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METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS DEL AMBIENTE
PARTE 1 DE 6
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METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS DEL AMBIENTE
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METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS DEL AMBIENTE
U.T.N Facultad Regional San Francisco Licenciatura en Enseñanza de las Ciencias del Ambiente
Sbarato Viviana M., Sbarato Darío, Ortega José E.
METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS DEL AMBIENTE
Sbarato, Viviana Metodología de la enseñanza de las ciencias del ambiente / Viviana Sbarato ; Rubén Darío Sbarato ; José E. Ortega. - 2a ed. - Córdoba : Encuentro Grupo Editor, 2009. 128 p. ; 25x17 cm. ISBN 978-987-1432-30-1 1. Metodos de Enseñanza. I. Sbarato, Rubén Darío II. Ortega, José E. III. Título CDD 370.1
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Para Edelcio ¿Y es que así cómo sigue? ¿Y el miedo? Sí, el miedo a ya no tenerte y que de repente, sí, de repente, todo se derrumbe. ¡Si avanzábamos a pasos agigantados! y ahora todo es tan terrible. Queremos, queremos todos reír, reír mucho pero sólo junto a vos. ¿Fuerza? Queremos escuchar anécdotas pero sólo de tu boca, te necesito, te necesitamos tu presencia sana, completa, la única, la mejor caricia. ¡EL MIMO! Te quiero, te queremos. Te amo, te amamos. Te lloro, te lloramos. Un abrazo, una risa, una anécdota pero sólo con vos. Barbi
Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente
Prólogo a la primera edición El Desarrollo Sustentable, o el logro del mismo, depende de una cierta forma de negociación en la que se pretende determinar qué es lo que el hombre puede hacer con y a la naturaleza para lograr vivir dignamente o al menos sobrevivir y qué es lo que no debe hacer para que ésta sobreviva a nuestra presencia y pueda brindar su cobijo a generaciones futuras. Si hablamos de negociar (palabra definida por el Diccionario de la Real Academia como “Tratar por la vía diplomática, de potencia a potencia, un asunto, como un tratado de alianza, de comercio, etcétera”), es porque no existe todavía una norma de convivencia; negociamos, concertamos, dialogamos, para establecer una. Lo difuso de los términos de la negociación se percibe al observar las claras diferencias entre los interlocutores humanos, que van desde ecologistas extremos que llegan a preguntarse ¿seriamente? si no sería mejor que la especie humana desapareciera, al objeto de que el planeta sobreviva, hasta los intensos depredadores, quienes no ponen ningún tipo de reparo a la hora de destruir cuanto está a su alcance en pos de lograr ciertos beneficios económicos inmediatos. Este libro es parte del material de estudio de la Licenciatura en Enseñanza de las Ciencias del Ambiente, por medio de la cual se promueve, desde la Fundación Pensar y Hacer para el Desarrollo Integral y la Universidad Tecnológica Nacional, la especialización de profesores y docentes en la problemática del desarrollo sustentable y las ciencias del ambiente desde las perspectivas de las ciencias naturales, las ciencias sociales y la gestión. Formar profesionales que puedan desempeñarse en el ámbito educativo para resolver problemas pedagógicos, integrando conocimientos específicos en el ámbito de las Ciencias del Ambiente y con sólida formación en temas inherentes a la salud ambiental que actúen como promotores del conocimiento en la sociedad. Nos esperanzamos en que esta iniciativa contribuya para que los ciudadanos disfruten de un medio ambiente sano como un derecho, pero también -y en igual significación- como un deber, como dicen los abogados constitucionalistas. Ciudadanos capaces de entender que las actividades propias de la especie generan riesgos y que esos riesgos deben ser tales que se acepten a cambio de lograr el grado de bienestar social en el que todos pretendemos desarrollarnos, luchando para que dichos riesgos sean socialmente aceptados, normativamente fijados y bajo ningún punto de vista excedido o vulnerado por aquéllos que pretenden sólo el bienestar de un sector por sobre el resto de la ciudadanía.
Los autores
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Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente
Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente (Versión ampliada y corregida)
Temario
Capítulo 1. La alfabetización científica Repaso de nociones básicas de epistemología La ciencia como producto y como proceso: Algunas reflexiones sobre la motivación para el estudio de las ciencias naturales Alfabetización científica y Núcleos de Aprendizaje Prioritarios de las Ciencias Naturales Ejemplos integradores El método científico Ejemplo 1: Curvas de crecimiento en humanos Su uso médico, relación con el concepto de salud Ejemplo 2: ¿Qué importancia le dan los niños al agua? Temas de debate y problemas
Capítulo 2. Teorías del conocimiento y enseñanza-aprendizaje ambiental Las ideas de los estudiantes acerca de objetos y fenómenos El planteo y la resolución de problemas La acción sobre los objetos La mediación social e instrumental El andamiaje que ofrece el docente Observaciones, indagaciones y construcciones Temas de debate y problemas
Capítulo 3. Principios unificadores de la educación ambiental Análisis de la estructura social Preámbulo de la Agenda 21, preámbulo sección 1: Dimensiones sociales y económicas Recursos naturales Legislación Articulaciones que existen entre lo natural, lo cultural, lo económico y lo político La transformación de la sociedad hacia un desarrollo sustentable Temas de debate y problemas
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Viviana Sbarato - Darío Sbarato - José Ortega
Capítulo 4. Los programas escolares y el progreso extraordinario de la ciencia El andamiaje metodológico La investigación permanente Historia de los conceptos, su evolución sigue a los avances científicotecnológicos Estructuras y funciones, su correspondencia en órdenes biológicos y sociales La conservación de la vida frente al cambio, fortalezas y debilidades Análisis de riesgo para la salud (y el ambiente) Introducción y definición de conceptos básicos Análisis de riesgo (exposición a sustancias tóxicas) Identificación del peligro Evaluación de la toxicidad Evaluación de la exposición Caracterización del riesgo Temas de debate y problemas
Capítulo 5. Mediciones de laboratorio, su rol en la alfabetización científica Definiciones fundamentales: El proceso de medición Precisión y exactitud de una determinación de laboratorio, incertezas experimentales Presentación de resultados experimentales Objetivos específicos de las prácticas experimentales Contenidos de una práctica experimental Justificación de la elección del tema y de la selección de los contenidos de una clase práctica Secuenciación pretendida para la realización de estas tareas con alumnos. Actividades de aprendizaje Fundamento de las actividades Formas metódicas - Estrategias de enseñanza Justificación de la propuesta metodológica Recursos didácticos para desarrollar casos ejemplo Justificación de los recursos didácticos propuestos Interpretación de mediciones ambientales; ejemplos y casos prácticos Ejercicios de aplicación Temas de debate y problemas
Capítulo 6. La redacción de informes técnicos como herramienta para optimizar la lecto-comprensión Temas de debate y problemas
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Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente Trabajos de redacción destinados a publicar una misma información para distintos destinatarios: Lectores de periódicos, lectores de libros, audiencia de radio, televidentes, estudiantes o comités técnicos
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La alfabetización científica …De pronto, sin ningún anuncio, su actividad febril se interrumpió y fue sustituida por una especie de fascinación. Estuvo varios días como hechizado, repitiéndose a sí mismo en voz baja un sartal de asombrosas conjeturas, sin dar crédito a su propio entendimiento. Por fin, un martes de diciembre, a la hora del almuerzo, soltó de un golpe toda la carga de su tormento. Los niños habían de recordar por el resto de su vida la augusta solemnidad con que su padre se sentó a la cabecera de la mesa, temblando de fiebre, devastado por la prolongada vigilia y por el encono de su imaginación, y les reveló su descubrimiento: La tierra es redonda como una naranja. Úrsula perdió la paciencia. “Si has de volverte loco, vuélvete tú solo”, gritó. “Pero no trates de inculcar a los niños tus ideas de gitano.” José Arcadio Buendía, impasible, no se dejó amedrentar por la desesperación de su mujer, que en un rapto de cólera le destrozó el astrolabio contra el suelo. Construyó otro, reunió en el cuartito a los hombres del pueblo y les demostró, con teorías que para todos resultaban incomprensibles, la posibilidad de regresar al punto de partida navegando siempre hacia el oriente. Toda la aldea estaba convencida de que José Arcadio Buendía había perdido el juicio, cuando llegó Melquíades a poner las cosas en su punto. Exaltó en público la inteligencia de aquel hombre que por pura especulación astronómica había construido una teoría ya comprobada en la práctica, aunque desconocida hasta entonces en Macondo... Extraído de “Cien años de soledad”,
Gabriel García Márquez
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Repaso de nociones básicas de epistemología La ciencia y la filosofía están íntimamente relacionadas; ambas utilizan el razonamiento para obtener conclusiones, pero difieren en la generalidad de sus resultados. La ciencia trata de explicar el comportamiento de la naturaleza en casos particulares, y la filosofía busca la naturaleza última de las cosas, tratando e generalizar los resultados de la ciencia. El científico estudia el “cómo” ocurren las cosas, el filósofo busca “qué” son las cosas y “por qué” ocurren. La filosofía se puede dividir en tres grandes áreas: La metodología, la metafísica y la teoría de los valores. Dentro de la metodología de la filosofía se encuentra la epistemología y la lógica. La epistemología estudia la relación sensación-realidad, las fuentes del conocimiento y la naturaleza de la verdad. La lógica estudia las formas de razonamiento. La metafísica se divide en ontología (relación materia-pensamiento) y cosmología (orden del Universo, estructura del Universo y composición del Universo). La teoría de los valores se divide en ética (verdad en lo moral) y estética (verdad en la belleza). El filósofo y el científico comparten la validez de la lógica y los postulados acerca de la naturaleza. El pensamiento, el lenguaje y el uso de herramientas posicionó al hombre al frente de sus antecesores homínidos, haciéndolo mejor dotado, aunque estos también poseían los sentidos de la vista, el tacto, el oído, el olfato y el gusto. Respecto a las disciplinas que se pueden clasificar como ciencia hay alguna discusión. No hay duda de que la física, la química y la biología son ciencias. Hay hoy discusiones acerca de la inclusión de la matemática, la psicología, la historia, el derecho, la geografía, etc. Muchos autores dicen que en estas disciplinas se desarrollan labores científicas pero que no son ciencias en sí mismas.
