Informe-revisión curricular-ciencias de la naturaleza.docx

Vice Ministerio de Asuntos Técnicos y Pedagógicos
Dirección General de Currículo
Informe Área de Ciencias de la Naturaleza y sus
Tecnologías
Autores
Melvin Arias, PhD.
Vladimir Perez, MSc, PhDC.
Vinicio Romero, MSc.
Violeta Morales, MSc.
Rosa Vanderhorst, MSc.
Ramonita Constancia, MSc.
Carime Matos, MSc.
Cesar Castillo, MSc.
Enero del 2013
Santo Domingo, República Dominicana
1
Introducción
Descripción del contenido
Las Ciencias de la Naturaleza conforman un conjunto de disciplinas científicas que
buscan y ofrecen explicación a los fenómenos de la naturaleza en función de los
avances teóricos y experimentales verificables y reproducibles en la actualidad.
Se considera la ciencia como un proceso de construcción social que tiene su
sistema y mecanismo de comunicación para predecir, persuadir y convencer
(2001, Hogan y Corey, p. 215), quienes plantean que:
“El aprendizaje de las Ciencias Naturales es un proceso de culturización social
que trata de conducir a los estudiantes más allá de las fronteras de su propia
experiencia a fin de familiarizarse con nuevos sistemas de explicación, nuevas
formas de lenguaje y nuevos estilos de desarrollo de conocimientos”.
Las disciplinas científicas difieren entre sí en conceptualización, técnicas utilizadas
y resultados observados, pero comparten un propósito y filosofía común; y todas
son parte de la misma empresa científica. Aunque cada disciplina proporciona una
estructura conceptual para organizar y construir el conocimiento, es común que los
problemas sean estudiados por científicos que utilizan herramientas
proporcionadas por varias disciplinas, ya que éstas carecen de fronteras claras.
El desarrollo de competencias vinculadas a la aplicación del conocimiento
científico y tecnológico en áreas como la educación, el trabajo, la salud, el medio
ambiente, el turismo, la comunicación, es de suma importancia para el ciudadano
que vive en una sociedad que depende cada vez más del avance científico y
tecnológico.
Las Ciencias de la Naturaleza integran tres grandes bloques:
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Ciencias Físicas o del mundo material,
Ciencias de la Vida y
Ciencias de la Tierra y del Espacio.
Las Ciencias Físicas se fundamentan en la Física y la Química; las Ciencias de la
vida en la Biología; las Ciencias de la Tierra y Espacio incluyen básicamente la
Geología, la Astronomía, las Ciencias Atmosféricas y la Oceanografía. Estos
bloques se abordan como Ciencias de la Naturaleza desde el Nivel Inicial hasta el
Nivel Medio.
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En el Nivel Medio a las disciplinas Física, Química y Biología se les da un
tratamiento formal. En el currículo vigente está presente la Geología, pero hasta el
momento, no se contempla como disciplina.
Existe consenso internacional para clasificar la enseñanza de la Ciencia en los
tres grandes bloques mencionados. Ahora bien, donde se presenta la dificultad
es en su implementación para lograr una efectiva alfabetización científica del
estudiante; ya que interviene: el rigor, gradualidad e integración de los contenidos
científicos, la metodología apropiada para la indagación de las ciencias, el
tratamiento adecuado de la dualidad ciencia y tecnología, y últimamente la
incursión de las ingenierías.
Mantener la motivación del estudiante por el aprendizaje desarrollado en la
escuela, el desarrollo de actitudes como la curiosidad, la perseverancia, la
creatividad, la tolerancia a la diversidad de discurso, la autonomía en la
interpretación, el manejo, la verificabilidad y la producción científica, la ética, la
aplicabilidad de conocimientos al entorno, todo ello va encaminado al desarrollo de
las competencias científicas del siglo XXI.
Es imperativo la mejora de capacidades como: la comunicación, la indagación, la
investigación, el manejo de la tecnología, las estrategias y mecanismos para la
sostenibilidad, la sustentabilidad, asi como la resolución de problemas y toma de
decisiones tantos laborales como de la vida diaria.
Ha de considerarse que el aprendizaje de las Ciencias de la Naturaleza no sucede
de forma espontánea, sino que se necesita de un docente competente en el área
que ayude a los estudiantes a apropiarse de los conocimientos que encierra la
ciencia, la que además de ser una construcción individual, es un proceso de
construcción colectiva.
