbitos sobre conceptual no implica, nece- nen que ver con problemas los que el estudio de la Biología y sariamente, disminuir la medioambientales, de salud, la Geología tienen mucho que decir. importancia de estas disci- con la información que, en En este sentido: plinas; sino, más bien, apos- forma de gráficas o tablas a) En relación con el primer tar por el interés educativo son habituales en los medios aspecto -aprender ciencias-, no de otros ámbitos formativos, de comunicación...). necesita mucha justificación a los que nos referimos a La complejidad inherente a afirmar que, en estos niveles continuación. este ámbito de aprendizaje educativos, los estudiantes b) Existe un amplio consenso entre ha propiciado el desarrollo deben conocer la estructura investigadores y profesores de numerosas investigacio- celular de los seres vivos, los sobre la necesidad de que los nes orientadas a identificar mecanismos moleculares de estudiantes Aprendan a hacer y clasificar estas habilida- la herencia, la tectónica glo- Ciencia; es decir, desarrollen des, a conocer cómo pueden bal... Encontraremos mayores ciertas habilidades de investi- ser seleccionadas y secuen- discrepancias en cuanto a los gación, de comunicación... que ciadas en distintos niveles criterios más adecuados para caracterizan a la actividad educativos, o cómo pueden seleccionar y secuenciar -en científica. En este sentido: ser aprendidas, enseñadas un plano más concreto- estos • La utilización, a nivel esco- y evaluadas ( Pro, 1998 ; contenidos. Si bien en Bachille- lar, de estrategias de esta Banet, 2001; Perales y rato la Biología y la Geología se naturaleza puede ser un Cañal, 2000). deberían abordar, con un nivel enfoque muy adecuado para c) La enseñanza de la Biología y la conceptual adecuado para que que los estudiantes apren- Geología también puede y debe los estudiantes puedan afrontar, dan en el ámbito conceptual contribuir a que los estudiantes con ciertas garantías de éxito, (crecimiento de las plantas, Aprendan sobre la Ciencia; es su acceso a la Universidad, fotosíntesis, utilidad de las decir, a que comprendan algu- desde la perspectiva de una rocas en la vida diaria...). nas características y hábitos educación básica y obligatoria • Además, introducirles en el inherentes a la naturaleza de (en ESO), el tratamiento de trabajo científico contribuirá la Ciencia y del conocimiento estos aspectos debería ser cui- a su desarrollo intelectual, científico (provisionalidad de dadosamente valorado, por dos favoreciendo el tránsito del las teorías, rigor en el análisis razones importantes: periodo que Piaget deno- de la información, construcción • El desarrollo de la inteli- minó de operaciones con- del conocimiento como empresa Enrique Banet septiembre 2003 | educar en el 2000 | 19
Ciencia LAS CIENCIAS NATURALES EN LA ENSEÑANZA SECUNDARIA: ALGUNAS... colectiva...). Aprendizajes que mismo -y actúen en consecuencia- en cuenta que muchos de los objeti- contribuirán a modificar algu- , desarrollen pautas adecuadas vos señalados no se vinculan a una nos puntos de vista frecuentes en relación con su sexualidad, o sola materia, a un curso o a un ciclo entre los estudiantes -también tengan hábitos saludables en educativo. Puesto que considerar el entre profesores- que consideran relación con la alimentación, con tiempo disponible es uno de los fac- la Ciencia como un cuerpo de el consumo de alcohol, tabaco y tores que limita la formación de los conocimientos verdaderos (con- otras drogas? estudiantes, la tarea de seleccionar firmado por el trabajo de cientí- Aunque las actitudes deberían lo que éstos deben aprender, más ficos), que progresa linealmente ser referencias irrenunciables allá de lo que propongan los libros hacia una congruencia total con en la formación de los estudian- de texto, es una de las decisiones la realidad, con independencia tes -en particular, en Primaria y más importantes que realizamos de influencias sociales. Y al ESO-, con frecuencia se encuen- los profesores al planificar la ense- método científico como una tran relegadas en la educación (al ñanza. Si olvidamos alguna de las estrategia objetiva, neutral e menos formalmente, ya que suelen perspectivas señaladas, estaremos infalible que permite acceder a constar en la planificación escrita infrautilizando las posibilidades estos conocimientos. Epistemo- de los profesores). Ello es debido, formativas de la Biología y la Geo- lógicamente, estas concepciones entre otras razones, a que son logía: ¿qué materias del currículo se sitúan en perspectivas positi- contenidos incómodos de enseñar; de Educación Secundaria pueden vistas, superadas hace décadas por su carácter transversal no se cumplir estos objetivos mejor que por la Historia y la Filosofía sitúan en un área de conocimiento las científicas? de la Ciencia. También puede o en una unidad didáctica determi- contribuir a que, como ciuda- nada; difícilmente se pueden orde- danos, los estudiantes realicen nar en una secuencia (de simples II. ¿Qué circunstancias valoraciones críticas, relativa- a complejas), como ocurre con los pueden contribuir a mente fundamentadas, sobre conceptos; no resulta sencillo cons- que los estudiantes las repercusiones tecnológicas tatar los aprendizajes producidos y sociales y las limitaciones en este ámbito... (Pozo y Gómez aprendan estos del conocimiento científico Crespo, 1998). contenidos? (clonación, alimentos transgé- 3. Los estudiantes deben per- Se trata, naturalmente, de una nicos...). cibir, claramente, la importancia cuestión demasiado compleja, para 2. La enseñanza de la Biología que los profesores concedemos a la que la investigación educativa y la Geología también debería las distintas perspectivas forma- sólo ha presentado respuestas par- contribuir a promover y consolidar tivas. Si estamos de acuerdo en ciales, pero de las que se derivan