MAESTRÍA EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS NATURALES
SOCIALIZACIÓN DISEÑO DE TESIS 25 y 26 - Marzo - 2021
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL DEPARTAMENTO DE FÍSICA
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL DEPARTAMENTO DE FÍSICA MAESTRÍA EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS NATURALES ESPECIALIZACIÓN EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS PARA EL NIVEL BÁSICO
Steiner Valencia Vargas Director Departamento de Física Liliana Tarazona Vargas Coordinadora Programas de Posgrado DFI
Equipo de Docentes Asesores de los Trabajos de Grado Juan Aldana González Marina Garzón Barrios Francisco Malagón Sánchez Sandra Sandoval Osorio Liliana Tarazona Vargas Andrea Toledo Aranda Steiner Valencia Vargas Ingrid Vera Ospina
25 y 26 de marzo de 2021
PRESENTACIÓN
En los procesos de formación de docentes en ciencias, que se desarrollan en la Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales y en la Especialización en Docencia de las Ciencias para el Nivel Básico, se pretende la construcción de escenarios de reflexión y profundización teórica en el campo de la docencia de las ciencias que aporten a los contextos escolares y proyecten acciones de innovación e investigación en las prácticas de enseñanza. Acciones que se expresan en el liderazgo de los maestros de ciencias en sus respectivas comunidades escolares. Desde esta convicción el diseño de trabajo de grado, que se concreta al finalizar el segundo semestre del programa de Maestría, articula las reflexiones en torno al sentido de la enseñanza de las ciencias, la historicidad de los saberes, las reflexiones pedagógicas y didácticas y las posibilidades para transformar la escuela desde las prácticas de enseñanza de las ciencias. La formulación y desarrollo del trabajo de grado de Maestría es la actividad que posibilita incursionar en el ámbito de la investigación educativa, la realización del mismo plantea al estudiante una situación compleja en la que debe relievar cuál es la situación en la que desea profundizar, decidir cuáles son las estrategias que va a desplegar para dar respuesta al problema formulado, cuál va a ser el lugar que le asignará al aula, a los estudiantes, a las situaciones experimentales, a la historia, a las técnicas dentro de su indagación y construcción discursiva, entre otros aspectos. Los diseños que se presentan en este primer semestre de 2021 corresponden al ejercicio iniciado en agosto de 2020 y expresan la madurez, el desarrollo y devenir de las reflexiones alcanzadas por los estudiantes de tercer semestre tanto en el espacio de asesoría como en el tránsito por los diferentes seminarios y espacios académicos del programa. En este sentido, son ejercicios que disponen un lugar teórico donde se sitúan las reflexiones de los diferentes grupos de trabajo del Programa de Maestría, que de diferente manera expresan el escenario complejo de reflexiones a las cuales estamos convocados como comunidad académica de maestros de ciencias.
Para el programa, los escenarios de socialización de la actividad investigativa posibilitan, a quienes exponen, encontrar ideas potentes a las que no se les había dado suficiente relevancia, cabos sueltos en las reflexiones, derivaciones metodológicas que se hacen necesarias para imprimir validez a los desarrollos, entre otros. Estos espacios también nos muestran el tejido teórico y la construcción de sentidos para la enseñanza de las ciencias, que sitúan el programa como una opción propositiva para un país que se debate en nuevos escenarios políticos, sociales y económicos.
Contenido Construcción de una base fenomenológica sobre la interacción luz – materia como una forma de introducción a la mecánica cuántica Carlos Germán Cortés Hernández……………………………………………………………………………..1 El corazón humano: una estructura homeostática y dinámica Henry Andrés Ortiz Galvis y Cristhian Gustavo Valenzuela Araque ......................................................... 2 La composición y estructura del ADN en los seres vivos desde una perspectiva fenomenológica. Nicolás Jaramillo Angarita y Wilson Darío Salazar Pérez……………………………………………… …
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La Germinación de la Semilla: Estudio de las condiciones que hacen posible la organización en las plantas Natalia Martínez Morales ..............................................................................................................………. 4 Reproducción en hormigas un problema de conocimiento. Andrea Florez y Xiomi garzón………………………………………………………………………………………5 Herencia: un viaje del ADN a los cromosomas Oscar David Ríos Rodríguez………………………………………………………………………..6 Construcción de la clasificación estelar: organización conceptual sobre la naturaleza de la radiación y su relación con la temperatura Jhosep Alejandro Rodríguez Parra…………………………………………………………………………………7 El estudio de los páramos circundantes de la sabana de Bogotá aporta a la comprensión de estos ambientes naturales como ecosistemas estratégicos. Edgar Sebastián Pérez Méndez…………………………………………………………………………………….8
Construcción de una base fenomenológica sobre la interacción luz – materia como una forma de introducción a la mecánica cuántica Carlos Germán Cortés Hernández cgcortesh@upn.edu.co Asesores: Sandra Sandoval Osorio, Francisco Malagón Sánchez, Juan Aldana González RESUMEN En la educación media, los problemas de la física moderna están ausentes en los currículos. Una reflexión sobre esta cuestión ha puesto de relieve en particular el problema de la naturaleza de la luz y su interacción con la materia como parte de la comprensión del mundo que habita el estudiante, porque le permiten ampliar su experiencia, comprender otros fenómenos, dar cuenta de nuevas maneras de dialogar con la naturaleza, donde la unidad fenómeno – sujeto establece la relación entre la percepción (observación) y la construcción de un discurso (lenguaje).
