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INDICE DESARROLLO DE UNA PROPUESTA DE ABP EN PROBABILIDADES Y ESTADÍSTICA Y SU EVALUACIÓN......................................................................................3 APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS (ABP), PROPUESTAS INNOVADORAS PARA LA ENSEÑANZA DEL CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL............................9 ENSEÑANZA Y EVALUACIÓN DE PENSAMIENTO VARIACIONAL LINEAL............. 13 ENSEÑANZA Y EVALUACIÓN DE PENSAMIENTO VARIACIONAL NO LINEAL ...... 17 TPL SOBRE ELEMENTOS DE QUÍMICA AMBIENTAL.
UNA PROPUESTA
DIDÁCTICA EXPERIMENTAL DESDE LA EPC Y LOS NIVELES DE ABERTURA ..... 20 DISEÑO DE EXPERIMENTOS PARA QUÍMICA ORGÁNICA BASADOS EN LOS PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA SUSTENTABLE (GREEN CHEMISTRY) ..................... 25 APROXIMACIÓN A LA HISTORIA SOCIAL DE LA COMUNIDAD QUÍMICA COLOMBIANA DESDE LAS REVISTAS CIENTÍFICAS ESPECIALIZADAS: 2000 – 2010. ..................................................................................................................................... 33
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DESARROLLO DE UNA PROPUESTA DE ABP EN PROBABILIDADES Y ESTADÍSTICA Y SU EVALUACIÓN Espinoza Carmen
Facultad de Ciencias Universidad del Bio Bio. Concepción Chile espinozacarm@gmail.com Resumen En el presente trabajo se pretende enseñar y aprender Probabilidades y Estadística, con base en Aprendizaje basado en problema ABP y método PEER para evaluar el aprendizaje adquirido por los alumnos. Con la finalidad de mejorar los aprendizajes, la motivación y técnicas de estudio de los alumnos. La metodología está pensada para que su puesta en práctica favorezca un aprendizaje a partir de actividades del propio alumno. Aquí se presentan problemas que constituyen la propuesta del trabajo en clase donde el alumno es el protagonista, mientras que el papel del profesor es orientar.
Introducción La Probabilidad y la Estadística han cobrado importancia en el currículo de los sistemas escolares de algunos países, los temas de probabilidad y estadística son incorporados desde los primeros años escolares. Algunas de las justificaciones para su incorporación en el curriculum son: la gran cantidad de información que hoy en día recibimos y que debe ser interpretada por los ciudadanos, la importancia de estos tópicos para la formación posterior, así como su apoyo para el desarrollo de un razonamiento crítico ante la cantidad y diversidad de información, también como ayuda para comprender otros temas del curriculum. La reforma Educacional plantea que aprender matemática proporciona herramientas conceptuales para analizar la información cuantitativa presente en las noticias, opiniones, publicidad, aportando al desarrollo de las capacidades de comunicación, razonamiento y abstracción e impulsa el desarrollo del pensamiento intuitivo y la reflexión lógica. (Mineduc, 1998). Las probabilidades son una herramienta fundamental en el desarrollo de un individuo que van más allá de realizar experimentos aleatorios y juegos de azar, son una forma de entender el mundo, ampliar nuestra forma de pensar y acercarnos al resultado de un presunto evento para afrontarlo, de tal manera, que sea productivo para nosotros. Más que saber que la probabilidad que salga cara al lanzar una moneda, es comprender e interpretar que me dice tal cifra, que puedo hacer con ese conocimiento o como lo puedo adaptar en mi vida. De acuerdo a los antecedentes anteriores surge la necesidad de presentar una renovación metodológica utilizada para enseñar y aprender Probabilidades y Estadística, con base en
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Aprendizaje basado en problema ABP y método PEER para evaluar el aprendizaje adquirido por los alumnos clase a clase ,recoger algunos aspectos relativos al tratamiento de la información introducir nociones muy generales e intuitivas referidas al azar, ya que, en este ciclo, las capacidades de recoger, tratar y expresar la información deben aumentar atendiendo a un mayor número de datos y a una representación gráfica más compleja y rigurosa. Está pensada para que su puesta en práctica favorezca un aprendizaje basado en la actividad del propio alumno. La renovación metodológica bajo aprendizaje basado en problemas ABP se desarrollo con alumnos de enseñanza media los cuales cursan Cuarto año medio, se pudo observar cambios en la disposición al trabajo en clases y al trabajo grupal ya que cada integrante cumplía un papel importante. Se observa un incremento en las notas obtenidas por los alumnos.
Marco Teórico Aprendizaje Significativo La idea central de la teoría de Ausubel, es la noción de "aprendizaje significativo". Según él, hay aprendizaje significativo cuando la nueva información se incorpora a la estructura cognitiva del aprendiz, es decir, cuando esta información (idea, relación, etc.) tiene significado a la luz de la red organizada y jerárquica de conceptos que el individuo ya posee. Según Ausubel, los conocimientos no se encuentran ubicados arbitrariamente en el intelecto humano. (Ausubel, 1986). El aprendizaje significativo se caracteriza, entonces, por una interacción entre la nueva información y aquellos aspectos relevantes de la estructura cognitiva, a través de la cual la información adquiere significado y se integra a la estructura cognitiva de manera orgánica, tomando un lugar apropiado en la jerarquía de ideas y relaciones que la componen, contribuyendo así, a una mayor elaboración y estabilidad de la estructura conceptual preexistente. El modelo pedagógico constructivista sostiene que el sujeto que aprende debe ser el constructor, el creador, el productor de su propio aprendizaje y no un mero reproductor del conocimiento de otros. No hay aprendizaje amplio, profundo y duradero sin la participación activa del que aprende.
Aprendizaje basado en problemas o ABP El ABP es un método didáctico, que cae en el dominio de las pedagogías activas y más particularmente en el de la estrategia de enseñanza denominada aprendizaje por descubrimiento y construcción, que se contrapone a la estrategia expositiva o magistral. El ABP se plantea como medio para que los estudiantes adquieran esos conocimientos y los apliquen para solucionar un problema real o hipotético, sin que el docente utilice la lección magistral u otro método para transmitir ese temario. El ABP es una metodología centrada en el aprendizaje, en la investigación y reflexión que siguen los alumnos para llegar a una solución ante un problema planteado por el profesor.
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Generalmente, dentro del proceso educativo, el docente explica una parte de la materia y, seguidamente, propone a los alumnos una actividad de aplicación de dichos contenidos. Sin embargo, el ABP se plantea como medio para que los estudiantes adquieran esos conocimientos y los apliquen para solucionar un problema real o ficticio, sin que el docente utilice la lección magistral u otro método para transmitir ese temario. El ABP se basa en la teoría constructivista, según la cual el conocimiento es el resultado de un proceso de construcción en el que participa de forma activa la persona. El ABP se sustenta en diferentes corrientes teóricas sobre el aprendizaje humano, tiene particular presencia la teoría constructivista. Al trabajar con el ABP la actividad gira en torno a la discusión de un problema y el aprendizaje surge de la experiencia de trabajar sobre ese problema, es un método que estimula el auto aprendizaje y permite la práctica del estudiante al enfrentarlo a situaciones reales y a identificar sus deficiencias de conocimiento. El Constructivismo de Vigotsky Vigotsky considera el aprendizaje como uno de los mecanismos fundamentales del desarrollo. La mejor enseñanza es la que se adelanta al desarrollo. En el modelo de aprendizaje que aporta, el contexto ocupa un lugar central. El aprendizaje se produce más fácilmente en situaciones colectivas. La interacción con los padres facilita el aprendizaje. 'La única buena enseñanza es la que se adelanta al desarrollo. La interacción social se convierte en el motor del desarrollo, Vigotsky enfatiza en la influencia de los contextos sociales y culturales sobre la generación de conocimiento y apoya un "modelo por descubrimiento" del aprendizaje, acentuando su mirada en el rol activo del maestro: quien facilita el “desarrollo natural” de las habilidades mentales de los estudiantes a través de “varias rutas" de descubrimiento. Desarrollo del método Para comenzar a trabajar con ABP, lo primero que se realizó fue definir grupos de trabajo, estos fueron organizados según los resultados obtenidos por un test de motivación y aprendizaje aplicados a los alumnos. Luego en clases se les entregó a los grupos de trabajo un ABP sin haber enseñado el contenido anteriormente por el profesor de esta manera se promover el auto aprendizaje de los alumnos y la construcción del conocimiento, teniendo los alumnos una labor principal en su aprendizaje. Se trabajo durante dos meses, tres horas a la semana en todas las clases para finalizarla se les presentó a los alumnos un problema aplicado al método PEER. Para evaluar los ABP se utilizaron rúbricas.
