Especialización en Formación de Formadores Docentes en Ciencias Naturales para profesores , 2a

ediciónMaestros en Docencia de las Ciencias, 1a edición

SEIEM Ciudad de México, 17 de noviembre de 2010

Reformas educativas y enseñanza de las Ciencias: lo que cambia y lo que

permanece

Competencia científica: experiencias interpretativas, argumentación e

investigaciones

Aureli Caamaño

Centre de Documentació i Experimentacióen Ciències

Universidad de Barcelona

Una educación científica cuestionada

El estudio Science Education Now: A Renewed Pedagogy for the Future of Europe (2007), más conocido como Informe Rocard, afirma que las razones por las cuales los jóvenes no desarrollan un interés per la ciencia son complejas.

Los programas están sobrecargados.

La mayoría dels contenidos son del siglo XIX.

Se enseña de manera muy abstracta, sin apoyarse en la observación y la experimentación.

No se muestra la relación de la ciencia con sus aplicaciones actuales ni sus implicaciones sociales.

Se necesitan ciudadanos preparados para:

participar en el análisis de problemas colectivos y globales generar y poner en práctica propuestas alternativas saber escuchar y argumentar de manera fundamentada trabajar en equipo abordar la resolución de problemas y tomar decisiones

Nuevas necesidades educativas derivadas de los cambios en la sociedad actual

Las reformas curriculares recientes y el

concepto de competencia

Periódicamente, las normativas y propuestas educativas

se ven “invadidas” por nuevos términos y palabras.

Por esta razón el profesorado, a veces, desconfía de

los nuevos términos:

con un significado que no siempre tiene claro

que percibe como una nueva forma de denominar

cosas ya conocidas

que considera de utilidad dudosa

¿Qué nos aporta el concepto de competencia?

Para poder valorar la potencialidad del concepto de competencia hemos de interrogarnos sobre:

el significado del término “competencia”

su relación con conceptos anteriores

su utilidad.

.

El término disfruta de una larga tradición en el mundo económico y laboral.

Ser competente implica poseer la capacidad para hacer un trabajo. En consecuencia es bastante más

que una destreza, ya que supone tener ciertas habilidades, pero también disponer de los

conocimientos teóricos y las actitudes necesarias para ejercer bien una profesión.

¿De dónde procede el concepto de competencia?

A partir de los años 90 algunos organismos

internacionales como la OCDE y la Unión Europea impulsan estudios y proyectos para definir las

competencias básicas que serían necesarias a lo largo de toda la vida.

Y animan a los gobiernos a introducirlas en los nuevos currículos.

El concepto de competencia se abre paso en los sistemas educativos

Definiciones de competencia

OCDE, 2002

El proyecto DeSeCo (Definición y Selección de Competencias) define competencia como:

“La capacidad de responder a demandas complejas y llevar a cabo tareas diversas de forma adecuada. Supone una combinación de habilidades prácticas, conocimientos, motivación, valores éticos, actitudes, emociones y otros componentes sociales y de comportamiento, que se movilizan conjuntamente para aconseguir una acción eficaz.”

Relación del concepto de competencia con conceptos anteriores

El concepto de competencia conecta con el aprendizaje significativo ya que en todas las definiciones se destaca que lo que se aprende:

ha de reorganizarse e integrarse de manera que pueda ser transferido a nuevas situaciones y contextos

se subraya la funcionalidad del aprendizaje como indicador de su grado de adquisición

Comparación entre las competencias básicas según la UE (Unión Europea) y la LOE (Ley Orgánica de

Educación, España)

UE• Comunicación en lengua

materna. Comunicación en una lengua estrangera

• Competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología

• Competencia digital• Aprender a aprender• Competencias sociales y

cívicas• Sentido de la iniciativa y

espiritu de empresa• Conciencia y expresión

culturales

LOE, 2006• Competencia en comunicación lingüística

• Competencia matemática• Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico

• Tratamiento de la información y competencia digital• Competencia social y ciudadana• Competencia para aprender a aprender• Autonomía e iniciativa personal• Competencia cultural y artística

Competències bàsiquesLas competencias básicas en el currículum de la ESO en Cataluña

La competencia científica según la LOE

Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico

“La habilidad para interactuar con el mundo físico, tanto en los aspectos naturales como en los generados por la acción humana, de tal modo que se posibilite la comprensión de sucesos, la predicción de consecuencias y la actividad dirigida a la mejora y preservación de las condiciones de vida propia, de las demás personas y del resto de los seres vivos”

Anexo I y II de R.D. de Enseñanzas Mínimas tanto de Educación Primaria (R.D. 1513/2006) como de Educación Secundaria Obligatoria (R.D. 1631/2006).