La ciencia como producto y como proceso: Algunas reflexiones sobre la motivación para el estudio de las ciencias naturales Es evidente que la formación cultural del hombre moderno debe incluir como uno de sus capítulos el conocimiento científico en general, del cual una parte fundamental son las grandes ideas, y la metodología y estrategias de la
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Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente Física, la Química y la Biología. El actual analfabetismo científico 1 del hombre culto sólo es comprensible en términos de una educación que no se ha hecho cargo seriamente de que dicho analfabetismo es un problema, y es el momento de pensar cuidadosamente en modificar la situación. ¿Cómo sería el Mundo sin Ciencia? Sin duda, la forma en la que se vive actualmente sólo es posible merced a la ciencia y a la técnica. La Educación no puede pasar por alto la trascendencia del conocimiento científico y de su metodología. La labor de la educación científica es lograr que los alumnos construyan en las aulas actitudes, procedimientos y conceptos que por sí mismos no lograrían elaborar en contextos cotidianos. Esos conceptos que se van construyendo luego son transferidos a nuevos contextos y situaciones, ampliando el universo de conocimientos, actitudes, valores y destrezas del estudiante (y el docente). La enseñanza y el aprendizaje de la Ciencia deben darse en un espacio de libertad para el desarrollo de las ideas científicas y los cuestionamientos de los alumnos. Es indispensable un marco de contención disciplinaria y una orientación por parte del docente que guíe el proceso sin perder de vista que hay una serie de conclusiones, capacidades y conocimientos que deben alcanzarse por parte del alumno. Con esto queremos decir que ha de procurarse un espacio donde no domine el autoritarismo2 sin caer en situaciones de escasa transferencia de conocimientos. Así, el docente debe estar preparado para realizar exposiciones y brindar explicaciones promoviendo siempre el razonamiento del alumno; debe motivar la participación e ir respondiendo preguntas con premura, evitando estadíos de discusión que ya se sabe no conducen a ninguna construcción; para lograrlo, una de las premisas fundamentales requiere que el docente maneje los contenidos epistemológicos, la semántica y la sintáctica de la materia que dicta. El espacio de discusión de las Ciencias Naturales dentro de la educación formal debe contribuir a la consolidación de ideas fundamentales, a la capacidad de establecer interrelaciones y analogías, a la adquisición de una visión universal y al desarrollo y ejercitación de habilidades y procedimientos. Al haber recibido en su formación básica un curso en el que haya podido familiarizarse en cierto grado con el pensamiento y el proceder científico, el alumno estará en condiciones de incrementar sus conocimientos y capacidades para desenvolverse en distintas disciplinas, haciéndose capaz de poner en práctica y hasta desarrollar tecnologías diferentes. 1
Se entiende como “analfabetismo científico” la carencia de instrucción elemental en temas de ciencia. Fuente: Diseño Curricular para el sexto año del Ciclo de Especialización en la Escuela Secundaria. Orientación Humanidades. Ministerio de Educación de la Provincia de Córdoba. Año 1998. 2 La palabra autoritarismo, en su acepción más pura, significa: sistema que se funda en la necesidad del principio de autoridad. Se utiliza esta palabra para representar la situación áulica de imposición de órdenes basadas en la jerarquía docente-alumno, sin posibilidad de construcciones conjuntas ni discusiones de fondo.
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De cómo llegan muchos alumnos a las aulas de un nivel superior Su enfoque del estudio de la física Texto adaptado del diagnóstico previo al Trabajo Final para la obtención de la certificación de Docente Universitario de la Facultad de Ciencias Agropecuarias (UNC). Viviana Sbarato Para elaborar un diagnóstico sobre la situación que se vive en las aulas de primer año de una carrera universitaria, se puede explorar lo que ocurre en el ciclo de formación inmediato previo: La escuela secundaria. Los docentes de casi todas las asignaturas de la escuela secundaria sufren por la falta de interés de los alumnos, que suele magnificarse cuando se trata de aprender ciencia. Física es una de las disciplinas que forman parte de las Ciencias Naturales. Con el nombre de asignatura de “Física” se presenta una gran cantidad de conocimientos elementales cuyo descubrimiento se ha dado a través de varios siglos de desarrollo de la cultura de la Humanidad, conocimientos que han acompañado la gran evolución tecnológica que hacen al estilo de vida actual. El lenguaje de la Física es universal, es la Matemática. Pero la Física es más que su lenguaje, es más que los procedimientos puestos en juego para resolver distintas situaciones. Suele suceder que el alumno ve en la Física sólo cálculos, perdiendo la posibilidad de introducirse en el método científico, de conceptualizar y modelar el comportamiento de la naturaleza. Una causa de este problema de aprendizaje puede ser el escaso manejo de procedimientos elementales de cálculo ya que esta falencia puede tornar inalcanzable el paso a otros niveles, a la ida y vuelta entre la abstracción y la aplicación de los conceptos a situaciones específicas3. Este escaso manejo matemático es, muchas veces, también producto de la falta de interés, falta de motivación para el aprendizaje de la ciencia. Al no estar motivados, como aprender Matemática o Física es una tarea intelectual que requiere esfuerzo, fracasan. Por otro lado, los alumnos van concibiendo, a lo largo de las prácticas escolares que forman su historia de aprendizaje, que estudiar Física consiste en resolver con rapidez actividades rutinarias o cerradas, con escaso significado científico4. Estas prácticas, aisladas, sin un entorno que le de 3
La situación es que el escaso manejo de la representación matemática y de las operaciones de cálculo más elementales centran la atención del alumno en una tortuosa mecanización de la resolución de un algoritmo de cálculo, impidiéndoles ver más allá. 4 como por ejemplo responder ¿a qué altura llega una piedra lanzada desde el suelo si se arroja con una velocidad inicial de 3 m/s? o calcular el término de energía cinética de una masa de 1 kg cuya velocidad es 5m/s.
