ANEP – CODICEN CONSEJO DE EDUCACIÓN SECUNDARIA INSPECCIÓN GENERAL DOCENTE COMISIÓN PROGRAMÁTICA DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL ESPACIO PROPUESTA PROGRAMÁTICA (Experimental 2003) CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL ESPACIO Primer año EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR Modalidad EDUCACIÓN MEDIA GENERAL 1 PROPUESTA PROGRAMÁTICA DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL ESPACIO PRIMER AÑO DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR FUNDAMENTACIÓN El programa de Ciencias de la Tierra y el Espacio recoge el espíritu de nuestra Constitución y de la Ley de Educación Nro.15.739 al expresar que: “se atenderá especialmente la formación del carácter moral y cívico de los educandos...” , tendiendo a “estimular la educación, valorizar las experiencias del educando y su aptitud para analizar y evaluar situaciones y datos así como su espíritu creativo y vocación de trabajo”. Elección de un nuevo campo disciplinar para una nueva asignatura en la Enseñanza Media: Ciencias de la Tierra y el Espacio Ciencias de la Tierra y el Espacio aparece como el eje vertebrador de los saberes científicos, en una aproximación que promueve la responsabilidad para con el ambiente biológico, la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera, estructurada a través de tres grandes temas: el origen y dinámica del Universo, el origen y dinámica de la Tierra ,y el origen y dinámica del Sistema Solar. Estos temas se entrecruzan e interconectan junto con las grandes preguntas sobre la evolución del Universo, de la Tierra y de las formas vivientes. El desarrollo de nuevos conocimientos provenientes del estudio de otros integrantes del Sistema Solar y de nuestro planeta ha mostrado que éste es mucho más complejo, activo e interactuante de lo que se creía. Los cambios en él, tanto por causas naturales como humanas, son cada vez más dramáticos y afectan simultáneamente los “territorios” de todas las Ciencias. En este nuevo contexto se percibe que la evolución de la Biosfera es determinante para la existencia de vida en el planeta (hasta el momento, el único conocido capaz de sustentarla). Los avances en Astrofísica, Geología, Geografía Física, Climatología, Biología, Física y Química conllevan la necesidad de generar espacios de entronque multidisciplinario en el que cada ciencia aporte, desde su especificidad, una visión de los problemas en una aproximación conceptual integrada. Las disciplinas tradicionales aisladas no pueden reproducir el conjunto: sus aportes deben canalizarse en abordajes interdisciplinares. En tanto la visión de la naturaleza se amplía se deben integrar procesos para 2 seguir construyendo modelos que satisfagan nuestras interrogantes. Esta visión se traslada a la Enseñanza Media Superior y se logra, junto a otras asignaturas, Ciencias de la Tierra y el Espacio, donde se enlazan los conocimientos planetarios con la explicación de fenómenos que acontecen en la Tierra. Tal es el caso del adelgazamiento de la capa de ozono, el calentamiento global y el efecto invernadero. A su vez, no debemos olvidar su relación con el estudio de los recursos minerales y bióticos, con variadas tecnologías, entre ellas los satélites artificiales y las estaciones orbitales que nos ayudan a detectar y preservar dichos recursos, predecir el tiempo atmosférico, y mantener las comunicaciones. Si se procura formar un ciudadano con conciencia ambiental, perspectiva integradora y mente científica para encarar los problemas más diversos de su vida, deberá apostarse a una visión también integral de las Ciencias. Cuando hablamos de las Ciencias de la Tierra y el Espacio estamos proponiendo una asignatura donde se traten temas específicos de manera integral: temáticas geológicas, geográficas, oceanográficas, biológicas y astronómicas. Esta propuesta es también, y sin duda, un invalorable hilo conductor para explicar la necesaria vinculación del aprendizaje de las disciplinas instrumentales que ayudan a resolver los problemas del micro y del macrocosmos y abandonar definitivamente la concepción separatista del mundo terrestre y del mundo celeste. Necesitamos y proponemos una asignatura en la que los estudiantes comprendan la formación de los elementos químicos en la dinámica de la evolución de una estrella, su presencia en la composición de los seres vivos, etc., y no solamente como letras en la tabla periódica. Un espacio en el cual relacionen las leyes del movimiento y las fuerzas magnéticas y gravitatorias a procesos naturales y universales, aceptando la posibilidad de existencia de vida no basada en la presencia de carbono o a condiciones de temperatura y presión terrestres. La educación, además de promover la abstracción en el conocimiento, debe enseñar a contextualizar, concretar y globalizar. Ésta, a través de las Ciencias de la Tierra y el Espacio, permite al alumno acceder a un cuerpo de conocimientos integrados en temáticas actuales, cuyas imágenes se reiteran en documentales e informativos eliminando el divorcio creciente entre la cultura humanística y la tecnocientífica. Entendemos la educación científica enmarcada en un concepto de “Ciencia para todos” que facilite en los jóvenes la comprensión del mundo en el que viven, los modos en que se construye el conocimiento científico, las interacciones entre Ciencia Tecnología y Sociedad. Existe un amplio consenso en torno al hecho de que el nivel de comprensión pública de la Ciencia es determinante para una participación plena y responsable en la toma de decisiones que afectan a la sociedad en su conjunto. Se propone un espacio de integración y reflexión necesario para que los jóvenes comprendan el impacto de su civilización sobre la naturaleza y la 3 desde una perspectiva comparativa mundial y evolutiva sobre la identidad de nuestra especie. Estos temas implican la salida de nuestra escala en sus dimensiones espaciotemporales, permitiendo que nuestros alumnos se planteen preguntas que en algún momento (si no ya) la humanidad deberá responder, y que necesitan de una profunda clarificación ética. El alumno podrá identificar a su planeta como un sistema no aislado que interactúa con su entorno lo cual genera una visión global y enriquecedora del mismo, ayudándole a razonar lo más ajustadamente posible sobre ello y a desarrollar la capacidad de representaciones espaciales. Los conceptos adquiridos en el liceo serán útiles a los futuros ciudadanos en sus diversas actividades. Es por esto que la propuesta se dirige a la educación en cultura científica y tecnológica, a una verdadera alfabetización científica, basada en las interacciones de las distintas disciplinas, en sus normas, en sus formas y recursos para la búsqueda del conocimiento en sus valores, su ética y en sus riesgos potenciales o reales. La formación de ciudadanos alfabetizados científicamente exige la enseñanza de una ciencia actual que refleje el estado del conocimiento científico. El mismo es inabarcable individualmente y solo puede lograrse mediante la coordinación entre los diferentes actores que enfocan desde ángulos diversos cada objeto de estudio. Este carácter colectivo de la producción científica debe ser estimulado en los alumnos a través del trabajo en equipos. Pero también se hace necesario que los propios docentes muestren su labor junto con sus pares de la misma asignatura y de asignaturas del área científica. Nota: en el Anexo nro. 1 los profesores pueden profundizar la fundamentación. OBJETIVOS Esta asignatura se incluye en el trayecto científico–matemático de primer año y en varias opciones de segundo y tercer año de la Educación Media Superior, Modalidad General. En este marco, procura atender a: Contribuir a la formación científica general de los alumnos para el desarrollo armónico de los mismos como individuos y seres sociales para el ejercicio de la ciudadanía a través del desarrollo del pensamiento crítico, la autonomía intelectual y la formación integral. Reunir y organizar los saberes científico–tecnológicos vinculados a las 4 temáticas que se aborden en el aula favoreciendo su compresión y comunicación en diferentes formas. Lograr un espacio de integración de saberes científicos-tecnológicos que favorezca en el alumno la interpretación y comprensión del mundo físico y natural que lo rodea. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Expresados en competencias Valore la contribución de la ciencia concerniente a lo elaborado por el hombre en este nuevo campo disciplinar, Ciencias de la Tierra y el Espacio, reconociendo sus aportes y alcances como empresa humana. Reconozca el trabajo en el área de las Ciencias de la Tierra y el Espacio como un proceso de construcción de modelos provisionales y por tanto sujetos a revisiones y cambios. Sintetice conocimientos de distintas ciencias para abordar diferentes aspectos del estudio de temas de la asignatura. Construya una opinión crítica, informada y responsable respecto a los diferentes tópicos científicos y tecnológicos vinculados con nuestro planeta y con el cosmos, rescatando la importancia de la participación e involucramiento en aspectos en los cuales todos somos responsables y que, en la medida en que los conozcamos, podremos influir. Comprenda y ponga en práctica actitudes propias del quehacer tecnológico-científico que son útiles al avance personal, las relaciones interpersonales y la inserción social. Aplique procedimientos de la ciencia (tales como: identificación de problemas, formulación de hipótesis, planificación de actividades, comunicación organizada, toma de decisiones fundamentadas, etc.) para la resolución de problemas cotidianos y aborde de modo sistémico las temáticas en estudio. Comprenda procesos que observa cotidianamente en su entorno a través de modelos físico-químicos que los interpreten. Conozca y valore la participación nacional en los ámbitos científicos y jurídicos locales e internacionales con referencia al campo de estudio de la asignatura. 5 CONTENIDOS Criterios de organización 1) Al inicio de los cursos se hará una introducción a los estudiantes en el complejo objeto de estudio de esta asignatura y del alcance de la misma: ciencia integradora de las Ciencias Naturales cuyo campo de estudio son una serie de sistemas interactuantes: la Tierra, el Sistema Solar, la Galaxia, el Grupo Local, el Universo. 2) Se hará un abordaje desde ejes temáticos flexibles y coordinables con otras ciencias del trayecto con una visión global del tiempo y el espacio. Sus ejes servirán como puentes para el desarrollo y profundización de competencias definidas para el trayecto y para los niveles superiores. Se promoverá el desarrollo de una ubicación espacio-temporal tendiendo a una mirada que favorezca la construcción de los conocimientos de un campo complejo que involucra el Universo, nuestro origen como especie, nuestra situación actual y futura. 3) El programa tendrá una presentación global de contenidos que se profundizarán en los niveles superiores. Los temas elegidos pretenden servir como motivadores para los adolescentes, y darle así un nuevo enfoque a su construcción personal, en una etapa de su vida donde la búsqueda de su lugar en el mundo lo tiene ocupado y preocupado. 