La competencia científica según la LOE

Implica:

Aprendizaje de conceptos científicos y sobre la ciencia.

Aprendizaje de destrezas y habilidades sobre la búsqueda de información, la manera de abordar y responder interrogantes sobre fenómenos de la naturaleza.

Desarrollo de un conjunto de valores, toma de decisiones y participación en temas relacionados con la salud, el medio ambiente y la influencia de la ciencia y la tecnología en los grandes dilemas y debates que tiene la sociedad planteados.

Competencia en el conocimiento y la interacción en el mundo físico (“La competencia científica”) en el currículum de a ESO en Cataluña

Poner en práctica los procesos y actitudes propios de la indagación científica:

identificar y plantear problemas relevantes plantear y contrastar soluciones tentativas o hipótesis realizar predicciones e inferencias de distinto nivel de complejidad identificar el conocimiento necesario para responder a las preguntas científicas y para obtener, interpretar y comunicar conclusiones en diversos contextos.

Competencias científicas de las materias de Ciencias en el bachillerato de Cataluña

Indagación y experimentación en el campo de las Indagación y experimentación en el campo de las cienciasciencias

Capacidad de hacerse preguntas y llevar a cabo investigaciones para obtener la respuesta, adquiriendo las habilidades necesarias: identificar problemas, generar cuestiones susceptibles de ser investigadas, diseñar y realizar investigaciones, registrar y analizar datos, sacar conclusiones, elaborar y comunicar hipótesis, modelos y explicaciones, hacer predicciones a partir de los modelos, examinar las limitaciones de las explicaciones científicas, y argumentar la validez de explicaciones alternativas en relación a las evidencias experimentales.

Comprensión de la naturaleza de la ciencia

Implica la distinción entre ciencia y otras formas de conocimiento para la elaboración de modelos; y el uso de métodos empíricos y de argumentos lógicos para contrastar las hipótesis y validar los modelos y teorías propuestas.

Comprensión y capacidad de actuar sobre el mundo físico-químico-biológico

Implica apropiarse de los conceptos, modelos y principios fundamentales de la ciencia, y utilizarlos para explicar e interpretar hechos. Aplicar el conocimiento integrado de los modelos, procedimentos y valores de la ciencia para poder comprender y valorar situaciones relacionadas con aspectos tecnológicos y sociales. Y tomar decisiones científicamente fundamentadas.

La OCDE, a través del programa PISA, ha impulsado

la introducción de la perspectiva competencial en

los planes de estudio

El programa PISA

Pruebas PISA

Las pruebas PISA se han centrado en medir la competencia de los estudiantes de 15 años en:

• Lectura comprensiva • Matemáticas • Competencia científica

Los resultados de las pruebas PISA en ciencias en 2006 en España e Iberoamérica se han analizado en el monográfico:

La evaluación PISA en ciencias. Alambique, 57, 2008.

Utilizar el conocimiento científico y aplicar los procesos de la ciencia en contextos cotidianos.

Ser consciente del papel de la ciencia y la tecnología en la sociedad, en la solución y el origen de problemas.

Mostrar interés, reflexionar y comprometerse con las cuestiones científicas y tecnológicas, desde una perspectiva personal y social.

La competencia científica según PISA implica:

CONTEXTO(dimensión

contextual)Situaciones de la vida que implican laaplicación de ciencia y tecnología, conrelevancia

personal, social o global.

DESTREZAS CIENTÍFICAS (dimensión procedimental)1. Identificación de cuestiones científicas2. Explicación científica de fenómenos3. Interpretación y utilización de pruebas científicas

CONTENIDOS(dimensión cognitiva) - Del mundo natural - De la propia ciencia

ACTITUDES(dimensión

actitudinal) - Interés hacia la

ciencia- Interés hacia la

investigación científica

- Responsabilidad sobre la salud y los recursos y el desarrollo sostenible

Las 4 dimensiones de la competencia científica según PISA

Las tres dimensiones o competencias científicas

(Jiménez, Bravo y Puig, 2009, Aula de Innovación Educativa)

1. Identificación de cuestiones científicas

Reconocer cuestiones investigables desde la ciencia.