conductas adecuadas y saludables, la importancia educativa de los un buen número de implicaciones tanto desde el punto de vista aprendizajes mencionados, habrá didácticas, algunas de las cuales personal como social. Incluso, en que considerar que los estudian- son comentadas a continuación: relación con determinados ámbitos, tes difícilmente se preocuparán 4. El aprendizaje significativo estos aprendizajes deberían ser, en aprender -o en demostrar que de los contenidos de Biología y al menos, tan importantes como han aprendido- determinadas habi- Geología como objetivo educativo los conceptuales, en particular lidades de investigación o ciertas prioritario. No todos los aprendiza- durante la educación obligatoria. técnicas experimentales (desenvol- jes tienen el mismo valor formativo ¿Acaso conocer ciertos detalles vimiento en el laboratorio, manejo para los estudiantes. Aún cuando sobre organización de los seres del microscopio...) si la evaluación la memoria es una herramienta vivos, sobre la estructura de las se relaciona, fundamentalmente, cognitiva importante para apren- rocas... es más importante que con la reproducción, más o menos der, por ejemplo, la escala de Mohs, procurar que los estudiantes sean literal y memorística, de conceptos ciertos términos (mitocondria), respetuosos con el Medio Natural, o de fenómenos geológicos o bioló- fechas (duración de los periodos valoren las consecuencias de la gicos. geológicos)..., desde el punto de intervención humana sobre el En todo caso, habría que tener vista educativo, los de mayor 20 | educar en el 2000 | septiembre 2003 Enrique Banet
Ciencia LAS CIENCIAS NATURALES EN LA ENSEÑANZA SECUNDARIA: ALGUNAS... interés son aquellos que implican que la Tierra se formó tal y como asociada a planteamientos didác- la comprensión -y no la simple la vemos ahora (como parecen ticos: que se orientan a transmitir memorización- de los conceptos y/ informarnos nuestros sentidos), conocimientos, sin tener en cuenta o procesos objeto de estudio (con- que las semillas necesitan luz las concepciones de los estudiantes; cepto de dureza, estructura celular, para germinar (puesto que es que proporcionan escasas situacio- evolución de los seres vivos). imprescindible para las plantas nes para la reflexión y el intercam- Intentar que los estudiantes verdes), que los caldos tienen bio de ideas; en los que priman las aprendan de manera significativa excelentes propiedades nutritivas respuestas rápidas y seguras; en debe ser un propósito explícito de y que las patatas son alimentos que los que la evaluación sigue poten- los profesores. Entre otras cir- engordan mucho (conocimiento que ciando aprendizajes memorísticos... cunstancias, que analizaremos existe en el ámbito social) o que También explicaría, al menos en a continuación, ello requiere que la respiración consiste en tomar parte, una característica muy la selección de los contenidos de oxígeno y desprender dióxido de importante de estas concepciones enseñanza considere las capacida- carbono (expresión que se puede desde el punto de vista educativo: des intelectuales de los estudiantes encontrar en libros de texto), son, su resistencia al cambio, a pesar, para aprender (sus posibilidades de entre muchas otras, concepciones incluso, de la instrucción reite- razonamiento -notablemente dife- muy arraigadas en los estudian- rada; como pone de manifiesto el rentes en el primer ciclo de ESO, tes. Información más precisa se hecho de que son compartidas por que en Bachillerato-, así como sus puede obtener en Banet y Ayuso estudiantes de distintos niveles conocimientos previos). (1995), Perales y Cañal (2000), educativos y culturas -también 5. El aprendizaje significativo Banet (2001) en el ámbito de la por personas adultas-, como sucede, en el ámbito conceptual se inter- Biología, o Pedrinaci (1993, 1998), por ejemplo, con la idea de que el preta como un proceso de cons- Perales y Cañal (2000), en el de la nacimiento de gemelos es debido a trucción de conocimientos a partir Geología. que dos espermatozoides fecundan de lo que los estudiantes ya saben. b) Aprender supone establecer a un mismo óvulo. Esta afirmación es, precisamente, relaciones significativas entre Puesto que estas concepciones una referencia básica del construc- lo que los estudiantes conocen y constituyen el punto de partida tivismo, teoría sobre el aprendizaje la nueva información. Es decir, para los nuevos aprendizajes, si que emerge de las aportaciones de considerar lo que ya saben es una los profesores no las tenemos en la Filosofía de la Ciencia, la Psico- referencia importante para favo- cuenta al planificar y desarrollar logía del Aprendizaje o la Didáctica recer aprendizajes significativos. la enseñanza (en la selección de los de las Ciencias. Algunas referen- No obstante, puesto que estos contenidos, de las actividades, de la cias de esta orientación educativa conocimientos son, con frecuencia, secuencia de enseñanza...), pueden son las siguientes (Driver, 1986): alternativos a los que deberían constituir obstáculos importantes a) Lo que hay en el cerebro del aprender, las conclusiones a las para que los alumnos y alumnas que va a aprender tiene importan- que pueden llegar los estudiantes aprendan y comprendan las cien- cia, de manera que los resultados cuando interpretan los conceptos o cias. de aprendizaje no sólo dependen fenómenos biológicos y geológicos c) Los estudiantes son responsa- de las experiencias educativas que objeto de estudio pueden y suelen bles de sus aprendizajes, afirmación planteemos a nuestros estudiantes, no coincidir con el significado que reconoce otra característica por interesantes que éstas sean, que les atribuimos los profesores. importante de la enseñanza: los sino también de sus conocimien- Así ocurre, por ejemplo, cuando estudiantes deben querer aprender tos previos. resuelven correctamente proble- de manera significativa. Es decir Como han puesto de manifiesto mas de genética mendeliana, pero han de mostrarse mentalmente numerosos trabajos de investiga- siguen pensando que las plantas no activos en las distintas tareas ción, los estudiantes poseen sus tienen reproducción sexual, o que que les proponemos, intentando propias ideas para explicar muchos carecen de cromosomas (Banet y integrar en su estructura cogni- de los fenómenos que estudian la Ayuso, 1995). tiva la nueva información; proceso Biología o la Geología. Afirmar Esta circunstancia suele estar que produciría la ampliación de Enrique Banet septiembre 2003 | educar en el 2000 | 21