4) El primer curso pretende ser el punto inicial para la superación de obstáculos didácticos y perceptivos con los que el alumno y el docente se puedan encontrar, considerando que a través de los procesos de enseñanza y de aprendizaje que se lleven a cabo, podrán construirse nuevos conocimientos a partir del trabajo con los conocimientos previos y concepciones alternativas existentes. El enfoque del estudio de las Ciencias de la Tierra y del Espacio debe tener carácter sistémico, lo cual implica la dinámica de los procesos como eje fundamental. Uno de los objetivos es establecer la comprehensión de la evolución de nuestro entorno (pasado y futuro) teniendo en cuenta la percepción de las escalas del espacio y la duración de los fenómenos. Dado que esta propuesta es diferente e innovadora, el programa debe reflejar estas Se proponen módulos independientes y no secuenciales donde los grandes temas de enlace entre ellos sean el origen y la evolución, que funcionan además como puente entre las asignaturas científicas del trayecto. Un elemento innovador de esta asignatura radica en la presencia de una serie de temas que atraviesan el programa vinculándose hacia el interior del mismo, 6 y funcionando como puentes con otras asignaturas. Esto permite una maduración del estudiante ya que se brinda un panorama general de la ciencia con una visión netamente integradora, al tiempo que ayuda a la vinculación del estudio con la realidad misma. Estos temas aparecerán en diferentes momentos del programa y serán tratados por el docente en forma continua. Para la adecuada implementación de esta propuesta se requiere de los docentes: 1) Coordinación fluida con sus pares que le va a posibilitar un crecimiento personal que retroalimentará su propio desarrollo y el de la asignatura al mismo tiempo. Para transitar este camino, los módulos tendrán un contenido especifico y a la vez flexible como para que se pueda optar por lo que se considere más adecuado para el mejor desarrollo del proceso de aprendizaje. 2) Selección de contenidos teniendo en cuenta: las características, intereses y motivaciones de los alumnos; el contexto socio-cultural; el centro educativo y su proyecto; la historia de la ciencia; temas de frontera; y debates éticos; 3) Una nueva dimensión de la planificación anual que tendrá sentido para cada grupo como resultado de la consideración y negociación de los agentes mencionados. CONTENIDOS ACTITUDINALES Desde hace bastante tiempo, los planes de Educación Media han incluido explícitamente objetivos y contenidos actitudinales. Sin embargo, no es tan evidente que estas intenciones se pongan en practica. En primer lugar, se hará referencia al significado del término actitud. En general, la Psicología Social define una actitud como “la predisposición de una persona por la cual tiende a reaccionar favorable o desfavorablemente hacia un objeto que puede ser una cosa, persona o una institución como la ciencia.” (Pozo J. I y M. A. Gómez Crespo (1998) 1. Cuando se habla de actitudes, se consideran cuatro componentes 2: a) cognoscitivo: engloba las percepciones, ideas, y creencias que constituyen la información importante (conocimientos), a favor o en contra que tiene la persona respecto a la conducta perseguida. b) afectivo: hace referencia a los sentimientos personales de aceptación o 1 Pozo J. I y Gómez Crespo, M. A. (1998), Op. Cit. Furió, C. y Vilches, A. (1997), La enseñanza y el aprendizaje de las ciencias en la Educación Secundaria. Barcelona. Ed. Horsori. 2 7 rechazo respecto al comportamiento perseguido. c) conativo o intencional: tiene que ver con la intención o inclinación voluntaria (toma de decisiones) de llevar a cabo dicha acción o conducta. d) comportamental: sería el observable directamente como conducta del sujeto en una situación específica. Como se observa, la definición de actitud es compleja ya que es una variable latente que puede manifestar tres tipos de respuestas: una cognitiva, una afectiva, y otra intencional. Es esencial que el profesor promueva el interés del estudiante para desarrollar su dominio afectivo, al tiempo que se asocie al aprendizaje significativo de las ciencias. Con este cometido, parece apropiado que los docentes reflexionen y tomen conciencia de los valores que subyacen a sus acciones, de las actitudes que tienen sus alumnos, las que quieren promover y las que están promoviendo realmente a través de la práctica docente. En Ciencias de la Tierra y el Espacio se pretende que las actitudes ocupen un lugar destacado porque se entiende que aunque no se enseñen en forma deliberada constituyen una de las dificultades importantes para la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias. Los docentes frecuentemente lo expresan cuando explicitan los problemas que más le inquietan en su labor docente: el poco valor que le conceden los alumnos al conocimiento y, sobre todo, su falta de interés por la ciencia y su aprendizaje. Estas actitudes no cambiarán si no existe un propósito educativo y deliberado por cambiarlas. Por ello, tomar la decisión de cambiar las actitudes de los estudiantes respecto del conocimiento científico y de su aprendizaje requerirá explicitar las actitudes como contenidos a ser aprendidos. A esta naturaleza esencialmente implícita de las actitudes, debemos añadir otras características como su generalidad, omnipresencia, estabilidad, que hacen de las actitudes un contenido particularmente difuso. Las actitudes requieren un trabajo continuo y a largo plazo. Sin embargo, cuentan con la ventaja de que, cuando se producen los cambios, éstos suelen ser más duraderos y transferibles. Por su carácter de contenidos generales, las actitudes son transversales a las asignaturas del trayecto científico-matemático. Se entiende que en esta asignatura, los contenidos actitudinales deben permanecer como un objetivo destacado en todo momento y deben tener un tratamiento continuo. 8 Cuadro-síntesis de actitudes a desarrollar en forma transversal a través de todos los contenidos de Ciencias de la Tierra y del Espacio ACTITUDES HACIA LA CIENCIA Interés por el aprendizaje científico Preocupación por la naturaleza y métodos de la ciencia Inquietud por la indagación de los aspectos esenciales de la metodología y la epistemología científica. Indagación acerca de las características de los científicos y la construcción colectiva del trabajo científico. Valoración positiva de las actitudes científicas: gusto por el rigor, actitud crítica y reflexiva. ACTITUD HACIA EL APRENDIZAJE DE LA CIENCIA Ligada al aprendizaje. Enfoque profundo ( búsqueda de significado) Ligadas al autoconcepto. Intelectual Social Hacia los compañeros. Cooperativa frente a la competitiva. Solidaridad frente al individualismo Hacia el profesor. Las actitudes del docente retroalimentan la de los alumnos ACTITUDES HACIA LAS IMPLICACIONES SOCIALES DE LA CIENCIA En el aula y fuera del aula: Reconocimiento de la imagen social de la Ciencia y la Tecnología Valoración crítica de los usos y abusos de la ciencia Desarrollo de hábitos de conducta y consumo Reconocimiento de la relación entre el desarrollo de la ciencia y el cambio social Asumir la posibilidad de incidir en aspectos de la Ciencia y la Tecnología desde la sociedad en forma democrática. Consideración de las influencias de la Ciencia y la Tecnología sobre la sociedad Preocupación por los problemas y temas de incidencia social y cultural Adaptado de Pozo J. I. y Gómez Crespo, M. A. (1998), Nota: Para profundizar sobre la temática de “La enseñanza de las actitudes en las ciencias”, ver Anexo nro. 2 y sobre “El aprendizaje” ver Anexo nro. 3. En cada módulo de contenidos de Ciencias de la Tierra y el Espacio que se presentan a continuación, hemos incluido algunos ejemplos de actividades de relaciones CTS, para que el docente tenga algunos referentes para su tarea, pero sin duda, atendiendo las ideas que estuvimos desarrollando hasta el momento, serán los aconteceres cotidianos del mundo científico y los intereses de los alumnos la mejor fuente de inspiración para elaborar las propuestas de aula. LOS MÓDULOS PARA LA ASIGNATURA CIENCIA DE LA TIERRA Y EL ESPACIO SON: La tierra y su dinámica. El sistema solar y su dinámica. El universo y su dinámica. 9 A continuación se presentan los tres módulos: Módulo Contenidos conceptuales transversales Unidades temáticas Componen tes del Universo El Universo. “Un sistema al que pertenecemos” Origen y Dinámica - Observación del cielo y de fenómenos terrestres. El Sistema Solar. “Nuestro vecindario cósmico” - Radiación y espectros. - Exploración espacial. Origen del Sistema Solar y otros sistemas planetarios - Objetos que componen el espacio desde el nivel cósmico al microscópico. - Existencia del vacío material. - Expansión del Universo - Formación de los elementos livianos - Galaxias - Vía Láctea - Estructura física y dinámica del Sol. - Evolución estelar y formación de los elementos pesados - Formación de los planetas como consecuencia natural del origen de las estrellas. Vida Cambio Global - Ubicar físicamente a la especie humana en el Cosmos. - Reconocimiento de los avances de los conocimientos en esta temática. - Cotejar teorías alternativas. - Responsabilidad con el futuro del planeta. - Actitud favorable hacia la vida. - Flexibilidad para aceptar la diversidad. - Disposición crítica ante la búsqueda de vida extraterrestre. - Interés cosmogónico. - Consecuencia de los impactos. La Tierra. “Un planeta dinámico” - Posicionar los objetos unos en relación a los otros sobre una escala de distancias. - Apertura a la sustitución de una teoría por otra. - Analizar los movimientos de la Tierra - Rotación y Traslación y sus consecuencias. - Sistema Tierra-Luna - Analizar las influencias de la Luna en la Tierra. - Aplicar la Dinámica de Sistema al funcionamiento de la - Procesos dinámicos de Tierra. la Geosfera. - Diseñar modelos - Magnetósfera; dinámicos del sistema - Interacción de esferas Tierra que expliquen las - La Tierra como Sistema interacciones existentes. - Reconocer los diferentes cambios - Condiciones físicas y químicas necesarias para climáticos a lo largo de el surgimiento y desarrollo la historia del planeta. - Investigar los riesgos de la vida ambientales de origen - Vida Extraterrestre natural y antrópico. - Procesos y ciclos - Ubicar - Escala global y regional intelectualmente a la del cambio especie humana en el - Procesos catastróficos Cosmos. naturales - Integrar aportes de - Interacciones Sol- Tierra diferentes ciencias a la explicación de los en fenómeno. Cuerpos menores Esferas Terrestres - Clasificar los objetos según su tamaño. Contenidos actitudinales - Compromiso ético ante la conquista del espacio Cercano. Planetología comparada - Escalas espacio – temporales. Contenidos procedimentales - Manejar datos y mediciones que permitan inferir la edad del S.S. - Clasificar los objetos según diferentes criterios. - Comparar los procesos internos y superficiales de la Tierra con otros planetas. - Utilizar el análisis comparativo como metodología de estudio de los caminos evolutivos. - Criterios de clasificación de los planetas. - Procesos internos y superficiales de los planetas. - Atmósferas. - Habitabilidad. Movimientos - Transferencia de energía. Contenidos conceptuales 10 -Reconocimiento de la singularidad de la evolución de la Tierra. -Respeto por el equilibrio de la naturaleza como consecuencia de un proceso evolutivo. A continuación se presentan los temas transversales a los tres módulos: TEMAS TRANSVERSALES Unidades temáticas Contenidos conceptuales -Objetos del cielo y sus movimientos El cielo Contenidos procedimentales -Reconocer a simple vista y con telescopio : constelaciones, estrellas, planetas y galaxias. -Usar instrumentos (telescopios) para extender nuestra capacidad de observación. Contenidos actitudinales -Admiración por el espectáculo del cielo estrellado. -Consideración de la contaminación lumínica como obstáculo generado por el Hombre para la observación nocturna. -Visitar observatorios uruguayos. Observación del Cielo y de fenómenos terrestres -Fenómenos terrestres: erupciones volcánicas, terremotos, tsunamis, inundaciones, sequías, caídas de meteoritos, capa de ozono, efecto invernadero. La Tierra --Informarse a través de la prensa e Internet; obtener imágenes satelitales de los fenómenos mencionados analizando el alcance de los mismos. -Estudiar las características de rocas volcánicas o meteoritos, reconociendo sus propiedades física y químicas. -Sensibilidad ante la vulnerabilidad de los grupos sociales afectados por estos fenómenos. -Disposición a colaborar con quienes sufren estas catástrofes. -Compromiso con el futuro del planeta. -Autoestima y confianza en sí mismo como agente de cambio. Exploración planetaria -Sondas espaciales: tipos, órbitas de transferencia. -Analizar y discutir obras de Ciencia Ficción que traten el tema. -Obtener información de misiones espaciales en curso. Satélites artificiales -Usos de la tecnología espacial. -Indagar acerca de los usos de la tecnología espacial y su aplicación en Uruguay. -Tipos de satélites y sus órbitas Exploración espacial Sistema de propulsión y navegación espacial -Cohetes. -Tipos de combustible. -Lugares de lanzamiento. -Reingreso a la atmósfera. 