Resultados Se aplico el Test Lawson de razonamiento científico y Matemático y el CEAM Cuestionario de estrategias de aprendizaje y motivación para el trabajo intelectual los cuales se aplicarán para obtener información descriptiva respecto a variables, motivación y expectativas frente al contenido de Probabilidad y Estadística.
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Al realizar la primera aplicación del cuestionario CEAM al grupo experimental y grupo control no se observan diferencias significativas en las categorías del cuestionario, después de realizar la intervención pedagógica en cada grupo, en la segunda aplicación del cuestionario CEAM se observan diferencias significativas entre los grupos experimental y control .En todas las categorías del cuestionario el grupo experimental obtuvo mayor rendimiento que el grupo control. Con respecto al test Lawson, cantidad de estudiantes del grupo experimental se ubica en nivel de razonamiento de transición y muy pocos alcanzan el razonamiento formal.Por otra parte, el grupo control no se presenta cambios estadísticamente significativo entre la primera y segunda aplicación del test, la mayor cantidad de alumnos se encuentran en el nivel de razonamiento operaciones concretas, en la segunda aplicación disminuye la cantidad de alumnos en este nivel de razonamiento, sin embargo el cambio no es estadísticamente significativo. En relación al rendimiento académico,se puede afirmar que antes de comenzar la intervención metodológica no existía una gran diferencia entre el rendimiento del grupo experimental y grupo control, después de realizar la intervención metodológica en cada grupo se observa que el rendimiento del grupo experimental aumenta mientras que el rendimiento del grupo control lo hace en menor grado
Conclusiones El trabajar con metodologías activas influyo positivamente en la motivación de los alumnos aumentando el interés por trabajar en clases. Se favoreció el trabajo colaborativo aprendieron a asumir roles y que cada uno es importante en un grupo de trabajo. El ABP es una estrategia que favorece el pensamiento crítico y las habilidades de solución de problemas junto con el aprendizaje de contenidos a través del uso de situaciones o problemas contextualizados. El trabajar con ABP favoreció en la motivación y técnicas de estudios de los alumnos, ya que ellos son parte importante de la clase no tienen un rol pasivo porque todo el aprendizaje y tiempo de la clase ellos son los protagonistas.
Bibliografía •
AUSUBEL, D: (2002) Adquisición y retención del conocimiento. Una perspectiva cognitiva. Paidós. Barcelona.
•
BATANERO, C. (2001). Didáctica de la estadística. Granada: Grupo de Investigación en
Educación
Estadística
[online].
(disponible
en
http://www.ugr.es/local/batanero). (ISBN 84-699-4295-6.) •
Barriga, F. y Hernández, G. (2000). Estrategias docentes para un aprendizaje significativo. Una interpretación constructivista. Mc GRAW-HILL. México D. F. pp. 56-59
6
•
EducaMadrid. Atención a la diversidad. Concepto del aprendizaje cooperativo. Recuperado
el
29
de
Agosto
de
2008
en:
http://www.educa.madrid.org/portal/c/portal/layout?p_l_id=13380.148 •
Ferreiro, R. (2004). Las interacciones sociales para aprender. Revista ROMPAN FILAS. No. 73 Págs. 35-41.
•
Ferreiro, R. (2005) La participación en clase. Revista ROMPAN FILAS. No 76. Págs. 37.
•
Hac, Pham Minh, Alfredo Ardila. El sistema de ideas psicológicas de Vigotsky y su lugar en el desarrollo de la psicología. Revista Latinoamericana de Psicología [en línea] 1977, 9 (002):[fecha de consulta: 11 de diciembre de 2008] Disponible en: <http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=80590210>
•
Johson, D. W., Johnson, R. T., y Holubec E. (1999). El aprendizaje cooperativo en el aula. Paidós educador. pp. 13-27.
•
Miranda Gouveia de, María. El constructivismo como principio explicativo en la educación: una pretensión y un riesgo. Educere [en línea] 2000, 4 (010):[fecha de consulta:08
de
diciembre
de
2008]
Disponible
en:
<http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=35641002> •
Nuria Gil Ignacio, Lorenzo J Blanco Nieto, Eloisa Guerrero (2005). El papel de la afectividad en la resolución de problemas. En Revista de educación, ISSN 00348082,
Nº
340,
2006
[online].
(disponible
en
http://www.ince.mec.es/revistaedcación/re340/re340_20.pdf) Págs. 551-569 •
Natalia González El aprendizaje cooperativo como estrategia de enseñanza aprendizaje. Revista Iberoamericana de Educación [online].
(disponible en
http://www.rieoei.org/expe/1723Fernandez.pdf ) (ISSN: 1681-5653) •
Oteiza, F. & Miranda, H. (1996). “La evaluación del aprendizaje matemático: aplicaciones a la resolución de problemas presentados verbalmente”. En La Matemática en el aula: contexto y evaluación. Santiago-Chile: Ministerio de Educación.
•
PAEZ, Haydée Guillermina. ¿Dirigir investigaciones en línea? Investigación y Postgrado.
[online].
jun.
2006,
vol.21,
no.1
p.99-124.
en:http://www.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S131600872006000100005&lng=es&nrm=iso (ISSN:1316-0087)
7
(disponible
•
González Natalia El aprendizaje cooperativo como estrategia de enseñanza aprendizaje. Revista Iberoamericana de Educación [online].
(disponible en
http://www.rieoei.org/expe/1723Fernandez.pdf ) (ISSN: 1681-5653) •
Barriga, F. y Hernández, G. (2000). Estrategias docentes para un aprendizaje significativo. Una interpretación constructivista. Mc GRAW-HILL. México D. F. pp. 56-59.
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APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS (ABP), PROPUESTAS INNOVADORAS PARA LA ENSEÑANZA DEL CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL
Rojas Patricia Universidad Tecnológica de Chile, INACAP, Sede Chillán paesrojas@gmail.com
Resumen Basado en los deficientes resultados en el aprendizaje del Cálculo tanto, a nivel nacional como internacional, es que se torna urgente el revisar, contenidos y la metodología que se ha utilizado en algunos casos por más de 20 años. Además tomando en cuenta los grandes problemas de didáctica en la enseñanza del cálculo es necesario generar una metodología que permita al alumno encontrarse con la contextualización y provocar un aprendizaje significativo. La Investigación aparte de exhibir una unidad didáctica, que permite enseñar en simultáneo Derivadas e Integrales, representa un Cambio Curricular de suma importancia, que pretende mediante el trabajo centrado en el alumno con metodologías activas mejorar el rendimiento y mostrar un nuevo ordenamiento en los contenidos, permitiendo, mediante la contextualización y éste nuevo enfoque que el alumno se impregne y haga significativo su aprendizaje. Se han generado ABP para abordar los contenidos de derivadas e integrales para trabajar los contenidos en simultáneo, con una aplicación práctica a temas como la Economía, la física, etc. Estos contienen: Noticia, listado de conocimientos previos y por aprender, Cuestionario y actividades de aprendizaje (Exploración introducción síntesis y transferencia) además se anexa en cada ABP una guía para previos y bibliografía de consulta. Objetivos y Metodología El principal interés de esta investigación es enseñar las Derivadas en simultáneo con las Integrales utilizando ABP y verificar su efecto en el rendimiento. La investigación, se realizó en la Universidad Tecnológica de Chile, INACAP sede Chillán; la metodología utilizada fue la de grupo de control y experimental, entre los resultados encontramos que al aplicar el pos-test el grupo experimental obtuvo un mejor promedio en el contenido de derivadas e integrales, además de mayor motivación que se refleja en la mejor asistencia a clases.
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El diseño de ésta investigación es Cuasi-Experimental. Para efecto de la investigación la primera variable es la que corresponde a la nueva Modalidad Curricular de entregar los contenidos de Derivadas e Integrales en simultáneo usando ABP, versus la Modalidad Curricular Tradicional que los entrega por separado, representando estas una variable categórica; por otro lado la segunda variable interviniente, corresponde al rendimiento, que representa una variable intervalar. Para desarrollar el experimento se trabajó con los alumnos de Tercer año de Ingeniería en Informática de la Universidad Tecnológica de Chile, INACAP sede Chillán, que cursaban la asignatura de Cálculo en 2009, éstos se separaron en dos grupos: Grupo control y Grupo Experimental; la separación se llevará a cavo de forma aleatoria, verificada por el Director Académico de la sede, comprobando así que ambos grupos queden en igualdad de condiciones sin que el investigador tenga acceso a la partición de los grupos. Vale destacar que siendo así ambos grupos tienen los mismos conocimientos previos que corresponden a los temas de Sucesiones y Límites, elementos necesarios para poder implantar la nueva metodología y la comparación con la tradicional.