Ciencia LAS CIENCIAS NATURALES EN LA ENSEÑANZA SECUNDARIA: ALGUNAS... los conocimientos que ya poseen diversos criterios (origen, compo- antes de plantear, en cursos pos- o, en otros casos, la modificación sición, funciones), que formular teriores, problemas más complejos sustancial de sus puntos de vista hipótesis, elaborar diseños experi- sobre la fotosíntesis. Además, en la (así sucede cuando comprenden mentales o controlar las variables primera situación debería ser más que todos los órganos del cuerpo, que intervienen en una situación importante la labor orientadora del incluso los huesos, están formados relacionada, por ejemplo, con la profesor. por células, noción que suelen igno- dinámica de los ecosistemas. c) Las habilidades de investi- rar aunque conozcan detalles de la De esta afirmación se deducen, gación deberían ser aprendidas estructura celular). al menos, dos conclusiones impor- de manera significativa, lo que Desde esta perspectiva, la tantes desde el punto de vista edu- requiere tener en cuenta los cono- habilidad del profesor para cap- cativo: por una parte, y tomando cimientos y experiencias previas tar la atención de los estudiantes como referencia períodos amplios que los estudiantes hubieran desa- (seleccionando las actividades de de tiempo (un curso, ciclo), los pro- rrollado en relación con este ámbito; enseñanza adecuadas, intentando fesores deberíamos establecer una puntos de partida para incorporar a interesarles cuando escuchan sus secuencia lógica e intencionada su estructura cognitiva los nuevos explicaciones...) y para que éstos para que los estudiantes desa- aprendizajes. Ello permitirá que perciban la utilidad de los nuevos rrollen las distintas habilidades; comprendan el significado de cada conocimientos (para aprendizajes por otra, resalta la importancia una de estas tareas en el contexto posteriores y/o para la vida coti- de iniciar el desarrollo de las más de una investigación, y que desa- diana), son circunstancias que es sencillas desde los niveles educati- rrollen la capacidad de ponerlas en preciso considerar. vos más elementales. práctica en situaciones distintas a 6. Los estudiantes no apren- b) Es necesario identificar las que fueron aprendidas; circuns- den habilidades de investigación distintos niveles de dificultad en tancia que dotará de un carácter espontáneamente, sino que deben el aprendizaje de una habilidad duradero a estos aprendizajes. ser favorecidas, de manera inten- de investigación determinada. Es d) Por último, para que los cionada, por la enseñanza. Ya decir, la secuencia a la que nos estudiantes aprendan habilidades hemos destacado la importancia referíamos en el apartado ante- de investigación las actividades de la Biología y la Geología para rior también debería contemplar la de enseñanza deben proporcionar que los estudiantes aprendan en posibilidad de que los estudiantes suficientes oportunidades para relación con este ámbito forma- incrementen su nivel de destreza que las pongan en práctica en tivo. Pero... ¿qué circunstancias en relación con la capacidad de diferentes situaciones educativas. educativas pueden favorecer estos observar y clasificar, de formular Así, por ejemplo, si les planteamos aprendizajes? Aunque la respuesta hipótesis y elaborar diseños experi- problemas abiertos sobre la ali- resulta compleja, algunas conside- mentales, de controlar variables, de mentación, la herencia biológica..., raciones de interés educativo son elaborar conclusiones e informes..., pueden desarrollar las capacidades las siguientes: aumentando, de manera progre- de formular hipótesis y de deducir a) Unas habilidades de investi- siva, el grado de dificultad de la las predicciones que orientarán gación son más difíciles de apren- tarea que les proponemos resolver la investigación, de elaborar los der que otras, consideración que (también la del contexto conceptual diseños experimentales para con- llama la atención sobre el hecho de en la que se aplica). trastarlas... Más tarde volveremos que los estudiantes deben adquirir Ello significa que deberíamos sobre esta afirmación. cierto nivel de destreza en el desa- partir de investigaciones sencillas 7. El aprendizaje de actitudes rrollo de aquellas más elementales (sobre el desarrollo de las semillas, plantea retos de gran complejidad (más simples y generales), antes de por ejemplo) para que los estudian- educativa. Como decíamos, aunque iniciarse, con ciertas garantías de tes de primer ciclo de ESO (con no es frecuente que la enseñanza éxito, en otras más complejas (que poca o ninguna experiencia) se contemple explícitamente estos implican un mayor número de inicien en la elaboración de diseños aprendizajes, asumir objetivos for- pasos o acciones). No es igual de experimentales, procurando que el mativos de esta naturaleza requiere sencillo clasificar alimentos, según número de variables fuera reducido, tener en cuenta lo siguiente: 22 | educar en el 2000 | septiembre 2003 Enrique Banet
