Modelos de Enseñanza de las Ciencias en Primaria: Transmisión, Descubrimiento y Constructivismo

Modelo constructivista de aprendizaje

Fundamentos empíricos

• Se critica la consideración de los estudiantes como "páginas en blanco".
• Se recomienda prestar atención a las concepciones de los estudiantes, que orientan sus experimentos y condicionan sus interpretaciones, influyendo en el aprendizaje.

Fundamentos psicológicos y epistemológicos

• Aprendizaje considerado como un cambio en la estructura del conocimiento.
• Piaget menciona la actividad constructiva de la mente.
• Ciencia como proceso de interpretación de la realidad mediante la construcción de modelos que pueden ser sustituidos por otros.
• Importancia de lo que el estudiante ya sabe.

Principios

• Paralelismo entre conocimiento científico nuevo (producción científica) y la reconstrucción de conocimientos de los estudiantes, ya que en ambas se utilizan modelos subjetivos para interpretar la realidad.
• Aprender ciencias es reconstruir los conocimientos, partiendo de las propias ideas de cada persona, y expandiéndolas o cambiándolas según los casos.
• El aprendizaje no es una reproducción del contenido a aprender, sino que implica un proceso de construcción.
• Enseñar ciencias es mediar en el proceso de aprendizaje en la planificación y organización de actividades relevantes, así como en la dirección de trabajos individuales y en equipo.

Modelo en acción

• Las ideas de los estudiantes son el punto de partida, como base o para ser sustituidas.
• Los estudiantes deben percatarse de que estas ideas se usan en la interpretación de fenómenos.
• El currículum se configura como un programa de actividades, de situaciones de aprendizaje en las que los estudiantes construyan sus propios significados.
• Fases de exploración de ideas, reestructuración de conocimientos, introducción de ideas nuevas y aplicación de ideas a nuevos contextos.
• Hay diferencias sobre si la introducción de la ciencia debe hacerse por parte del docente o si los estudiantes deben llegar a estos nuevos conceptos en un proceso de investigación dirigida.
• Se propone que los estudiantes se impliquen en actividades mentales y no solo de manipulación.

Una perspectiva: relacionar pruebas con teorías o modelos. Cobra especial importancia la resolución de problemas.

Sistema social

• La responsabilidad recae en el alumno, no en términos de descubrimiento o invención, sino de construcción de significados, atribuyendo sentido a lo que aprende. Nadie puede sustituirlo en este cometido.
• Papel del profesor: investigador en el aula, estudiando y diagnosticando los problemas de aprendizaje e intentando solucionarlos.
• El docente plantea estrategias metacognitivas, como mapas de conceptos.
• Interacciones múltiples entre alumnos y profesor.
• Se promueve la exploración de ideas y el aprendizaje cooperativo.
• Se evalúan conceptos, destrezas y la capacidad de aplicar lo aprendido a problemas nuevos.
• Recursos variados: libros, guiones, etc.
• Incluye la estructura de disciplina del modelo transmisivo e incide en la participación activa del estudiante (modelo de descubrimiento).

Actividades y recursos

Tipos de actividades según su finalidad didáctica

Función que el docente cree que puede tener en el proceso de enseñanza diseñado:

Actividades de síntesis

Orientadas a la sistematización y estructuración de nuevos aprendizajes.

Actividades orientadas a la introducción de nuevos puntos de vista

Investigación de nuevas variables, analogías, relaciones, formas de mirar, hablar, etc., aumentando progresivamente el nivel de abstracción con la finalidad de facilitar la construcción del conocimiento por parte del alumnado.

Aplicación de los nuevos puntos de vista

A otras situaciones reales concretas, simples o complejas, para interpretar la realidad y saber utilizar el nuevo aprendizaje.

Actividades de exploración

Análisis de situaciones reales, concretas y simples, que posibiliten que el alumnado:

• Reconozca cuál será el problema objeto del aprendizaje.
• Exprese sus ideas y conocimientos previos.

Actividades de generalización real

Situaciones simples y complejas. Se pueden diversificar.

Didáctica del Medio Natural, Social y Cultural. Tema 6. La enseñanza de las Ciencias Experimentales en la Educación Primaria.

Objetivos y problemas

Objetivos conceptuales

• Comprender contenidos.
• Transferir lo aprendido a nuevos contextos.

Objetivos procedimentales

• Resolver problemas.
• Contrastar hipótesis con experimentos.
• Desarrollar el pensamiento formal.

Objetivos actitudinales

• Rigor, curiosidad, interés, constancia, cooperación.
• Valorar el conocimiento científico.
• Hábitos de higiene.
• Conservación del medio ambiente.