Resultados Tras la revisión bibliográfica se encuentra que el problema es mayor de lo que se pensaba y nos encontramos con la necesidad de revisar el ordenamiento tradicional de los contenidos, luego de intentar rotar los conceptos y enseñar primero Integrales y luego derivadas con un nuevo intento fallido, aparece la necesidad de investigar que sucede si se enseña Derivadas e Integrales en simultáneo; se crea una definición más complementaria que presenta la Derivada y Antiderivada como inversas y la posibilidad de al Integrar un polinomio inmediatamente comprobar el resultado integrando, así se torna más sencillo la representación gráfica y se presentan rápidamente todas las propiedades y teoremas, porque no podemos olvidar que la El concepto de Matemática para la Vida necesita de una pronta aplicación y contextualización de los elementos antes mencionados. Una vez claros la nueva representación curricular es necesario pensar en el tipo de metodología, diremos la más adecuada para trabajar dichos conceptos y si bien es claro que no existe una receta y que no se debe dejar de lado la metodología tradicional nos encontramos con el Aprendizaje Basado en Problemas (ABP), método de enseñanzaaprendizaje que ha tomado más arraigo en las instituciones de educación superior en los últimos años. El ABP, es un método que es posible utilizar en la mayor parte de las disciplinas y si lo observamos como una técnica didáctica, al ser utilizado en combinación con otras técnicas se predice un mejor aprendizaje. Desde el planteamiento del problema el proceso que viven los alumnos pasa de trabajar de forma colaborativa en pequeños grupos, practicando y desarrollando habilidades, hasta llegar a la solución; no podemos dejar de mencionar que en el aprendizaje tradicional esto sería imposible. Dentro del desarrollo se validó una prueba aplicada anteriormente a 105 estudiantes de cálculo lo que entregó un Kuder-Richarson de 93%, continuando así con el proceso de la investigación, una vez identificada la población se solicita realizar separación aleatoria de
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un curso original de 60 alumnos para luego tener un grupo de Control y el Experimental. Lugo de la aplicación de la prueba que para efectos de la investigación representa el Pretest, si bien no se presentó en los objetivos inicialmente se aplicó test CHAEA que mide estilos de aprendizaje, la idea central de ésta aplicación es identificar los estilos para luego generar una buena conformación de los grupos de trabajo. Un elemento muy necesario es luego de la aplicación de CHAEA es dejar una sesión de clase para explicar a los alumnos las componentes fundamentales del ABP, pues si bien se observa que las metodologías activas representan un elemento de motivación para el proceso no podemos dejar de mencionar que en un principio debe ser totalmente guiado por el profesor. Al comenzar a aplicar el cambio curricular en el grupo experimental, inmediatamente se observa un cambio de actitud hacia la asignatura, sin necesidad de aplicar ningún test y revisando las listas de asistencia aparece un elemento importante, los alumnos se sientes más motivados por asistir a las sesiones de clase, participando activamente. Otro factor que se observa al trabajar éste cambio curricular es la mayor facilidad para la búsqueda de la contextualización por parte del profesor ya que dentro de los ejemplos por ejemplo en el área de la administración y economía los conceptos que se trabajan siempre van enfrentando derivadas e integrales. Una vez terminado el proceso planificado para la entrega de contenidos se aplica el Pre test y lo que observamos es un aumento en el rendimiento Se puede concluir que gracias a la nueva planificación hay un mejor aprovechamiento del tiempo, que no significa una reducción de horas de trabajo para el profesor en el aula sino la posibilidad de tener más momentos para las aplicaciones.
Bibliografía •
ARTIGUE, DOUADY, MORENO y GÓMEZ,(1995) La enseñanza de los principios del cálculo: problemas epistemológicos, cognitivos y didácticos. Ingeniería didáctica en educación matemática. Ithaca: Cornell University.
•
AUSUBEL, D: (2002) Adquisición y retención del conocimiento. Una perspectiva cognitiva. Paidós. Barcelona.
•
BERNASCONI ,A.& ROJAS, F. (2004). INFORME SOBRE LA EDUCACIÓN SUPERIOR EN CHILE:1980-2003, Universidad de Talca ,Universidad Andrés Bello.
•
CAMACHO,M; DEPOOL,R.(2003) Un estudio gráfico y numérico del Cálculo de la Integral Definida utilizando el PCS DERIVE., Educación Matemática, México .
•
CORTÉS, J. y GUZMÁN, J (2005). Pensamiento variacional en la parábola. Universidad de las Américas. Chile.
11
•
FLORES,F; GONZALEZ, M.(2004) Problemas de aprendizaje de la integral de línea en el contexto de la teoría electromagnética
•
HERNANDEZ,R. (2003). Metodología de la Investigación.Tercera edición.
•
HITT,F.(1998) Dificultades en el aprendizaje del cálculo Departamento de Matemática Educativa del cinvestav-IPN
•
JIMENEZ,M Y AREIZAGA,A . (1997) Reflexiones acerca de los obstáculos que aparecen, en la enseñanza de las matemáticas, al pasar del bachillerato a la universidad. Universidad del País Vasco.
•
KINDT , M. ( 2005) La historia de las matemáticas en la enseñanza del análisis Freudenthal Instituut, Universidad de Utrecht (Holanda).
•
LÓPEZ-GAY, R., MARTÍNEZ TORREGROSA, J. y GRAS MARTÍ, A. (2001b). Una propuesta alternativa para mejorar el uso del cálculo diferencial en las clases de física. Diseño experimental y resultados. Enseñanza de las Ciencias, núm. extra. VI Congreso, pp. 335-336.
•
MÍGUEZ, M. (2001) Tesis de Maestría en Química or.Educación. Facultad de Química, Universidad de la República.
•
MIGUEZ, M; CURIONE, K: (2004) Aprendizaje de las Ciencias. Notas del curso de Formación Docente UEFI, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República Montevideo.
•
OÑATE E. ( 2000). Límites de los modelos Numéricos.Publicación Cimne. septiembre.
•
POZO,I. (1999) Aprender y enseñar ciencia Ed. Morata, Madrid.[5] Carretero, M: Aprendizaje y desarrollo cognitivo. Un ejemplo del tratado el inútil combate. Artículo Publicado en el libro Actividad humana y procesos cognitivos. Editor J. Mayor, pp 145160. Alambra. Madrid, 1985.
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ENSEÑANZA Y EVALUACIÓN VARIACIONAL LINEAL
DE
PENSAMIENTO
Leonora Díaz M.
Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación, Dirección de Postgrado leonoradm@yahoo.es Vanesa Maganta S.
Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación, Dirección de Postgrado Gloria Pérez S.
Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación, Dirección de Postgrado
Resumen Se presenta una propuesta de diseño didáctico tendiente al desarrollo de sujetos competentes en pensamiento variacional lineal. Diseño al que concurren dos secuencias de enseñanza y evaluación validadas sobre la base de fases de la ingeniería didáctica. Entendemos por pensamiento variacional lineal al que representa procesos de cambio de tipo proporcional, caracterizados por una razón de cambio constante o pendiente en su figuración gráfica y que inician con el tratamiento de la medida y las fracciones.
Antecedentes Chile da una gran importancia al estudio de las proporciones en las escuelas básicas y medias, como ocurre en muchos de los países. Si bien la propuesta de planes y programas aún privilegia el carácter instrumental y estático de la razón matemática y de las proporciones y desligadas ambas del tratamiento de las fracciones. Esto se pone en evidencia en los lineamientos de los programas de estudios oficiales (1). La pérdida de importancia de temas escolares como la proporcionalidad en el sistema escolar ocurre, según Block (2) principalmente, en las décadas de los años 60 y 70, con las reformas curriculares ocurridas en América Latina a través del movimiento de la “matemática moderna”, dirigido hacia el desarrollo de recursos matemáticos considerados más eficientes, como la función lineal y el formalismo algebraico. El aspecto relacional de la proporcionalidad, su faceta dinámica y funcional no se hace presente, por lo menos explícitamente, como propuesta para el desarrollo del pensamiento variacional lineal.
Aspectos teóricos Varios autores consideran al pensamiento proporcional como el fundamento en la construcción de varios conceptos variacionales avanzados, como por ejemplo la función lineal y la derivada, última que deviene de la noción de pendiente y relacionada con la razón de cambio promedio. Para Díaz (3) constituiría un eje transversal al desarrollo del pensamiento variacional. Behr, Lesh y Post (citado en (1)) consideran a este razonamiento
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como el anclaje de todo pensamiento algebraico y que deviene del aprendizaje de fracciones, cuocientes y razones. Malloy, Steinthorsdottir y Ellis (4) afirman que debe haber acuerdo acerca de la importancia del entendimiento de razones y proporciones como crucial en la enseñanza de la matemática básica. Distintas concepciones acerca del desarrollo del aprendizaje matemático tienen distintos efectos en la visión de la relación sujeto-objeto matemático (1). Una concepción, propia de la psicología cognitiva, identifica con la “actividad matemática” a la manipulación de conceptos y teoremas asociados al objeto matemático. Otra concepción identifica a las situaciones y prácticas en que las personas realizan una tarea matemática, con la “actividad humana”. En este caso, los conceptos son herramientas para la acción. Situación, en este contexto, se entiende en sentido amplio, considerándola no sólo como una clase de objetos materiales o mentales, sino también, como sucesos o fenómenos, problemas, teoremas, y teorías. Lo que interesa es la funcionalidad de los conceptos, como herramientas en la construcción del pensamiento matemático, con base en prácticas sociales que posibilitan su reconstrucción y resignificación en el seno escolar (Cantoral, 2001; citado en (1)).