Ciencia LAS CIENCIAS NATURALES EN LA ENSEÑANZA SECUNDARIA: ALGUNAS... a) Aprender actitudes requiere del alcohol o del tabaco sobre el de los padres, no sólo cuando consolidar y/o modificar los organismo e, incluso, valorar la informan sobre qué hábitos hábitos de los estudiantes. Para importancia de dejar de fumar o son los aconsejables y sobre las que estos aprendizajes tengan beber, o de no iniciarse en su con- razones en las que éstos se fun- relevancia educativa es necesario sumo (componente afectivo) suelen damentan, sino, también, como que los estudiantes consoliden unos ser condiciones necesarias para modelos que los estudiantes sistemas de valores en relación con comportarse de manera saludable observan y que-en particular la utilización de los recursos natu- en relación con estos hábitos (no los más pequeños- pueden ten- rales, la alimentación, la sexua- se encuentra en la misma situa- der a imitar. lidad..., identifiquen las normas ción una persona que desea dejar • Las situaciones de conflicto -en de comportamiento compatibles las que los estudiantes compa- con estas creencias (reciclaje de ran sus comportamientos con Las actividades de papel o vidrio, desayuno equi- los de otras personas-, como librado, prevención de enferme- enseñanza deben estrategias para promover dades...) y, en última instancia, favorecer, en la medida cambios actitudinales. adquieran el hábito de llevar a la • La implicación de los hábitos práctica determinadas pautas de de lo posible, el de los estudiantes en las acti- conducta. aprendizaje integrado vidades de aprendizaje, como b) Los hábitos son difíciles de sucede cuando se analizan y modificar, por lo que su aprendi- de los distintos tipos de se discuten situaciones -y se zaje (proceso lento y gradual) debecontenidos emprenden actuaciones- relacio- iniciarse desde las edades más nadas con la alimentación, con tempranas. Desde muy pequeños, de fumar, pero que no acaba de la conservación de los recursos los niños y niñas desarrollan com- conseguirlo, que aquella otra que naturales, con la contaminación portamientos que pueden alcan- no se plantea tal posibilidad); sin ambiental... zar un alto grado de estabilidad. embargo, no son condiciones sufi- En todo caso, que los estudian- Sus preferencias personales, las cientes. Nuestra experiencia nos tes aprendan en relación con los influencias del medio en el que se dice, por ejemplo, que aunque los distintos ámbitos analizados, a desenvuelven (familia, televisión...) estudiantes de secundaria suelen partir de sus concepciones, habili- y, también, la enseñanza -por reconocer la importancia de las dades intelectuales y actitudes, no acción u omisión- van modelando verduras y hortalizas para una resulta una tarea sencilla. Además ciertos hábitos (relacionados con alimentación equilibrada, ello no de realizar una cuidadosa selección la alimentación, la higiene, con la se corresponde con la presencia de de los objetivos de aprendizaje, es colaboración y el trabajo en grupo...) estos alimentos en su dieta, con la necesario planificar la enseñanza que la educación deberá potenciar frecuencia adecuada. de manera intencionada, aspecto al si son adecuados, ampliar, si no c) El aprendizaje de actitudes que nos referimos a continuación. están definidos, o modificar -aquí se ve favorecido cuando los pro- reside la dificultad-, si no son fesores somos conscientes de los aconsejables. Además de implicar hábitos que tienen los estudiantes, III. ¿Cómo desarrollar cambios en el sistema de valores explicitamos en la planificación la enseñanza en estos de la persona, estos aprendizajes las actitudes que pretendemos que niveles educativos? requieren sustituir unos hábitos adquieran y seleccionamos las acti- por otros, circunstancia que explica vidades de enseñanza adecuadas Responder a esta cuestión que no sucedan a corto plazo, por lo para favorecer el desarrollo acti- requiere analizar, entre otros que esta formación se debe iniciar tudinal. En este sentido, la inves- aspectos, qué actividades serán desde edades tempranas. tigación educativa ha destacado: las más adecuadas para que los Así, por ejemplo, conocer (com- • La importancia del aprendi- estudiantes sean protagonistas de ponente cognitivo) algunos deta- zaje por imitación, resaltando su propio aprendizaje (nadie puede lles sobre los efectos perniciosos la importancia del profesor y aprender por ellos, ni sustituirles Enrique Banet septiembre 2003 | educar en el 2000 | 23
Ciencia LAS CIENCIAS NATURALES EN LA ENSEÑANZA SECUNDARIA: ALGUNAS... en esta tarea) y cómo ordenarlas a que los estudiantes aprendan en diantes sobre los nuevos contenidos en una secuencia que favorezca el ámbito conceptual (clasificación (relacionándolos con nociones que los aprendizajes en los distintos y funciones de los alimentos, dieta ya conocen, mostrando su utilidad ámbitos señalados. En este sentido equilibrada...); pero también, depen- personal y social...); cuando el cabría señalar lo siguiente: diendo del grado de autonomía que profesor amplía, resalta o resume Las actividades de enseñanza tuvieran para llevar a cabo la inves- las principales conclusiones de las deben favorecer, en la medida de tigación, podrían formular y justifi- actividades desarrolladas por los lo posible, el aprendizaje integrado car sus hipótesis, elaborar diseños estudiantes; o cuando responde a de los distintos tipos de contenidos, experimentales para comprobarlas, preguntas o dudas que éstos plan- afirmación que se concreta en dos recoger con rigor los datos relaciona- tean, por medio de una explicación consideraciones: dos con su alimentación, interpretar más o menos prolongada. Además, a) El aprendizaje de las habilida- resultados, elaborar conclusiones e existe determinada información des de investigación o de acti- informes.... Así mismo, podrían científica que es necesario presen- tudes no se realiza de manera realizar valoraciones en relación tar de esta manera, ya que no es independiente del conceptual, con su propia alimentación, con posible que los estudiantes accedan