grado. Dennix Yineth Reyes Olaya

Construcción de explicaciones sobre el impulso nervioso en el contexto escolar. ¿por qué los peces eléctricos no se electrocutan?

Gina Marcela Robayo Vélez. gmrobayov@upn.edu.co

Asesores: Sandra Sandoval, Francisco Malagón y Juan Alberto Aldana

RESUMEN

Preguntarse por el impulso nervioso, además de ayudar a reconocer y profundizar sobre su mecanismo de acción y naturaleza, nos lleva a reconocer y profundizar en aspectos biológicos, químicos, físicos y socioculturales (históricos, políticos y económicos) que influyen en la formación de nuevas representaciones sobre el fenómeno estudiado. Por ello, la relación que se pretenden establecer entre el comportamiento de la anguila sudamericana y la electricidad examina la construcción de explicaciones sobre el impulso nervioso, primero porque contempla los desafíos epistemológicos e históricos para dichas relaciones y explicaciones y segundo porque las problematiza, es decir, implica la organización de experiencias, descripciones e interpretaciones que contribuyan a dar cuenta del mismo.

Durante muchos siglos la fascinación por los inusuales y letales efectos de los peces eléctricos como la anguila sudamericana que al estar muy cerca de una presa ò al entrar en contacto con ella genera temblores, entumecimientos, adormecimientos e inclusive la muerte sobre sus víctimas, ha despertado el interés de muchos por identificar el modo con el cual estos animales logran producir dichos efectos; en la búsqueda de respuestas, algunos de sus mecanismos fueron comprendidos arrojando estrechas relaciones en preparaciones neuromusculares de peces y anfibios sobre el potencial eléctrico de los cordones nerviosos y musculares, la electricidad animal y la propagación de señales eléctricas que controlan la contracción muscular, entre otros; que en conjunto contribuyeron a una mejor comprensión de lo que se conoce hoy como impulso nervioso.

La propia experiencia en este proceso de profundización ha puesto el contexto escolar como un escenario donde la construcción de explicaciones sobre el impulso nervioso puede superar la repetición de información, teniendo en cuenta que, dentro del currículo escolar colombiano se abordan algunos conocimientos sobre esta temática, podrían plantearse sesiones y prácticas experimentales, que aporten a la construcción de explicaciones conjuntas sobre el impulso nervioso que tengan mayor trascendencia en los jóvenes. En consecuencia, con lo expuesto, se transita de la pregunta inicial: ¿Por qué los peces eléctricos no se electrocutan? a la cuestión ¿Cómo la construcción de explicaciones sobre la naturaleza eléctrica de la anguila sudamericana en el contexto escolar, aporta a la comprensión de los procesos de producción de conocimiento alrededor del impulso nervioso y las características eléctricas del mismo?

El estudio del desarrollo embrionario como problema de conocimiento

Lorena Bejarano Beltrán lobejaranob@upn.edu.co

Esperanza Ortiz Ardila eortiza@upn.edu.co

Asesores: Steiner Valencia Vargas, Ingrid Vera Ospina, Andrea Toledo Aranda

RESUMEN

El estudio del desarrollo embrionario como problema de conocimiento surge en el marco formativo de la Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales de la Universidad Pedagógica Nacional, y tiene el propósito de profundizar en aspectos disciplinares, históricos y pedagógicos desde los cuales es posible comprender, cómo el desarrollo embrionario se constituyó en objeto de conocimiento de la biología y consolido a la embriología como ciencia y de aportar elementos disciplinares y pedagógicos para el diseño de una intervención de aula en una institución educativa del Distrito Capital.

Al realizar algunas reflexiones sobre la enseñanza del desarrollo embrionario en la educación básica, se evidencia la relevancia que se da al proceso en la especie humana, la mirada reduccionista del desarrollo embrionario como una secuencia aislada que ocurre en la historia de vida de la especie, las implicaciones en la preservación de las etapas del desarrollo embrionario (colecciones en formol, modelos en 3D) y sus efectos éticos en el ámbito cultural, son las que estructuran el problema de estudio y evidencian la necesidad de profundizar disciplinar y pedagógicamente.