Propósitos En esta ponencia se reportan dos estudios de investigación y diseño didáctico en la perspectiva antes descrita. Su propósito fue hacer concurrir modos de evaluación específicos a cada secuencia y propiciar la valoración de competencias de pensamiento variacional lineal, mismas que se despliegan en los planos instrumental operativo, personal significativo y relacional social (5) favoreciendo desplazamientos en las dimensiones del ser, del hacer, del saber y del saber ser y hacer con otros, fruto de sus aplicaciones.
Elementos metodológicos Se consideró de inicio una secuencia didáctica validada en el marco del Proyecto Fondecyt 1030413, Las representaciones sobre la variación y su impacto en los aprendizajes de conceptos Matemáticos (6) y se rediseñó adaptándola para la enseñanza del pensamiento variacional de la proporcionalidad (7) en uno de los diseños y de la pendiente (8) en el otro diseño. Diseños a los que concurrieron instrumentos de evaluación que se integran a cada secuencia de enseñanza, configurando una modalidad específica de evaluación en cada caso. Se recurrió al procedimiento de validación interna de los diseños didácticos levantando conjeturas previas a su aplicación y confrontándolas a posteriori con las producciones estudiantiles.
Conclusiones Confrontando las dos modalidades de evaluación concurrentes a las secuencias de enseñanza, se observan elementos comunes a ambas, mismos que pudiesen prefigurar un sistema de evaluación que potencie una formación de sujetos competentes en pensamiento variacional lineal, en el sentido de responder a características básicas de totalidad, dinamismo, estabilidad, flexibilidad, finalidad y retroalimentación (9).
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Referencias bibliográficas •
Castro, I. y Díaz, L. (2010) Desarrollo del pensamiento proporcional: una mirada desde la socioepistemología. Acta Latinoamericana de Matemática Educativa (en edición) Vol. 23. Clame. México.
•
Block, D. (2001) La noción de razón en las matemáticas de la Escuela Primaria. Un estudio didáctico. Tesis Doctoral, Cinvestav – IPN, México.
•
Díaz, L.; Ávila, J., Carrasco, E. (2009). Representaciones docentes de la matemática del cambio. Proyecto Diumce 06-08. Informe Final. CPEIP. Santiago de Chile.
•
Malloy, C., Steinthorsdottir, O. and Ellis, M. (2004) Middle school students` understanding of proportion. Paper presented at the Annual meeting of the North American Chapter of the International Group for the Psychologybof Mathematics Education,
Toronto,
Canada,
Oct
21st.
Tomado
el
20/10/08,
desde
www.allacademic.com/meta/p117622_index.html •
Labarrere, A. y Quintanilla, M. (2002) La solución de problemas científicos en el aula. Reflexiones desde
los planos de análisis y desarrollo. Pensamiento Educativo,
Facultad de Educación, PUC .Revista Pensamiento Educativo Vol.30 •
Díaz, L.; Gutiérrez, E. Ávila, J., Carrasco, E. (2007). Las representaciones sobre la variación y su impacto en los aprendizajes de conceptos Matemáticos. Proyecto Fondecyt 1030413. Informe Final. CPEIP. Santiago de Chile.
•
Pérez, G. (2010) Un sistema de evaluación en competencias de pensamiento proporcional para una secuencia de enseñanza. Tesis de Mag. en Educación mención Evaluación. UMCE. Chile.
•
Magnata, V. (2010) Validación de un sistema de evaluación de competencias de pensamiento variacional para una secuencia didáctica, noción de pendiente. Tesis de Mag. en Educación mención Evaluación. Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación. Chile.
•
Diez, T. (2008) Un sistema de evaluación del aprendizaje para la matemática superior en perfiles ingenieros. Ciudad de La Habana: Editorial Universitaria. Universidad de la Habana. Tesis Doctoral en Ciencias Pedagógicas.
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ENSEÑANZA Y EVALUACIÓN VARIACIONAL NO LINEAL
DE
PENSAMIENTO Leonora Díaz M
Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación, Dirección de Postgrado leonoradm@yahoo.es Valentina Rivera A
Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación, Dirección de Postgrado José Galáz A
Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación, Dirección de Postgrado
Resumen Se presenta una propuesta de diseño didáctico tendiente al desarrollo de sujetos competentes en pensamiento variacional no lineal. Diseño al que concurren dos secuencias de enseñanza y evaluación, validadas sobre la base de fases de la ingeniería didáctica. Entendemos por pensamiento variacional no lineal al que representa procesos de cambio diferentes a los lineales, caracterizados por razones de cambio no constantes. Estas últimas pueden responder en su figuración gráfica a rectas o hipérbolas, según se trata de cambios cuadráticos o logarítmicos.
Antecedentes Documentos oficiales (1) distinguen al concepto de función como clave para la matemática actual y por ende para el desarrollo científico y tecnológico. Esta noción precisa la naturaleza de las relaciones entre diferentes variables que describen una situación y que pueden provenir tanto de ámbitos empírico-prácticos como ideacionales o teóricos, por lo que, la matemática de la enseñanza media, procura presentar a la función como una sólida herramienta de modelación. Entre tales modelos se distinguen unos lineales de otros no lineales y entre estos últimos, a la función cuadrática y a la función logaritmica.
Aspectos teóricos Desde la perspectiva del saber matemático ocurre un desplazamiento con continuidad entre modelaciones lineales y no lineales representado por la herramienta matemática de la función. Sin embargo ello no ocurre así para los entendimientos estudiantiles, tal como se muestra en el Proyecto Las representaciones sobre la variación y su impacto en los aprendizajes de conceptos Matemáticos (2). En efecto, al devenir de las medidas se les tiende a asignar una naturaleza lineal. Se observa que, ante cambios de orden cuadrático, los estudiantes no cuentan con herramientas cotidianas o están menos presentes en la utilería a la que acceden. Se conjetura que ello podría deberse a su elaboración de reciente data en nuestra cultura, a diferencia de lo lineal. Cuando los números no eran calculables por
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inspección visual, los estudiantes usaron como herramienta de predicción a la proporcionalidad, modelación lineal establecida en fases anteriores del estudio, cobrando sentido la hipótesis de que se requieren diseños didácticos para lograr desplazamientos de competencias de pensamiento cuadráticas y también logaritmicas, tanto en los planos personal significativo como relacional social, de modo de articularlas a unas competencias instrumental-operativas (3) fragmentadas que suelen ostentar tanto las producciones estudiantiles como la actividad matemática del aula. Distintas concepciones acerca del desarrollo del aprendizaje matemático estudiantil, tienen distintos efectos en la visión de la relación sujeto-objeto matemático (4). Una concepción, propia de la psicología cognitiva, identifica con la “actividad matemática” a la manipulación de conceptos y teoremas asociados al objeto matemático. Otra concepción identifica a las situaciones y prácticas en que las personas realizan una tarea matemática, con la “actividad humana”. En este caso, los conceptos son herramientas para la acción. Situación, en este contexto, se entiende en sentido amplio, considerándola no sólo como una clase de objetos materiales o mentales, sino también, como sucesos o fenómenos, problemas, teoremas, y teorías. Lo que interesa es la funcionalidad de los conceptos, como herramientas en la construcción del pensamiento matemático, con base en prácticas sociales que posibilitan su reconstrucción y resignificación en el seno escolar (Cantoral, 2001; citado en (4)).
Propósitos En esta ponencia se reportan dos estudios de investigación y diseño didáctico en la perspectiva antes descrita. Su propósito fue hacer concurrir modos de evaluación específicos a cada secuencia y propiciar la valoración de competencias de pensamiento cuadrático y logarítmico, mismas que se despliegan en los planos instrumental operativo, personal significativo y relacional social, favoreciendo desplazamientos en las dimensiones del ser, del hacer, del saber y del saber ser y hacer con otros, fruto de sus aplicaciones.