11 -Diseñar modelos de cohetes. -Analizar la aplicación de las leyes de movimiento -Valoración de la capacidad del Hombre para proyectarse en el futuro. -Valoración de la relevancia socioeconómica de la exploración espacial. -Reconocimiento del futuro del Hombre ligado a la exploración espacial. -Involucramiento en discusiones acerca de los riesgos de la tecnología espacial (chatarra espacial). Escalas Espacio – Temporales Radiación y espectros Escalas Espaciales. -Nombres de los objetos que llenan el espacio, tanto a nivel submicroscópico como cósmico. Escalas Temporales. - Noción de materia y - Medir y calcular pequeñas vacío a nivel del átomo y grandes distancias. y a nivel cósmico. - Usar cifras significativas adecuadas a la precisión de Ubicación espacial de la medida. los objetos terrestres y - Expresar los resultados celestes. con una unidad adaptada. Utilizar las unidades de Distintas unidades de distancias apropiadamente. distancias - Convertir unidades distancias de unas a otras. - Potencias de diez y órdenes de magnitud, cálculos y expresión de los datos y resultados a través de ellas. -Distintos tipos de -Comparar la radiación radiaciones visible con las otras electromagnéticas. radiaciones -Características de las electromagnéticas. distintas radiaciones -Reconocer a nivel general electromagnéticas. los distintos tipos de -Instrumental de radiaciones según sus detección. características. -Utilizar el instrumental de detección al que se acceda. Espectro electromagnético. Propiedades ondulatorias y corpusculares de las radiaciones electromagnéticas - Los espectros luminosos - Clasificar objetos en función de su tamaño. - Posicionar los objetos en función de su tamaño. -Medir ángulos. -Disposición favorable para comprender nuestra ubicación espacio – temporal como especie. -Aceptación de nuestras limitaciones perceptivas. -Valoración del desarrollo evolutivo del ser humano para conocer y percibir el entorno. -Propagación rectilínea de la luz. - Valor de la velocidad de la luz en el vacío y en otro medio. - Velocidad de la luz como velocidad límite. - “Ver lejos es ver en el pasado”. -Refracción, dispersión y reflexión. -Excitación atómica. -Estudiar los fenómenos que sustentan cada una de las teorías sobre las características de la luz. - Utilizar un prisma para descomponer la luz blanca. - Estudiar experimentalmente las leyes de Descartes sobre la refracción. -Experimentar y analizar fenómenos del entorno donde ocurra refracción, dispersión y reflexión de la luz. -Apertura hacia la aceptación de la convivencia de dos teorías. -Leyes de radiación. - Identidad entre la absorción y emisión de radiación por un átomo o un ión específico. -Estudio de los espectros como medio para conocer la composición. - Distinguir entre un espectro de emisión y un espectro de absorción. Construcción y uso de espectroscopios. - Estudiar un espectro de emisión o absorción para identificar una radiación característica de una emisión química. -Aceptación ante el uso de nuevas técnicas de análisis de la materia. -Reconocimiento del cambio paradigmático implicado con el surgimiento de la teoría cuántica. Nota: Los temas transversales se introducirán en los diferentes módulos a medida que el docente crea necesario tratarlos y según el módulo por el que haya comenzado. El docente puede consultar el Anexo 4, en el que se sugiere un posible diseño de la Unidad temática “Satélites artificiales”, a modo de ejemplo. 12 METODOLOGÍA Existe un alto grado de consenso sobre la consideración de que no alcanza con que el docente conozca solamente su asignatura sino que su competencia profesional también radicará en la reflexión sobre su didáctica y en la toma de decisiones oportunas sobre el planteamiento de la asignatura en el aula. Si uno de los principios actuales es que el docente debe conseguir que el alumno sea capaz de aprender a aprender, y si esto significa una responsabilidad compartida del proceso de enseñanza y aprendizaje entre el profesor (que enseña a aprender) y el alumno (que debe aprender a aprender), desde esa perspectiva, la labor del profesor tendría dos facetas: Como aprendiz, selecciona, elabora y organiza la información que ha de aprender a enseñar. Como enseñante, planifica su acción docente de manera que ofrezca al alumno un modelo y una guía de cómo utilizar de manera estratégica los procedimientos de aprendizaje. El docente encontrará profundización de esta temática en el Anexo nro. 3. Presentaremos algunos principios generales respecto a la enseñanza de estrategias de aprendizaje en situaciones interactivas y una posible secuencia de enseñanza y aprendizaje en el uso estratégico de los procedimientos de aprendizaje elaborados por Carles Monereo (1993) con el fin de ilustrar cómo el docente puede ceder el control del aprendizaje al alumno hasta alcanzar su autonomía. Principios generales respecto a la enseñanza de estrategias de aprendizaje en situaciones interactivas: Partir de actividades que se orienten a la resolución de problemas funcionales que pueden tener distintas vías de solución previamente analizadas por el profesor, de manera que pueda valorar el proceso y ofrecer ayudas pedagógicas adecuadas. Favorecer la utilización de diferentes procedimientos especialmente heurísticos e interdisciplinarios. Variar las condiciones de las actividades de manera que los alumnos puedan establecer similitudes y tomar decisiones. Propiciar un clima que favorezca el debate metacognitivo, esto es, la discusión sobre formas de pensamiento conscientemente elegidas para alcanzar un objetivo. 13 Una posible opción metodológica en la enseñanza de estrategias de aprendizaje Presentación de la estrategia Se produce la explicación detallada por parte del docente sobre la forma más adecuada de ejecutar un procedimiento. (Modelamiento metacognitivo ) Práctica guiada En esta etapa el alumno practica el procedimiento y el docente brinda ayuda de acuerdo a las necesidades del alumno Práctica en contextos variados Uso estratégico y aumento de la responsabilidad Práctica independiente El nivel de complejidad de la práctica se acrecienta, proponiendo el uso estratégico de los procedimientos en distintas situaciones. El docente va retirando gradualmente las ayudas que le ha ido ofreciendo a los alumnos aumentado la responsabilidad de los mismos. La transferencia progresiva del control y regulación del proceso de aprendizaje a los alumnos determina que estos construyan su conocimiento e internalicen el uso estratégico de los procedimientos de aprendizaje. El objetivo de la práctica independiente es garantizar el uso de dichos procedimientos en las distintas situaciones de enseñanza y aprendizaje que se le proponen desde las diferentes áreas curriculares El análisis de esta secuencia nos plantea que un docente enseña estratégicamente cuando es capaz de tomar decisiones “conscientes” para regular las condiciones que delimitan la actividad que desarrolla y así lograr el objetivo perseguido, lo que Monereo, C. (1993) calificaría como “Enseñar a conciencia”. La naturaleza y el contenido del diálogo durante el proceso de enseñanza determinarán el progreso del alumno en la comprensión de la estrategia y de cómo llevarla a la práctica. Los profesores deberán entender que los procedimientos pueden ser utilizados en forma estratégica de muchas maneras y que la buena enseñanza de estrategias consiste mucho más en explorar esta gama de posibilidades con los alumnos que en sugerir una secuencia de procedimientos específica. La intervención aislada de un docente no es, sin duda, garantía de la formación de los alumnos en el uso estratégico de los procedimientos de aprendizaje. Se hace evidente la necesidad de un trabajo planificado y en permanente revisión del equipo de profesionales que trabajan en el centro educativo. Nota: En el Anexo nro. 5 se presentan a consideración del docente ejemplos de posibles actividades a realizar con los estudiantes. El profesor considerará la oportunidad de éstos u otras actividades que considere pertinentes en el contexto áulico. 14 EVALUACIÓN “Se suele definir la evaluación como un proceso para obtener información sobre el aprendizaje, formular juicios y tomar decisiones” (Dolors Quinquer). Se entiende conveniente que la evaluación sea un medio para el logro de aprendizajes, para traspasar y reelaborar conocimientos y actitudes. No existe una separación estricta entre las actividades de evaluación y de aprendizaje. La evaluación se convierte en una actividad permanente, en la que deben primar las actividades de autorregulación realizadas por los propios estudiantes, guiados por el profesor. Estas actividades tienen como finalidad el desarrollo progresivo de un sistema personal de aprendizaje y, por tanto, incluyen actividades de comunicación de objetivos, de planificación de las tareas y de apropiación de los criterios para realizarlas, de identificación y de autogestión de errores. La evaluación, estrechamente vinculada al aprendizaje, queda inserta en la secuencia didáctica de tal manera que cada una de sus fases –inicial, desarrollo y síntesis- contiene actividades de evaluación. Se trata de una evaluación o una regulación continua de los aprendizajes, ya que la evaluación se convierte en uno de los componentes permanentes de la acción pedagógica. Tipos de evaluación. a) Por su funcionalidad: formativa y sumativa. b) Por su temporalización: inicial, procesual y final. c) Por sus agentes: autoevaluación, coevaluación y heteroevaluación. Evaluación formativa: es la que permite evaluar procesos, se incorpora a los mismos desde su comienzo. Su finalidad es la mejora y su aplicación continuada, permanente a lo largo de la tarea. Ofrece información que permite ajustar el proceso. Evaluación sumativa es la empleada para evaluar productos terminados. Determina la utilidad o no de lo conseguido. Su finalidad es verificadora. Permite tomar medidas a largo plazo y se aplica al terminar un trabajo. Evaluación inicial es la aplicada al comienzo de un trabajo, para conocer el punto de partida del educando. Evaluación procesual es la incorporada al proceso formativo y permite conocer cómo se produce el aprendizaje del alumnado. Evaluación final es la aplicada al terminar un proceso de aprendizaje para conocer los resultados obtenidos Autoevaluación es la que se realiza el propio sujeto sobre su trabajo o proceso evolutivo. 