ya que las actividades de ense- el propósito, más difícil de conse- a ella de otra forma (por ejemplo, ñanza que se diseñen para estos guir, de intentar que cuestionen y cuando se estudia la utilización propósitos deben tener como modifiquen aquellos hábitos que no de oxígeno y nutrientes por las referencia, necesariamente, sean saludables. Con planteamien- células). un contexto científico determi- tos similares, se podrían presentar Sin embargo, cuando la trans- nado. otros problemas relacionados con la misión de información, supuesta- b) Sin olvidar la importancia de transmisión de las características mente preparada para ser asimi- que el profesor explique, amplíe, hereditarias, con la selección de lada por los estudiantes, constituye clarifique... la información que las mejores rocas para construir la principal o la única referencia se está desarrollando, la ense- una carretera... en el modelo de enseñanza de un ñanza debe contemplar la rea- Las actividades de enseñanza profesor, y cuando no se tienen en lización de trabajos prácticos o deben favorecer la construcción cuenta las circunstancias señala- la resolución de problemas sobre de conocimientos por parte de los das en relación con la construcción contenidos relevantes (la nutri- estudiantes. Aunque el constructi- significativa de conocimientos, las ción de las plantas, la estruc- vismo surge como un intento de dificultades para que los estudian- tura y composición del suelo, el explicar cómo aprendemos las per- tes comprendan los contenidos uso y abuso en el consumo de sonas, y no como una teoría de la objeto de estudio se incrementa agua...); enfoque que permitirá educación, es obvio que a partir de considerablemente. rentabilizar las posibilidades esta perspectiva se pueden extraer b) Los trabajos prácticos son formativas de estas activida- importantes implicaciones para el actividades necesarias en la ense- des en los distintos ámbitos desarrollo de la enseñanza en las ñanza de la Biología y la Geología propuestos. aulas de secundaria. Algunas de si pretendemos que los estudiantes Así, por ejemplo, se podrían ellas son las siguientes: se formen en los ámbitos señalados. plantear a estudiantes de ESO los a) La transmisión verbal sig- Sin embargo, para plantear situa- siguientes interrogantes: ¿crees que nificativa constituye un vehículo ciones de esta naturaleza habría tu alimentación es adecuada para importante para aprender el con- que tener en cuenta lo siguiente tu edad, sexo, actividad física...? tenido sustancial de una disciplina. (Banet, 2001): En caso afirmativo, justifica tu Es decir, durante la enseñanza se • Es necesario desmitificar el respuesta; en caso negativo, ¿qué presentan situaciones en las que interés que despiertan en los modificaciones deberías introdu- es oportuno -y necesario- que el estudiantes, consecuencia del cir en tu dieta para que lo fuera?; profesor actúe como transmisor cambio en el formato educativo ¿cómo podríamos conocer si nues- de cultura científica. Así sucede, -de la explicación a la actividad tros puntos de vista son los ade- por ejemplo, cuando al comienzo de los estudiantes-, más que del cuados? Actividad que contribuiría de un tema se orienta a los estu- compromiso intelectual de éstos 24 | educar en el 2000 | septiembre 2003 Enrique Banet
Ciencia LAS CIENCIAS NATURALES EN LA ENSEÑANZA SECUNDARIA: ALGUNAS... por aprender. Por tanto, habrá • Los trabajos prácticos se pueden de los resultados... Realizar que plantear estas actividades plantear con diferentes enfoques, un seguimiento cercano de procurando interesarles, de que condicionarán, en buena estas actividades, con objeto de manera que participen y apren- medida, las responsabilidades conocer si los estudiantes com- dan a partir de ellas. y las dificultades que tendrán prenden las tareas que están • Los trabajos prácticos en la los estudiantes para llevar a llevando a cabo y las ejecutan enseñanza de las ciencias están cabo las tareas. En este sen- de manera adecuada, puede sobredimensionados e infrauti- tido, su planteamiento puede ser una posible solución a esta lizados (Hodson,1994). Es decir, ir desde situaciones en las problemática. no podemos pensar que utilizar que éstos se limitan a seguir * Los trabajos prácticos no deben más los laboratorios resolvería un guión de carácter cerrado, situarse, necesariamente, des- muchos de los problemas que hasta otras, mucho más abier- pués del estudio de los concep- plantea la enseñanza de las tas (investigaciones a las que tos o procesos implicados en los ciencias; aunque ello suceda bajo haremos referencia después). mismos, como habitualmente determinadas circunstancias, no Decidir entre estos formatos (y sucede en la enseñanza de siempre es posible generalizar las posibilidades intermedias la Geología y de la Biología. estas ventajas. Además, cuando que existen) debería depender Estando de acuerdo con la utili- la iniciativa de los estudiantes de las experiencias previas de dad de estos planteamientos, es durante su desarrollo es redu- los estudiantes, así como de los necesario reivindicar el interés cida y su planteamiento per- aprendizajes que queramos que que estas actividades pueden y mite pocas oportunidades para desarrollen. Como consecuencia deben tener al comienzo de un el análisis y la reflexión, estas de la reducida experiencia que tema, presentando a los estu- actividades no siempre producen suelen tener los estudiantes de diantes problemas que les pue- todos los beneficios educativos ESO en relación con este tipo de dan interesar sobre el estudio que de ellas cabría esperar. A tareas, las actividades compro- de las interacciones de los seres menudo, guiones demasiado batorias y las de descubrimiento vivos con el medio ambiente en cerrados (a modo de recetas) dirigido podrían ser las que se el que viven o sobre la herencia provoca que