Elementos metodológicos Se consideraron de inicio secuencias didácticas validadas en los estudios de Cortés y Guzmán (5) y de Ferrari (6) las que se rediseñaron, adaptándolas para la enseñanza del pensamiento variacional de la función cuadrática (7) en uno de los rediseños y de la función logaritmo (8) en el otro. A estos concurrieron instrumentos de evaluación configurando una modalidad específica de evaluación en cada caso. Se recurrió al procedimiento de validación interna de los rediseños didácticos levantando conjeturas previas a su aplicación y confrontándolas a posteriori con las producciones estudiantiles. El primer rediseño procuró, además de valorar despliegue de competencias de pensamiento cuadrático, distinguir reactivos - en uno de los instrumentos evaluativos - predictores de despliegue de competencias de pensamiento variacional cuadrático. El segundo rediseño se orientó a valorar significaciones de la covariación aritmético-geométrica y competencias instrumental-operativas y relacional-sociales, en la actividad con cambios logarítmicos.
Conclusiones Confrontando las dos modalidades de evaluación concurrentes a las secuencias de enseñanza, se observan elementos comunes a ambas, mismos que pudiesen prefigurar un
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sistema de evaluación que potencie una formación de sujetos competentes en pensamiento variacional no lineal, en el sentido de responder a características básicas de totalidad, dinamismo, estabilidad, flexibilidad, finalidad y retroalimentación (9). Referencias bibliográficas • Mineduc (2004) Planes y programas de la educación media. Mineduc. Chile • Díaz, L.; Gutiérrez, E. Ávila, J., Carrasco, E. (2007). Las representaciones sobre la variación y su impacto en los aprendizajes de conceptos matemáticos. Proyecto Fondecyt 1030413. Informe Final. CPEIP. Chile. • Labarrere, A. y Quintanilla, M. (2002) La solución de problemas científicos en el aula. Reflexiones desde los planos de análisis y desarrollo. Pensamiento Educativo. FE-PUC. Rev. Pensamiento Educativo Vol.30. • Castro, I. y Díaz, L. (2010) Desarrollo del pensamiento proporcional: una mirada desde la socioepistemología. Acta Latinoamericana de Matemática Educativa (en edición) V. 23. Clame. México. • Cortés, J. y Guzmán, J. (2006) Una experiencia de investigación para implementar reingeniería didáctica con uso de TIC´s en Cálculo Inicial. Tesis Mag. en Gestión Universitaria. U. de las Américas. Stgo.-Chile. • Ferrari, M. (2008) Un acercamiento socioepistemológico a lo logarítmico: de multiplicarsumando a una primitiva. Tesis doctoral. Cinvestav-IPN. Mexico, D.F.. • Galáz, J. (2010) Validación de un sistema de evaluación de competencias de pensamiento variacional en la función cuadrática. Tesis Mag. en Ed mención Eval. UMCE. Chile. • Rivera, V. (2010) Un sistema de evaluación en competencias de pensamiento variacional para el tema de la función logarítmica. Tesis de Magíster en Educación mención Evaluación. UMCE. Chile. • Diez, T. (2008) Un sistema de evaluación del aprendizaje para la matemática superior en perfiles ingenieros. La Habana: Ed Univ. U. de la Habana. Tesis Doctoral en Cs. Pedagógicas.
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TPL SOBRE ELEMENTOS DE QUÍMICA AMBIENTAL. UNA PROPUESTA DIDÁCTICA EXPERIMENTAL DESDE LA EPC Y LOS NIVELES DE ABERTURA Jaime Augusto Casas M.
Departamento de Química Facultad de Ciencia y Tecnología. jcasas@pedagogica.edu.co Chris Johanna GarciaM.
Profesor Tiempo completo Universidad Pedagógica Nacional. Estudiantes Maestría en Docencia de la Química. Universidad Pedagógica Nacional. cjgarciamoreno@gmail.com Felix Edinsón Angel A.
Estudiantes Maestría en Docencia de la Química. Universidad Pedagógica Nacional. ediang77@gmail.com
Resumen Esta investigación establece una propuesta didáctica experimental, realizando la enseñanza de la química ambiental desde la Enseñanza para la Comprensión (EpC)(5) y el manejo de niveles de abertura, en contexto con una problemática ambiental de su entorno. La construcción del conocimiento del estudiante, requiere un interés, además de un esfuerzo mental (7) más allá de la disciplina, que desarrolle aptitudes de mayor nivel cognitivo. La propuesta didáctica fue desarrollada con los estudiantes de la Institución Eduardo Santos de Soacha (Colombia), fue en dos etapas: 1. Identificar las representaciones de los estudiantes ante el TPL y la clase de química a través de la aplicación de instrumentos pertinentes. 2. Implementación de la estrategia, en la cual se desarrolló una salida de campo estructurada al río Soacha, con el fin de abordar problemáticas ambientales conexas. Los resultados permiten concluir que la mayoría de los estudiantes prefieren clases de química más prácticas que teóricas, pues es más significativo el trabajo práctico de laboratorio, también los estudiantes manifiestan interés y reflexiones en torno a la problemática ambiental.
Introducción Tradicionalmente se ha mantenido el consenso de una enseñanza de la ciencia necesariamente vinculada a la experimentación, lo que en las dos últimas décadas ha desencadenado un debate acerca de los trabajos de laboratorio. Así, por ejemplo, Hodson, (3) propone un tratamiento integral de la asignatura como una “investigación dirigida” y hace hincapié en la resolución de problemas; sin embargo, hay autores que consideran que la participación de estudiantes en investigaciones reales que desarrollan habilidades intelectuales es un componente esencial de instrucción de ciencias (9). Por otra parte el modelo de enseñanza para la comprensión ha buscado desarrollar así un marco que busca enfocar el diseño de un tema hacia la comprensión del mismo, teniendo en cuenta que el “comprender” es ser capaz de llevar a cabo una serie de acciones o actividades que demuestran que se ha captado un concepto y que al mismo tiempo se progresa en el mismo. Evidenciándose la comprensión en actividades en las que el estudiante sea capaz de
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explicar, generalizar, representar, ejemplificar, evidenciar y aplicar, demostrando sus habilidades y conocimientos de una manera nueva y autónoma, usando múltiples estrategias de pensamiento. (5). Jimenez et. al (4),ha postulado que el uso de los niveles de abertura en las prácticas de laboratorio en química ambiental han resultado ser un método útil, , encontrando la eficacia de esta metodología en este tipo de prácticas, permitiendo observar una mejora importante en el desarrollo de las sesiones del laboratorio por parte de los estudiantes, destacándose el grado de participación e interés de los mismos. De los niveles de abertura La primera definición de nivel de abertura la dio Schwab (8), quien describió tres niveles de abertura en relación con la enseñanza de actividades prácticas en el laboratorio: «El grado de abertura (o nivel de descubrimiento) se basa en la proporción en la que el docente facilita: a) los problemas, b) las maneras y medios para afrontar ese problema, c) la respuesta a esos problemas”. Con base en esta definición algunos autores han postulado algunos niveles de abertura. Para Herron. el nivel de abertura 0 consiste en una comprobación práctica de los principios teóricos, por lo que el estudiante conoce de antemano el objetivo de dicha práctica y el resultado final. En este tipo de practica el estudiante tienen acceso al material y la explicación expositiva por parte del profesor. Ya en el nivel 1 encontramos que estudiante puede dar una solución alternativa la problema propuesto en la practica. En la medida que se incrementa el nivel de abertura, se hace más compleja la practica para el estudiante, así en el 2 el estudiante aprende a seleccionar el material y a desarrollar un método, puesto que estos dos factores pueden no haber sido completamente facilitados al estudiante. En el nivel de abertura 3 (investigación abierta), el estudiante identifica un problema, lo formula, y escoge y diseña el método más apropiado para solucionarlo. El tipo de prácticas en las que se basa son las prácticas de investigación. En el nivel de abertura 4 (proyecto), los estudiantes realizan una investigación, cuyo objetivo puede haber sido propuesto incluso por ellos mismos (6).
Metodología La propuesta didáctica fue desarrollada e implementada con los estudiantes de grado once de la institución educativa Eduardo Santos de Soacha-Cundinamarca (Colombia). De acuerdo con los objetivos de investigación se plantean dos etapas iniciales. En la primera etapa se buscó identificar las representaciones de los estudiantes ante el TPL y la clase misma de química a través del diseño, afinamiento y aplicación de instrumentos pertinentes. La segunda etapa corresponde al diseño e implementación de la estrategia, dentro de la cual se concibió, la estructuración y desarrollo de una salida de campo a la rivera del río Soacha más próxima a la institución Educativa, con la intencionalidad de abordar problemáticas ambientales conexas, elaboración de documentos guía de las actividades indagadoras a los estudiantes con base en las experiencias de la salida de campo, que permitan la identificación de la problemática ambiental a abordar o tópico generativo. Posteriormente se propone elaborar conjuntamente con los estudiantes de una red de preguntas y una red de ideas que faciliten la elección de la ruta a seguir para una aproximación pertinente al tópico generativo. El diseño del programa guía de actividades de TPL desde los niveles de abertura, para los estudiantes, sustentada desde el aprendizaje para la comprensión que permitan el alcance paso a paso de las metas de aprendizaje.