Organización del Informe
Se ha organizado este informe de acuerdo a la naturaleza del Área de Ciencias de
la Naturaleza y sus Tecnología (en este informe usualmente nos referimos
solamente como Ciencias de la Naturaleza): se desarrollan los avances técnicos y
científicos recientes por cada uno de los bloques que conforman las Ciencias de la
Naturaleza. Luego se discuten los avances, tendencias y modelos en la
enseñanza de la ciencia durante las última dos décadas. Al final del informe se
detallan las conclusiones y recomendaciones que proponemos a seguir en la
actualización del currículo.
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Enumeración y descripción de avances.
Avances científicos recientes.
Avances en Ciencias de la Tierra y del Espacio
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El nuevo concepto de planeta enano, al cual Plutón fue reclasificado. Esto
fue producto de descubrimientos de nuevos objetos en el sistema solar que
no encajaban en el esquema actual.
Descubrimientos de cientos de exoplanetas, planetas fuera del sistema
solar. Las investigaciones se dirigen a planetas parecidos a la tierra y que
puedan albergar vida como la conocemos, así como estudiar la
composición de sus atmósferas.
Descubrimiento de hielo y agua líquida en distintas partes del universo.
Mayor entendimiento del cambio climático.
Mejores modelos para interpretar el clima en la Tierra, debido a la
disponibilidad de potentes computadoras.
Generalización del uso GPS para aplicaciones de geolocalización.
Edad del universo y un mapa de la radiación microonda de fondo de alta
resolución después del Bing Bang.
La confirmación de la expansión del universo, la materia oscura y los
agujeros negros.
Descongelamiento de los glaciares más rápido de lo esperado.
Avances en Ciencias de la Vida
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Decodificación de genomas de bacterias, plantas y animales. Estos
genomas se analizan para encontrar curas a enfermedades, para producir
plantas y animales transgénicos, entre otros.
El Proyecto Genoma Humano, que busca catalogar el genoma humano.
Células madres y nuevas fuentes para producirlas.
Descubrimiento de un ancestro más antiguo que Lucy.
Hallazgo en herencia no genética, así como una mejor comprensión del
ARN y ADN. Sin olvidar el logro de la Clonación.
Muestra de evolución más rápida que la esperada.
Creación de la vida artificial.
Máquinas fundidas con humanos. Extremidades robóticas que funcionan
con señales nerviosas.
Terapias genéticas e ingenieras de tejidos inyectables.
Resurgimiento de algunas enfermedades que se han vuelto resitentes a los
tratamientos (esto ocurre con las bacterias y con algunos virus).
Mejor entendimiento de la evolución humana mediante el estudio del
genoma y la adición de fósiles que complementan los que ya existen.
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Avances en Ciencias Físicas
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Descubrimientos de nuevos materiales mediante la nanotecnología. Estos
materiales se utilizan para producir mejores baterías, materiales más
livianos y resistentes, para producir materiales más amigables al medio
ambiente.
El Gran Colisionador de Hadrones. descubrimientos de varias partículas
fundamentales, entre ellas, la má importante el Bosón de Giggs, la partícula
responsable de que las otras partículas tengan masa, así como creación y
retención de antimateria.
Máquina cuántica. Láser acústico. Manto de invisibilidad de algunos
centímetros de dimensión. Superfotón con el efecto Bose-Einstein.
Miniaturización de componentes electrónicos, haciendo posible la
construcción de dispositivos más baratos y más eficientes.
Avances en la química verde: posibilidad de hacer micro-reacciones (esto
implica menos desperdicios) y solventes iónicos líquidos (no producen
vapor y contaminan menos).
Síntesis de materiales biodegradables, que son más amigables al medio
ambiente.
Se puede continuar observando los avances más significativos en “Physics World:
top 10 breakthroughs for 2010, 2011, 2012”.
Avances en tecnologías
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Los teléfonos inteligentes, las tabletas y las computadoras portátiles.
Expansión en el uso de la Internet a nivel mundial.
Incremento y disponibilidad de información en la World Wide Web.
Facilidad de bajar, intercambiar y subir documentos, fotos, videos, músicas
y otros archivos por medio electrónico.
Innovación en la telefonía, radio, televisión, videos y videoconferencia.
Disponibilidad de servicios online.
El correo electrónico un medio indispensable de comunicación, siendo los
más populares: gmail, hotmail, yahoo entre otros.