los estudiantes se propongan con mayor frecuen- de caracteres (diversidad de la pierdan entre el cacharreo, los cia; en Bachillerato se deberían clase, cuando se inicia el estu- cambios de color que se producen plantear situaciones de mayor dio de la Genética). También en determinadas reacciones..., complejidad, más próximas al resultan particularmente útiles por lo que el esfuerzo (de trabajo, trabajo científico. para favorecer los procesos de de tiempo...) que realizamos los • Durante el desarrollo de los construcción de conocimientos profesores para llevarlas a cabo trabajos prácticos se suelen sobre los contenidos objeto de apenas justifican su valor forma- producir importantes discre- enseñanza (al estudiar las pro- tivo. pancias entre los propósitos piedades de los minerales, o las • El desarrollo de trabajos prác- que el profesor persigue y las características de un desayuno ticos no va asociado, necesaria- intenciones que los estudiantes equilibrado). mente, a situaciones complejas. aprecian en las tareas que están 10. Las distintas actividades Es decir, no siempre requiere realizando (Osborne y Freyberg, se deben articular en una secuen- unas instalaciones o unos 1991). Estas discrepancias se cia de enseñanza organizada de medios específicos para llevar- relacionan con los objetivos acuerdo con objetivos científicos y los a cabo. Muchas actividades científicos de la actividad; con didácticos claros e intencionados, relacionadas con la alimenta- las habilidades de investiga- que posibiliten que las ideas de los ción, con los minerales, con el ción que el profesor cree que estudiantes se pongan en juego estudio de algunos seres vivos... éstos pueden aprender y las en las distintas tareas educativas. se podrían desarrollar en clase, que, realmente, ponen en prác- Desde una perspectiva construc- utilizando un material muy ele- tica los estudiantes durante la tivista se han propuesto diversas mental. actividad; con la interpretación secuencias para la enseñanza de la Enrique Banet septiembre 2003 | educar en el 2000 | 25
Ciencia LAS CIENCIAS NATURALES EN LA ENSEÑANZA SECUNDARIA: ALGUNAS... Fases Objetivos Papel del profesor Papel de los estudiantes • Interesar a los estu- • Interesar a los estudian- • Trabajan de forma individual diantes por los conte- tes por los contenidos de o en grupo. nidos de enseñanza. enseñanza y fomentar el • Explicitan y clarifican sus • Explicitar e inter- trabajo individual y en ideas en relación con las cambiar ideas en el grupo. situaciones que se plantean 1. Iniciación aula. • Organizar el trabajo en y participan en las puestas • Orientar sobre los el aula y coordinar las en común. contenidos que se puestas en común. • Elaboran material escrito. van a desarrollar. • Informar sobre los con- tenidos que se van a desarrollar. • Clarificar e inter- • Planificar las activida- • Reflexionan sobre las situa- cambiar ideas. des de enseñanza y pro- ciones de conflicto plantea- • Promover conf licto porcionar los materiales das por el profesor. cognitivo. adecuados. • Atienden a las explicaciones • Facilitar la cons- • Aportar explicaciones e instrucciones. trucción de nuevos sobre los contenidos de • Participan en las actividades conocimientos por enseñanza y sobre las de enseñanza. 2. Desarrollo sustitución, reestruc- instrucciones pertinen- • Elaboran informes, conclu- turación o ampliación tes a cada situación. siones.... de los conocimientos • Colaborar y ayudar en el iniciales. desarrollo de los traba- jos prácticos (según los distintos objetivos de los mismos). • Consolidar aprendi- • Actuar como orientador • Trabajan de forma individual zajes. en el desarrollo de las o en grupo en las distintas • Ampliar su signifi- actividades de ense- actividades. cado, aplicándolos a ñanza. • Analizan los resultados de nuevas situaciones. • Proporcionar la infor- las mismas, establecen las 3. Aplicación de • Identificar y tratar mación adicional que conclusiones pertinentes y conocimientos de solucionar cier- estime pertinente. elaboran los informes corres- tas dificultades de • Prestar especial aten- pondientes. aprendizaje de los ción a los estudiantes estudiantes. que tienen problemas de aprendizaje. • Hacer conscientes a • Dirigir la atención de • Comparan los conocimientos los estudiantes de lo los estudiantes sobre el que poseen con los iniciales, 4. Revisión de que han aprendido. análisis del cambio en y establecen las diferencias aprendizajes sus ideas y destacar los más destacadas entre ellos. aspectos más significa- tivos del mismo. Cuadro II. Sugerencias para desarrollar una secuencia de enseñanza de orientación constructivista (adaptada de Driver, 1986, 1988) 26 | educar en el 2000 | septiembre 2003 Enrique Banet
Ciencia LAS CIENCIAS NATURALES EN LA ENSEÑANZA SECUNDARIA: ALGUNAS... Biología y la Geología. A continua- denominado cambio conceptual que objetivos educativos no se relacio- ción describiremos dos de ellas: resumimos en el cuadro II. nan, de manera exclusiva, con una a) Puesto que los estudiantes Esta secuencia debe ser contem- fase determinada. afrontan la enseñanza con con- plada desde una perspectiva abierta b) Otros enfoques (cuadro III) cepciones que, en ocasiones, deben y dinámica, no siempre lineal; en la plantean que aprender investi- ser profundamente modificadas, que la transición de una fase a la gando a partir de la resolución de uno de los enfoques educativos siguiente es, con frecuencia, poco situaciones problemáticas sería tiene como referencia lo que se ha perceptible; y en la que los distintos una estrategia potente para desa- 1. Plantear situaciones problemáticas que -teniendo en cuenta las ideas, la visión del mundo, las destrezas y las actitudes de los alumnos y alumnas- generen interés y proporcionen una concepción preliminar de la tarea. 