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Realización de observación sistemática de la actividad de los estudiantes, grabando su trabajo en audio y vídeo y efectuando entrevistas de grupo focal, focalizando la atención en su trabajo en equipo y sus actitudes e intereses hacia la ciencia. Una tercera o etapa final en la cual se lleve a cabo la evaluación de los aprendizajes de los estudiantes, logrados en el transcurso de la aplicación de la actividad mediante el uso de una matriz de evaluación continua (1 y 2). Así como la evaluación del cambio actitudinal de los estudiantes mediante la aplicación de instrumentos pertinentes.
Resultados y conclusiones En el presente documento se describen los resultados y conclusiones obtenidos en la primera y segunda etapa de investigación. Se aplico un cuestionario de entrada tipo Lykert a los estudiantes de grado once de la institución educativa Eduardo Santos del municipio de Soacha, Cundinamarca. Se realizó la encuesta inicial a un total de 100 estudiantes, entre los 15 y 18 años de edad. El cuestionario se componía de un total de 15 preguntas, clasificadas en tres categorías (Tabla 1). CATEGORIA ACTITUDINAL ENFOQUE UTILIDAD
ITEM PREGUNTA 1, 2, 4, 5, 6, 8, 12 y 13 7, 9, 10, 11 y 14 3, 6, 13 y 15
Tabla 1: clasificación por categoría de las preguntas del cuestionario
Conforme los resultados obtenidos (Grafico 1) podemos concluir que la mayoría de los estudiantes encuestados manifiestan estar de acuerdo con que las clases de química deben ser más prácticas que teóricas. Para un 96% de los encuestados es más significativo el trabajo práctico de laboratorio. Un gran porcentaje afirman estar de acuerdo con la importancia de enfocar las temáticas de la clase de química en torno a problemáticas ambientales. Se observa que es muy significativo para los estudiantes la actitud del maestro de química. Para la gran mayoría de los estudiantes es importante el estudio de la química para su cotidianeidad.
Grafico 1: resultados obtenidos en el cuestionario de entrada.
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Se estructuro y desarrollo una salida de campo a la rivera del río Soacha más próxima a la institución Educativo, con la intencionalidad de abordar problemáticas ambientales conexas. A partir de la salida los estudiantes manifestaron que: 1. Las riveras del río en un buen tramo, presentan desechos, basuras y residuos orgánicos como contaminantes. 2. Se observó una gran turbidez del agua. El presentaba una coloración café clara como caramelo. 3. Hay gran ausencia de flora y fauna en el río y sus alrededores. 4. Los estudiantes comentan que en las partes altas del río, hay varias fuentes contaminantes (canteras). De las observaciones realizadas se puede concluir que: 1. Se evidenció un gran interés y expectativa de los estudiantes respecto a la salida. 2. Los estudiantes mostraron una actitud muy alegre, buena disposición y orden en la salida. 3. Durante la salida los estudiantes manifestaron varias observaciones, comentarios y reflexiones en torno a la problemática ambiental del río y su entorno. 4. Después de la salida se observó satisfacción por parte de los estudiantes, respecto a la salida, la cual evidentemente fue muy significativa y de provecho para ellos. 5. Los estudiantes hicieron varias propuestas referentes a la forma de ayudar a la solución de los problemas ambientales del río y de analizar las muestras tomadas. 6. Los estudiantes proponen que se debe incluir en la temática de la clase el estudio del agua, (calidad, las técnicas de análisis y purificación). 7. También proponen realizar campañas de concientización hacia la comunidad en torno al cuidado del río y sus alrededores. 8. Por último, proponen llevar un estudio hecho por ellos del impacto negativo de las canteras en el río y las posibles soluciones.
Bibliografía citada • CASTRO QUITORA, Lucila. (2002). El portafolio de enseñanza como herramienta y texto para la reflexión pedagógica. Perspectiva Educativa. Ibagué, Universidad del Tolima. •
DANIEL WILSON,
Traducido al español por Patricia León Agustí, Constanza
Hazelwood y María Ximena Barrera LA RETROALIMENTACION ATRAVES DE LA PIRAMIDE.
En
http://burbuja.udesa.edu.ar/departamentos/escedu/seminarios/actualizacion/Doc umentos/retroalimentacion.pdf Consultado diciembre 2 de 2009. •
HODSON, D. (2000). The place of practical work in science education. En M. SEQUEIRA, L. DOURADO, M. T. VILAÇA, J. L. SILVA, A. S. AFONSO y J. M. BAPTISTA (Orgs.), Trabalho prático e experimental na educação em ciências. Braga: Universidade do Minho.
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•
JIMÉNEZ VALVERDE, GREGORIO, LLOBERA JIMÉNEZ, ROSA Y LLITJÓS VIZA, ANNA. La atención a la diversidad en las prácticas de laboratorio de química: los niveles de abertura. ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2006, 24
•
PERKINS, D. Y BLYTHE, T. (1994). “Putting Understanding up-front”. Educational Le-adership 51 (5), 4-7.
•
PICKERING, M. (1985). Lab is a puzzle, not an illustration.Journal of Chemical Education, 62(10), pp. 874-875.
•
SAUNDERS, W.L. (1992). The constructivist perspective: Implications and teaching strategies for science. School Science and Mathematics, 92(3), pp. 136-141.
•
SCHWAB, J.J. (1962). The teaching of science as enquiry, en Schwab, J.J. y Brandwein, P.F (eds.). The teaching of Science, pp. 3-103. Cambridge: Harvard University Press.
•
WHITE, R. (1996). The link between the laboratory and learning. Int. Jour. Sci. Ed. 18(7), p. 761-774
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DISEÑO DE EXPERIMENTOS PARA QUÍMICA ORGÁNICA BASADOS EN LOS PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA SUSTENTABLE (GREEN CHEMISTRY) Jaime J. Cornejo
Departamento de Química de los Materiales, Facultad de Química y Biología, Universidad de Santiago de Chile jaime.cornejo@usach.cl Pamela Corrales
Departamento de Química de los Materiales, Facultad de Química y Biología, Universidad de Santiago de Chile Resumen En los países desarrollados existe una abundancia de métodos y aplicaciones didácticas de los principios de la química sustentable o green chemistry, esto es, la química limpia que no contamina (Anastas, 2002; Hutchison, 2009). Estos principios permiten el diseño, desarrollo e implementación de productos o procesos químicos que ayuden a prevenir o eliminar el uso o generación de sustancias dañinas para la salud humana o para el medio ambiente. La educación química en las universidades chilenas tiene aún pendiente la consolidación curricular y metodológica de los 12 principios orientadores del nuevo referente. Se describirán los experimentos creados junto con estrategias para incorporar los principios de la química sustentable en las asignaturas de Química Orgánica para las Licenciaturas en Química, Bioquímica y Educación Química, en particular lo referente a diseños didácticos constructivistas de nuevos experimentos de laboratorio sustentables, no contaminantes, y a cómo el nuevo esquema facilita la gestión de salud, seguridad y protección ambiental con sustentabilidad en laboratorios químicos. El desafío es tener experimentos sustentables que sean equivalentes a los que reemplazan, sin necesidad de cambiar la orientación y objetivos de los programas de estudio vigentes. El aprendizaje se orienta hacia los mismos conceptos y principios químicos originales, cambiándose tan sólo la estrategia experimental utilizada. En especial, se discutirá sobre cómo utilizar un esquema constructivista, en que son los estudiantes los que dirigen su aprendizaje de los 12 principios y su forma de expresión práctica, realizando indagación, búsqueda bibliográfica en bases de datos via Internet, y representación gráfica de las estrategias experimentales de química sustentable a utilizar. El aprendizaje resulta tanto más significativo dada la actual orientación establecida por la Unesco para la década de la educación para el desarrollo sustentable (UNESCO, 2005).