15 Coevaluación es la practicada mutuamente por diversos sujetos acerca de las tareas llevadas a cabo. Heteroevaluación es la que aplica un sujeto sobre otro. EVALUANDO APRENDIZAJES Aprendizaje de conceptos. Aprendizaje de procedimientos: resolución de problemas; autorregulación. Las propuestas de evaluación deben procurar atender a relevar datos sobre el proceso de apropiación de contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales, teniendo en cuenta que estos sólo pueden separarse en parte para su análisis y que contribuyen al desarrollo de competencias El aprendizaje de conceptos Los conceptos en general pueden ser evaluados de varias formas: Solicitando una definición o conceptualización (verbal o escrita) Solicitando identificación. Comprobando si compara, si establece semejanzas, diferencias u otro criterio. Comprobando si usa analogías. Observando si categoriza. Comprobando si aplica los significados a nueva situaciones. Verificando si lo aplica a la resolución de problemas. Una aproximación a la evaluación de la resolución de problemas Se entiende por problema: “una actividad que admite diversos caminos para llegar a la solución”. Se diferencia de un ejercicio porque éste es: “ una actividad cerrada y rutinaria en la que nos encontramos también ante una dificultad, pero donde se conoce el procedimiento para su resolución”.3 El docente puede elaborar los niveles desde los cuales visualizar el desempeño de los estudiantes 3. A modo de ejemplo: NIVELES No conforma En proceso Adecuado 3 Monereo, C. y Solé, I.(coords.) (1996), El asesoramiento psicopedagógico: una perspectiva profesional y constructivista. Madrid. Ed. Alianza. 16 Un posible ejemplo de planilla para registrar el nivel de uso de estrategias por parte del alumno ESTRATEGIA INDICADORES NIVEL DE DESARROLLO DE ESTRATEGIAS a b c Percepción y definición - Entiende las consignas del problema - Extrae datos y elementos relevantes para su resolución. - Selecciona información - Compara su idea sobre el problema con la de sus compañeros. De análisis/ síntesis - Interrelaciona elementos y variables. - Jerarquiza los datos y elementos importantes. De comparación -Identifica las semejanzas y diferencias. De ejecución - Plantea alternativas de solución - Expresa el proceso a seguir - Utiliza inferencias y comparaciones Actitud ante la resolución - Nivel de interés del -Responsabilidad y problema perseverancia - Cooperación De evaluación - Compara su solución con la de otros Algunos instrumentos de evaluación para uso del docente La observación es la mayor fuente de datos que posee la persona. Se realiza de modo permanente, incluso cuando se utilizan otras técnicas. Para que la información obtenida sea fiable debe disponer de algunos requisitos: a) b) c) d) e) f) Planificación. Definición clara y precisa de sus objetivos. Sistematización. Delimitación de los datos que deben obtenerse. Registro de esos datos en los instrumentos convenientes. Triangulación de la información obtenida. La triangulación de datos consiste en el contraste de los mismos obtenidos por diferentes vías. Los datos que se consideran válidos son los coincidentes. Si varios profesores coinciden en la valoración de algún aprendizaje, el dato no 17 es subjetivo. La lista de control o planilla es un registro consistente en un cuadro de doble entrada . Recoge gran cantidad de información en poco espacio. La escala de valoración es un cuadro de doble entrada en el que aparecen los aprendizajes para ser valorados gradualmente. El informe de evaluación es importante que resulte comprensible para la persona que lo recibe, o sea que la familia colabore en la educación de sus hijos, se hace preciso una información escrita de carácter cualitativo , en la que se especifiquen los avances, las dificultades. Un modelo evaluativo que atienda a la diversidad estará contribuyendo con el éxito escolar del alumnado. ¿QUÉ EVALUAR? Metas / logros que se espera obtengan los alumnos en primer año de Ciencias de la Tierra y del Espacio Conocimiento del nivel de los aportes realizados por científicos uruguayos en diversas áreas. Apropiación de actitudes científicas Apertura a los cambios del conocimiento científico. Abordaje de problemas con enfoque sistémico Aplicación de modelos para interpretar realidades y problemas Dar cuenta de una actitud crítica y responsable ante temáticas de la realidad en estudio. Integración de conocimientos de distintas ciencias como herramientas de análisis de los temas de la asignatura. ¿CÓMO EVALUAR? A modo de ejemplo, se desarrolla un esquema organizador en el que se enuncian algunas de las competencias, sus indicadores de avance, de logro e instrumentos /actividades de evaluación. La evaluación de competencias y sus indicadores de avance y de logro demandan una tarea colectiva de todos los actores: a nivel del centro educativo, de la sala de docentes en coordinación con los equipos de apoyo e Inspección. A continuación se presenta un Cuadro-Síntesis que puede apoyar al docente respecto a la evaluación de las competencias, indicando las mismas, los indicadores de avance, de logro y posibles actividades e instrumentos a través de las cuales se obtenga información de las adquisiciones de los estudiantes. 18 Competencias Indicadores de avance Indicadores de logro Actividades e instrumentos Valoración de los aportes científicos -Reconoce la complejidad e interdisciplinariedad de los conocimientos científicos. -Demuestra reconocer el entramado de variables presentes en un problema de interés científico. -Analiza diversas teorías sobre un fenómeno/hecho. -Infiere y compara adecuadamente. -Reconoce las relaciones entre ciencia, tecnología y sociedad con actitud crítica. -Ejercicios -Fichas de trabajo -Planillas de observación de trabajos individuales y grupales. Reconocimiento de los conocimientos científicos como provisionales -Maneja variedad de fuentes sobre un mismo hecho o fenómeno. -Historiza o conoce la evolución del pensamiento científico. -Reconoce niveles de refutación a teorías. -Usa argumentos de modo correcto -Trabajos de investigación histórica, -Elaboración de informes. Aplicación de procedimientos de la ciencia -Selecciona y organiza información. -Practica algoritmos -Trabaja de modo individual o en equipo -Enuncia el proceso -Pone en práctica algoritmos -Hipotetiza -Interrelaciona variables -Define -Ejercicios de aplicación -Observaciones -Experimentaciones Interpretación a través de modelos -Analiza, aplica, investiga. -Usa aparatos. -Realiza experiencias y observaciones . -Resolución de problemas. -Estudios de caso. -Experimentos Sintetiza conocimientos de diversas ciencias -Maneja fuentes de información. -Experimenta -Utiliza modelos de análisis. -Maneja adecuadamente la multicausalidad. -Se desempeña adecuadamente en experiencias de laboratorio e investigación. -Selecciona datos relevantes. -Transfiere. Comprende y pone en práctica actitudes científicas -Se aproxima al uso de la metodología científica. -Analiza su papel como consumidor de bienes producidos por la ciencia y tecnología. -Pone en práctica Conoce y valora la participación nacional indagaciones. en el ámbito científico -Asiste a ámbitos donde se produce el conocimiento. -Participa de actividades curriculares y extracurriculares. -Asume el compromiso como ciudadano de un abordaje crítico y reflexivo del saber científico -Conoce aportes de científicos uruguayos. -Está informado adecuadamente del trabajo y de los lugares en que se hace ciencia en Uruguay. 19 -Ejercicios con diversidad de fuentes bibliográficas y de información. -Estudios de caso. -Experimentos. -Visitas, salidas de campo. -Pequeñas investigaciones. -Informes. ANEXOS Materiales de apoyo para los docentes 20 ANEXO 1 Existencia de un nuevo campo en el ámbito científico Desde sus orígenes los seres humanos han observado y estudiado el cielo y la Tierra, tratando de comprender los fenómenos naturales. Esta actividad fue una de las instancias científicas a las que se enfrentaron que les permitió describir el movimiento de los astros, el ambiente que los rodeaba, la sucesión de las estaciones y crear la forma de medir el tiempo: un calendario para organizar mejor las tareas agrícola-ganaderas, logrando así tener excedentes en su producción, lo que entre otras causas, originó el surgimiento de núcleos poblados que fueron evolucionando. Con la ubicación de las estrellas pudo orientarse y desarrollar la navegación marítima que favoreció las relaciones comerciales entre los pueblos y el descubrimiento de nuevas tierras. Actualmente el desarrollo de los satélites artificiales ha favorecido las comunicaciones, la obtención de la información a través de la radio, la televisión, la telefonía y la informática. Asimismo ha posibilitado el desarrollo de otras disciplinas modernas como la Meteorología, Teledetección, Astrofísica, Astronáutica, Exobiología, Radioastronomía, que demuestran su utilidad en cada momento. La Astronomía de Posición cedió así espacio a las Técnicas de posicionamiento global de tipo satelital, como por ejemplo GPS (Global Position System), que se manejan a todo nivel: marino, aeronáutico, agrimensor, astronáutico; y que en el futuro cercano vendrán incorporados a los automóviles y otros vehículos de transporte. La posibilidad de detectar y prever efectos catastróficos en otros lugares del Sistema Solar es el inicio para desarrollar técnicas ambientales que permitan un desarrollo de vida sustentable en nuestro planeta. El manejo global de la información y la utilización de la información proveniente de satélites de prospección remota, ha permitido la toma de precauciones ante catástrofes ambientales el desarrollo productivo (detección de bancos de peces, prospección mineral, etc.) y otros, que generan opciones de trabajo en diversas áreas, ya sea en lo técnico como en campos conexos. El desarrollo de instrumentos, técnicas y descubrimientos de la era astrofísica, ha mejorado la calidad de vida en nuestra sociedad: la generación de hardware y software más potentes, la utilización del teflón, la aplicación de técnicas de infrarrojo y de resonancia magnética nuclear, han posibilitado entre otras cosas por ejemplo, el desarrollo de nuevas técnicas en Medicina. La Era Espacial determinó un cambio en la investigación planetaria y en la visión de los procesos geológicos de nuestro propio planeta. La serie de proyectos de exploración planetaria y el uso de nuevas técnicas de análisis de información han permitido ampliar el horizonte de nuestro conocimiento y generar nuevas hipótesis de la historia y el futuro evolutivo de nuestro planeta. 