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Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente sentido al conocimiento científico no sólo limita su utilidad o aplicabilidad por parte de los alumnos, sino también su interés o relevancia. O sea que aún los alumnos con predisposición para la resolución de cálculos muchas veces no logran un aprendizaje significativo de los contenidos que se enseñan en Física. Quizá esta falta de interés radica en el ya tan arraigado mal que se ha venido transmitiendo generación tras generación: El afán por el conocimiento útil (que efectivamente puede resultar muy útil) en desmedro de la cultura general y el desprecio por cualquier conocimiento del que no se pueda “trabajar cuando seamos más grandes”, según dicen los adolescentes. Entonces una de las causas para alejar al alumno del aprendizaje de la Física es, a priori, la connotación de falta de utilidad con que el entorno sociocultural ha etiquetado a las materias de ciencia elemental que se dan en la escuela. Así, hay estudiantes que asumen, hasta con el respaldo de su familia, como una “pérdida de tiempo” el esfuerzo intelectual que le requeriría indagar más allá de las presunciones de los vecinos: ¿Para qué aprender cálculo matemático, leer, observar, comparar, extrapolar, imaginar...? A la edad normal del ingreso a la Universidad podemos encontrar lo que parece una manifestación de ese mismo problema: La falta de confianza en sí mismos que tienen los estudiantes y la falta de motivación5. En nuestro trabajo docente cotidiano, se encuentra a menudo que los alumnos no tienen un buen nivel de confianza en sí mismos, resultando en escasa participación y bajo grado de creatividad. Al analizar esta situación, se observa que los alumnos han sido formados bajo la obligación de repetir los conceptos de la misma manera en que fueron expresados por los docentes para acreditar una materia y así continuar en el sistema educativo. De esa manera no se promueve la confianza ni la autoestima ya que se los desalienta a arribar a deducciones e interpretaciones abiertas. Se ha llegado a este estado, muchas veces porque los docentes de nivel inicial y medio fueron formados bajo la premisa de la repetición exacta de conceptos sin posibilidad de creaciones y construcciones de significado que les fueran propias. La elección que los estudiantes ya realizaron, la de una carrera universitaria, debería mantener alejado el fantasma del “conocimiento inútil”. Sin embargo no es así, salvo por la motivación “extrínseca” que supone el alcance del grado universitario elegido6. Se encuentra en las aulas abundante 5
Cuando en este texto se escribe “motivación” se hace referencia a la “motivación intrínseca”. Sólo se hará la aclaración cuando se trate de diferenciar con la “motivación extrínseca” que supone el alcance del grado o la culminación del ciclo lectivo en cuestión. 6 La motivación extrínseca se evidencia en la persistencia y la tenacidad con que se hace presencia en las clases y en la gran cantidad de aplazos que, con el único objetivo de dejar atrás la asignatura y estar un poco más cerca de ser egresados universitarios, son capaces de soportar muchos alumnos insistiendo en presentarse a rendir para “probar su suerte”. Una motivación intrínseca les permitiría tener conciencia de su propio grado de conocimiento y de su nivel de preparación para ser evaluado; de esta manera es indudable que sería menor el número de aplazos que un alumno registraría en las asignaturas de ciencia básica.
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Viviana Sbarato - Darío Sbarato - José Ortega cantidad de alumnos sin entusiasmo, sin confianza en sus alcances intelectuales y sin ganas de ponerse a prueba. Tal pléyade de situaciones ha llevado a que hasta el día de hoy, cuando la misma escuela inicial y media ya intentan cambiar7 sus métodos, se pueda encontrar gran cantidad de docentes, padres de docentes, padres de alumnos que ingresan a la universidad año tras año, y alumnos, que ya han adquirido “horror al conocimiento”. El horror al conocimiento no es natural. Un simple ejemplo, aún a riesgo de ser juzgado de simplista, puede ayudar a fijar algunas ideas: Los actos y cuestionamientos de los niños pre-escolares ponen rápidamente en evidencia que el horror al conocimiento no forma parte de la naturaleza humana sino, parafraseando a Bertrand Russell8, de la perfectamente justificada aversión al pedagogo autoritario. La afinidad hacia el “conocimiento útil” es una representación más del horror descripto en el párrafo anterior ya que VIVIR en el Mundo amerita tener una visión más amplia que la meramente utilitarista. La obligación del sistema educativo es enseñar, pero para que esto se logre es indispensable la motivación, el entusiasmo, la alegría de vivir. Sería óptimo lograr que cada alumno desarrolle cada curso del Plan de Estudios con el convencimiento de que vale la pena saber lo que se enseña. A lo largo de este curso intentaremos idear estrategias que, con materiales de bajo costo y trabajos sencillos, mantengan en los niños el interés por el conocimiento para sostener su nivel de confianza, su autoestima y para que no pierdan la motivación por aprender ciencia.
Alfabetización científica y Núcleos Prioritarios de las Ciencias Naturales Ejemplos integradores
de
Aprendizaje
Los Núcleos de Aprendizaje Prioritarios (NAP) para Ciencias Naturales, delineados por el Ministerio de Educación de la Nación, priorizan la alfabetización científica. Esto se traduce en darle mayor importancia al método de la ciencia que a la cantidad de contenidos vacíos que pudieran mencionarse en el aula, para que el alumno alcance una construcción significativa de conocimientos y una apropiación adecuada de los mismos. El tema mismo que nos convoca en este momento es el estudio de las Ciencias Naturales. Nuestro análisis cumple etapas que responden al método científico. 7
Aún cuando se está haciendo esfuerzos didácticos para revertir esta situación aún no se ha evidenciado ningún cambio que supere la mención en el marco de “honrosas excepciones”. Conclusiones propias extraídas de la experiencia como miembro de un equipo de docentes de un ciclo de cursos de capacitación docentes, dependiente de la Red Federal Docente, años 1998 y 1999. 8 “Elogio de la Ociosidad y otros ensayos”. Educación y disciplina. Editorial Edhasa. Segunda Edición, 1989.
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Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente La ciencia no se limita a la escueta descripción de los fenómenos naturales; intenta desentrañar sus causas determinantes y, por supuesto, predecirlos. Tal es la razón de ser de la actitud científica. La tecnología, sin la cual es difícil imaginar cómo sería nuestra vida, se nutre de los descubrimientos científicos: La tecnología no viola ninguna ley natural, sólo hace “arreglos”; aprovecha las leyes naturales para desarrollar instrumentos, medicamentos, máquinas y hasta juguetes. Lamentablemente en las últimas décadas se ha producido un desequilibrio en el avance de la ciencia y en la rapidez con que aparecen las aplicaciones tecnológicas. La ciencia implica sabiduría, pero muchas veces la tecnología tiene otras implicancias: Poder o riqueza por ejemplo. Aquí el desequilibrio está en que, en pos de la búsqueda de beneficios para los humanos (o para algunos humanos) se olvida la Naturaleza y el funcionamiento armónico del Planeta. Pero eso no es motivo para no estudiar ciencia; por el contrario, es la razón para hacerlo. Somos parte del espectacular escenario que se extiende por encima y alrededor de nosotros; estamos hechos con su misma sustancia fundamental. En la medida que aumentemos nuestro conocimiento, nos liberaremos del temor a lo desconocido y de la superstición, del dogma y de la charlatanería. A medida en que conozcamos la estructura y constitución del escenario cósmico nos conoceremos mejor a nosotros mismos, sabremos de qué estamos hechos y dónde estamos; sabremos, en fin, cuál es nuestro lugar y papel en el complejo y delicado contexto del ecosistema Tierra. Además, mientras seamos más conocedores, más posibilidad tendremos de discutir y hacer frente a los manejadores del mundo, a los dueños de la tecnología. Entender este mundo que nos rodea debería ser el objetivo prioritario de la investigación. Nuestro mayor problema actual, al que suele llamarse problema ambiental, consiste en que la tecnología se adelantó a la sabiduría, a la ciencia en su sentido más amplio. Esto nos condujo en el pasado a la revolución del neolítico, es decir, a la producción empírica y masiva de alimentos; durante las edades de bronce y de hierro nos impulsó a la explotación minera que, con la revolución industrial, llegó a la desmesura, con consecuencias terribles para los ecosistemas. El imperativo de hoy es claro: Convencernos que no somos el centro del Universo, sino sólo una especie recién llegada a este hogar que no fue hecho por nosotros ni para nosotros en exclusiva; y que tal vez seamos los primeros en abandonarlo si no nos decidimos a reencauzar nuestras conductas.