Las redes sociales se han convertido en un fenómeno social de gran
relevancia en la actualidad, siendo los populares Facebook, Twitter,
MySpace, entre otros.
Búsqueda de información y servicios: Google, Yahoo, Wikipedia, Youtube,
Amazon, eBay.
Los avances tecnológicos se llevan a cabo en un ritmo casi inimaginable en
todas las direcciones, colocando innovaciones que en meses o pocos años
han sido remplazadas. Y la transferencia de los avances de las
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investigaciones en los transistores, según la ley de Moore, parecen superar
cualquier perspectiva esperada.
Avances relacionados con la pedagogía de las disciplinas.
Ciencias Físicas
Las grandes ideas que forman las Ciencias Físicas deben ser la base para la
integralidad con las Ciencias de la Vida y las Ciencias de la Tierra y el Espacio
(Harlen, 2010; Quebec Programa de Educación, 2001, Colorado Academic
Standards, 2009; proyecto) y su tratamiento disciplinar; adecuando los conceptos,
sus aplicaciones y sus relaciones con las ingenierías y tecnologías según
sugieren las investigaciones por cada grado (Wilson y Draney, 2009). Desde Inicial
hasta Básica, la forma integral, gradual, sistemática y continua en conjunto con
otras ciencias, ha mostrado ser apropiada y eficiente.
En Nivel Medio, el tratamiento disciplinar de la Física y la Química, continúa
siendo fundamental a nivel curricular, ya que formaliza la introducción para
estudios superiores y para el trabajo; se debe procurar continuar integrando las
ciencias, las tecnologías y sus aplicaciones, desde su tratamiento disciplinar.
Ciencias de la vida
La Biología es tratada en el currículo vigente de forma integral con las demás
disciplinas, Física, Química; desde los Niveles Inicial y Básico. En el Nivel Medio
es tratada como disciplina. La Biología en el currículo actual, contempla las
disciplinas: Biología General, Geología, Anatomía y Fisiología Humana, Zoología,
Botánica y Ecología. La genética, la teoría de la evolución, la biología celular y
molecuar están contempladas en los contenidos básicos. Ha habido avances
significativos en Biología Evolutiva del Desarrollo, la Biotecnología y Ciencias
Ambientales que deben ser considerados para ser tratados en el nuevo currículo.
El desarrollo de estas teorías es vital, ya que sustentan pricipalmente las grandes
ideas en las Ciencias de la vida (National Research Council and National Academy
of Sciences, 2012; Harlen, 2010) y su tratamiento gradual, sistemático y continuo
en todos los niveles del currículo (National Research Council, 1996; Lerner 2012).
Ciencias de la Tierra y del Espacio
Las disciplinas que incluyen las Ciencias de la Tierra y el Espacio son la Geología,
la Astronomía, la Cosmología, las Ciencias Atmosféricas y la Oceanografía.
Los contenidos básicos del currículo vigente se limitan brevemente a la Geología
y los planetas de nuestro sistema solar y se tratan de manera explícita en cuarto y
quinto grado del Nivel Básico (MINERD, 2006).
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Las Ciencias de la Tierra y del Espacio deben tratarse en todos los grados de los
Niveles Inicial y Básico de forma integral, incluyendo el aporte de las demás
disciplinas mencionadas.
En el Nivel Medio deben abordarse durante un año, con énfasis en Geología,
Ciencias Atmosféricas y Astronomía. Estas ciencias permitirán introducir de
manera natural contenidos de Gestión de Riesgos y se integraría de manera
conjunta con las Ciencias Físicas y Ciencias de la Vida. Con relación a las
Ciencias de la Tierra y del Espacio es un hueco en el currículo vigente y deben
integrarse a las Ciencias de la Naturaleza.
Avances en los modelos de enseñanza en ciencias
El enfoque de las tendencias actuales sobre estrategias metodológicas privilegia:
El desarrollo del pensamiento científico, con actividades de resolución de
problemas, donde el estudiante elabora preguntas, acota situaciones formulando
hipótesis, recoge datos, investiga, realiza actividades experimentales, interpreta
gráficos, analiza resultados, compara y organiza información, transfiriendo sus
conocimientos a través de exposiciones y diversas formas de comunicación, en
perfecta concordancia con los postulados constructivistas.