21 El descubrimiento de catástrofes provocadas por impactos sobre la superficie del planeta (de los que no estamos libres) que causaron extinciones masivas de diferentes especies y redireccionaron el proceso evolutivo, poco a poco han ido armando un mosaico cada vez más complejo, donde la vida y el paisaje están compenetrados. Las Ciencias de la Tierra se construyen a partir de la confluencia de las preocupaciones de Geólogos, Geofísicos, Físicos de la atmósfera, Meteorólogos, Oceanógrafos, Glaciólogos y otros profesionales preocupados por el estudio y la comprensión de la estructura de la Tierra como unidad funcional. La Tierra, como planeta en el que la materia sólida o fluida adopta una serie de disposiciones variables en el tiempo, debido a la disipación de energía procedente de distintas fuentes. Esta visión nace de las nuevas formas de interpretar una Tierra dinámica, estudiada en los emergentes campos de investigación sobre las capas fluidas de la Tierra y el interior de las mismas, capaces de construir modelos globales y coherentes, progresivamente más complejos y más elaborados. Los temas de las Ciencias de la Tierra son abordados en forma sistémica: una Tierra evolutiva y en permanente actividad y cambio para la que es posible construir modelos científicos interpretativos y abordar mecanismos de indagación científica con una mejor interpretación de la estructura y funcionamiento del planeta que habitamos y del que dependemos. Una visión integradora de los procesos que afectan la evolución y el desarrollo de la Tierra como sistema, y los procesos de interacción con el Espacio circundante define un nuevo ámbito de estudio dentro del área científica: Ciencias de la Tierra y el Espacio. El tratamiento integrado de los procesos físicos en la Tierra necesariamente el estudio de los procesos a nivel del Sistema Solar y el Universo. A través de esta área del conocimiento, se procura explicar al Universo más allá de nuestro entorno, pero sin perder de vista que, como expresa Morin 4: “Estamos en un minúsculo planeta, satélite de un Sol de los suburbios, astro pigmeo perdido entre miles de millones de estrellas de la Vía Láctea, a su vez galaxia periférica en un cosmos en expansión privado de centro. Somos hijos marginales del cosmos, formados por partículas, átomos, moléculas del mundo físico”. Es necesario fomentar en nuestros alumnos la interdisciplinariedad de su trabajo, las consultas con especialistas que arrojen luz sobre las cuestiones en estudio, potenciar su creatividad, contrastando sus hipótesis con modelos existentes. Si tenemos como uno de nuestros objetivos educativos que ellos descubran la trama que enlaza a los actores de la naturaleza, las Ciencias de la 4 Morin, Edgar(Diciembre de 1996), Revista FAMECOS. Porto Alegre. Nro. 5. Semestral. 22 Tierra y el Espacio pueden contribuir, junto a las otras asignaturas del trayecto, al logro del mismo. Ilustramos estas ideas transcribiendo un pasaje de la obra “Certidumbres, incertidumbres y caos” escrita por representantes de diferentes ámbitos de nuestra cultura: la ciencia, la teología y el psicoanálisis. “El futuro de la especie humana” “De lo que se trata, es de saber si en el futuro la especie humana habrá de existir en alguna parte. Distingamos dos escalas de tiempo: un futuro inmediato en el que el Sol y el Planeta Tierra parecen estables, y un futuro lejano en el que ni el Sol ni la Tierra podrán subsistir. En lo que concierne al futuro inmediato, el problema que afronta la especie humana es el de evitar la extinción a las que están sometidas casi todas las especies biológicas. Digamos que la extinción es la norma, y que si la especie humana fuera normal, tendría una expectativa “estadística” de pocos millones de años hasta arribar a su desaparición. Esto es lo que les ha ocurrido a casi todas las especies que han vivido en este planeta, y la extinción es un pronóstico seguro para cualquiera de ellas. Se entiende que hablamos de millones de años hacia el futuro, pero en una escala en que la Tierra continúa siendo un planeta con capacidad de sustentar vida. Hablamos entonces de una extinción contingente, donde algunas especies se extinguen y otras prosperan. En lo que concierne al futuro lejano, los astrofísicos nos han enseñado que el Sol, como todas las estrellas, tendrá su ocaso. En ese entonces, las reacciones termonucleares que ocurren en el Sol, y de las que depende la vida en la Tierra, ya no existirán. Plausiblemente, mucho antes de la llegada de ese ocaso estelar habrá de sobrevenir una extinción casi segura para todas las formas de vida en nuestro planeta. Esta será una extinción masiva donde sólo podrán salvarse quienes sean capaces de abandonar “la nave que se hunde”. Miremos hacia este futuro inmediato(de varios millones de años) al que nos hemos referido. Dado que ahora, debido a nuestro poder tecnológico, nuestra voluntad ingresa como un protagonista importante en el balance del futuro, entonces nuestros propios valores como especie comienzan a desempeñar nuevos roles. Ya hemos comenzado a formularnos cuestiones extremas que implican decisiones de base ética o aún ideológica. Por ejemplo, ¿forzaremos las cosas tendiendo a asegurar la hegemonía de nuestra propia especie, aunque esto implique una drástica reducción del tamaño de la población de otras especies? o, por el contrario, ¿llegaremos a sacrificar nuestra especie, si es necesario hacerlo, con el fin de preservar la variedad de la biosfera? Naturalmente, todos deberíamos bregar para nunca llegar a situaciones tan extremas, pero está claro que los valores que manejemos condicionarán fuertemente el destino de nuestro planeta.” Eduardo Mizraji y Luis Acerenza (pp. 23-24) en Markarian, R. y Gambini, R. (editores) (1997), Certidumbre, incertidumbre y caos. Montevideo. Ed. Trilce. 23 Creemos que estos temas no son exclusivos de los científicos o de los autores de ciencia-ficción. Es claro que este tipo de planteo no solamente requiere del conocimiento disciplinar, sino que, al tiempo que le dan un nuevo significado, conducen al alumno a cuestionamientos, cruzados fuertemente por aspectos éticos, que ponen en juego dilemas de tanto impacto en nuestra época: lo colectivo o lo individual; lo inmediato o lo futuro; calidad de vida para algunos o sobrevivencia (apenas) para muchos. Sabemos que estos dilemas son de difícil solución, por lo que no es nuestra pretensión llegar a una respuesta; pero sí creemos que nuestros alumnos tienen derecho, al egresar de la Educación Media superior. haber podido formularse la pregunta. Edgar Morin nos deja ver: “Somos seres al mismo tiempo cósmicos, físicos, biológicos y culturales, cerebrales, espirituales”. “Conocer el hombre no es recortarlo del Universo, sino ubicarlo en él.” 24 ANEXO 2 ACERCA DE LOS CONTENIDOS ACTITUDINALES Si bien diversos autores han elaborado taxonomías con relación a las actitudes a promover en los alumnos, presentaremos tres tipos de actitudes adaptadas de J. I. Pozo y M. A. Gómez Crespo (1998) que sería deseable se promovieran en los alumnos en todas las asignaturas del trayecto científico, teniendo en la asignatura de Ciencias de la Tierra y el Espacio un ámbito privilegiado por ser un espacio de integración de saberes científicos. Nos referimos a: Actitudes hacia la ciencia Actitudes hacia el aprendizaje de la ciencia Actitudes vinculadas a las implicaciones sociales de la ciencia Actitudes hacia la ciencia Estas actitudes, sobre las que se viene insistiendo en la últimas décadas, a la luz de los actuales aportes epistemológicos, incorporan nuevos elementos de reflexión y análisis que conducen a una necesaria revisión del hacer docente. Tradicionalmente, la enseñanza de las ciencias ha tratado de promover en los alumnos una actitud científica, es decir, que adopten como forma de acercarse a los problemas los métodos de indagación y experimentación. Sin embargo, hoy en día, cada vez son más los que dudan de la utilidad de adoptar una serie de procedimientos propios de la ciencia como receta que ayude a resolver los problemas cotidianos. De hecho, la enseñanza del llamado “método científico”, en lugar de promover hábitos propios del trabajo científico, suele ahogar las verdaderas actitudes científicas que tímidamente puedan manifestar los alumnos. ¿A qué nos referimos entonces cuando hablamos de promover actitudes hacia la ciencia? A incentivar en los alumnos hábitos y formas de acercarse a los problemas acordes con la naturaleza de la ciencia como construcción social del conocimiento, tal como se lo concibe hoy. Promover el rigor, la actitud crítica y reflexiva, huyendo tanto del empirismo ingenuo como de la pura especulación, fomentando una concepción relativista e historicista del conocimiento científico en lugar de una visión positivista y estática. En suma, concibiendo la ciencia más como una forma de hacer preguntas que como una respuesta ya dada. Se trata de relativizar los valores de la ciencia, concibiendo sus logros como un acercamiento progresivo, no como un fin en sí mismo y también sus límites para entender la ciencia como proceso y producto social asumiendo su carácter 25 complementario con otras formas de conocimiento. Actitudes hacia el aprendizaje de la ciencia Junto con las actitudes hacia el saber científico como construcción social, Ciencias de la Tierra y el Espacio puede constituir un ámbito apropiado no sólo para que el alumno conciba la ciencia como un proceso constructivo, sino que intente aprenderla de ese modo, adoptando un enfoque de búsqueda de significado y sentido. Se trata de que el alumno se interese por la propuesta del docente, que valore que la comprensión del contenido es digna de esfuerzo y que genere un autoconcepto positivo con respecto a la ciencia, y que se crea capaz de aprenderla. En definitiva, que se sienta motivado para aprender ciencia y no sólo para aprobarla. La verdadera motivación por la ciencia depende de que pueda descubrir el interés que tiene acercarse al mundo, indagando su estructura y naturaleza. Por lo expuesto, las actitudes del alumno estarán estrechamente dependientes de cómo aprenda, es decir, de las actividades de aprendizaje y de enseñanza en que se vea implicado. Teniendo en cuenta la “resistencia al olvido” de cada resultado de aprendizaje, como plantea J. I. Pozo (1996), cuando el alumno se haya olvidado de buena parte de los contenidos conceptuales y procedimentales que aprendió, seguramente perdurará en él buena parte de las actitudes a través de los cuales adquirió esos conocimientos. Como expresan Pozo, J.I. y Gómez Crespo, M.A. (1998)5: “Como en tantos otros ámbitos del aprendizaje, las formas suelen perdurar más que los contenidos. O en otras palabras, la forma de aprender ciencias puede influir más en el futuro académico y personal del alumno que los propios contenidos aprendidos”. Un factor importante que no podemos dejar de mencionar aquí es la importancia que tienen el comportamiento y expectativas del docente respecto del éxito de sus alumnos. Este aspecto detectado desde hace bastante tiempo, junto con el entusiasmo puesto en la tarea de enseñar, son las competencias o actitudes que los alumnos valoran más de sus profesores y que retroalimentan las propias actitudes del estudiante hacia el aprendizaje de la ciencia. La educación científica también afecta a las actitudes de los alumnos en la vida social, fuera del aula y sus aprendizajes. Así como buena parte de las actitudes adquiridas dentro del aula (cooperación / competitividad, individualismo / solidaridad, etc.) tienen también una continuidad fuera del aula. La adquisición de éstas y otras actitudes relacionadas no pasa tanto por la persuasión mediante un discurso ético sino por la reelaboración que el alumno haga de los distintos componentes conductuales, cognitivos y afectivos de las actitudes mantenidas por él y por las personas próximas a él (compañeros y profesores) en las actividades de aprendizaje y enseñanza de la ciencia. 