El método científico La formación en ciencias puede comenzar en la más temprana infancia, manteniendo y avivando la curiosidad natural de la especie humana. El entusiasmo y el placer con que los niños desarrollan actividades (poniendo en juego tanto dinamismo y alegría que puede provocar envidia a
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Viviana Sbarato - Darío Sbarato - José Ortega muchos adultos) puede aprovecharse en las aulas para desplegar las habilidades inherentes a los procesos de la ciencia. Como un juego, podemos: • • • • • • • • • • •
Observar Clasificar Usar relaciones de espacio y de tiempo Comunicar Medir Inferir Predecir Formular hipótesis Experimentar Interpretar datos Controlar variables
Observar es aplicar los sentidos para conocer las características de un objeto o de un fenómeno. Pueden ser cualitativas o cuantitativas. Clasificar es ordenar o agrupar cosas de acuerdo con sus propiedades o características. Uso de relaciones de espacio y de tiempo significa situar al objeto o al fenómeno observado en un lugar en el espacio refiriendo la duración o el momento en que ocurrió. Comunicar es indispensable para que no se repitan trabajos al azar sino guiados por los antecedentes, para que la ciencia avance. Medir es comparar. Inferir es sugerir una explicación de un hecho sobre la base de una o varias observaciones. Predecir es decir algo que va a suceder antes de que ocurra, de acuerdo con datos de observaciones o mediciones anteriores. Formular hipótesis es dar respuestas provisionales a un hecho o a un fenómeno. Experimentar es idear un proceso sobre el que se trabaja para comprobar la validez de las hipótesis. Interpretar datos consiste en ordenar los datos experimentales en una tabla de datos o representaciones gráficas para poderlos analizar. Controlar variables es, en un experimento, idear métodos para que los factores que pueden influir en el resultado se presenten en forma de parámetros constantes salvo aquellos que se van a analizar dejándolos variar de a uno o dos por vez, para poder observarlos y/o medirlos.
Ejemplo 1: Curvas de crecimiento en humanos Su uso médico, relación con el concepto de salud
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Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente Hemos decidido introducir en este punto un sencillo pero muy útil ejemplo de una herramienta científica usada fundamentalmente por pediatras. Se trata del análisis de las curvas de crecimiento para mujeres y varones. Si bien la medicina nos podría dar muchos ejemplos de este tipo, no es tan simple encontrar uno en que los parámetros involucrados sean tan naturales como la edad, el peso, la estatura o el perímetro cefálico. El crecimiento es un parámetro vital, relevante en el seguimiento del desarrollo del niño. Pero tenemos otra motivación para introducir un ejemplo así: Es el uso de gráficas. Si se recorren las aulas de los primeros años de varias carreras universitarias, podrá el interesado darse cuenta que la mayoría de los alumnos de ese nivel tienen dificultades considerables a la hora de interpretar gráficos y mucho más al tener que elaborarlos. Este problema es muy importante. A esta altura de los tiempos, donde la información se multiplica permanentemente, es indispensable recurrir a gráficos comparativos de los que los alumnos deberían recoger “de un vistazo” los conceptos fundamentales sobre los que más tarde se pretende ahondar. Si la interpretación de un gráfico se transforma para ellos en una tortuosa tarea intelectual, perdemos su interés y su entusiasmo. Como hasta ahora no se conoce otro elemento didáctico que pueda reunir tanta información en pocos centímetros cuadrados, queremos proponer que sea la formación inicial y primaria la que les ayude a los estudiantes a ver con naturalidad las distintas representaciones de la información y a valorar la importancia de los gráficos. Se invita a consultar tablas y curvas de crecimiento en el sitio de internet de la Sociedad Argentina de Pediatría (SAP). www.sap.org.ar
Actividad 1: Analicemos algunas de las gráficas citadas. Interpretemos su significado. Especulemos sobre el uso médico de las mismas. ¿Cómo se habrá recogido esa información? Después de la discusión, pasaremos a un nivel superior de complejidad: ¿Cómo podemos jugar con los niños desde el prejardín para asegurarnos que en el EGB2 puedan ellos solos “enseñarnos” a trazar las curvas de crecimiento propias de la población del establecimiento educativo? Muchos otros experimentos pueden surgir tras esta discusión. Bienvenidos sean. Demás está aclarar que se espera que este se pudiera convertir en un trayecto escolar no único. Hay gran variedad de experimentos (algunos los podremos ver en este curso) que intentan mantener la curiosidad y el interés científico de los niños, conviviendo y fortaleciendo el experimento que analizaremos a continuación. Para cada curso se anotaron las pautas centrales y el bosquejo de algunas actividades. El docente debe transformarlo en guía transferible al proceder en el aula. Para esto debe poner en juego su
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Viviana Sbarato - Darío Sbarato - José Ortega conocimiento previo de las edades de desarrollo del alumno. Como no todos los niños son iguales, inclusive algunos pueden venir muy estimulados desde el hogar, se sugiere plantear alternativas para que todos los niños se diviertan aprendiendo.
Ejercicios de aplicación Un experimento para la escuela: ¿Cómo hacer para que los niños construyan e interpreten las curvas de crecimiento de los niños de su escuela?
Las primeras habilidades científicas: Prejardín Debemos transmitir el significado de las observaciones y las comparaciones. Podemos empezar a realizar “experimentos” para facilitar el desarrollo de esas habilidades. * Observación de sistemas estáticos: Comparar cuadros grandes con cuadros pequeños, clasificar por formas o colores, mirar con lupas, proyectarles diapositivas, estimular el juego usando estas habilidades. * Observación de sistemas dinámicos (cuyas cualidades cambian con el tiempo): Inflar globos con dibujos, cocinar tortas, leudar, usar propiedades químicas de algunos elementos o sustancias para mostrar lo que ocurre cuando se mezclan; por ejemplo: Cambio de color, salida de burbujas de una botella de soda al abrirla, salida explosiva si la sacudimos, tirar tinta en agua y ver cómo difunde; tirar tinta en papel, en nylon o en secante y comparar lo que ocurre. Estimularlos a predecir lo que ocurrirá repitiendo las experiencias pero como juegos. A ver: Si tiro una piedrita al agua, ¿qué pasa? Que los chicos predigan, y luego hacerlo para ver quién acertó... lo mismo con la tinta... etcétera. A este nivel es probable que haya que sugerir opciones para que los niños elijan la que les parece más adecuada. * Observación de sistemas vivos: Observar bichos, comparar bichos, observar plantas, comparar plantas. Alentarlos de una salida a otra, a observar el patio; por ejemplo que ellos ubiquen las coordenadas espaciales en las que vieron la araña, el caracol o el bicho bolita... Se podría contar con fotografías del patio en las que ellos señalen bajo qué árbol están los bichos bolita, dónde hay muchas hormigas, dónde están las flores rojas, etc. (Todo dependerá del sitio de trabajo claro). Se pueden usar lupas para magnificar las imágenes (cuidado: Que los niños no miren hacia el cielo a través de la lupa, pueden dañarse los ojos).
La continuación del juego: Jardín
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Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente Como estamos pensando en un trayecto, el grupo clase no será el mismo. Cada vez que vayamos a implementar las actividades para un grado, debemos chequear las habilidades ya adquiridas y nivelarlas. Quizá sea necesario repetir juegos que aquí asignamos a prejardín. A esta edad el niño ya puede aceptar desafíos mayores. Puede empezar a ser consciente de que está experimentando para observar y medir cosas. Si se tiene cuidado de no inducirle temores al alumno, este juego de “laboratorista” puede resultarles muy interesante. Siempre es conveniente amenizar con experimentos y juegos sencillos, de los que iremos viendo a lo largo del curso más los tradicionales. Es el momento en el que las comparaciones se volverán cuantitativas, pero preferimos que no se intente enseñar al niño a contar o a ordenar números antes de estos trabajos. Al contrario, puede este experimento hacer que los niños adquieran la necesidad de los sistemas de numeración de manera natural, con lo cual se apropiarán de los conceptos más tarde con mayor avidez. Al salir a observar bichos debemos responder a las siguientes preguntas: ¿Hay más hormigas que ayer? ¿Hay más caracoles que ayer? Para responder estas preguntas con quienes no saben contar (aunque ya han escuchado algo de eso) podemos idear alguna estrategia. Por ejemplo: Pintemos en pelotas amarillas caracoles; cada vez que veamos un nuevo caracol, pongamos una pelota de éstas en un cesto. A pelotas de otros colores pintémosle otros bichos y procedamos de manera equivalente. El docente debe asegurarse que entre todos los chicos no estén “contando siempre el mismo elemento”. Para “contar” los bichos podemos ir agrupando una a una las distintas pelotas y ver de cuáles sobran; o enseñar algún truco que se le ocurra al docente (pero no el conteo tradicional). Con tan sencillo experimento, habremos dado un paso importante en la metodología científica: La representación abstracta (pelotitas por bichos) y comparación de cantidades por agrupación (ya estarán cerca de aprender a contar). No habrá que desilusionarse si hay que hacer muchos intentos para que los alumnos lleguen a comprender la esencia de lo que se hizo. Ahora puede ser el momento de empezar a hablar de crecimiento (no olvidemos que al final queremos el relevamiento de la escuela). Una manera que puede resultar sencilla para que todos los alumnos observen el crecimiento y puedan empezar a hacer mediciones rudimentarias es efectuar el siguiente experimento: Sembrar junto a los alumnos 10 semillas de maíz. Observarlas a diario. Cuidarlas.