Utilizar estrategias de búsqueda de información científica, comprenderla y seleccionarla.

Reconocer las características clave de la investigación científica: variables dependiente e independiente, variables de control, diseño de experiencias, realización y evaluación.

DESTREZAS CIENTÍFICAS

Aplicar los conocimientos de la ciencia a una situación determinada.

Describir e interpretar fenómenos científicamente (elaboración de modelos) y predecir cambios basados en el conocimiento científico.

Reconocer descripciones, explicaciones y predicciones pertinentes.

2. Explicación científica de fenómenos

DESTREZAS CIENTÍFICAS

3. Utilización de pruebas científicas

Interpretar pruebas científicas y extracción de conclusiones a partir de ellas.

Argumentar en pro y en contra de las conclusiones e identificar las suposiciones, las pruebas y los razonamientos utilizados en su obtención.

Comunicar las conclusiones que se han extraído a partir de las pruebas mediante las propias palabras o mediante procedimientos adecuados (tablas, gráficas, diagramas,etc.).

DESTREZAS CIENTÍFICAS

Construir explicaciones, argumentar y comunicar

• Cuando los profesores y profesoras piden al alumnado que justifique por qué da una respuesta a una pregunta o por qué interpretan un fenómeno de una forma determinada, están introduciendo la argumentación y el uso de pruebas.

• Aprender ciencias supone aprender a construir y evaluar explicaciones basadas en pruebas. Construir y evaluar modelos.

• Aprender ciencias va más allá de comprender y usar conceptos y modelos científicos, incluye participar en prácticas científicas apropiándose de ellas.

• Las prácticas científicas son experimentales y también discursivas (leer, escribir y discutir ideas científicas; evaluar ideas científicas).

¿Qué significa argumentar?

• La argumentación puede caracterizarse como la evaluación del conocimiento a la luz de las pruebas disponibles.

La evaluación del conocimiento en base a pruebas es un rasgo esencial del trabajo científico, siendo importante hacer explícito este proceso en el aula.

Procesos de construcción del conocimiento

• Construcción del conocimiento científico: construir, revisar y evaluar modelos científicos; generar nuevas ideas en respuesta a problemas.

• Evaluación del conocimiento: contrastar hipótesis y enunciados con las pruebas disponibles.

• Comunicación del conocimiento: comprender y elaborar mensajes científicos, persuadir a una audiencia, leer y escribir ciencia.

Procesos de producción del conocimiento y relaciones con la argumentación

Jiménez Aleixandre, M.P. y Gallástegui, J.R., 2011

• Recursos desarrollados en RODA (RazoamentO, Discurso y Argumentación)

Universidad de Santiago de Compostela

• Ediciones en gallego, castellano e inglés

• Pdf descargable de la página de RODA: www.rodausc.eu

Recursos para la argumentaciónRecursos para la argumentación Uso de pruebas y argumentación (proyecto Uso de pruebas y argumentación (proyecto

RODA)RODA)

Recursos para la argumentación: El proyecto IDEAS

Recursos: Proyecto IDEAS (Ideas, evidencia y argumentación en ciencias). Materiales para un curso

de formación del profesoradoTraducción al catalán del proyecto IDEAS y de las actividades

propuestas.http://phobos.xtec.cat/cdec/

Innovació / Secundària/ Projecte IDEAS SESSIONS PER AL PROFESSORAT

• 1. Introducció de l’argumentació

• 2. Gestió dels grups

• 3. Ensenyament de l'argumentació

• 4. Recursos per a l'argumentació

• 5. Avaluació de l'argumentació

• 6. Modelització de l'argumentació

RECULL D'ACTIVITATS DIDÀCTIQUES1. Una espelma encesa2. Generació d'energia3. Els circuïts4. Les fases de la Lluna5. L'Euglena: planta o animal ?6. Com veiem les coses !7. Mescles, elements i compostos8. Cal fer un zoo nou ?9. La identificació de roques10. La caiguda d'una capsa11. Els ninots de neu12. El jugador de golf13. Del gel al vapor d'aigua14. L'avaluació de les dades15. Tornar-se vermell

Explicar y modelizar

• Explicar un fenómeno a partir de nuestras ideas (modelo mental).