Referencias
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• • •
Anastas, P.T; Poliakoff, M.; Fitzpatrick, J. M.; Farren, T.R. 2002. Green Chemistry: Science and Politics of Change. Science, 297: 807-810. Hutchison, J.E. et al. 2009. Greener solutions for the Organic Chemistry Lab. J. Chem. Ed. 86: 488-493 UNESCO, 2005. United Nations Decade of Education for Sustainability Development (2005-2014). International Implementation Scheme
Introducción Las actividades químicas están frecuentemente relacionadas, ya sea de forma directa o indirecta, con elevada contaminación y desastres ambientales. Una de las acciones que históricamente se han empleado con el fin de minimizar el impacto ambiental que puedan presentar las actividades químicas es el tratamiento adecuado de los residuos generados, el cual si bien es un aporte en la disminución de la contaminación no logra la erradicación del problema ambiental. El campo de la química sustentable o green chemistry se ha venido desarrollando desde principios de la década de los 90, como una nueva visión para que se reduzca o se elimine por completo la producción de residuos que puedan ser dañinos para la salud o el ambiente, se tenga una mayor eficiencia en el uso de la energía, se utilicen materiales de partida de carácter renovable y exista una mayor economía atómica en las reacciones. Hacia finales de los 90 se habían establecido los 12 principios de la química sustentable, la Royal Society of Chemistry ya editaba la revista Green Chemistry, se habían establecido en varios países organizaciones en la interfaz universidad-industria-gobierno para desarrollar y promover las nuevas prácticas sustentables, y se había iniciado en universidades de EE.UU. y Europa el desarrollo de prácticas de laboratorio sustentables, no contaminantes para educación química. El presente trabajo enfatiza principios, actitudes y valores por la preservación ambiental y la sustentabilidad en la enseñanza de la química, lo que se realiza por vez primera en la Facultad de Química y Biología de la Usach.
Objetivos •
Contar con un inventario de experimentos sustentables para química orgánica, junto con una guía metodológica para el profesor que incluya el detalle de prácticas y actividades seleccionadas de la literatura mundial, y cómo ellas se pueden adaptar a cada programa de estudio en los diferentes cursos de química orgánica.
•
Contar con resultados de aplicación de los principios de la química sustentable a cursos de química orgánica de nivel universitario utilizando una metodología didáctica constructivista basada en problemas por resolver, con búsqueda de información en bases de datos científicas, y representación gráfica de las estrategias de laboratorio seleccionadas.
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Metodología • • • • • • •
Compilación y análisis crítico de los mejores experimentos de química orgánica sustentable encontrados por búsqueda vía Internet. Selección de experimentos sustentables que se adaptan a los recursos y equipos disponibles, y muy especialmente a los objetivos educacionales originales de los programas de estudio vigentes para química orgánica. Representación gráfica de los procedimientos experimentales seleccionados Ejecución de los experimentos seleccionados para ajustes y consolidación Preparación de guía de cada práctico en que se solicita al estudiante revisar la literatura original y plantear su propia estrategia experimental Preparación de guía del profesor para opciones de adaptación o adopción de los experimentos seleccionados, enfatizando la transición de experimentos tradicionales a sustentables Aplicación de experimentos con alumnos regulares de Química Orgánica I y II, y de Química Ambiental.
Resultados ya aplicados en docencia directa •
Para Química Orgánica I, carreras de Licenciatura en Bioquímica y Licenciatura en Educación Química: Introducción a la Síntesis Orgánica utilizando los Principios de la Química Sustentable. Síntesis de 1,2-dibromociclohexano por adición de bromo a ciclohexeno. Principios de Química Sustentable que se enfatizan: reacción a temperatura ambiente, en recipiente abierto y en ausencia de solvente orgánico, manipulación segura de bromo ya que se genera en cantidad justa y se consume in situ (agua oxigenada sobre HBr). Elevada economía atómica de la reacción de adición.
•
Para Química Orgánica II, carreras de Licenciatura en Bioquímica y Licenciatura en Educación Química: Condensación Aldólica entre una Cetona Enolizable y un Aldehido sin Hidrógenos Alfa utilizando Principios de Química Sustentable. Principios de Química Sustentable que se enfatizan: reacción en ausencia de solvente, a temperatura ambiente, con todos los reaccionantes en fase sólida y en recipiente abierto. Elevada economía atómica en la condensación.
•
Para la Unidad Química Sustentable del curso Química Ambiental, carrera Licenciatura en Química. Nuevo diseño didáctico basado en literature reviews para facilitar el aprendizaje de los conceptos y principios fundamentales de green chemistry. Enfatiza la adquisición de competencias para manejar la literatura científica y realizar análisis crítico y aporte de soluciones originales en aquellos ámbitos de interés en investigación y desarrollo en que existen problemas aún no resueltos o áreas con conocimiento insuficiente en el campo de la química sustentable.
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“Estudio comparativo de los Contenidos Mínimos Obligatorios (CMOs) establecidos en el Decreto Nº220 y los contenidos evaluados en la Prueba de Selección Universitaria (PSU) de Ciencias” Del Pino, Johanna.
Facultad de Química y Biología, Universidad de Santiago de Chile Delpino.bolvarán@gmail.com
Martínez, Manuel.
Facultad de Química y Biología, Universidad de Santiago de Chile
Resumen Desde el año 2004 cambió el sistema de selección a las 25 universidades que integran el Consejo de Rectores de las Universidades Chilenas (CRUCH), y desde una Prueba de Aptitud Académica (PAA) se pasó a una batería de pruebas conocida como Prueba de Selección Universitaria (PSU), basada en contenidos curriculares de la Enseñanza Media establecidos en el Decreto Nº 220 de 1998, denominados Contenidos Mínimos Obligatorios (CMO). En este estudio se busca medir la cantidad de esos contenidos, evaluados en la PSU de Ciencias, para las áreas de Química y Biología, tanto en las pruebas común como electivas, a través de un estudio estadístico descriptivo, relacionando contenidos de los niveles de Enseñanza Media, con tablas de especificación publicadas por el DEMRE, de la Universidad de Chile, utilizando documentos oficiales. A través de tablas y gráficos, se analiza las cantidades de contenidos evaluados por año, por eje temático y por área, detectando heterogeneidad en la evaluación de los contenidos, destacando que de los contenidos del ámbito común se evalúan restringidamente, y se observa la omisión total de los contenidos correspondientes al ámbito diferenciado, en ambas pruebas, tanto para el área de Química como Biología, en la Prueba de Selección Universitaria actual.
Introducción La importancia de alcanzar un alto nivel educacional siempre ha creado controversia. Sin ir más lejos dentro de las últimas décadas ha surgido un debate importante sobre las políticas de admisión basadas en las pruebas de selección universitaria (Bollinger, 2009), su utilidad y sus efectos sociales. En Chile el año 1998 mediante Decreto Supremo de Educación Nº 220 fueron establecidos los Objetivos Fundamentales y Contenidos Mínimos Obligatorios para entre otros, (Epstein, 2009). Por otra parte, según el decreto Nº 220 que precisa lo establecido en la ley 18.962 Orgánica Constitucional de Enseñanza (LOCE), se señala que, en el contexto de la exigencias que emanan del ejercicio de la libertad de enseñanza y para garantizar el cumplimiento del
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principio de igualdad de oportunidades, los Objetivos Fundamentales y Contenidos Mínimos Obligatorios para la enseñanza media, deben ser consistentes con la doble función que la ley Orgánica Nº 18.962 asigna a este nivel educativo: habilitar al alumno tanto para continuar estudios con la enseñanza superior, como para su incorporación a la vida del trabajo (Ministerio de Educación, República Chile, (1998). El año 2004 se inició un nuevo proceso de selección a las 25 universidades agrupadas en el Consejo de Rectores de las Universidades Chilenas (CRUCH), basado en 2 pruebas obligatorias (Matemáticas y Lenguaje y Comunicación) a las que se agregan dos opcionales: una de Historia y Ciencias Sociales y otra de Ciencias, una de las cuales debe ser incluida como factor de selección en cada carrera universitaria (Manzi y col.,2008) pruebas que no toman en cuenta aptitudes sino conocimientos relacionados con el currículo. Ante toda esta información y con una nueva prueba de selección basada en conocimientos, los cuales en opinión de expertos son numerosísimos, la pregunta recae en cuantos contenidos son realmente evaluados y es así como en este trabajo se busca establecer los contenidos realmente evaluados, mediante un análisis detallado de los definidos para las áreas de ciencias, tanto en la prueba común como en la prueba electiva, precisamente para las áreas de Química y Biología. Como hipótesis se plantea que se evalúa en un porcentaje elevado, cercano al 80 y 90% los Contenidos Mínimos Obligatorios (CMOs), obtenidos desde la investigación bibliográfica de los propios documentos del Demre.