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Viviana Sbarato - Darío Sbarato - José Ortega A los 7 días sembrar 10 semillas de maíz más. Hacer lo propio para que nazcan y prosperen. A los 14 días de la primera siembra, realizar una tercera de 10 semillas más del mismo maíz. El docente debe ir alentando las observaciones sobre el primer grupo y alentando a predecir lo que le ocurrirá al segundo y al tercer grupo. Como patrón de medida de la altura de las plantas, los docentes, pueden fabricar, por ejemplo, jirafitas. Jirafa Tota: 10 cm. Jirafa Pepa: 15 cm. Jirafa Mara: 20 cm. Hasta podría haber una jirafa Uge que duplique la estatura de Pepa y alentar a los alumnos a que noten que exactamente una Pepa sobre otra Pepa alcanzan a Uge...También dos Totas alcanzan a una Mara... Con estos patrones de medida, los alumnos deben ir jugando para ver cuáles plantas alcanzan primero a cada jirafa, qué les pasa al final, si ya dejan de crecer y todas quedan altas iguales, si salen choclos cuando eso ocurre, etc. También los alumnos podrán jugar a ser alcanzados por las plantas o apostar a que las plantas nunca serán tan altas como el mástil de la escuela. Puede ser interesante que en paralelo se hagan macetas con plantas enanas de flores, sólo para comparar al final los tamaños, o los choclos respecto de las flores. Los docentes pueden ir dibujando en láminas a escala real plantas de la altura representativa de cada grupo de plantas para cada semana o cada quince días (guardando las proporciones adecuadas para el eje de los tiempos).
Primer grado: Seguimos progresando El juego puede iniciarse con la observación directa sobre los alumnos del establecimiento, ¿quiénes son más altos? (Para primer grado no haremos experiencias separando por sexo). Empecemos a medir; el instrumento es parecido a las jirafas. Necesitaremos el apoyo de las maestras de todos los grados ya que ahora no jugaremos con plantas de maíz sino que mediremos a los alumnos de la escuela. Hagamos una “puerta” de determinado color y lo suficientemente alta como para que apenas algunos no puedan pasar por ella. Por cada alumno que no logró pasar por la puerta asignemos una pelota del mismo color que la puerta que se guardará en un cesto. (Los docentes pueden ir anotando grado y edad). Al ir haciendo puertas cada vez más bajas y excluyendo y marcando con pelotitas del color de la puerta a quiénes no la atravesaron tendremos una
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Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente asignación abstracta (y aún no numérica) de la distribución de estaturas en la escuela. (Las alturas adecuadas de las puertas se las podemos ayudar a calcular en este curso). Al igual que las tareas planteadas con las “pelotitas bicho” en el jardín podremos ir comparando grupos con los alumnos. A medida que vayan afianzando su capacidad para usar los números naturales las comparaciones se irán enriqueciendo. Proponga las alternativas de comparación de alumnos más altos que la puerta roja con los más altos que la verde, los complementos, y lo que se le ocurra que pueda aprovechar del experimento para que al alumno le resulte interesante contar, sumar y restar.
Segundo grado: Seguimos formando en observación, experimentación y medición El experimento es equivalente al de primer grado pero con vinchas en lugar de puertas. (Perímetro cefálico en cambio de estatura).
Tercer y cuarto grado: Alentemos la capacidad de abstracción Busquemos relaciones entre edad, estatura, perímetro cefálico y sexo de los alumnos. Hagamos una asignación a las escalas de medición, reemplacemos las jirafas, las puertas y las vinchas por cinta métrica. No saldremos a medir a todos los alumnos del colegio, nos quedaremos en el aula. Los datos de estatura y perímetro cefálico pueden ser los que ya obtuvieron en los años anteriores o medir en nuestro curso con cinta métrica. Ahora podrían “pesar”. Podríamos reducir el experimento a su propia aula comparando estatura con peso, por ejemplo. No dejar de jugar. Ver la diferencia de sexos y su influencia en el crecimiento. Elaborar gráficos. Interpretar los de la SAP. El docente debe ser el guía constante. Dejarlos demasiado libres a esta altura podría hacer que el experimento se arruine. Deben ir apoyándose las observaciones con lo que la ciencia ya mostró; y enseñando sobre el cuerpo humano, reafirmando las propias conclusiones. A esta altura el docente tendrá muchos experimentos cuali y cuantitativos para ofrecerle al alumno.
Quinto y sexto grado: Pequeños investigadores Elaborar las curvas de crecimiento de los alumnos de la escuela. Dejarlos diseñar el experimento (guiarlos y corregirlos para que no pierdan demasiado tiempo en errores y no se desalienten).
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Viviana Sbarato - Darío Sbarato - José Ortega Hacer las gráficas en papel. Uso de PC, si el colegio contara con gabinete de computación. Comparar con las gráficas de la SAP. Jugar al médico. (Para esto el docente puede utilizar tablas de crecimiento de niños normales y niños desnutridos obtenidas de consultorios de hospitales). Elaborar un informe para la Dirección de la escuela que cuente el experimento realizado y las conclusiones obtenidas sobre la salud general de los alumnos de su escuela en cuanto a la función vital denominada crecimiento.
Ejemplo 2: ¿Qué importancia le dan los niños al agua? Consiga un informe de análisis típico de agua potable apta para consumo humano. Busque en el organismo responsable de provisión del agua de su comunidad una tabla de valores máximos tolerables o permitidos para la concentración de algunos elementos.
Actividad 1: Analice la información brindada en los análisis químicos. Interpretemos su significado. Especulemos sobre la importancia de las mismas, ¿quién mide todos estos parámetros en el agua que bebemos a diario? ¿Cómo se habrán determinado esos “valores límite” recomendados? ¿Cuál es la trascendencia como ciudadanos de conocer e interpretar correctamente esta información? Después de la discusión, pasaremos a un nivel superior de complejidad: ¿Cómo podemos jugar con los niños, desde la primera etapa de nivel inicial (prejardín), para asegurarnos que en el EGB2 puedan ellos interpretar la información sobre la calidad del agua potable? Pensemos que un/a egresado/a de la escuela primaria puede en algún momento ser Intendente del pueblo, estar a cargo de la Dirección de la Escuela o de una Familia; en cualquier caso, debe “saber”, para tomar decisiones acerca del agua que consumirá esa población que depende de él/ella. (Tal vez pueda llegar a Presidente de la Nación o inclusive de un Organismo Supranacional sin haber tenido nunca más oportunidad que la dada por su escuela primaria de saber qué es el agua potable y cómo se asegura la salud de la población mediante su suministro). Siguiendo un estilo de trabajo que proponemos desde estos cursos, el modelo es tal que muchos otros experimentos pueden surgir tras esta discusión; bienvenidos sean.
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Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente Demás está aclarar que se espera que éste se pudiera convertir en un trayecto escolar no único. Hay gran variedad de experimentos (algunos los podremos ver en este curso) que intentan mantener la curiosidad y el interés científico de los niños, conviviendo y fortaleciendo el experimento que analizaremos a continuación. Para cada curso se anotaron las pautas centrales y el bosquejo de algunas actividades. El docente debe transformarlo en guía transferible al proceder en el aula. Para esto debe poner en juego su conocimiento previo de las edades de desarrollo del alumno. Como no todos los niños son iguales, inclusive algunos pueden venir muy estimulados desde el hogar, se sugiere plantear alternativas para que todos los niños se diviertan aprendiendo.
Un trayecto pensado para toda la escuela: ¿Cómo hacer para que los niños interpreten, al finalizar el EGB, el significado de un análisis químico de agua potable, diferenciándolo de uno de agua de consumo agropecuario o de otro de uso recreacional? (Es probable que los alumnos vean recién al finalizar el EGB2 un análisis de agua, por ejemplo en una evaluación del Ministerio, pero la preparación previa para manejar los conceptos y contextualizar preguntas, alternativas y opciones a partir de “esa lista” de resultados de análisis químicos debe haberse iniciado en el prejardín. Debe lograrse que el alumno descubra las propiedades del agua, sus características que la hacen el líquido vital de la Tierra, su capacidad de cambiar de estado en un rango muy corto de temperaturas, que además se dan en el Planeta, permitiendo cambios de estado, absorción y liberación de energía que determinan el clima mismo de la Tierra. Debe saber que el agua es un potente solvente, tanto que es muy difícil encontrarla en la naturaleza sin ciertas concentraciones de elementos orgánicos e inorgánicos disueltos en ella así como también partículas en suspensión y bacterias).