Por lo anterior el presente trabajo de investigación tiene como objetivo general construir una base fenomenológica sobre la interacción de la luz con la materia, como una forma de introducción a la mecánica cuántica. En ese sentido, se plantea la metodología en dos direcciones: los análisis histórico – críticos y la perspectiva fenomenológica, donde se ha dialogado con autores como Hertz, Planck, Einstein, De Broglie y Heisenberg, permitiendo destacar de esta lectura aspectos como los problemas que dieron origen a la cuantización de la energía y el carácter dual de la materia.
A la vez, se reconoce que el sujeto no cuenta con una experiencia inicial y por lo cual se requiere la construcción de una base fenomenológica desde el diseño de actividades experimentales, que posibilitan tener en cuenta, un campo de efectos, de relaciones entre efectos y de modos de expresar estar relaciones lo cual enriquece la actividad experimental en la enseñanza de la física moderna y la vincula a los procesos de formalización y organización de explicaciones.
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El corazón humano: una estructura homeostática y dinámica
Ortiz Galvis Henry Andrés haortizg@upn.edu.co Valenzuela Araque Cristhian Gustavo cgvalenzuelaa@upn.edu.co Asesores: Steiner Valencia Vargas, Ingrid vera Ospina y Andrea Toledo Aranda RESUMEN El presente trabajo de investigación es producto de la reflexión en torno a la práctica docente y los procesos dados en el programa de Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales de la Universidad Pedagógica Nacional, en el cual busca determinar las condiciones técnicas y teóricas que permiten la comprensión y explicación del corazón humano como una estructura dinámica, así como caracterizar las relaciones de orden estructural y funcional del corazón que favorecen la homeóstasis, para posteriormente diseñar, implementar y sistematizar una intervención en el aula acerca de la dinámica del corazón humano, sus relaciones funcionales y estructurales con otros órganos y sistemas. Es decir el corazón en el aula, como un objeto de conocimiento que posibilita la configuración de subjetividades en torno a la dinámica de lo viviente.
Para ello, se retoman elementos de las políticas públicas expuestas en los documentos de referencias, las cuales en términos generales no abordan al corazón de forma explícita, sino como uno de los elementos que conforman la función de la circulación; aunque también deja abierta la posibilidad al docente de que junto con los referentes institucionales (PEI, currículo) incorpore dentro de sus prácticas una propuesta que pueda aprovechar el potencial pedagógico del corazón en la enseñanza de las ciencias naturales y en la comprensión misma del fenómeno viviente.
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La composición y estructura del ADN en los seres vivos desde una perspectiva fenomenológica.
Nicolás Jaramillo Angarita njaramilloa@upn.edu.co Wilson Darío Salazar Pérez wdsalazarp@upn.edu.co
Asesores: Sandra Sandoval Osorio, Francisco Malagón Sánchez Y Juan Aldana González
RESUMEN
Desde nuestra experiencia docente se hacen evidentes algunas dificultades en la enseñanza de la química del material hereditario, como lo son: La actividad experimental, la cual se limita al desarrollo de procedimientos para la extracción del ADN; La enseñanza del ADN en los libros, en donde no se cuestiona el contenido, imágenes y explicaciones que brindan; El
docente
como
transmisor
de
información,
acerca
de
conceptualizaciones
desarrolladas por científicos, y que limita su labor a la implementación de actividades como talleres, videos y experimentos.
A propósito de estas dificultades, se han abordado los desarrollos experimentales que llevaron a los científicos a ligar la transmisión de información hereditaria con una clase de material de carácter
bioquímico, para esto se consultaron las memorias de Friedrich
Miescher, Albrecht Kossel, Phoebus Levene, Oswal Avery, Rosalind Franklin, Watson y Crick, este ejercicio nos ayuda a plantear la problemática en los siguientes términos: ¿Cómo enriquecer, ampliar y organizar las experiencias de los estudiantes mediante el diseño de una propuesta experimental que les permita pensar la herencia biológica?