5 Op. Cit. 26 Actitudes hacia las implicaciones sociales de la ciencia Las actitudes hacia las implicaciones sociales de la ciencia, canalizadas habitualmente a través de las relaciones entre ciencia, tecnología y sociedad, suponen que el alumno adopte posiciones con respecto a los usos sociales de la ciencia y sus consecuencias, valorando problemas como la relación entre la ciencia y el cambio social con sus implicaciones no sólo ideológicas, sino también en hábitos de conducta y/o de consumo. El abordaje de las interacciones Ciencia-Tecnología y Sociedad (C.T.S.) en las clases de ciencias es asumido hoy en la investigación didáctica como una de las soluciones apuntadas para favorecer un cambio actitudinal necesario para mejorar el proceso de enseñanza y aprendizaje de las Ciencias intentando mostrar una imagen más representativa del conocimiento científico. Los estudios CTS buscan comprender la dimensión social de la ciencia y la tecnología, tanto desde el punto de vista de sus antecedentes sociales como de sus consecuencias sociales y ambientales, es decir, tanto por lo que atañe a los factores de naturaleza social, política o económica que modulan el cambio científico y tecnológico, como por lo que concierne a las repercusiones éticas, ambientales o culturales de ese cambio. Se hace necesario recuperar los aspectos históricos, de relación CTS, que permiten una visión más contextualizada de las ciencias, y suministran un elevado potencial motivador. La discusión social de la ciencia, del mito de la neutralidad del científico y de los avances del siglo XX debe suministrar a la enseñanza de las ciencias el potencial e interés que tiene el propio desarrollo científico. La educación CTS aparece hoy como inevitable para la incorporación del alumno en el mundo laboral, para su preparación para la vida adulta en la que se encontrará con objetos y productos que son consecuencias del desarrollo científico y tecnológico en sus casas y lugares de trabajo. Además de que los aspectos CTS aparezcan en los programas, será necesario que estén presentes en el aprendizaje, en el planteo de los problemas, en las actividades que se propongan y en el proceso de evaluación. Será necesario sustituir actividades abstractas o descontextualizadas de resolución o planteamiento de problemas, de introducción de conceptos, etc, por actividades C.T.S que, con los mismos objetivos didácticos, pongan al alumnado en contacto con el mundo que les rodea, con problemas de actualidad y sus posibles soluciones. Es importante entender que el objetivo general del docente es la promoción de una actitud creativa, crítica e ilustrada en la perspectiva de construir colectivamente la clase y en general los espacios de aprendizaje. En dicha 27 “construcción colectiva”, se trata, no sólo de manejar información, sino fundamentalmente de articular conocimientos, argumentos y contraargumentos, sobre la base de problemas compartidos relacionados en este caso con las implicaciones del desarrollo científico y tecnológico. El rol del docente en este enfoque En este concepto de construcción colectiva, la resolución de problemas comprende el consenso y la negociación, así como tener permanentemente en cuenta el conflicto, en donde el docente juega un papel de apoyo para proporcionar materiales conceptuales y empíricos a los alumnos para la construcción de puentes argumentativos. Esta actitud del docente no es pues la tradicional del depositario de la verdad; más bien intenta reflejar pedagógicamente los propios procesos científicos y pedagógicos reales con la presencia de valores e incertidumbres, aunque asumiendo siempre la responsabilidad de conducir el proceso de enseñanza y aprendizaje desde su propia experiencia y conocimientos. 28 ANEXO 3 CONCEPCIÓN DE APRENDIZAJE Todas las propuestas curriculares en la medida que transmiten proyectos educativos, participan de una determinada manera de entender el aprendizaje, y en consecuencia de una forma concreta de concebir la enseñanza. Estas ideas se encuentran implícitas en varios de los componentes de ésta propuesta de Ciencias de la Tierra y el Espacio (objetivos, organización de los contenidos, la naturaleza de las actividades de aprendizaje que aparecen a modo de ejemplo, etc.) Sin embargo, es pertinente hacer explícito a que concepción de aprendizaje se adhiere la propuesta curricular de la asignatura y el rol que sería deseable que cumpla el docente para que los alumnos logren desarrollar las competencias que hemos expresados en el marco de los objetivos específicos. Los aportes de la investigación educativa de los últimos años coinciden en la conceptualización del aprendizaje como una actividad de construcción de significados. Aprender implica: tomar contacto con la información haberla interpretado relacionarla con otros conocimientos posibilidad de aplicarla Mag.Sonia Scaffo (2000), “Un enfoque para la orientación de los procesos de enseñanza y aprendizaje” en La Educación pública hacia niveles de excelencia. ANEP / Codicen) Estas ideas ejes asumen que el sujeto interpreta su experiencia desde sus propios conocimientos y es en definitiva, el protagonista activo de su aprendizaje. El individuo no es un mero receptor, sino una entidad que media en la selección, la interpretación y evaluación de la información dotando de significado su experiencia Es por eso que desde esta perspectiva, se considera que el alumno es constructor de su propio saber y responsable último de su aprendizaje, aprendizaje que para ser significativo y funcional ha de ser el resultado de la propia actividad estructurante del sujeto. Diferentes autores han elaborado criterios o rasgos que caracterizan en la práctica diaria, posiciones acordes con la teoría constructivista. Presentaremos los aportes que en este sentido realizan Pozo, J. I. y Gómez, A. (1998). 29 Aportes para la caracterización de una práctica constructivista en el aula 1. Relativismo: En la organización de los contenidos, relativización del conocimiento disciplinar, que es un medio o instrumento didáctico, pero nunca un fin en sí mismo. En las actividades de enseñanza y aprendizaje: diálogo más que monólogo. En las actividades de evaluación: contrastación de modelos y argumentos en lugar de aceptación de un saber establecido. 2. Interpretación de los procesos de aprendizaje y de enseñanza en términos de un sistema. El currículo como sistema con diversos niveles de análisis (disciplinar, psicológico, didáctico, sociológico). Análisis de las dificultades de aprendizaje como producto de un sistema y no de la acción de un agente único (el alumno, sus padres, la administración o el profesor). 3.La interacción como motor del aprendizaje El aprendizaje del alumno como un producto de la interacción entre la enseñanza y sus estructuras de conocimiento. El aprendizaje como producto de la interacción social en el aula. La toma de decisiones profesionales como un producto de la interacción y el trabajo en equipo. El proceso de enseñanza y de aprendizaje aparece a partir de esta caracterización como proceso co-constructivo en el que el sujeto junto con otros es agente de su propio desarrollo. Así contemplado el proceso de aprendizaje no es sólo el resultado de las acciones de los alumnos, sino de la interacción en un proceso de enseñanza y aprendizaje en el que alumnos y profesores colaboran interrogándose y escuchándose mutuamente en el seno de una actividad con sentido para todos. Los procesos de construcción del conocimiento científico A partir de las diversas teorías sobre la construcción del conocimiento científico desde el conocimiento cotidiano, podemos identificar tres procesos fundamentales en la construcción del conocimiento científico. Estos procesos serían la reestructuración teórica, la explicitación progresiva y la integración jerárquica (Pozo, J. I., Gómez Crespo, M. A. (1998), La reestructuración teórica implica construir una nueva forma de organizar el 30 conocimiento en un dominio que resulta incompatible con las estructuras anteriores. Sintéticamente la reestructuración deberá traducirse y concretarse en un cambio de las estructuras conceptuales. Pero este cambio conceptual se concibe actualmente como un proceso de reestructuración que puede implicar diversos grado de reorganización de la estructura conceptual. La forma más leve constituye el enriquecimiento o crecimiento de las concepciones simplemente incorporándoles nueva información, pero sin cambiar en absoluto la estructura conceptual existente. El ajuste ya implicaría modificar esa estructura de alguna manera, fundamentalmente por procesos de generalización y discriminación pero no requiere un cambio radical de las estructuras conceptuales. La reestructuración es una nueva forma de organizar el conocimiento en un dominio que resulte incompatible con las estructuras anteriores. En concreto, la reestructuración deberá traducirse y concretarse en un cambio de las estructuras conceptuales utilizadas en un dominio de conocimiento dado, desde las formas más simples propias del conocimiento cotidiano (por ejemplo, en términos de relaciones causales lineales, unidireccionales) hasta las estructuras más complejas de las teorías científicas (interacción y equilibrio dentro de un sistema). Este proceso de reestructuración como el resto de los procesos de construcción del conocimiento científico, se produciría de abajo hacia arriba, es decir desde los contenidos más específicos a las estructuras conceptuales. La construcción del conocimiento científico también implica un proceso metacognitivo o aún mejor metaconceptual de explicitación de las concepciones mantenidas intuitivamente. Por lo tanto, será necesario crear escenarios que faciliten ese proceso de explicitación enfrentando al alumno a problemas potenciales a ser posible en contextos de interacción social que induzcan a la comunicación de las propias concepciones de manera que el alumno vaya sacando a luz su propia conciencia buena parte de ese contenido sumergido que son sus teorías implícitas. De esta forma la explicitación, a medida que profundiza en las representaciones favorecerá los procesos de reestructuración al permitir al alumno tomar conciencia de las diferencias estructurales y conceptuales entre las teorías científicas y sus propias teorías. De hecho el cambio conceptual a diferencia de lo que suponían los modelos tradicionales basados en el conflicto cognitivo, no suele implicar un abandono de las concepciones previamente mantenidas y su sustitución por las nuevas teorías científicas. Ambos tipos de teorías coexisten habitualmente y se usan de modo alternativo para contextos diferentes. Sin embargo, esa coexistencia no significa que las distintas representaciones alternativas que un sujeto dispone para un dominio dado deban ser independientemente entre sí. De hecho el cambio conceptual suele implicar un proceso de integración jerárquica, por el 31 que las formas de representación más elementales se integran o redescriben, en las más complejas. En suma la construcción del conocimiento científico requiere construir estructuras conceptuales más complejas a partir de otras más simples y probablemente establecer usos diferenciales para cada uno de los contextos de aplicación de esas teorías. ASPECTOS METODOLÓGICOS El aprendizaje como proceso constructivo exige un nuevo esquema de actividad por parte del alumno, una actividad autoestructurante en la cual el alumno se involucra en el proceso desde el comienzo, propone o comparte con el docente el objetivo de la actividad, planifica y lleva a cabo la gestión, procesa la información obtenida, estructura y reestructura el conocimiento. Desde esta perspectiva docentes y alumnos necesitan desarrollar estrategias, en el sentido que son definidas por MONEREO, C. (1994; Estrategias de enseñanza y aprendizaje. Barcelona. Graó.) como: “procesos de toma de decisiones conscientes e intencionales en los cuales