Problemas

• Dificultad para conseguir transferir los conocimientos.
• Complejidad de enseñar a resolver problemas.
• Dificultad en la consecución del nivel formal.
• Difícil romper el sentido mecánico de las prácticas.
• Difícil la adquisición de actitudes positivas.

Enseñar y aprender ciencias

• Enseñar: conjunto de acciones que lleva a cabo usualmente el profesor para transmitir un conocimiento científico.
• Aprender: se refiere a construcciones cognitivas, asignación de significados y adquisiciones memorísticas que lleva a cabo el alumno en su mente, para apropiarse, en mayor o menor grado, del contenido que se le enseña.

"Enseñar bien no implica aprender bien" (enseñar depende del profesor y aprender depende del alumno, de su motivación y de sus conocimientos previos).

Significado y significante

• Significante: instrumento simbólico que usa el docente para transmitir el conocimiento, expresando lo que sabe. Existen significantes verbales y no verbales (gestos, ritmo, tono de voz, signos, símbolos, imágenes y gráficos).
• Significados: asignaciones que el sujeto hace a los significantes a través de sus esquemas de conocimiento.

"El significado del mismo significante no es necesariamente el mismo en alumno y docente, aunque suelen compartir un núcleo de significados suficiente como para entenderse."

"El significante permanece constante y el significado cambia y se enriquece a lo largo del tiempo."

Adquisiciones lineales y no lineales

• El docente procura enseñar siguiendo la secuencia lógica correcta. Por eso se dice que su exposición verbal es lineal.
• La comprensión no suele ser lineal. Es un proceso complejo.
• Las nuevas construcciones de conocimiento requieren procesos de rectificación, ensayo y error (aprender a andar o a montar en bicicleta no son procesos lineales).
• Generalmente, las adquisiciones espontáneas que se dan en el entorno cotidiano son no lineales.

Futuro docente de ciencias experimentales

Conocer y comprender los contenidos: para enseñar una materia es imprescindible conocerla.

Para cada contenido se utilizarán recursos materiales que supondrán actividades didácticas adicionales a la mera exposición verbal del contenido.

Ventajas

• Se da más tiempo para trabajar y asimilar el contenido.
• Oportunidad para el debate con compañeros.
• No debe quedar como una actividad aislada, sino formando parte de un conjunto de actividades más amplias.

Uso de modelos de enseñanza adecuados (temas posteriores).

Acomodar adecuadamente las acciones docentes

A las peculiaridades del alumnado, del aula y del entorno socioeconómico, permitiendo:

• Alcanzar eficazmente objetivos de enseñanza para resolver problemas cotidianos.
• Realizar previsiones aceptables según la estrategia didáctica aplicada, conociendo las capacidades y limitaciones del alumno sobre los contenidos que se le van a enseñar.
• Afrontar los problemas de la enseñanza de las ciencias buscando soluciones, conociendo los supuestos mecanismos que el alumno pone en juego para la adquisición de conocimientos.
• Tomar criterios didácticos bien fundamentados y buscar soluciones a problemas del aula de modo riguroso y crítico.

4.2 Ciencia y procesos científicos

¿Qué es la ciencia?

• Conjunto de métodos distintos mediante los cuales se certifica un conocimiento.
• Conocimiento acumulado que surge de la aplicación de estos métodos.
• Valores y normas culturales que gobiernan las actividades llamadas científicas.
• Cualquier combinación de los elementos anteriores.

La ciencia como actividad humana

• "El avance científico, cuando se produce, constituye, a menudo, un camino sinuoso."
• Relación ciencia – descubrimientos científicos.
• "Los avances en la ciencia no siempre implican una mejora de la calidad de vida."
• "La ciencia está directamente relacionada con los valores, y por lo tanto está condicionada por el sistema de creencias de la época y del científico."
• Ciencia como proceso complejo con conocimientos parciales (contribuciones). ¿Verdad definitiva?
• "Las ciencias son enseñables, por lo que existe la ciencia escrita."

El método científico: etapas

a. Observación

Curiosidad, inquietud, incertidumbre, necesidad. Tema de investigación.