La propuesta de investigación se fundamenta en la necesidad de profundizar los aspectos de orden experimental y observacional en la comprensión biológica del desarrollo embrionario, así como en el interés por diseñar montajes experimentales con ejemplares de la rana sabanera; Dendropsophus labialis, para hacer un seguimiento a la historia de vida del organismo en escenarios educativos; específicamente con estudiantes de primaria, al ser el ejemplar de un organismo con metamorfosis, rompe las representaciones que se tiene frente al desarrollo embrionario y pone a disposición preguntas y explicaciones que articulan la embriología experimental, la historia de vida, el diseño experimental y su papel en la enseñanza de las Ciencias Naturales.

¿Astrofísica en la escuela?: Una propuesta para la enseñanza de la física de agujeros negros en la educación media.

Paula Alejandra Cardona Torres Pacardonat@upn.edu.co

Asesores: Francisco Javier Orozco y Giovanny Sierra Vargas

RESUMEN

La siguiente propuesta de trabajo emerge desde varias perspectivas que se enmarcan a partir de la experiencia como educadora y estudiante, donde se reconoce la importancia de potenciar la enseñanza de la astrofísica en el país.

En este sentido, se ha evidenciado que existe un gran entusiasmo e interés por parte de los estudiantes de secundaria frente al conocimiento relacionado con la astronomía y la astrofísica gracias a los progresos teóricos y tecnológicos que, las redes y los medios divulgativos han generado. Sin embargo, la enseñanza en este campo ha quedado condicionada por lo establecido por los estándares del MEN, donde las temáticas relacionadas con la física moderna, la astronomía y por tanto la astrofísica, no se consideran en los currículos.

Por ende, siendo la astrofísica una ciencia que ha tomado relevancia en la actualidad por los hallazgos realizados actualmente, es importante abordarla dentro del aula; ya que, nuestros estudiantes suelen estar más influenciados por la astronomía que aprenden fuera de la escuela1 (Percy, 2018). Por ello, se busca determinar los criterios epistemológicos, teóricos, pedagógicos y didácticos para diseñar una propuesta de aula que permita abordar la enseñanza de los agujeros negros en la educación media.

La idea de desequilibrio del calórico en el ciclo de Carnot: un análisis para la enseñanza de los procesos térmicos

RESUMEN

Laguna Rivera César Augusto calagunar@upn.edu.co Palacios Hernández Armando Antonio aapalaciosh@upn.edu.co

Asesores: Marina Garzón y Liliana Tarazona

La idea de calor como fluido estuvo presente en el trabajo de Carnot sobre el estudio de las máquinas térmicas, permitiéndole establecer su ciclo térmico más eficiente con la idea de desequilibrio en el calórico. A pesar de esto, la idea de calor como fluido (calórico), ha sido descartada actualmente, debido a que existen algunas dificultades al momento de involucrarla en la comprensión con otros fenómenos; aun así, los procesos térmicos no escapan de estas dificultades. En el ciclo de Carnot durante el proceso isotérmico, el calórico que ingresa al gas, es aquel que pierde la fuente, pero sin que ninguno de los dos cuerpos cambie su temperatura; mientras que, para el proceso adiabático, el gas cambia sus variables térmicas en una condición de aislamiento.

Podemos hacer más evidente esta problemática mediante la analogía de los vasos comunicantes, que se utiliza en algunos libros de texto, que permite establecer la relación calor – temperatura, en dicha analogía el líquido representará la cantidad de calor, y su nivel de altura en el vaso será equivalente a la temperatura; se llega a una contradicción en los dos procesos térmicos del ciclo de Carnot: en el proceso isotérmico a pesar de que ingresa el líquido del vaso no debe incrementar su altura y, en el proceso adiabático, al vaso no le ingresa líquido, pero debe incrementar su altura. Por último, reconocemos que cuando dos o más cuerpos a distintas temperaturas se encuentran en contacto, llegarán a igualar sus temperaturas (equilibrio térmico) aun cuando tengan distintas cantidades de calor, lo que no se puede representar desde esta analogía. A pesar de ello, la idea de calor como fluido también puede estar involucrada en las maneras como se presentan los fenómenos térmicos en los contextos de enseñanza y está marcada en algunas maneras como nos referimos al calor en situaciones cotidianas. Entonces las preguntas a desarrollar en este trabajo son:

¿Cómo Carnot a partir del análisis del equilibrio - desequilibrio del calórico resuelve estas problemáticas en los procesos térmicos?, ¿Qué criterios se pueden tener en cuenta para diseñar una propuesta de enseñanza de los procesos térmicos a partir del análisis del equilibrio - desequilibrio del calórico en la obra de Carnot?