Las primeras habilidades científicas: Prejardín * Las actividades más adecuadas tendrán como eje conductor el proceso de observación – básico del método científico – imprescindible en las tareas que el niño realice en sus primeros años de escolaridad. * Esta observación deberá ajustarse a las siguientes características: será necesariamente directa, para un mejor ajuste a la realidad, evitando distorsiones a que podrían conducir las representaciones mediante láminas o diapositivas; será dirigida , pues el niño no está aún preparado para observar libremente, ya que se perdería ante la multiplicidad de estímulos; y deberá ser también sencilla: No implicará manipuleos complicados y se referirá a seres y fenómenos del medio vivido por los alumnos.
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Viviana Sbarato - Darío Sbarato - José Ortega Tareas preliminares: * Tomar bolitas de vidrio y arena gruesa. Si colocamos todo en un mismo recipiente, ¿podremos separarlos nuevamente? * Tomar bolitas de vidrio y arena fina. Si colocamos todo en un mismo recipiente, ¿podremos separarlos nuevamente? * Tomar arena fina y arena gruesa. Si colocamos todo en un mismo recipiente, ¿podremos separarlos nuevamente? (Tamizando, podemos). * Tomar bolitas, agua y arena gruesa. Si colocamos todo en un mismo recipiente, ¿podremos separarlos nuevamente? (Filtrando, sí). * Tomar arena fina y agua. Si colocamos todo en un mismo recipiente, ¿podremos separarlos nuevamente? (Filtrando, sí). * Tomar témpera y bolitas. Si ensuciamos las bolitas, ¿podremos limpiarlas? ¿La témpera resultará aprovechable aún? * Observación motivadora para iniciar el diálogo sobre disolución en agua: Si se mancha un juguete con témpera, ¿cómo lo limpiamos? Tomar una pelota de plástico, salpicarla con témpera y limpiarla con un trapo. Si se pone témpera en un vaso con agua, ¿se “limpia” el agua tan fácil como la pelota? Hacer la experiencia tomando un vaso transparente con agua, salpicando con témpera y permitiendo que los niños deduzcan que no hay manera de limpiar el agua que sea tan sencilla como fue limpiar la pelota. ¿Por qué? En el primer caso la témpera no se confunde con la pelota, siguen siendo dos cosas bien diferenciadas que están en contacto. En el segundo caso, la témpera se disuelve en el agua. Se confunden, de manera que se nos hace difícil sacar la témpera del agua. Juego: ¿Qué cosas se disuelven en agua? Son aquellas cosas que no podemos separar por métodos mecánicos (mirando y agarrando, filtrando). Armar una colección de objetos: Cubos de azúcar, granos de sal, masa, plastilina, leche en polvo, brillantina, juguetes de plástico, trozos de cerámica de algún objeto roto, bolitas de vidrio, figuras de masa pan, cascotes de tierra, piedras, trozos de reboque, bicarbonato de sodio, arroz, jalea. ¿Cuáles se “confunden”? Juego para los más pequeños, después de haber realizado las observaciones antes descriptas: * Formar una fila con los alumnos, * Tomar una pieza o una cucharada si fuera un polvo, * Dársela al niño para que él prediga si la misma se disolverá o resultará en una suspensión homogénea (“confundirá”),
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Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente * Colocar la pieza en el agua y hacer un canto de festejo si hubiera acertado, caso contrario darle otra oportunidad con otra pieza hasta que acierte y se pueda expresar el festejo, * Hacer lo mismo con todos los niños. (La asignación de ganadores y perdedores del juego en los más pequeños es decisión de cada docente.)
La continuación del juego: Nivel inicial (sala de 5 años) Como estamos pensando en un trayecto pero el grupo clase no será el mismo, cada vez que vayamos a implementar las actividades para un grado, debemos chequear las habilidades ya adquiridas y nivelar. Quizá sea necesario repetir juegos que aquí asignamos a pre-jardín. Debemos tener en cuenta que las actividades deben tener características semejantes a las anteriores, pero siempre aprovechando las tareas previas para seguir avanzando, siempre evitando que el alumno se aburra. A esta edad el niño ya puede aceptar desafíos mayores. Puede empezar a ser consciente de que está experimentando para observar y medir cosas. Si se tiene cuidado de no inducirle temores al alumno, este juego de “laboratorista, como en los dibus” puede resultarles muy interesante. Siempre es conveniente amenizar con experimentos y juegos sencillos, como iremos viendo a lo largo del curso más otros tantos que figuran en bibliografía. En esta etapa podremos repetir los experimentos observando la dinámica de los mismos. ¿Cómo ocurre la difusión de la témpera en el agua?; ¿se acelera el proceso si agitamos el agua? * Colocar un cascote de arena fina, agitar. Sacar conclusiones de lo observado. Dejarlo reposar y volver a observarlo al día siguiente o al finalizar la clase. ¿Qué ocurrió? (Se precipitó la arena, hubo una separación de la tierra respecto al agua que ocurrió espontáneamente.) * Colocar un cascote de tierra, agitar. Sacar conclusiones de lo observado. Dejarlo reposar y volver a observarlo el día siguiente. ¿Qué ocurrió? (Se precipitó la tierra, hubo una separación de la tierra respecto al agua que ocurrió espontáneamente). * Repetir el experimento con tinta, ¿se separa con el tiempo de la misma manera que la arena o la tierra? (Los primeros no están disueltos en el agua, sólo están suspendidos. La tinta se disuelve en el agua, por eso no precipita). (Podemos usar la palabra “suelo” en lugar de “tierra”, puede ser más apropiado.) * Preparar con los alumnos varios frascos mezclados con diferentes sustancias: Cubos de azúcar, granos de sal, masa, témperas, tintas, colorantes de cocina, leche en polvo, cascotes de tierra, bicarbonato de sodio, jalea, juguitos
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Viviana Sbarato - Darío Sbarato - José Ortega en polvo, gelatinas en polvo (todas cosas que a simple vista parecen disolverse, teniendo en cuenta que por lo trabajado en pre-jardín pueden haber quedado como el mismo concepto para el imaginario del niño). Que los alumnos predigan cuáles de estos frascos no tendrán un precipitado al finalizar la clase. Esas serán las sustancias que se han disuelto en el agua, las otras habrán sido suspensiones. Alentar a los alumnos a diferenciar lo que sucede con la arena y con la tinta; con la sal y la brillantina... A simple vista todo queda como una mezcla, pero hay cosas que se separan precipitando mientras que las otras no tienen esa característica. (Desde ya, el docente deberá introducir palabras accesibles a los alumnos. Aun así deben ser palabras que describan sus interpretaciones dándole importancia con el nombre que “los adultos” le dan a ese fenómeno.)
Primer y segundo grado; seguimos progresando Otras mezclas. La línea de trabajo es equivalente a la de nivel inicial. Es inclusive recomendable repetir las actividades, haciendo que predomine la predicción, para que el alumno rememore, trate de recordar con la ayuda de su docente, y repita los experimentos para verificar sus pequeñas teorías (aquellos conocimientos que él asumió como verdaderos tras haber experimentado, puede ocurrir que a esta altura redescubra sus observaciones y cree nuevos modelos). Luego introducimos una nueva categoría de mezclas. * Presentemos a los alumnos una botella de agua mineral y una de soda (en botella no retornable para que el PET sea liviano y cambie de forma al presionarlo). ¿Qué diferencias hay entre ambas botellas? Ambas tienen, a simple vista, agua. Pero si las presionamos, una se deforma mientras la otra permanece rígida. Esto se debe a que la soda es agua mezclada homogéneamente con un gas, este gas se llama dióxido de carbono (el mismo que sale de nuestras narices cuando exhalamos). Si abrimos ambas botellas, el siseo que proviene de la botella son las burbujas de dióxido de carbono que se escapan. Al abrir la botella disminuimos la presión que mantenía al gas mezclado homogéneamente y se transforma en una mezcla no homogénea. * Colocar una botella de soda al sol durante unos minutos y otra en la heladera. Reunirlas y destapar simultáneamente ambas. ¿Se escapa el gas de la misma manera en ambas? (Como el aire caliente retiene menos cantidad de gas en su interior, el gas de la caliente lo hará de una manera cuasi “explosiva” frente al escape de la fría). * Si colocamos un vaso de agua sacada de la heladera a la sombra y otro al sol, ¿qué pasará con ambos? (uno se calentará más que el otro, tendrá más burbujas ascendiendo, mayor temperatura, menos aire retenido).