De acuerdo con lo anterior este trabajo tiene como objetivo diseñar distintas actividades experimentales que contribuyan a ampliar y organizar la experiencia de los estudiantes sobre la composición química y la estructura del material hereditario
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La Germinación de la Semilla: Estudio de las condiciones que hacen posible la organización en las plantas Natalia Martínez Morales nmartinezm@upn.edu.co
Asesores: Andrea Rocío Toledo Aranda, Steiner Valencia Vargas e Ingrid Vera Ospina RESUMEN La germinación como proceso determinante en la configuración de las plantas como objeto de estudio para la biología se debe a las condiciones de cambio que sufre la semilla en su desarrollo y la cual desde su programa y organización pasa ser parte de la historia de vida de las plantas. Sin embargo, en la enseñanza de las ciencias naturales y particularmente del caso de la biología, las plantas no tienen un papel protagónico, no solo desde el currículo, sino desde la normativa. Asimismo, el papel que juegan los procesos en lo vivo, en las plantas y en la germinación, tampoco representan mayor mención o consideración, de ahí que dentro de este trabajo se pretenda como objetivo general dar cuenta de los procesos y condiciones que hacen posible el desarrollo y posterior germinación de las semillas y su aporte en la comprensión de las plantas como entidades históricas, a partir de los objetivos específicos de profundizar en aspectos Históricos, Disciplinares y Epistemológicos que dan cuenta de las plantas como entidades históricas objeto de estudio para las Ciencias Naturales y particularmente para la Biología y finalmente diseñar, implementar y sistematizar una intervención en el aula acerca de los procesos y condiciones que hacen posible el desarrollo y germinación de las semillas.
De tal manera tras la profundización teórica se dará cuenta de las condiciones que hicieron posible la configuración de la Germinación como un objeto de estudio para la biología y su incidencia en la enseñanza de las ciencias naturales.
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Reproducción en hormigas un problema de conocimiento Andrea Florez caflorezt@upn.edu.co Xiomi Garzón xtgarzong@upn.edu.co Asesores: Steiner Valencia Vargas e Ingrid Vera Ospina, RESUMEN Este trabajo de grado propone el fenómeno de reproducción como un espacio de profundización desde la perspectiva de problemas de conocimiento, lo cual implica que se tengan en cuenta las relaciones entre estructuras, funciones y condiciones que lo posibilitan, dejando atrás una mirada solamente estructural como comúnmente se aborda desde el currículo escolar, así se plantea realizar una ruta metodológica que contemple aspectos tanto disciplinares como pedagógicos en la construcción del conocimiento relacionado con la reproducción en insectos específicamente de la familia Formicidae (hormigas). De esta manera se plantea como objetivo general profundizar teóricamente sobre las relaciones entre la reproducción en hormigas y su forma de organización social, haciéndose necesario documentar aspectos históricos y disciplinares que den cuenta de la multiplicación y conservación de los organismos, resaltando la importancia de conocer las condiciones teóricas y técnicas que lo han configurado y relacionado como un elemento central en la comprensión de lo vivo. Por otro lado se pretende establecer relaciones entre la reproducción en hormigas y las particularidades del eusocialismo pues estos organismos son un ejemplo de la complejidad del fenómeno, ya que por su comportamiento social presentan un proceso reproductivo interesante, puesto que estas han evolucionado por medio de un dominio matriarcal que se centra en la división del trabajo reproductivo. Por último se propone diseñar, implementar y sistematizar una propuesta de aula que configure la reproducción en hormigas como problema de conocimiento en la enseñanza de las ciencias naturales, usando como estrategia la artificialización de un hormiguero que posibilite al estudiante-docente cuestionar, profundizar y construir explicaciones sobre la complejidad de este fenómeno en las hormigas desde relaciones estructurales - funcionales y su organización social, contrastando así con la forma como es abordado convencionalmente este fenómeno.
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Herencia: un viaje del ADN a los cromosomas Oscar David Ríos Rodríguez Odriosr@upn.edu.co Asesores: Andrea Toledo Aranda, Steiner Valencia Vargas, Ingrid Vera Ospina.
RESUMEN
La propuesta de investigación establece un contexto problemático sustentado en cuatro aspectos: primero, la indagación y análisis de las orientaciones curriculares sobre la enseñanza de la biología, así pues, se constituyen como documentos de indagación los estándares básicos de competencias en ciencias naturales y los derechos básicos de aprendizaje (DBA). Segundo, la experiencia como educador y las prácticas relacionadas con la enseñanza de la herencia biológica. Tercero, se desarrollan algunas consideraciones disciplinares sobre las que se manifiesta que la herencia biológica se fundamenta en los conceptos centrales de cromosoma, gen y DNA, y cuarto, las consideraciones o reflexiones que se han desarrollado desde la formación en el curso de la Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales (MDCN).