• Construir un modelo a partir de un conjunto de hipótesis para explicar una serie de fenómenos relacionados (ej. modelo corpuscular de los gases, de reacción química, de ser vivo).

• Justificar la explicación o el modelo en base a pruebas. Argumentar y contraargumentar.

Trabajos prácticos (experimentales)

Experiencias interpretativas

• ¿Por qué se apaga un vela encendida cuando la tapamos con un vaso?

• ¿Por qué implosiona una lata parcialmente llena de agua, cuando hacemos que el agua hierva y luego la sumergimos boca abajo en agua fría?

¿Qué aprender los estudiantes realizando estas experiencias?

• Predecir a partir de sus ideas • Observar y comunicar las observaciones• Explicar el fenómeno mediante hipótesis

(modelización)• Evaluar las hipótesis a partir de las pruebas

obtenidas• Argumentar y contraargumentar • Diseñar nuevas experiencias para obtener

nuevas pruebas…

Investigaciones para resolver un problema práctico

¿Qué tejido abriga más?

Material disponible: • Tres muestras de diferentes tejidos • Latas de refrescos• Unas tijeras, unas ligas• Agua • Probeta• Calefactor para el agua • Termómetro

¿Qué aprenden los estudiantes realizando estas investigaciones?

La comprensión procedimental de la indagación científica:

• Identificar las variables significativas

• Variar y medir la variable independiente

• Medir la variable dependiente

• Controlar otras variables

• Registrar las medidas

• Evaluar los resultados

• Comunicar la investigación realizada

Aspectos clave para enseñar competencias

Integración de conocimientosContenidos conceptuales y modelos.Contenidos procedimentales: comprensión y escritura de textos, argumentación, emisión de hipótesis, predicciones, diseño de experimentos...

Funcionalidad de los conocimientos. Aplicación.Partir de situaciones-problema y aprender a dar respuesta a las preguntas formuladas. Transferir el conocimiento a otras situaciones.

Autonomia. Capacidad de continuar aprendiendo.Tomar conciencia del propio proceso de aprendizaje, que se enriquece a medida que se comunica y se comparte. Usar instrumentos para favorecer el aprendizaje y la autoregulación.

¿Qué tipo de actividades favorecen el desarrollo de competencias?

ContextualizadasPartir de problemas cotidianos, sociales, ambientales que tengan sentido para los estudiantes

Para “pensar” y “hacer” cienciaConstruir conocimiento, modelizar, explicar, predecir, experimentar ...

Para “comunicar” cienciaDefinir, comparar, justificar, argumentar…

Para transferir el conocimiento a nuevas situaciones

Indicadores competenciales de una actividad (Grup C3)¿Está contextualizada? ¿Se refiere a un contexto cotidiano, a un contexto real?

¿Permite “pensar ciencia”? ¿Sirve para resolver algún problema? ¿Tiene por objetivo responder a una pregunta? ¿Pone de manifesto la funcionaliad de lo que se està aprendiendo? ¿Se trabaja con preguntas adecuadas más que con explicaciones? ¿Contribuye a la construcción de modelos científicos?

¿Promueve “hacer ciència”? ¿Se hacen predicciones, se diseñan experimentos, se recogen datos, se buscan evidencias, se aplica la duda sistemática?

¿Potencia el uso del lenguaje? ¿Hay previstas situaciones que pidan al alumno hablar o escribir – u otros tipos de representación y comunicación- sobre lo que se está aprendiendo?

¿Propone la aplicación de lo que se ha aprendido a otro contexto diferente, pidiendo una implicación personal del alumno?

¿Fomenta aprender a aprender? ¿Se prevén situaciones en las cuales sea necesario razonar sobre la experiencia realizada y ser consciente del propio aprendizaje?

¿Potencia el trabajo en grupo además del individual? ¿Promueve argumentar, convencer, consensuar…?

¿Ayuda a relacionar conocimientos diversos, dentro de la misma asignatura o con otras disciplinas?