• Definir el tema.
• Buscar los objetivos.
• Informarse sobre el tema: ¿qué sabemos y qué desconocemos? Estado del arte.
• Fuentes: libros, artículos científicos, internet.

b. Formulación de hipótesis

Definir variables, formular hipótesis sobre sus relaciones y acordar predicciones.

c. Experimentación

• Diseñar un experimento que nos permita comprobar si nuestras hipótesis son ciertas.
• Experimento: situación en la que controlamos y manejamos determinadas variables para comprobar cómo se relacionan unas con otras.

d. Resultados

• Toma de datos, análisis de datos y obtención de resultados.
• Organización en tablas y gráficos.

e. Interpretación de resultados

• Discusión de cómo los resultados apoyan o refutan las hipótesis formuladas.
• ¿Son los que esperábamos?

f. Conclusiones

• Se rechaza o se acepta la hipótesis (o las hipótesis).
• Se genera nuevo conocimiento.

Los artículos científicos

• Diferencia entre artículos científicos, artículos de divulgación, artículos de prensa y noticias de prensa.
• Estructura general de los artículos científicos: título, introducción, material y método, resultados, discusión (análisis de resultados) y conclusiones, bibliografía citada.

4.3 Alfabetización científica

Una persona alfabetizada científicamente tiene la capacidad de entender, puede actuar con criterio científico y es capaz de adquirir nuevos conocimientos en base a ciertos hábitos de información permanente.

En la sociedad actual de la información y la tecnología, la alfabetización científica cobra especial relevancia.

Objetivo: formar ciudadanos que no sean manipulados y que sean capaces de intervenir en debates y procesos sociales utilizando criterios científicos.

Aspectos que debe englobar la alfabetización científica

• Los conocimientos científicos y sus aplicaciones.
• Las estrategias y habilidades científicas.
• Las interacciones ciencia – tecnología – sociedad.
• La historia y el desarrollo de la ciencia y la tecnología, sus objetivos y sus limitaciones.
• Las preocupaciones filosóficas y sociológicas en torno a métodos científicos y al conjunto de actividades de los científicos.

Permite: involucrarse en discusiones sobre temas científicos actuales, leer artículos de prensa sobre ciencia, leer e interpretar gráficos y datos numéricos, asimilar y utilizar información técnica, y documentarse por sí mismo.

Niveles de consecución

• 1er nivel (práctico): permite utilizar los conocimientos en la vida cotidiana.
• 2º nivel (cívico): permite a los ciudadanos intervenir socialmente con criterio científico, por ejemplo en decisiones políticas.
• 3er nivel (cultural): se plantean cuestiones relacionadas con la naturaleza de la ciencia, la tecnología y su incidencia en la sociedad.

Valores científicos

La enseñanza debe comprender también la educación científica que comunica la manera de pensar y de explicar el mundo y sus fenómenos. Los principales valores científicos son:

• Visión objetiva.
• Pensamiento lógico, que exige explicaciones de las causas de los fenómenos que sean razonables y verificables.
• Capacidad de predicción.
• Pensamiento crítico, contrastando las construcciones teóricas con los datos observados.
• Curiosidad.
• Constancia.

El área de "Conocimiento del Medio" en el currículum oficial

Normativa y niveles de concreción curricular

• Declaración Universal de los Derechos Humanos (1948). Art. 26: toda persona tiene derecho a la educación.
• Constitución Española. Art. 27: todos tienen derecho a la educación.
• LOE (Ley Orgánica de Educación 2/2006, de 3 de mayo).
• Real Decreto de enseñanzas mínimas 1513/2006, de 7 de diciembre, por el que se establecen las enseñanzas mínimas de Educación Primaria.
• Decreto 68/2007, de 29 de mayo de 2007, por el que se establece y ordena el currículo de la Educación Primaria en Castilla-La Mancha.

Niveles de concreción:

1. 1er nivel: el currículo oficial.
2. 2º nivel: proyecto educativo del centro y programaciones didácticas elaboradas por equipos docentes.
3. 3er nivel: unidades didácticas elaboradas por profesores.

¿Qué es el currículo? Conjunto de objetivos, competencias básicas, contenidos, métodos pedagógicos y criterios de evaluación de esta etapa educativa.

El currículo estatal sobre conocimiento del medio: objetivos

• Conocer y valorar su entorno natural, social y cultural, así como las posibilidades de acción y cuidado del mismo.
• Conocer y valorar los animales más próximos al ser humano y adoptar modos de comportamiento que favorezcan su cuidado.

"El medio se ha de entender como el conjunto de elementos, sucesos, factores y procesos que tienen lugar en el entorno de las personas y donde, a su vez, su vida y actuación adquieren significado."

"El entorno se refiere a aquello que el niño o la niña conoce mejor porque es fruto de sus experiencias sensoriales, directas e indirectas, porque le es familiar y porque está próximo en el tiempo y en el espacio (no tanto de la distancia física)."

La comprensión lectora, la expresión oral y escrita, la comunicación audiovisual, las tecnologías de la información y la comunicación y la educación en valores se trabajarán en todas las áreas.