A partir de estos aspectos se propone como problema de interés, la pregunta ¿Cuáles son las condiciones disciplinares y epistémicas que hacen posible pensar al cromosoma, al gen y al DNA como estructurantes para la comprensión de la herencia biológica?
De esta manera para abordar la pregunta problema se propone como objetivo general profundizar en las condiciones disciplinares y epistémicas que hacen posible pensar al cromosoma, al gen y al ADN como estructurantes para la comprensión de la herencia biológica., así mismo, como objetivos específicos, la propuesta contempla caracterizar las relaciones existentes entre los niveles epistémicos de estructura, modelo y código y los niveles conceptuales de cromosoma, gen y DNA; elementos que permitirán diseñar, implementar y sistematizar una intervención de aula para la enseñanza de la herencia biológica a partir de las relaciones entre los conceptos de cromosoma, gen y DNA.
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Construcción de la clasificación estelar: organización conceptual sobre la naturaleza de la radiación y su relación con la temperatura
Jhosep Alejandro Rodríguez Parra Alejothegreen@hotmail.com Asesores: Liliana Tarazona Vargas y Marina Garzón Barrios RESUMEN Como maestros de ciencias naturales, orientamos la construcción de conceptos en el aula. Sin embargo, en ocasiones, los fenómenos se distancian de la experiencia sensible, un ejemplo es la radiación térmica. Esta puede ser presentada en el aula, como definiciones carentes de vivencias, que dificultan la fabricación de sólidas redes semánticas y como consecuencia obstaculizan el proceso de conocimiento del estudiante.
Es importante considerar entonces, la actividad experimental adentro del ejercicio de formación de redes significantes. Si hablamos de radiación tenemos una construcción cultural cotidiana o científica frente al concepto, como algo que está vinculado al sol. Partiendo de cualquier contexto, podemos reconocer que el sol es una estrella y si lo comparamos con otras, podemos establecer unas semejanzas y diferencias que permitirán el estudio del vínculo temperatura y color, esta relación descrita por Russel, Gamow, Planck y otros, posibilitará la construcción de vivencias desde el experimento y la teoría, favoreciendo la formación de redes semánticas significativas en el estudiante. En este sentido ¿Cuál es la organización conceptual que alcanzan los estudiantes sobre radiación térmica, cuando se aborda la clasificación estelar?
Para dar respuestas a esta pregunta se construirá una ruta de experiencias que posibilite el ejercicio de la clasificación estelar en aula, proponiendo como punto de partida el sol, esta estará fundamentada en un ejercicio de profundización teórica y experimental sobre la relación radiación-temperatura-color. También se establecerán criterios para reconocer las organizaciones conceptuales que los estudiantes elaboran durante la implementación de la ruta.
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El estudio de los páramos circundantes de la sabana de Bogotá aporta a la comprensión de estos ambientes naturales como ecosistemas estratégicos. Edgar Sebastián Pérez Méndez Sebastianperez28@gmail.com esperezm@upn.edu.co Asesores: Andrea Toledo Aranda, Steiner Valencia Vargas e Ingrid Vera Ospina RESUMEN: El concepto ecosistema surgió como un argumento teórico que permitió romper con debates existentes entre paradigmas de la ecología del principio del siglo XX, estableciéndose como un concepto clave para la comprensión de las dinámicas de la naturaleza, empleándose con frecuencia en la enseñanza de temas biológicos en los niveles de educación básica y media, por lo que el Ministerio de Educación Nacional de Colombia a partir de las políticas públicas ha establecido la forma en que se debe abordar este concepto en los diferentes niveles escolares, después de una análisis y revisión de estos documentos se evidencia que se promueve una visión fragmentada del concepto ecosistema en las ciencias naturales, puesto que se genera una separación de sus procesos para que sean objeto de estudio en las diferentes disciplinas (física, química y biología), por lo que no se promueve una mirada articulada.
Por otra parte, haciendo una reflexión acerca de las diferentes experiencias en el ejercicio docente se ha evidenciado el uso de libros de textos de diferentes editoriales y guías de aprendizaje para los estudiantes en donde se trabaja los ecosistemas de una manera descontextualizada, puesto que se generan explicaciones ejemplificando ecosistemas pertenecientes a otros lugares como las sabanas y desiertos africanos, que cuentan con condiciones y organismos muy diferentes a las que pueden tener ecosistemas de Colombia como los páramos, es por esto que como objetivo del presente trabajo de grado se plantea documentar disciplinar y pedagógicamente los aspectos que favorecen la comprensión de los páramos circundantes de Bogotá como ambientes naturales y ecosistemas estratégicos.
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