2. Proponer a los estudiantes el estudio cualitativo de las situaciones problemáticas planteadas, la toma de decisiones para acotar problemas precisos (ocasión para que comiencen a explicitar funcionalmente sus ideas) y comenzar a concebir un plan para su tratamiento. 3. Orientar el tratamiento de los problemas planteados, lo que conlleva: • La emisión de hipótesis, incluida la invención de conceptos, la elaboración de modelos... (ocasión para que las ideas previas sean utilizadas para hacer predicciones). • La elaboración de estrategias (incluyendo, en su caso, diseños experimentales) para la contrastación de las hipótesis a la luz del cuerpo de conocimientos de que se dispone. • La realización de las estrategias y el análisis de los resultados, considerando las predicciones de las hipó- tesis, cotejándolos con los obtenidos por otros grupos de alumnos y por la comunidad científica, estudiando su coherencia con el cuerpo de conocimientos... Ello puede convertirse en ocasión de conflicto cognoscitivo entre distintas concepciones (tomadas todas ellas como hipótesis) y obligar a concebir nuevas hipótesis. 4. Plantear el manejo reiterado de los nuevos conocimientos en una variedad de situaciones para hacer posible la profundización y afianzamiento de los mismos, poniendo un énfasis especial en las relaciones Ciencia, Tecnología y Sociedad que enmarcan el desarrollo científico (propiciando, a este respecto, la toma de decisiones) y dirigiendo todo este tratamiento a mostrar el carácter de cuerpo coherente que tiene toda la ciencia. Favorecer, en particular, las actividades de síntesis (esquemas, memorias, recapitulaciones, mapas concep- tuales...), la elaboración de productos (susceptibles de romper con planteamientos excesivamente escolares y de reforzar el interés por la tarea) y la concepción de nuevos problemas. Cuadro III. Estrategias para un aprendizaje como investigación (tomado de Gil, 1993) rrollar los programas de Biología den no tener una respuesta ni una ción del profesor, poca experiencia o Geología. En estas situaciones estrategia de investigación inme- de los estudiantes en este tipo el profesor actúa como director de diatas; en oposición a ejercicios de de tareas...), se propone que los investigación (experto), que orienta solución única, cuyos resultados profesores reflexionemos sobre la a los estudiantes (investigadores se pueden alcanzar de manera orientación de los trabajos prácti- noveles) para que aprendan Cien- algorítmica, como sucede con los cos y las actividades de resolución cia, aprendan a hacer Ciencia y problemas de Genética Mendeliana, de problemas que proponemos a aprendan sobre la Ciencia. Se por ejemplo. nuestros estudiantes, de manera trata de verdaderos problemas, Desde estos planteamientos, que dejen de ser meras ilustracio- para los que los estudiantes pue- no exentos de dificultades (dedica- nes de contenidos teóricos, aborda- Enrique Banet septiembre 2003 | educar en el 2000 | 27
Ciencia LAS CIENCIAS NATURALES EN LA ENSEÑANZA SECUNDARIA: ALGUNAS... dos previamente; y se destaca la rísticos. Es decir, deberían ser plan- incluido objetivos relacionados con importancia de las interacciones y teadas de manera que muestren si este ámbito y, en coherencia, las la comunicación en las aulas, por lo los estudiantes han comprendido actividades de enseñanza hubieran que suelen apoyar que estas inves- los aspectos más relevantes -más contribuido a estos aprendizajes, tigaciones se desarrollen mediante que los detalles- de los contenidos comprobar el grado de destreza el trabajo en grupo. desarrollados, evitando (si optamos de los estudiantes en relación con por pruebas escritas) cuestiones estas habilidades debería ser uno que puedan inducir respuestas de los propósitos explícitos de la IV. ¿Cuáles pueden memorísticas. En este sentido, si evaluación de la enseñanza, y así ser las funciones de están adecuadamente formuladas, debería ser percibido por ellos. la evaluación en los las preguntas de carácter abierto y, También en este caso habrá que procesos educativos? en particular, aquellas que requie- considerar el grado de progresión ren una explicación gráfica, pueden de los estudiantes, a partir de Cuando selecciona y elabora las ser más aconsejables que las cerra- la situación inicial (al comienzo pruebas de evaluación, el profesor das, de opción múltiple: plantear de curso), discriminando entre pone de manifiesto, de manera más a los estudiantes que dibujen las aprendizajes significativos y ruti- o menos explícita, los contenidos vellosidades intestinales y que nas aprendidas de memoria. Sin que considera más importantes y señalen las sustancias que son embargo, la evaluación en este la clase de aprendizajes que tienen absorbidas, una vez finalizada la ámbito resulta más complejo que en prioridad en su enseñanza (signifi- digestión, permitirá comprobar si el conceptual, por las estrategias y, cativos, memorísticos...). Sin ánimo han comprendido una de las con- en particular, por la naturaleza y de generalizar, con frecuencia la secuencias más importantes del características de los instrumentos evaluación: a) se sitúa en el ámbito proceso digestivo. que hay que elaborar; sobre todo conceptual (aunque, en ocasiones, Además, los resultados de la eva- si no se tiene mucha experiencia se tienen en cuenta algunas actitu- luación deberían ser considerados para llevar a cabo estas tareas. Así, des -interés, participación...