CESIRE-CDEC: Grup C3 (Ciència-Competència-Context) http://phobos.xtec.cat/cdec/

Recursos: Actividades del grupo C3 del CESIRE-CDEC

Actividades del grupo C3 del CESIRE-CDEC

¿Cómo se evalua la competencia

científica? • La evaluación de la competencia científica

conlleva reconocer si se es capaz de movilizar los diferentes tipos de saberes, de forma interrelacionada, en la actuación y resolución de problemas abiertos, reales, complejos y productivos.

• No tiene sentido evaluar conocimientos conceptuales por un lado y competencias por el otro. Si cada saber se conoce de forma aislada y no se sabe integrar en la actuación, no se puede concluir que se es competente.

Las tareas de evaluación deben ser:

• CONTEXTUALIZADAS. Se entiende por contextualizada una tarea que plantea un problema o situación que tiene que ver con hechos reales y que exige profundizar en cómo actuar y por qué.

• PRODUCTIVAS. Se entiende por productiva una tarea que no reproduce las realizadas para aprender, aunque forme parte de la misma familia. La competencia pasa por demostrar la capacidad de aplicar los saberes aprendidos en la interpretación de nuevos hechos y a la actuación en nuevas situaciones, diferentes de los trabajados en clase.

• COMPLEJAS. Se entiende por compleja una tarea de evaluación que, para resolverla, obliga al alumnado a movilizar saberes muy diversos y a interrelacionarlos. No se trata tanto de plantear muchas preguntas para comprobar si sabe aplicar por separado cada uno de los conocimientos en el análisis de la situación-problema, sino si sabe hacerlo de manera integrada.

A modo de resumen

¿Cuál es el cambio más importante en el planteamiento de los nuevos currículos?

• Favorecer el desarrollo de competencias.• Desarrollar conocimientos, capacidades, habilidades y actitudes.• Aprender a movilizar todos estos recursos para convertir a los estudiantes en personas responsables, autónomas e integradas socialmente.

¿Qué implica este cambio?

Centrar el currículum en las competencias básicas para conseguir:

• integrar los diferentes aprendizajes, impulsando la transversalidad de los conocimientos

• utilizar los conocimientos de manera eficaz en diferentes situaciones y contextos

Bibliografía

Sobre competencias

• Caamaño,A.(coord.) (2008). La evaluación PISA en ciencias. Alambique, 57.

• AAVV (2009). Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico, Aula de Innovación Educativa, 186.

• Cañas, A. y otros (2010). Demuestra tu competencia. Madrid. Oxford.

• Pedrinaci, E. (coord.), Caamaño, A., Cañal, P., de Pro, A. (en prensa, 2011). 12 ideas clave para desarrollar la competencia científica. Barcelona: Graó.

Bibliografía

Sobre argumentación

• Caamaño, A. (coord.) (2010). Argumentar en ciencias. Un elemento esencial para la educación científica y ciudadana. Alambique, 63.

• AAVV (2009). Argumentación en el salón de clase. Educación Química, 20,2.

• Jiménez Aleixandre, M.P. (2010). 10 ideas clave Competencias en 10 ideas clave Competencias en argumentación y uso de pruebas. argumentación y uso de pruebas. Barcelona: Graó. Barcelona: Graó.

• Jiménez Aleixandre, M.P., Gallástegui, J.R. (en prensa, 2011), Argumentación y uso de pruebas: construcción, evaluación y comunicación de explicaciones en física y química, en A. Caamaño (coord.). Didáctica de la física y química, cap. 6. Barcelona: Gráo.

Bibliografía

Sobre experiencias interpretativas e investigaciones

• Caamaño, A. Trabajos práticos en ciencias en Jiménez, M.P. (coord) (2003). Enseñar Ciencias. Barcelona: Graó.

• Caamaño,A. (coord.). Los trabajos prácticos en Física y Química, Alambique.

• Cañal, P. (coord.) Los trabajos prácticos en Biología y Geología. Alambique.

• Caamaño,A., Los trabajos prácticos en física y química: interpretar e investigar,cap. 7. en A. Caamaño (coord.). Didáctica de la física y química, cap. 6. Barcelona: Gráo.

•

Libros para el nuevo máster de educación secundaria en física y química, Barcelona: Graó. Febrero 2011. º

Muchas gracias por su atención

Aureli Caamañoacaamano@xtec.cat

CESIRE- CDEC Universidad de Barcelona