se elige y recupera, de manera coordinada, los conocimientos que se necesitan para cumplimentar una determinada demanda u objetivo, dependiendo de las características de la situación educativa en que se produce la acción”. Las estrategias estarán relacionadas para: el docente, en la toma de decisiones conscientes e intencionales respecto a cuál es la mejor intervención para ofrecer una guía flexible a sus alumnos. los alumnos, en la toma de decisiones conscientes e intencionales para conseguir un objetivo de aprendizaje. El docente como aprendiz y enseñante estratégico El enfoque integrador que se pretende en esta asignatura, hace de la planificación de la intervención pedagógica un elemento clave. Elaborar una propuesta de enseñanza basada en el conocimiento integrado, significa penetrar en la trama de relaciones de los conceptos de las disciplinas que se encuentran implicadas. A su vez, hemos planteado que comprender es integrar un nuevo conocimiento a la trama de relaciones conceptuales que ya posee el sujeto. Las relaciones entre los contenidos las establecen, primordialmente los alumnos, por lo tanto ayudar al alumno a establecer los nexos entre los conceptos que estructuran ese contenido, es favorecer el aprendizaje. Sí efectuamos ahora, en forma más detallada el análisis de la integración del 32 conocimiento desde el que enseña, aparecen numerosas interrogantes que se pueden condensar en las siguientes: - ¿ qué tiene que saber el docente cuando asume el desafío de enseñar en una asignatura de integración de saberes científicos?, - ¿ tiene que saber integrar ? La Prof. Edith Moraes en su artículo “Reflexiones acerca del concepto de integración” (ANEP. CODICEN (2001), Un avance en la experiencia de enfoque curricular por Áreas Integradas) contesta negativamente. El docente no debe saber integrar. La integración de saberes pre-existe a la acción didáctica. Lo que tiene que saber hacer es re-construir esa trama de relaciones ya existentes; reconstruir la red de conceptos vinculados al tema o contenidos a enseñar, discriminando la pertinencia disciplinar y los nexos intra e interdisciplinar. Lo más apropiado entonces es: organizar la acción didáctica y la intervención docente presentando los contenidos de manera que se facilite la construcción de estructuras y esquemas lo más interrelacionados posibles. Buscar que los nuevos contenidos estén articulados a partir de las relaciones que poseen, permitiendo que los alumnos puedan construir esquemas explicativos de la realidad cada vez más complejos. Lo expuesto hasta el momento, nos permite plantear que la planificación del docente para esta asignatura difiere esencialmente del tratamiento lineal y asignaturista de los contenidos. La planificación de un enfoque integrador impone al docente un cambio sustancial, de un orden correlativo en la enseñanza de contenidos por asignatura, a un orden dado por los vínculos que se establecen entre los conceptos en la gestión de un problema, o de una situación que se problematiza. (Ver Anexo 4). Esta problematización del conocimiento frente a una situación, (tema o problemática actual), activa en los alumnos sus ideas previas, la disposición para aprender, la búsqueda de información, la reconstrucción del conocimiento. Una intervención docente en los términos de Brousseau: “El docente realiza primero el trabajo inverso al científico, una recontextualización y repersonalización del saber; busca situaciones que den sentido a los conocimientos por enseñar (...) se ven dos partes bastantes contradictorias del rol del docente: hace vivir el conocimiento, hacerlo producir a los alumnos como “ respuesta razonable” a una situación familiar y además transformar esa respuesta razonable en un hecho cognitivo identificado, reconocido desde el exterior. Para el docente es grande la tentación de saltar estas dos fases y enseñar directamente el saber como objeto cultural evitando el doble movimiento. En este caso se presenta el saber y el alumno se lo apropia como puede”. Parra, Cecilia, Saiz, Irma (1994), “Los diferentes roles del maestro” en Didácticas de las Matemáticas. Este enfoque apuesta a un cambio del rol del docente, del tradicional papel de 33 transmisor de conocimientos elaborados, a un agente responsable de hacer realidad un currículo para el pensamiento, en el que los conceptos operen continuamente en contextos de razonamiento y resolución de problemas y en donde se acentué en todo momento de la actividad el pensamiento generativo. Resnick, L. y Klopfer, L. (1996).6 Podríamos plantearnos múltiples preguntas previas a la actividad de aula con los alumnos, a modo de ejemplo: ¿De qué naturaleza es el conocimiento en relación a las disciplinas? ¿Qué objetivos nos proponemos a través de la actividad? ¿Qué pueden saber los alumnos en función de lo que se ha trabajado en cursos anteriores o en otras asignaturas del trayecto científico? ¿Qué situación o problema cercano a la realidad de los alumnos permitirá abordar los contenidos programáticos y favorecerá su disposición para el aprendizaje? ¿Qué estrategias serían las más adecuadas en el accionar docente para colaborar en la estructuración y reestructuración del conocimiento de los alumnos? Sin duda, es posible plantear muchas otras interrogantes, y las presentadas no pretenden ser considerados como pasos ordenados a seguir en la planificación, porque sería desconocer que la situación educativa es resultado de múltiples variables. Esto nos lleva a la cuestión de cual es el modelo o forma de enseñar que podría considerarse como la “mejor” o la “única.” El debate está instalado y la alternativa pluralista es defendida desde hace bastante tiempo por varios autores. “No es sorprendente que la gente se cuide de los modelos que utiliza y que los educadores hayan buscado durante milenios el modelo perfecto: el enfoque que resolverá todos lo problemas educativos. Impugnamos la idea según la cual existe un modelo perfecto. No debemos limitar nuestros métodos a un modelo único, por atractivo que sea a primera vista, porque no hay modelo capaz de hacer frente a todos los tipos y estilos de aprendizaje”. Joyce y Weil, 1985. En “La enseñanza y los profesores: metáforas, modelos y formas de enseñar”. Para estos autores la profesión de enseñar se relaciona con un dominio creciente de una variedad de modelos, ya que todos lo docentes se enfrentan a una amplia gama de problemas. Esto no significa que “todo vale”, sino que por un lado los diferentes objetivos propuestos en la enseñanza de las ciencias requieren de un amplio repertorio de estrategias para su consecución y que por 6 Resnick, L. y Klopfer, L. (1996). Curriculum y cognición. Bs. As. Aique 34 otro, cada modelo tiene un ámbito de aplicación que puede ser complementario con otros. Existen diferentes tipologías de modelos didácticos, que podrían implementarse en el aula como planteamos, no pretendemos establecer un patrón de comportamiento en la actividad del docente, al contrario la complejidad de la tarea nos hablaría de los múltiples papeles a desempeñar en el aula, pero con la previa y debida reflexión y contrastación de modelos didácticos, que le permita asumir aquel papel o papeles más acordes a sus propias concepciones. Lo relevante es que el docente sea consciente, de que es la naturaleza de su intervención pedagógica la que establece los parámetros en los que se puede mover la actividad mental de sus alumnos. Es él quien pone las condiciones para que la construcción que hacen sus alumnos sea más amplia o más restringida, se oriente en un sentido u en otro, a través del tipo de situaciones u experiencias que plantea a sus alumnos. En el campo de la Didáctica crítica aparecen algunas orientaciones generales que aportan a la reflexión a la que hacíamos referencia, por ejemplo, Azucena Rodríguez en 1997 –citada por Irma Menéndez (2001) 7– reúne tres momentos básicos en las instancias del proceso de enseñanza: Actividades de apertura. Aproximaciones globales al tema o problemas; relaciones significativas con lo que el alumno ya sabe; problematización. Actividades de desarrollo. Gestión del problema, búsqueda de información (observación, experimentación, entrevistas, documentos, etc) confrontación, argumentación. Actividades de culminación Organización de la información, conocimiento. estructuración y reestructuración del En la actualidad, gran número de investigaciones parecen coincidir en la importancia que la enseñanza de las ciencias debe conceder a la resolución de situaciones problemáticas abiertas que exigen de los alumnos una actitud activa y un esfuerzo para buscar sus propias respuestas, su propio conocimiento. Estas situaciones problemáticas si se encuentran ligadas a temas científicos o tecnológicos actuales, promueven el interés y la motivación de los alumnos, brindan la oportunidad de que utilicen procedimientos científicos progresivamente más rigurosos y favorecen las reflexiones sobre las actitudes presentes en la ciencia real propiciando una visión socialmente contextualizada de la actividad científica. Con este propósito se sugiere que el docente acerque a los alumnos a los ámbitos científicos nacionales (a modo de ejemplo: Planetario Municipal, MENÉNDEZ, Irma (2001), “Actividades” en Un avance en la experiencia de enfoque curricular por Áreas Integradas. ANEP. Codicen. 7 35 Dirección Nacional de Meteorología, Servicio de Sensores Remotos Aeroespaciales, Dirección Nacional de Minería y Geología, Servicio Geográfico militar, Instituto Antártico Uruguayo, Secretaria Administrativa del MERCOSUR, etc.) e internacionales a través de medios informáticos como herramienta para acceder a fuentes de producción de información y conocimiento. Enseñar a aprender durante la interacción en el aula: el alumno estratégico Hasta aquí hemos planteado la necesidad de que el docente actué como aprendiz y enseñante estratégico pero ambas facetas confluyen al mismo objetivo: enseñar a aprender a los alumnos. Es extraño que esperemos que los estudiantes aprendan cuando no se les ha enseñado qué significa aprender, que resuelvan problemas cuando pocas veces se les ha enseñado a resolverlos; necesitamos desarrollar los principios generales de cómo aprender, cómo recordar, cómo resolver problemas y establecer el lugar de estos métodos en el currículo. En coherencia con los principios constructivistas de los que partimos, entendemos que el uso estratégico de los procedimientos de aprendizaje no pueden aprenderse en el vacío sino en estrecha relación con los contenidos curriculares. Cuando se aprende tomando conciencia de la toma de decisiones se facilita el aprendizaje significativo, pues se promueve que se establezcan relaciones entre lo que el alumno ya sabe (sus propios conocimientos) y la nueva información (objetivos y características de la tarea que se debe realizar). De esta manera no sólo se aprende cómo utilizar determinados procedimientos, sino cómo, cuándo y por qué utilizarlos, lo que se ha denominado conocimiento estratégico. Enseñar a los alumnos a actuar estratégicamente cuando aprenden requiere de un traspaso de la función reguladora del docente a la autorregulación por parte del estudiante de manera que pueda planificar, controlar y evaluar sus operaciones mentales. 