-, no se desde la perspectiva del progreso por ejemplo, intentar identificar si valoran según planes previamente que se hubiera producido entre las los estudiantes progresan en las establecidos); b) suele consistir en concepciones iniciales y finales de habilidades de formular hipótesis, tareas de papel y lápiz, que no dis- los estudiantes, como consecuen- elaborar diseños experimentales, criminan entre aprendizajes memo- cia del proceso educativo, y podría presentar informes... requiere esta- rísticos y significativos (cuando se incluir preguntas de distinto nivel blecer indicadores de aprendizaje y plantean ciertos problemas, estas de dificultad, con objeto de discri- analizar el nivel de competencia de tareas siguen sin ser útiles para minar entre quienes han alcanzado los estudiantes en relación con los conocer este extremo, ya que, a un nivel de aprendizaje aceptable mismos (cuadro IV). menudo, se alcanza la solución (objetivos básicos) y aquellos otros Tomando como ejemplo la elabo- mediante la aplicación de algorit- capaces de explicar ciertos detalles, ración de informes, los estudiantes mos aprendidos de memoria); c) se que reflejan un conocimiento más tendrían un bajo nivel de compe- lleva a cabo al finalizar la unidad; profundo. Además de las pruebas tencia cuando los realizan sin y por último, d) los resultados de escritas, el cuaderno de trabajo de diferenciar sus distintas partes, o estos procesos se utilizan, básica- los estudiantes (si existe) puede éstas no se corresponden con una mente, con propósitos calificado- proporcionar una información secuencia coherente; podremos res. Algunas alternativas puestas valiosa en relación con el aprendi- apreciar un nivel de competencia de manifiesto en la investigación zaje de los estudiantes. limitado si el informe tiene cierta educativa sobre la evaluación son 12. La evaluación de habilidades estructuración, pero apreciamos las siguientes: de investigación se puede realizar dificultades en el contenido de sus 11. En el ámbito conceptual, los revisando los materiales escritos apartados (han aprendido la forma instrumentos y las tareas de eva- de los estudiantes y/o elaborando de realizarlo, pero no han compren- luación deben identificar aprendi- pruebas específicas. Siempre que dido la racionalidad de esta tarea); zajes significativos más que memo- en la planificación hubiéramos otros estudiantes tendrían un nivel 28 | educar en el 2000 | septiembre 2003 Enrique Banet
Ciencia LAS CIENCIAS NATURALES EN LA ENSEÑANZA SECUNDARIA: ALGUNAS... HABILIDAD INDICADORES DE APRENDIZAJE • Identifican la diferencia entre una hipótesis y un dato. • Reconocen las hipótesis que fundamentan una investigación. Formulación de • Establecen la hipótesis más verosímil y contrastable entre varias posibles. hipótesis. • Fundamentan las hipótesis emitidas. • Establecen predicciones a partir de las hipótesis. • Relacionan el plan de investigación con las hipótesis y las predicciones que de ellas Elaboración se deriva. de diseños • Seleccionan las estrategias de resolución adecuadas para contrastar la hipótesis. experimentales. • Identifican las variables relevantes del problema y establecen las relaciones entre ellas. • El informe tiene una estructura adecuada. • Sus apartados son descritos con claridad y responden a los propósitos que cabría Elaboración de esperar. informes. • Están escritos con coherencia y rigor. • En su elaboración se utilizan diversas fuentes de información. • Los resultados y las conclusiones de la actividad se expresan con claridad. Cuadro IV. Algunos indicadores que pueden mostrar el aprendizaje de procedimientos de competencia aceptable cuando de los mismos..., y, también, el indicadores en el aprendizaje de en su elaboración no consideran diseño de pruebas específicas, son actitudes. algunos elementos relevantes (por iniciativas adecuadas para evaluar 14. La evaluación también debe ejemplo, la utilización de distin- la progresión de los estudiantes. proporcionar información sobre el tas fuentes de información), o se 13. La evaluación en el ámbito desarrollo de los procesos educati- detectan deficiencias en cuanto a de las actitudes es una tarea muy vos, con la finalidad de mejorar la su coherencia y rigor, aunque en compleja, entre otras razones por- calidad de la educación. Es decir, lo fundamental está bien estruc- que modificar los hábitos de los también supone realizar juicios turado y completo; por último, estudiantes requiere amplios perio- de valor críticos y fundamentados podemos considerar un nivel de dos de tiempo y, en consecuencia, en relación con el desarrollo de la competencia adecuado cuando el la progresión en las conductas de enseñanza. En este sentido, los informe cumple básicamente con los estudiantes -indicadores fun- profesores deberíamos valorar si los requisitos presentados en el damentales para reconocer estos las actividades de explicitación cuadro anterior. aprendizajes-, si se produce, será cubren las expectativas que había- La observación y registro de difícil de percibir. En este caso, mos previsto y si, además, motivan las estrategias de indagación que es evidente la escasa utilidad que a los estudiantes; si éstos atienden desarrollan los estudiantes cuando tiene el desarrollo de pruebas de a las explicaciones del profesor; si llevan a cabo actividades prácticas, lápiz y papel. Por el contrario, es la el planteamiento y el desarrollo la revisión periódica de los mate- observación de los comportamien- de los trabajos prácticos les per- riales escritos (cuaderno de trabajo, tos de los estudiantes en las aulas miten comprender las tareas que guiones de prácticas...), en los que -y, en una dimensión más amplia, realizan, reconocer los datos que quedan reflejados los métodos que en el centro educativo-, uno de los deben analizar, alcanzar resulta- han seguido para abordar distin- procedimientos más útiles para dos y conclusiones relevantes, si tas situaciones de enseñanza, el la evaluación. A modo de ejemplo, son adecuados los materiales de análisis de los resultados y de las en el cuadro V presentamos algu- aprendizaje... Y, lo que es más conclusiones que deducen a partir nas sugerencias sobre posibles importante, identificar las causas Enrique Banet septiembre 2003 | educar en el 2000 | 29
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