La actividad experimental en la construcción de explicaciones en torno a la reactividad entre las sustancias y su relación con la velocidad de reacción

Karen Geraldine Rodríguez Dallos, Sandra Patricia Verano Fuentes krodriguezd@upn.edu.co; spveranof@upn.edu.co

Asesores: Juan Aldana, Francisco Malagón y Sandra Sandoval

RESUMEN

En la educación básica y media se enseña la reactividad química como la encontramos en algunos textos escolares, es decir, haciendo énfasis en operaciones matemáticas, ecuaciones químicas y expresiones simbólicas que no dan cuenta de las dinámicas e interacciones entre las sustancias. Esta manera de pensar, hacer y hablar de ciencia en el aula dificulta la comprensión sobre cómo ocurren las reacciones químicas, por qué algunas sustancias interactúan con unas y con otras no, por qué hay reacciones más rápidas que otras, entre otros cuestionamientos que emergen cuando se es consciente de este fenómeno.

Desde esta perspectiva, se diseñaron y desarrollaron actividades experimentales donde se tuvieron en cuenta los artículos y textos de Wenzel y Vant’Hoff sobre la reactividad química, en los cuales se estudian diferentes factores como las velocidades de reacción y los calores producidos en relación con la mayor o menor actividad química entre sustancias. En adelante, se abordan las reacciones entre metales y ácidos para ampliar la base fenomenológica en torno a la comprensión de la relación entre velocidad y afinidad química, resaltando la importancia de la actividad experimental para la construcción de explicaciones a partir de la observación, el cuestionamiento y la organización del fenómeno para establecer procesos de formalización con el fin de ampliar la experiencia.

En este sentido, se estudia el problema sobre la reactividad química en virtud de su velocidad de reacción para dar cuenta de la afinidad como una forma de organizar estos fenómenos. Nuestra pregunta central es formulada como sigue: ¿Cómo la actividad experimental proporciona elementos para la construcción de explicaciones en torno a la reactividad entre metales y ácidos en relación con su velocidad de reacción?

Observemos el cielo: modelización de la bóveda celeste con niños de quinto grado

Dennix Yineth Reyes Olaya dyreyeso@upn.edu.co

Asesor: Sandra Forero

RESUMEN

Mirar el cielo evoca curiosidad, esa que nos lleva a cuestionarnos y querer saber que ocurre más allá, este es un eje importante en la enseñanza de las ciencias, pero se encuentran dificultades como por ejemplo las herramientas necesarias para observar, esto se evidencia en la práctica docente cuando se realizan preguntas a los estudiantes de quinto grado alrededor de lo observado en el cielo, tales como: ¿Qué es una estrella? ¿Dónde se ven las estrellas? ¿Qué es una constelación? ¿Qué es la bóveda celeste? Las respuestas dadas por los estudiantes evidenciaron la necesidad de buscar trabajar de manera transversal la astronomía observacional, a partir de la fundamentación y la experiencia, de tal manera que podamos vincular sus ideas iniciales las cuales están dadas desde sus propias observaciones y vivencias alrededor de aquello que han estudiado tanto en ciencias naturales como ciencias sociales.

Para llevar a cabo observaciones de orden astronómico es usual partir de la idea de un lugar en el cual pueden ser proyectados los cuerpos celestes para su observación, al cual se le ha denominado bóveda celeste. Sin embargo, es necesario explicitar con los estudiantes como se constituye este constructo mental que es de orden fundamental para comprender como se mueven los objetos celestes y donde están ubicados. El no dar como constituido este referente privilegiado de observación, se convierte en el reto a orientar a partir de lo que se conoce como modelización en ciencias naturales, el cual a su vez lleva a la autora de este trabajo a interrogarse sobre ¿Cómo construir el concepto de bóveda celeste con estudiantes de grado quinto?, de tal manera que cualquier observación realizada parta del hecho de la comprensión de como observo aquello que veo.

Debemos tener en cuenta que la modelización no es solo una representación física, más bien es una ruta metodológica que lleva al estudiante en un camino de construcción y reconstrucción consecutiva conceptual, que a su vez le permitirá llegar a la materialización de un modelo explicativo, con la guía del profesor siendo este un actor participe. Lo anterior a implicado la deconstrucción de certezas, no necesariamente fundamentadas de quien lleva a cabo la presente investigación.