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Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente Es importante realizar la comparación con las mezclas que pensamos en el nivel inicial: Mezclas que precipitaban, se separaban “hacia abajo”, mientras que el dióxido de carbono de la soda se separa “hacia arriba”. Podemos comentarle que el hipoclorito de sodio (lavandina) que usan para desinfectar su casa (mostrarle botellas de marcas conocidas, incluso así lo conectaremos con la escritura por reconocimiento de etiquetas) es también una solución que libera un gas llamado cloro, con alto poder para destruir bacterias. (Tiene olor fuerte e irritante porque lo mismo que queremos que haga con las bacterias lo hace con las células de nuestro cuerpo que puede alcanzar: Los ojos y las mucosas; aunque no las destruye, pues son más organizadas y resistentes que las bacterias que habitan en el baño.) Si bien esto no pasará de una verbalización, ya que el concepto químico dista de la interpretación para esta edad, es bueno que sepan que deben alejarse de la lavandina y recomendar en su hogar que la misma se use con protección para la piel. Es recomendable que el niño evite respirar estos “gases con olor a lavandina”.
Tercer y cuarto grado; seguimos formando en observación, experimentación y predicción A esta altura del desarrollo de los niños, las actividades que podrán realizarse se amplían con relación a las de la etapa anterior, ya que el medio que el niño puede conocer no será solamente el “vivido” por él (su casa, su escuela, sus juegos, su familia), sino el que puede percibir, aunque no esté tan ligado a sí mismo. Las excursiones podrán efectuarse a lugares de la localidad un poco más distantes y las tareas que se indicarán podrán ser más complejas, para realizar grupalmente y acompañarse de sencillas guías orientadoras del trabajo. Así, los alumnos podrán efectuar mediciones, control de temperatura, recolección de diversas muestras de agua, suelo o seres vivos, según las posibilidades. La observación que se privilegiará seguirá siendo la directa, pero, a los efectos de ampliar el área de los seres y fenómenos que se estudiarán, podrán realizarse también observaciones indirectas mediante la utilización de láminas, fotografías, diapositivas, películas, grabaciones, etc. Las actividades experimentales donde el niño someta a situaciones provocadas a determinados objetos o seres, realice comparaciones, mediciones, clasificaciones, inferencias y obtenga conclusiones propias sobre lo observado, serán particularmente enriquecedoras. El aula debe ser un pequeño laboratorio, con cosas de la vida cotidiana, para que el alumno
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Viviana Sbarato - Darío Sbarato - José Ortega asuma que la ciencia no es esa cosa que algunos “raros” hacen en laboratorios recónditos. El registro de las observaciones mediante el dibujo se complementará ahora con esquemas, cuadros, tablas, secuenciación de tareas y observaciones, gráficos y se le dará importancia a la capacidad de trasmitir por escrito lo realizado. Juegos para esta etapa: Repetir todo lo que veníamos realizando pero pidiendo a los alumnos que predigan lo que ocurrirá en distintas situaciones (repetir hasta que se queden sin dudas acerca de la certeza o el error de su predicción – permitirles manipular los elementos). Otras tareas: Colocar hielo en una bandeja, esperar lo suficiente para ver que se derrite y se transforma en agua. Colocar hielo en agua, esperar lo suficiente para ver que el hielo desaparece de su vista, especular sobre las semejanzas con la primera situación. Colocar iguales cubitos de hielo en agua a distinta temperatura inicial (4ºC, 30ºC y 70 ºC), ¿cuál se funde más rápido?; usar termómetros de alcohol – ayudar al alumno a relacionar para que pueda observar que mientras más alto llegue la línea de alcohol en el capilar, más rápido se funde el hielo, eso es porque mayor temperatura es mayor longitud dentro del capilar y mayor temperatura es más energía para fundir el hielo. ¿Por qué el cubito de hielo no se funde si lo dejamos dentro del congelador? (necesita entrar en contacto con cuerpos a mayor temperatura para fundirse, necesita absorber energía). Colocar un cubo de hielo en una bandeja, ponerlo a la sombra. Hacer simultáneamente lo mismo con otra bandeja y un cubo igual pero colocado al sol. ¿Cuál se funde más rápido? (el que está al sol recibe la energía radiante y el calor absorbido por la bandeja al sol será también mayor por la energía que recibe de esta fuente – que no alcanza directamente ni a la bandeja ni al cubo de la sombra). Derretir más cubitos: Se necesitan cubitos de hielo de tamaño parejo, tela de lana, papel de aluminio, papel de periódico y otros materiales a elección. Si ponemos cubitos en iguales condiciones deberíamos poder observar que todos se derriten en igual tiempo. Luego podemos exponer algunos a corrientes de aire (ventilador) y otros al reparo, ¿cuáles se funden antes? Envolver distintos cubitos respectivamente en trapos de lana, papel de aluminio, algodón, etc. ¿cuáles se funden antes? (algunos materiales son aislantes del calor, no permiten que el calor externo alcance a derretir el hielo tan rápido como si estuvieran con su superficie libre).
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Metodología de la Enseñanza de las Ciencias del Ambiente Si colocamos un cubo entero y otro machacado, ¿demoran ambos igual tiempo en derretirse? - y si colocamos un cubito pequeño y un gran trozo de hielo en iguales condiciones ambientales, digamos sobre un mismo banco, ¿cuál se funde antes?, ¿cuál deja mayor cantidad de agua en la bandeja una vez derretido (o fundido)? Recolectar el líquido en recipientes iguales, para que los alumnos puedan visualizar claramente la diferencia de nivel en relación con el volumen inicial de cada trozo de hielo. Pueden hacerse estos trabajos en una segunda etapa con cubitos de jugos, para ver las disoluciones y para que resulte evidente que ese hielo de color “se metió dentro del agua” luego de derretirse. Otro juego: Materiales: Una botellita transparente (o frasquito), un frasco con agua (de vidrio, cuyo volumen sea unas diez veces mayor al del anterior), hilo, colorante o tinta. Atar el hilo al cuello de la botellita. Llenarla con agua caliente y un poco de tinta o colorante. Colocar la botellita en el fondo del recipiente grande con agua, destaparlo y observar que el agua caliente se va hacia arriba. -El agua caliente es más liviana que el agua fría, por eso se eleva y flota sobre la superficie. Más tarde, cuando el agua caliente se enfríe se mezclará, la tinta se diluirá y todo quedará de un mismo tono.
Quinto grado; alentemos la capacidad de abstracción Es aconsejable iniciar las nuevas discusiones haciendo que el alumno rehaga las tareas asignadas para los grados previos. A esta altura, el alumno debe tener asimiladas al menos por lo que fueron sus observaciones las nociones conceptuales de: Disolución, imbibición, suspensión, cambio de temperatura y cambio de fase, difusión, dispersión de una sustancia en otra propiciada por agite o corrientes, mezclas homogéneas e inhomogéneas y otras propiedades, y definiciones evidenciadas en el trabajo experimental. Todas esas propiedades, sumadas a la capacidad de “lavar el aire” a su paso cuando está lloviendo, dan como efecto que el agua no es H2O. Además, si tomáramos agua que no contuviera cierta concentración de iones disueltos, moriríamos. La vida se desarrolló al lado de esta agua tan disolvente, tan abrasiva, que nunca puede estar “pura”, y no la toleraríamos por mucho tiempo de esa manera. Pero, el manejo actual del recurso y algunos fenómenos naturales como el arsénico natural por ejemplo, hacen que la concentración de agentes diferentes al hidrógeno y al oxígeno no nos
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Viviana Sbarato - Darío Sbarato - José Ortega resulte saludable. Por eso no toda el agua se puede beber, y en algunos casos se puede beber sólo después de su limpieza. Daremos algunas experiencias que permitan al alumno ir haciéndose una imagen de la situación y del significado del manejo adecuado del agua (y por lo tanto de las cuencas, de los cultivos, de las emisiones líquidas y hasta de las gaseosas, y de todos los factores que esta gran explosión humana introduce con un ritmo que la naturaleza no puede mitigar a corto plazo). Actividades para los alumnos: Agua y suelo Dar los conceptos de cuencas hídricas. ¿Qué es el drenaje? ¿Qué es la escorrentía? ¿Cuál es el rol de la vegetación en estos fenómenos? Armar una maqueta de una cuenca, con vegetación y con lo que sería suelo descubierto, simular lluvia. Analizar la erosión en cada caso. Es conveniente hacerla amplia, con una superficie de unos 4 metros cuadrados, las pendientes no podrán ser demasiado marcadas, ya que se desmoronarían al colocar la capa de tierra. Se pueden tallar las montañas con arcilla sin pulir, y luego cubrir con capas de tierra fértil con pasto en algunos sectores, y sin pasto en otros sectores. Los alumnos podrán observar la erosión y la escorrentía, los efectos de drenaje, el arrastre de partículas, etc. Los incendios y la deforestación, ¿cómo creen que influyen en el comportamiento de las cuencas hídricas?
