Las prácticas experimentales en el proceso de enculturación científica

1. Las prácticas experimentales en el proceso de enculturación científica Anna Maria Pessoa de Carvalho Facultad de Educación Universidad de São Paulo

2. INTRODUCCIÓN • Debemos recordar, fundamentalmente, que la Ciencia es una construcción humana sobre la naturaleza, y no la naturaleza en sí misma; • Que los maestros deben aprovechar las actividades experimentales para lograr que los alumnos perciban las construcciones científicas (explicaciones) sobre el fenómeno (sus conceptos y leyes), elaboradas por las generaciones de científicos. • No es sólo el producto de las ciencias lo que se debe transmitir a las nuevas generaciones, sino más que el producto, es el proceso de construcción de las Ciencias, la cultura científica desde sus diversos prismas.

3. Esa construcción humana, esa perspectiva diferente de ver el mundo, con sus hipótesis, sus lógicas y sus lenguajes, es el foco principal de la enseñanza en las actividades experimentales.

4. Al planificar las actividades experimentales y las interacciones verbales que deberán ocurrir allí, proponemos: • 1- Observar si las actividades ofrecen a los alumnos la oportunidad, aunque no sea consciente, de superar las concepciones empírico-inductivistas de la ciencia y si ellos están ‘viviendo una ciencia’ en que las hipótesis son las que orientan la búsqueda de datos y si las someten a pruebas, pues muchas investigaciones han mostrado que la enseñanza suele transmitir visiones empírico-inductivistas de la ciencia que están muy lejos del proceso de construcción de conocimientos científicos (Mathews 1991; Koulaidis y Ogborn, 1995)

5. 2- Otro punto importante para que se superen las concepciones empírico-inductivistas de la ciencia es observar cómo se desarrolla la argumentación en esas clases y si se utiliza el raciocinio hipotético-deductivo ‘si/entonces /por tanto’ (Lawson 2003).

6. 3- Observar si las clases están dando la oportunidad de incorporar el papel esencial de las matemáticas al desarrollo científico. Podemos observar si la enseñanza fomenta la enculturación de esa vertiente del conocimiento científico si cuando el profesor / los alumnos manejan los datos, hacen primero un ‘análisis cualitativo’ con respecto a las principales variables del fenómeno y si expresan esa relación mediante el raciocinio proporcional que es la base del lenguaje matemático en las ciencias (Lawson 1994, 2000a, 2000b).

7. Además, en bacharelato, cuando se emplean las herramientas matemáticas (gráficos, ecuaciones, fórmulas), si los profesores proponen cuestiones sobre la utilización de dichas herramientas, relacionándolas con las explicaciones científicas y haciendo la traducción del lenguaje conceptual de la física al lenguaje matemático y viceversa.

8. 4- Observar si las actividades experimentales permiten transponer el conocimiento aprendido a la vida social, buscando las complejas relaciones entre ciencias, tecnología y sociedad, tratando de generalizar y/o de aplicar el conocimiento adquirido, relacionándolo con la sociedad en que se vive.

9. Grados de libertad Profesor / Alumno en clases de laboratorio - Pella

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15. Grados de libertad Profesor / Alumno en clases de laboratorio - Carvalho

16. Actividad de demostración investigativa: la argumentación de los alumnos • En la actividad que se presenta a continuación, la profesora hace una demostración sobre la dilatación del aire, utilizando un Erlenmeyer, un globo, una pinza metálica y un candil. Se pone el globo en la boquilla del Erlenmeyer y se calienta esta composición. Con el calor el globo empieza a llenarse, demostrando la dilatación del aire contenido en el dispositivo.

18. Primeras explicaciones • P: bien... allí está el material ((cuadro)). • A5: lo que ocurre es que el aire caliente sube. • P: ah... un momento... la A5 ya está intentando explicar las cosas... yo iba a decir: el procedimiento consiste en colocar el globo en el Erlenmeyer y calentar el Erlenmeyer... ¿estamos? Ahora, el globo se va llenando... es una observación... ¿por qué se llena? Ahora la A5 decía... • A12: a causa del aire caliente. • A5: porque el aire caliente es más liviano y sube ((abre los brazos en el aire)). • A12: porque se expande. • A5: eso es. • P: espera un poco... el aire caliente es más liviano y sube ((afirmación)). • A14: mira ... ellos quieren decir ... profesora ... que el aire caliente se expande ... pero allí dentro ... ((inaudible)). • A5: como no tiene espacio ... llena el globo ... porque el globo está ... ((inaudible)). • A14: así es.