Contribuciones del área de conocimiento del medio al desarrollo de las competencias básicas

• Comunicación lingüística.
• Matemática.
• Conocimiento e interacción con el mundo físico.
• Información y competencia digital.
• Competencia social y ciudadana.
• Competencia cultural y artística.
• Competencia para aprender a aprender.
• Autonomía e iniciativa personal.

Objetivos del área

• Identificar elementos del entorno natural, social y cultural cada vez más complejos.
• Adquirir hábitos de salud y cuidado personal derivados del conocimiento del cuerpo humano.
• Participar en grupo de forma responsable.
• Reconocer la pertenencia a grupos sociales.
• Analizar manifestaciones humanas en el medio y sus repercusiones.
• Interpretar y reconocer mensajes mediante códigos numéricos, gráficos y cartográficos.
• Identificar, plantear y resolver interrogantes.
• Planificar y realizar proyectos.
• Utilizar las tecnologías de la información y comunicación.

Contenidos

1. El entorno y su conservación.
2. La diversidad de los seres vivos.
3. La salud y el desarrollo personal.
4. Personas, culturas y organización social.
5. Cambios en el tiempo.
6. Materia y energía.
7. Objetos, máquinas y tecnología.

Criterios de evaluación

Son distintos para cada ciclo y para cada uno de los bloques de contenido.

Horario escolar

6 horas a la semana.

Niveles de concreción 1, 2 y 3

• 1er nivel: añade la "competencia emocional" y la incorpora como referente curricular en todas las etapas, adaptando su contenido al desarrollo evolutivo del alumnado.
• 2º nivel: los centros dispondrán de autonomía pedagógica, de organización y de gestión en el marco de la legislación vigente. El proyecto educativo del centro recogerá los valores, los objetivos y las prioridades de actuación, debiendo tener en cuenta las características del entorno social y cultural del centro.
• 3er nivel: es la unidad básica de programación.

Modelos de enseñanza-aprendizaje

Modelo de transmisión-recepción

Fundamentos:

• Presta más atención a los aspectos epistemológicos que a los psicológicos.
• Considera que basta con atenerse a la estructura disciplinar.
• El estudiante es considerado una "página en blanco", en la que se escriben los conocimientos.
• Se supone que el conocimiento se transmite elaborado de la mente de una persona a la de otra.
• Considera la ciencia como un cuerpo cerrado (no abierto a modificaciones). Los conocimientos científicos son considerados una imagen exacta de la realidad.
• Opera el principio de autoridad, encarnado en el libro de texto y el docente.
• Los conceptos y las teorías no tienen relación con el problema que los originó.

Principios:

• Concepción de aprender y enseñar ciencias basada en el lenguaje, verbal o escrito.
• Aprender ciencias: asimilar los conocimientos científicos tal y como la ciencia los ha formulado.
• Puesto que son idénticos al mundo al que representan, no es necesario el contacto de la persona que aprende con esa realidad.
• Enseñar ciencias: exponer los conocimientos científicos verbalmente, en forma clara y ordenada.
• El estudiante adquirirá estos conocimientos tal y como el docente los entiende.

Modelo en acción:

• El currículum sigue la estructura y lógica disciplinares.
• Listado de contenidos conceptuales.
• Lección magistral.
• Prueba de adquisición de conocimientos: memorización.
• Evaluación: se centra en listas de conceptos.
• Experiencias prácticas: se conciben como ilustraciones de la teoría.

Sistema social:

• El papel del docente: transmitir los conocimientos. Fuente de autoridad (científica y de organización de la clase).
• Priman los conocimientos científicos sobre los pedagógicos.
• Interacciones profesor-estudiante y estudiante-profesor.
• Evaluación equivalente a un examen sobre aprendizaje de hechos, conceptos y principios, y no de destrezas experimentales ni actitudes.
• Material curricular por excelencia: el libro de texto.
• Actitud pasiva del estudiante.

Modelo de descubrimiento

Fundamentos:

• La mejor manera de que un niño aprenda algo es que lo descubra por sí mismo; el conocimiento se construye mediante la actividad.
• Se propone como objetivo de la enseñanza de las ciencias el desarrollo del pensamiento formal.
• Ciencia caracterizada por el método científico universal, u observación objetiva, y no mediatizada por teorías.
• Se considera que el alumno puede descubrir conceptos y leyes por generalización a partir de observaciones.