Metodología Con el fin de cumplir con el objetivo expuesto en este trabajo, es necesario un análisis cuantitativo de los contenidos evaluados. Para eso se contó con dos archivos importantes, siendo el primero una prueba oficial del año 2008, la que iba a ser rendida por los estudiantes del proceso de admisión 2009 y un segundo documento analizado corresponde a un ensayo oficial realizado y publicado por el DEMRE en el diario “El Mercurio” con fecha 21 de Mayo del 2009, a los alumnos del proceso de admisión 2010. Los facsímiles analizados, al igual que las PSU original cuentan con dos tipos de prueba, una común y otra electiva, en el caso de la primera posee 18 preguntas, para cada subsector y 26 preguntas para la segunda. El procedimiento se dividió en tres partes. Primero la construcción de tablas para relacionar los Contenidos Mínimos Obligatorios (CMOs) del Decreto Nº 220 de 1998, separados según la nomenclatura del DEMRE por eje temático, con los contenidos evaluados en las pruebas analizadas. Se construyeron seis tablas por prueba (hojas según la nomenclatura de Excel). Segundo, se dio paso a la cuantificación de los contenidos evaluados, de donde surge una séptima tabla que muestra un resumen de la cuantificación realizada y la categorización de los resultados. Y en la tercera parte, se realizó la construcción de gráficos, sobre cada categoría, entendiendo por tal el nivel de Enseñanza Media (cuatro niveles), el subsector (química y biología) y el ámbito (formación general y diferenciada).
Resultados En base a las tablas realizadas, se procedió a analizar la información relativa a la cantidad de preguntas para cada prueba por subsector, en ambos facsímiles, primero por nivel y luego
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por eje temático. Luego se integró la información comparando ahora los porcentajes de contenidos por cada subsector, para cada nivel según eje temático en cada tipo de prueba (común y electiva). Finalmente, con toda la información procesada anteriormente se procedió a determinar los contenidos evaluados y omitidos según subsector para cada prueba y en cada facsímil (2009 y 2010). Los gráficos obtenidos de la evaluación u omisión de los contenidos en ambas pruebas se puede observar en los siguientes gráficos.
Fig.Nº1: Gráficos representativos de porcentajes de contenidos evaluados y omitidos en Biología, para ambas pruebas, proceso de admisión 2009.
Fig.Nº2: Gráficos representativos de porcentajes de contenidos evaluados y omitidos en Química, para ambas pruebas, proceso de admisión 2009.
Fig.Nº3: Gráficos representativos de porcentajes de contenidos evaluados y omitidos en Biología, para ambas pruebas, proceso de admisión 2010.
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Fig.Nº4: Gráficos representativos de porcentajes de contenidos evaluados y omitidos en Química, para ambas pruebas, proceso de admisión 2010. Para los casos de los ámbitos diferenciados en ambas áreas, no se generan gráficos ya que al analizar las tablas se observa la omisión del total de los contenidos presentes en estos.
Conclusión A partir de los resultados obtenidos, la hipótesis de trabajo ha sido rebatida al observarse una clara tendencia a evaluar un porcentaje menor que los contenidos presentes en el currículo de Enseñanza Media actual, lo que nos lleva a recomendar el hacer una evaluación profunda si los ámbitos de formación diferenciada son realmente necesarios si no son evaluados ninguno de sus contenidos o si sería mayormente beneficioso para los estudiantes ocupar esos horarios en materias específicas que potencien tanto habilidades como los mismos contenidos básicos del ámbito general que necesitan manejar para poder ingresar a la universidad en algún tipo de carrera específica. Por otra parte se debe tener en cuenta que diversos contenidos son inclusivos de otros, por lo que para el caso de la Prueba de Selección Universitaria debería hacerse un nuevo cuadro donde al especificar cuáles serán evaluados, reduciendo la cantidad detallada expuesta por el Ministerio de Educación, y tomando implícitamente contenidos previos.
Bibliografía •
Bollinger, L. Debate Over the SAT Masks Perilous Trends in College Admissions. Journal of College Admission. pág: 3.(2009).
•
Epstein, J. Behind the SAT-Optional movement: Context and Controversy. Journal of College Admission.pag:1.(2009).
•
Ministerio de Educación, República de Chile, (1998), Objetivos Fundamentales y Contenidos Mínimos Obligatorios de la Educación Media. Decreto Supremo de Educación Nº220.pág:4.
•
Manzi. J, Bravo. D, Del Pino. G, Donoso. G, Martínez .M, Pizarro.R. Estudio acerca de la validez predictiva de los factores de selección a las universidades del consejo de
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rectores, Admisiones 2003 a 2006. Santiago. H. Consejo de Rectores Universidades Chilenas. pรกgs:9-18.(2008).
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APROXIMACIÓN A LA HISTORIA SOCIAL DE LA COMUNIDAD QUÍMICA COLOMBIANA DESDE LAS REVISTAS CIENTÍFICAS ESPECIALIZADAS: 2000 – 2010. Diego Díaz Timoté
Estudiantes del Programa de Maestría en Docencia de la Química. Universidad Pedagógica Nacional. Bogotá, Colombia. Ricardo Franco Moreno
Estudiantes del Programa de Maestría en Docencia de la Química. Universidad Pedagógica Nacional. Bogotá, Colombia. Royman Pérez Miranda
Profesor de la Universidad Pedagógica Nacional. Grupo IREC. diaz.timote@gmail.com
Resumen Con el presente proyecto de Grado para optar al Título de Magíster en Docencia de la Química de la Universidad Pedagógica Nacional, se pretende indagar acerca de la presencia internacional de la comunidad química colombiana durante el primer decenio del siglo XXI, incorporando el correspondiente análisis de los factores sociales, políticos, económicos y culturales que han condicionado su institucionalización y consolidación y resaltando el papel del Didacta de las Ciencia en dicho estudio.
De los aspectos teóricos Así, dentro del campo de la Didáctica de las Ciencias, hoy cobran especial importancia los estudios sociales de las ciencias, lo cual pone de manifiesto que el profesor de química, además de pertenecer a la comunidad de Didactas, pertenece a la comunidad científica [1], lo cual supone que éste ha de investigar acerca de la naturaleza de la comunidad que lo acoge y manifestarle al país lo que ha ocurrido con la institucionalización de la actividad científica y la consolidación de dicha comunidad. Pues el profesor de química que conoce la historia de la consolidación de la comunidad de especialistas a la cual pertenece, puede aproximarse a dar razón de los problemas y limitaciones que han condicionado la circulación de determinada versión de ciencia en la escuela. Hechas las anteriores consideraciones, aceptado el hecho de que para hacer historia de la educación en ciencias, es perentorio hacer historia social de la ciencia, y reconocidas las aproximaciones a la historia social de la comunidad científica del país existentes hasta hoy, se hace necesario indagar acerca de la presencia internacional de la comunidad química colombiana durante el periodo 2000–2010, incorporando los análisis sociales, políticos, económicos y culturales que permitan dar razón de la institucionalización de la actividad científica y de la consolidación de dicha comunidad.
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Este estudio es una oportunidad para contrastar los resultados obtenidos, con la información existente en el Sistema Nacional de Ciencia y Tecnología y realizar las correspondientes contribuciones a fortalecerlo dentro de la segmentación cronológica definida.
De las finalidades Entre las finalidades más importantes se resaltan: Determinar cuál ha sido la presencia de la Comunidad Química Colombiana en la comunidad científica internacional durante el periodo: 2000 – 2010, y su relación con los factores educativos, sociales, económicos, políticos y culturales de su institucionalización en el país. Realizar un análisis cienciométrico y bibliométrico de las publicaciones de científicos colombianos en revistas especializadas en Química del marco nacional, latinoamericano y global de las publicaciones de los últimos diez años. Identificar cuál ha sido el lugar de la comunidad de Didactas de la Química del país, en la comunidad científica Química.
De la metodología La investigación se inscribe en los estudios sociales de la ciencia [2]; [3] y [4], y se sustenta desde los supuestos metodológicos de la cienciometría [1], enfoque metodológico que se apoya en los criterios de la Bibliometría y la encuesta Frascati, siendo ésta última de gran utilidad en la evaluación de los indicadores I + D y C & T [6] que permiten dar razón de la institucionalización de la actividad científica. Estos elementos a su vez propician la discusión alrededor de la pertenencia como indicador de la productividad científica en las sociedad colombiana y el papel tan importante que juegan los didactas de las ciencias.
Figura 1. Diseño Metodológico. Agradecimientos A los profesores Royman Pérez Miranda y Rómulo Gallego por ser nuestros tutores de esta Investigación donde se consagran nuestros esfuerzos intelectuales para optar al Título de
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Magister en Docencia de la Química y poder continuar en nuestra trayectoria investigativa con miras a continuar fortaleciéndola en el Doctorado.
Bibliografía •
Barona, J. L. (1994). Ciencia e historia. Debates y tendencias en la historiografía.
•
Kreimer, P. (2009). El científico también es un ser humano. Buenos Aires: Siglo Veintiuno.
•
Restivo, S. (1992). La ciencia moderna como problema social. Fin de Siglo, No. 3, 20 – 39.
•
Vessuri, H. M. C. (1992). Perspectivas recientes en el estudio social de las ciencias. Fin de Siglo, No. 3, 40 – 52.
•
OCDE (2002). Manual de Frascati. Proposed Standard practice for surveys on research and experimental development.
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