Sexto grado; pequeños investigadores Volveremos ahora a pensar “cómo se limpia” el agua. Aconsejamos la realización de algunos experimentos que pongan al alumno en contacto con la realidad: La potabilización del agua no es sencilla, mientras que ensuciarla sí que lo es.
(Actividad para bajar al aula). Entre todos definamos la palabra potabilización. Consiste en, por medio de procesos mecánicos y químicos, separar del agua obtenida de una determinada fuente el exceso de elementos o sustancias orgánicas e inorgánicas (incluidas bacterias) que la misma pudiera contener. Esta separación se hace a los fines que el agua resultante del proceso sea consumible con riesgos menores para la salud. ¿Será igual el proceso de potabilización del agua obtenida de una perforación a la vera del Río Tercero, proveniente de un acuífero de 300 m de profundidad, al proceso de potabilización de agua proveniente del lago San Roque? ¿Cuál será más caro? Como en todo proceso, hay residuos: ¿Dónde van a disponerse finalmente?
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Actividades para los alumnos: Trabajemos con filtrado, precipitación y destilación como ejemplos de procesos para “limpiar agua contaminada”- filtrado y destilación.) Trabajemos con cromatografía e indicadores de pH para dar métodos sencillos de medición de algunos de los parámetros que figuran en los análisis físico químicos de agua.
Precipitación: Este experimento es muy sencillo, sólo debemos partir de una emulsión como la leche, o de agua sucia, por ejemplo por haber pasado el piso. Introducimos una pequeña cantidad de sulfato de aluminio y, por acción química de éste, precipitará quedando un líquido de aspecto más límpido. Este principio químico se utiliza en las plantas de potabilización, en las piletas de natación y, por supuesto, también a escala industrial y de laboratorio en distintos procesos. Inclusive en la cocina, cuando clarificamos un consomé: Las partículas suspendidas en el caldo, al calentarse, son atraídas y aglutinadas por las materias albuminosas que en ese momento están por coagular (se suele usar por eso clara de huevo para clarificar), el efecto es equivalente al que hace el sulfato de aluminio en el experimento. Cierre del trayecto escolar cuyo eje podría resumirse diciendo que queremos que el alumno logre “leer un análisis químico de agua, interpretar las causas de los desequilibrios en ciertos parámetros si los hubiera y proponer alternativas de manejo para reducir la presión sobre el recurso”: Es accesible la preparación de una Exposición de Ciencias en la que los alumnos, a partir de pequeños stands científicos hagan jugar a los mayores los mismos juegos previstos en este trayecto. Los alumnos de sexto podrán transferir ideas más acabadas: Explicar de dónde proviene el agua que se consume en la localidad, dónde va luego de su uso y con qué calidad, también pueden averiguar sobre las fuentes de provisión de agua con la que reconocidas fábricas elaboran gaseosas, cervezas o jugos. Nada mejor para valorar un recurso que conocerlo e identificar sus aspectos vulnerables, sus debilidades y también sus fortalezas. En los distintos stands cada grupo puede tener los sets para que los adultos jueguen a predecir si determinado material se disuelve en agua, si un hielo más pequeño demora menos en derretirse que otro grande –siempre se pueden idear trampitas para que los adultos respondan erróneamente (por ejemplo, no aclarar si ambos serán puestos en iguales condiciones..., y dejar el cubito pequeño sobre la mesa mientras que al cubo más grande se lo arroja en agua caliente, para que practiquen los niños el concepto de controlar variables) o, si un adulto predice que una hoja de té dará una infusión en agua (habrá disolución de alguna parte de la hoja), sorprenderlo al colocar la hoja
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Viviana Sbarato - Darío Sbarato - José Ortega en agua helada en la que no ocurrirá lo que el adulto predijo... (el adulto podrá ser desviado de su atención, dejando ver agua muy caliente mientras se le pregunta, para que suponga que haremos té con agua hirviente...). Los de grados superiores podrán mostrar sus experimentos, enseñando las propiedades del agua para que los adultos la revaloricen: Por ejemplo, enseñar la complejidad de la depuración del agua frente a la facilidad de su contaminación.
Teniendo en cuenta que muchos que hoy somos adultos concurrimos en su tiempo a un tipo de escuela en la que nunca pudimos realizar estas observaciones ni realizar estos juegos para aprender, es de esperar que resulte estimulante y ayude a crear conciencia sobre la problemática ambiental. Elaborar un informe para la Dirección de la escuela que cuente los experimentos realizados y las conclusiones obtenidas sobre el cuidado de las fuentes de agua del lugar. Analizar los incendios, el exceso de cultivos y la deforestación, etcétera, y su impacto ambiental. Siempre deben ir realizándose otros experimentos. No olvidemos que los alumnos están rodeados de un mundo muy cambiante y no podemos hacer que pierdan el interés por falta de diversificación de las investigaciones en el aula. Estas deben estar conectadas, pero se deben ampliar las discusiones permanentemente, moviéndonos desde las ciencias naturales a matemática, lengua, sociales y hasta música... ¿Acaso no es música el arrullo de un arroyo?
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Temas de debate y problemas 1. Tomar un objeto cualquiera y escribir como mínimo 30 afirmaciones acerca del mismo. Analizar luego cuáles de las afirmaciones listadas corresponden a observaciones y cuáles son interpretaciones o asignaciones que no corresponden al uso directo de las percepciones de alguno de los sentidos. Elaborar una estrategia de transposición al aula con el objetivo de que los alumnos “aprendan a observar”. Expresar la metodología de trabajo que usaría en el aula, los instrumentos de trabajo y las evaluaciones formativas y sumativas correspondientes. 2. Sembrar 10 semillas de maíz, esperar hasta que germinen. Anotar fecha y hora de la siembra. Realizar 5 observaciones cuantitativas y 5 cualitativas, anotarlas con fecha y hora. Volver a realizar las mismas observaciones a los 5 días y otra vez a los 10 días. Comparar los datos de cada oportunidad. Repetir una siembra equivalente y hacer el mismo procedimiento. Comparar la tanda de observaciones de esta siembra con las de la siembra anterior. Repetir todo el procedimiento por tercera vez. Informar analogías y discrepancias entre comportamientos de una y otra tanda, ¿podría arriesgar alguna interpretación de la información comparada? 3. Ubicar en una sala un objeto. Situarlo respecto al resto de los objetos del entorno. Utilizar “pegado a”, “detrás de”, “encima de”, etcétera. De tal manera que otra persona pudiera adivinar de qué objeto se trata tan sólo por la ubicación descripta. ¿Esas observaciones son cualitativas o cuantitativas? Hacer ahora un dibujo de una vista del piso de la sala. Ubicar un objeto en el piso, ubicarlo por medio de un sistema de coordenadas cartesianas con las distancias expresadas en metros. ¿Es descripción cualitativa o cuantitativa? Hacer observaciones en el patio, ubicar plantas e insectos. Realizar descripciones cualitativas y cuantitativas de sus observaciones. ¿Cuáles posiciones tienen variaciones temporales? Elaborar una estrategia de transposición al aula con el objetivo de que los alumnos “aprendan a describir cuali y cuantitativamente posiciones en el espacio y posibles variaciones de las mismas en el tiempo”. Expresar la metodología de trabajo que usaría en el aula, los instrumentos de trabajo y las evaluaciones formativas y sumativas correspondientes.
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