Principios:

• Los estudiantes descubren por sí mismos los conocimientos a partir de datos empíricos.
• Aprender ciencias es, sobre todo, dominar el método científico; aplicándolo se descubren los conocimientos.
• Enseñar ciencias es enseñar las destrezas de la investigación: organizar y coordinar actividades experimentales.
• El alumno debe descubrir los conocimientos, por lo que el profesor no debe introducir los conceptos ni dar las instrucciones para resolver un problema.

Modelo en acción:

• Pierden fuerza los contenidos conceptuales en favor de los procesos y destrezas del método científico.
• Se toma como punto de partida los intereses de los estudiantes, dado que cada vez tiene menor importancia el contenido y mayor el método.
• El eje es la realización de actividades experimentales, en muchas ocasiones sin carácter de problemas.
• Es fundamental que estas actividades se relacionen con destrezas científicas: observación, clasificación, etc.

Sistema social:

• Papel del profesor: coordinar actividades experimentales, proporcionando oportunidades de investigar y experiencias que ayuden al niño a desarrollar habilidades de investigación.
• Activa participación de los estudiantes.
• Interacción profesor-estudiante y estudiante-estudiante.
• Se promueven estrategias cooperativas.
• Se evalúa la capacidad de utilizar los conocimientos en situaciones nuevas.
• Se diseñan pruebas para medir la adquisición de destrezas: clasificar, emitir hipótesis, identificar variables, etc.
• Se emplean guiones de trabajo.
• Recursos variados: seres naturales, materiales de laboratorio, documentación, etc.

Críticas:

• Los procesos en la ciencia son inseparables de los contenidos.
• Es discutible que los estudiantes puedan descubrir una interpretación determinada de una experiencia: esa interpretación puede no ser la única posible.
• Énfasis en la actividad de la persona que aprende.

Modelo constructivista de aprendizaje

Fundamentos empíricos:

• Se critica la consideración de los estudiantes como "páginas en blanco".
• Se recomienda prestar atención a las concepciones de los estudiantes, que orientan sus experimentos y condicionan sus interpretaciones, influyendo en el aprendizaje.

Fundamentos psicológicos y epistemológicos:

• Aprendizaje considerado como un cambio en la estructura del conocimiento.
• Piaget menciona la actividad constructiva de la mente.
• Ciencia como proceso de interpretación de la realidad mediante la construcción de modelos que pueden ser sustituidos por otros.
• Importancia de lo que el estudiante ya sabe.

Principios:

• Paralelismo entre conocimiento científico nuevo (producción científica) y la reconstrucción de conocimientos de los estudiantes, ya que en ambas se utilizan modelos subjetivos para interpretar la realidad.
• Aprender ciencias es reconstruir los conocimientos, partiendo de las propias ideas de cada persona, y expandiéndolas o cambiándolas según los casos.
• El aprendizaje no es una reproducción del contenido a aprender, sino que implica un proceso de construcción.
• Enseñar ciencias es mediar en el proceso de aprendizaje en la planificación y organización de actividades relevantes, así como en la dirección de trabajos individuales y en equipo.

Modelo en acción:

• Las ideas de los estudiantes son el punto de partida, como base o para ser sustituidas.
• Los estudiantes deben percatarse de que estas ideas se usan en la interpretación de fenómenos.
• El currículum se configura como un programa de actividades, de situaciones de aprendizaje en las que los estudiantes construyan sus propios significados.
• Fases de exploración de ideas, reestructuración de conocimientos, introducción de ideas nuevas y aplicación de ideas a nuevos contextos.
• Hay diferencias sobre si la introducción de la ciencia debe hacerse por parte del docente o si los estudiantes deben llegar a estos nuevos conceptos en un proceso de investigación dirigida.
• Se propone que los estudiantes se impliquen en actividades mentales y no solo de manipulación.

Una perspectiva: relacionar pruebas con teorías o modelos. Cobra especial importancia la resolución de problemas.

Sistema social:

• La responsabilidad recae en el alumno, no en términos de descubrimiento o invención, sino de construcción de significados, atribuyendo sentido a lo que aprende. Nadie puede sustituirlo en este cometido.
• Papel del profesor: investigador en el aula, estudiando y diagnosticando los problemas de aprendizaje e intentando solucionarlos.
• El docente plantea estrategias metacognitivas, como mapas de conceptos.
• Interacciones múltiples entre alumnos y profesor.
• Se promueve la exploración de ideas y el aprendizaje cooperativo.
• Se evalúan conceptos, destrezas y la capacidad de aplicar lo aprendido a problemas nuevos.
• Recursos variados: libros, guiones, etc.
• Incluye la estructura de disciplina del modelo transmisivo e incide en la participación activa del estudiante (modelo de descubrimiento).