19. P: un momentito... hay dos cosas en esa historia... ¿el aire caliente se expande o el aire caliente sube? • A5: sube ((levanta los dos brazos)). • A9: sube. • A12: sube. • A3: ah, profesora... • P: porque si sube ... sale de aquí ((Erlenmeyer))... llega acá ((globo)) y aquí ((Erlenmeyer)) se va quedando vacío. • A3: ah, profesora ... sólo que está en el límite del globo. • A15: no ___ es que se expande. • A5: ____ no. • A14: se expande. • Alumnos: se expande. • A3: profesora, el aire sube... pero no tiene la tendencia... • P: ¡de a uno, por favor! • A3: no tiene la tendencia de salir y esparcirse... o sea que está como si... como que se va acumulando en el globo ¿no es así, más o menos?

20. Identificando explicaciones distintas • P: el aire estaba aquí abajo... el globo estaba vacío... el aire estaba aquí... espera un poco... vamos a recapitular... el aire estaba abajo... el globo estaba vacío, ¿y luego, qué pasó? • A14: el aire quedó ________ menos denso y se expandió. • A5:________más liviano_______________________ porque se calentó. • A12: menos denso y se expandió... • P: espera... ¿cómo quedó? • A7: menos denso. • A14: menos denso. • A12: eso es ... menos denso. • P: quedó menos denso y subió _____ entonces... no hay aire en el Erlenmeyer... o habrá quedado muy poquito... y el aire que estaba aquí subió. • A14: ________________________ subió.

21. A7: el aire quería ((levanta los brazos abiertos)) esparcirse... profesora... • A15: no... el aire sube. • P: ¿o el aire está más diseminado? • A7: pero profesora... menos denso es cuando una molécula está más lejos de la otra, ¿no? El aire está ocupando más espacio... • ((discusión sobre la actividad inaudible)). • A5: y sube. • A7: profesora... el aire está ocupando más espacio, ¿no es cierto? ((se vuelve a los compañeros)) a ver... ¿están de acuerdo conmigo que las moléculas están más alejadas? Entonces, ocupa más espacio... • ((discusión inaudible)) • A5: vio... profesora... el aire no subió... • A7: Bruno... ¿el aire ocupa más espacio o no?

22. P: el aire ¿se expandió o subió? • A3: está subiendo... • A15: se expande... • Alumnos: se expande... • A7: se expande por todos lados... • ((discusión inaudible)) • A12: se expande ... quiere salir. • A7: hacia arriba es más fácil. • P: ¿quiere decir que aquí ((Erlenmeyer)) no hay aire? • Grupo: sí, tiene aire. • A21: pero está subiendo. • A3: colócalo de costado. • A7: profesora... colócalo de lado ((el dispositivo)) ¡a ver qué pasa!

23. P: si el aire sube, si lo pongo así ((boca abajo))... • A7: ((inaudible)) • A4: el globo va a estallar. • P: lo voy a poner lejos para que no estalle... pero, ¿que le va a pasar al globo? • A4: nada. • ((discusión inaudible)) • A15: se va a vaciar... si el aire estuviera subiendo, el globo se vaciaría... • P: si el aire estuviera subiendo debería vaciarse el globo... • A15: pero el aire no está subiendo... se está expandiendo... entonces no se va a vaciar... • Alumnos: ah:::::: • P: correcto... si el aire estuviera sólo subiendo... el globo ahora se vaciaría... pero como está caliente aún... debería invertirse... ¿no? • A2: profesora... • P: ¿sí? • A2: no es el caso de las moléculas ((inaudible))... ¿es eso? • P: sí; nuestra duda aquí es la siguiente... si el aire salió de aquí ((Erlenmeyer)) y vino acá ((globo)) ... como si fuera en la convección -- el aire caliente queda menos denso ... y sube -- o bien, si el aire se dispersó -- si el aire que estaba aquí, ahora está aquí Y aquí, y si ocupa más espacio.