36 ANEXO 4 SUGERENCIAS PARA EL DOCENTE UNIDAD TEMÁTICA: SATÉLITES ARTIFICIALES Contenidos Conceptuales: Tecnología espacial Tipos de satélites, órbitas y sus usos Relevancia Socio-Económica del uso de la tecnología espacial. Interacción con otras áreas Física: - Gravitación y movimiento orbital. Balística. Ingravidez Propulsión de cohetes (acción y reacción) Fricción y calor - Combustión Cristalografía en ingravidez - Comportamiento de seres vivientes en ingravidez. El hombre en el espacio Química: Biología: Historia, Geografía, Economía, Política: - Motivaciones de la Carrera Espacial - Estudio de los Recursos Naturales - Globalización de la Economía - Tecnologías espaciales y militares Elementos disparadores (algunos ejemplos): Desastre del Columbia ¿A dónde apuntan las antenas parabólicas? Previsión del tiempo y variaciones climáticas Precio de la producción agrícola en los Mercados Internacionales Monitoreo de desastres naturales: inundaciones, sequías, erupciones volcánicas, derrames de petróleo, etc. Estación Espacial Internacional (ISS) 37 EJEMPLO: EL DESASTRE DEL COLUMBIA Aproximación 1: Causas del Desastre Causas del desastre Dimensión CTS Calentamiento por fricción Transferencia de órbita Previsión de fallas Desintegración Movimiento orbital Leyes de Kepler Recortes presupuestales Chatarra Espacial Transferencia de Energía Sistemas de propulsión 38 Futuro del desarrollo espacial Aproximación 2: ¿Qué hacen los transbordadores espaciales? ¿Qué hacen los transbordadores espaciales? Misión tripulada vs Robot Lanzadera de satélites Taxi espacial (otros sistemas) Experimentos en Gravedad Cero Tipos de satélites y de órbitas Estación Espacial Internacional Global Positioning System (GPS) Telecomunicaciones Sensores Remotos Militares y de Vigilancia Recursos Naturales Meteorológicos Dimensión CTS Carrera Espacial y Armamentista Relevancia Socio-Económica 39 Reparación de satélites ANEXO 5. SUGERENCIAS DE ACTIVIDADES PARA REALIZAR CON LOS ALUMNOS EJEMPLO 1 Marte es el único planeta fuera de la Tierra donde los seres humanos pueden vivir, trabajar y desarrollar una cierta clase de gratificante autosuficiencia. El inconveniente mayor es su atmósfera extremadamente tenue que exigirá a los astronautas el uso de trajes espaciales para actividades a la intemperie. Sin embargo, su menor gravedad (38% de la terrestre) hace que tales trajes se puedan llevar sin implicar un lastre excesivo. El gran atractivo de Marte es su gran abundancia de elementos volátiles. Por ejemplo, podría usarse el CO2 atmosférico y el H2O extraído del suelo para cultivos. El oxígeno para la respiración podría ser extraído químicamente de alguna de estas sustancias o suministrarlo como un subproducto de la fotosíntesis de las plantas. Se podría producir por procesos químicos relativamente simples propelentes para los lanzadores como hidrógeno, metano, metanol, oxígeno o peróxido de hidrógeno a partir del H2O y el CO2. Además, se podría extraer del suelo metales, sales y muchos otros materiales. Primera etapa Este párrafo fue extraído de un libro, léelo, busca en el diccionario las palabras que no conozcas y vuelve a leerlo después. Dime con tus propias palabras qué es lo que el autor describe en él. Dime si piensas que pertenece a un libro de ficción o lo que allí se plantea puede ser real. Explícame con argumentos el porqué de tu respuesta. Busca cuáles compañeros piensan lo mismo que tú y forma un grupo de debate de no más de 5 personas. Elaboren sus argumentos de defensa. Ahora entre todos los grupos intentemos llegar a una conclusión. Segunda etapa A partir de sus propias conclusiones busquen materiales que las corroboren. Elabora con tu grupo un informe basado en la nueva información que poseen. Tercera etapa Vuelvan a leer el texto, como verán el mismo comienza con la frase “Marte es el único planeta fuera de la Tierra donde los seres humanos pueden vivir” Averigüen por qué el autor hace esta afirmación tan categórica; pueden comenzar por averiguar si algunas de las condiciones que él le atribuye a Marte existen en otro planeta o satélite del Sistema Solar. Redacten un informe de su investigación. Ahora, ¿cómo redactarían dicha frase si en lugar de “seres humanos” hubiese escrito “cualquier ser vivo”. Justifiquen su respuesta volviendo a escribir todo el párrafo que leyeron. 40 Cuarta etapa El texto que han leído fue extraído del libro “Si existen......¿DÓNDE ESTAN? La continua fascinación del hombre por la vida extraterrestre.” Editado en Montevideo, Uruguay, agosto/2000, por la imprenta Central de impresiones Ltda..; y su autor es el Lic. Julio Fernández. Él es un científico uruguayo reconocido internacionalmente. Intenten averiguar a qué tipo de investigaciones se dedica, y si algún tema relacionado con las mismas les interesa elaboren un cuestionario que le enviaremos por correo electrónico. EJEMPLO 2 PONGO A PRUEBA MIS CONOCIMIENTOS Defino las palabras o expresiones: Planeta, estrella, año luz, eclipse, asteroide, cráter de impacto, mar lunar, cometa, gravedad. Verdadero o falso Algunas de las siguientes observaciones son exactas, cópialas y corrige las afirmaciones inexactas}: a. La luz del Sol tarda algunas horas en llegar a la Tierra. b. Mercurio y Venus poseen como todos los planetas del sistema solar, uno o varios satélites naturales. c. Los anillos de Saturno forman un disco que no mide más que unos metros de espesor d. La Tierra ha sido menos bombardeada por los meteoritos que los otros planetas del sistema solar. e. Se pueden observar volcanes en actividad sobre Marte. f. El ozono protege a los seres vivos terrestres de las radiaciones mortales emitidas por el Sol. a. b. c. d. .....un planeta telúrico y un planeta joviano? .....un cometa y un asteroide? .....un cráter de impacto y un cráter volcánico? .....un mar lunar y un mar terrestre? a. b. c. d. ¿Qué diferencia existe entre...... ¿Por qué se puede decir que... ..... los cometas son objetos celestes cuya duración de existencia es limitada? ..... la Tierra es un planeta activo? ..... el agua líquida corría en otro tiempo por Marte? ..... sobre la Luna, cuanto más cráteres de impacto se observan más antigua es la 41 región? Encuentra la palabra que corresponde a cada definición a. Estrella situada a 150.000.000 km de la Tierra. b. Capa de gas que rodea a un planeta y que está ligada a él por fuerzas gravitatorias. c. Huella dejada sobre el suelo de un planeta por el disparo de un meteorito. EJEMPLO 3 UTILIZO MIS CONOCIMIENTOS Determinar el origen de los cráteres marcianos (Competencia: Analizar observaciones) La fotografía adjunta muestra una porción del suelo Marciano de alrededor de 300 por 400 km en la región del Monte Ceranius Tholus. Se pueden observar los cráteres y sus fallas. Identifica los cráteres de impacto y los cráteres volcánicos. ¿Cómo los reconoces? El cráter A ¿es posterior o anterior a la falla que está en contacto con él? Trata de clasificar en orden cronológico, por su formación, alguno de los cráteres que se observan en la zona B. Para ello, realiza un esquema rápido de esa zona y designa con una letra cada uno de los cráteres. EJEMPLO 4 Explicar la variación de la duración del día (Competencia: Emplear conocimientos para explicar un documento) Datos del 1° de enero al 31 de diciembre En el curso del año de las horas de salida y puesta del Sol en un punto situado en Alsacia a 48º de latitud norte y 8º de longitud este. ¿Por qué varía la duración del día a lo largo del año? 42 Realiza esquemas que indiquen las posiciones del globo terrestre con las que se pueda explicar la duración del día el 1º de enero y el 1º de junio. En vuestro esquema los rayos de Sol se suponen que vienen siempre horizontalmente desde la izquierda EJEMPLO 5 UNA COMPARACIÓN INTERESANTE (Competencia: Adoptar un desarrollo explicativo interpretando gráficos) La gráfica representa: - El espectro de emisión del Sol (es decir, el conjunto de radiación solar que llega al límite externo de la atmósfera terrestre). - El espectro de radiación solar medido a nivel del mar. ¿Qué parte de la radiación solar representa la energía que esencialmente alcanza la Tierra? ¿Cómo podemos explicar que las curvas no se superpongan? EJEMPLO 6 El ciclo biogeoquímico del dioxígeno (Competencia: Explotar un modelo usando los conocimientos) Podemos interpretar los cambios del dioxígeno en las diferentes esferas terrestres, a través de un ciclo biogeoquímico. El esquema que se adjunta representa este cambio de forma muy esquemática. Resumir en algunas frases la intervención de los seres vivos en el ciclo. 43 ¿Cómo se explican y regulan los intercambios de dioxígeno entre la atmósfera y la hidrosfera? A escala global, ¿en qué latitudes (altas o bajas) las aguas superficiales de los océanos son más ricas en dioxígeno? ¿Cuál es el interés biológico de los mecanismos fisicoquímicos que intervienen en la alta atmósfera? 44 45 BIBLIOGRAFÍA Academic Press (1999), Encyclodedia of the Solar System. London. Academic Press. Asimov, Isaac. El Universo. Alianza Editorial. AA.VV. Biosfera. Vols. 1 y 2. Ed. Vincens Vives. AA.VV. Colecc. “Entornos”. Ciencias de la Naturaleza. Biología y Geología. Tomos 1 al 4. Ed. Vincens Vives. Benett, Jeffrey y otros (1998), The Cosmic Perpectives. Addison Wesley Longman. (*) Bravo, Silvia (1987), Encuentro con una estrella. Fondo de Cultura Económica. Elsom, Derek (1993), La Tierra. Ediciones del Prado. Galadi Enríquez, D. y Gutiérrez Cabello, J. (2001). Astronomía general, teoría y práctica. Editorial Omega. Glasstone, S. (1969), Iniciación a las Ciencias del Espacio. Ed. Aguilar. Karttunen, H. y otros (1996), Fundamental Astronomy. Berlín. Kelly Beatty, J. (editor) (1999), The New Solar System. Cambridge University Press. 4ta ed. Kippenhahn, Rudolf (1986), Cien mil millones de soles. Biblioteca Científica Salvat. Layzer, David (1989), La Construcción del Universo. Barcelona. Biblioteca Scientific American. Ed.Labor. Marov, M. El Sistema Solar. Menzel, Donald H. y Pasachoff, J.M. Guía de campo de las estrellas y los planetas de los hemisferios norte y sur". Editorial Omega. Peterson, Ivars (1995), El Reloj de Newton. Alianza Editorial. Sagan, C. Cosmos. Barcelona. Ed. Planeta. Sánchez Gómez, L. y otros (Editores) (1995), Cosmología Astrofísica. Alianza Universidad. Scientific American. Biblioteca Libros de Investigación y Ciencia: “El sistema solar”, “Construcción del Universo”, “Planeta azul, planeta verde”, “Potencias de diez.” Tarbuck y Lutgens. Ciencias de la Tierra. Ed. Prentice Hall. Tavernier, Raymond et Lizeaux, C. (2001), Science de la Vie et de la Terre. 1er. Collection. Ed. Bordas. Tavernier, Raymond et Lizeaux, C. (2001), Science de la Vie et de la Terre. Terminal Scientifique. Tavernier, Raymond et Lizeaux, C. (2001), Science de la Vie et de la Terre. 2de Collection. S. Ed. Bordas. Tomasino (2000), Physique Chimie. 2de. Collection. Ed. NATHAN. Vicino, G. Las Estrellas. Montevideo. Ed. Monteverde. Weinberg, S. (1994), Los Primeros Tres Minutos del Universo. Alianza Universidad. 46 REVISTAS Revista Investigación y Ciencia. Biblioteca Scientific American. Tema La vida de las Estrellas Tema Misterios de la física cuántica Tema Sistemas solares Tema La Tierra Tema La Atmósfera Tema Los Volcanes Tema Construcción del Universo Tema Planeta azul, planeta verde Tema Potencias de diez Tema La ciencia de la luz Tema La superficie terrestre Tema Agua Tema El clima Tema El color “Vida en el Universo” en Revista Investigación y Ciencia. Biblioteca Scientific American. Abril 1994. La Comisión Programática que elaboró esta propuesta estuvo integrada por: Insp. Nancy Bentancor Insp. Marianella Maxera Insp. Elizabeth Mazzuchi Insp. Celia Stagno Insp. Raquel Tuví Insp. Martha Varela Prof. María Magdalena Acuña Prof. José González Prof. Margarita Leifert Prof. Graciela Pereira Prof. Miriam Pérez Prof. Dante Villalba Prof. Bernabé Gadea 47