Cómo las personas aprenden y cómo se aprende ciencia
De los informes del Consejo Nacional para la Investigación en USA (National
Research Council, 2000, 2005, 2009) se obtienen los avances más significativos
en la investigación sobre cómo aprenden las personas y cómo los estudiantes
aprenden ciencia:
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Cuando los niños ingresan a la escuela, ya tienen bastante conocimiento
del mundo natural, gran parte de la cual, está implícito.
Lo que los niños son capaces en una determinada edad es el resultado de
una compleja interacción entre la maduración, la experiencia y la
enseñanza. ¿Qué sería lo apropiado para el desarrollo? No es una simple
función de la edad o el grado, más bien, es en gran medida dependiente de
las oportunidades anteriores que hayan tenido para aprender.
El conocimiento de los estudiantes y la experiencia juegan un papel crítico
en el aprendizaje de la ciencia, influyendo en los objetivos de la
comprensión científica.
El origen étnico, el idioma, la cultura, el género y la posición
socioeconómica
son algunos de los factores que influyen en el
conocimiento y la experiencia que traen los niños al aula.
Los estudiantes aprenden ciencia mediante la participación activa en las
prácticas de la ciencia.
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Se necesita una variedad de métodos de enseñanza para lograr un
completo desarrollo del dominio o competencia en ciencia.
Los estudiantes tienen preconcepciones acerca de cómo funciona el mundo
antes de ir al aula. No se debe subestimar el arraigo de las
preconcepciones, ya que es posible que ellos no se apropien de los
conceptos científicos que se les enseña; resultando solo útil en el ambiente
escolar para la evaluación, regresando a las preconcepciones en los
contextos naturales que exigen su razonamiento o aplicación.
Los estudiantes para desarrollar competencias científicas deben: (a) tener
una base profunda de saberes factuales; (b) comprender hechos e ideas en
el contexto de un marco conceptual; y (c) organizar los saberes en formas
que faciliten el acceso a ellos y su aplicación.
La metacognición en la enseñanza puede ayudar a los estudiantes a
manejar el control de su propio aprendizaje, focalizándose en las metas, y
en la permanente vigilancia de su progreso hacia el logro de ellas.
Las implicaciones de estos nuevos resultados y cuestiones presentan evidencias
sobre los planteamientos de Piaget en las etapas generales del desarrollo
cognitivo y los períodos críticos para el aprendizaje de la ciencia (National
Research Council, 2009). Las preconcepciones en ciencias tanto en Biologia,
Quimica, Fisica, Geología y Astronomía se mantienen en todos los niveles, aún a
nivel universitario, en niños y adultos, mostrando que el desarrollo de “las
capacidades cognitivas se relacionan íntimamente con la práctica científica en la
enseñanza desde preescolar, ya que por lo general no se desarrollan por sí
mismas ni en jóvenes ni en adultos. Estas capacidades deben ser nutridas,
sistemáticas, y se deben desarrollar en un ambiente de aprendizaje de apoyo que
proporcionen un andamiaje eficaz, y orientadas a través de las prácticas de
evaluación” (National Research Council, 2009).
Aprendizaje basado en la investigación (Inquiry-based learning). Ciencia por
indagación o ciencia indagatoria (Inquiry science).
“La investigación (inquiry) es el corazón de los estándares nacionales de la
educación en ciencia” (Olson y Loucks-Horsley, 2000). Este modelo para la
enseñanza de la ciencia, conocido como ciencia por investigación, ciencia por
indagación o ciencia indagatoria (Navarro, 2009; Olson y Loucks-Horsley, 2000) se
puede rastrear desde las bases teóricas de Dewey, Piaget y Vygotsky. Reúne un
conjunto de iniciativas que incluyen aprendizaje basado en problemas, proyectos,
trabajo de campo, estudios de casos, actividades investigativas; con el fin de
despertar en el estudiante la curiosidad, el cuestionamiento, la interrogación, la
planificación y llevar a cabo actividades investigativas donde construye hipótesis,
las somete a pruebas y replantea el problema y el diseño de sus experimentos, así
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como la observación, recolección de datos y explicación, implementándose en
todas los niveles según el conocimiento que maneja el estudiante y la progresión
en el desarrollo de los conceptos de la ciencia según reflejan las investigaciones,
sin la necesidad de seguir el orden en que se ha enumerado estos puntos.
Este modelo centrado en el constructivismo abre el aprendizaje de la ciencia en
ambiente formal o informal y se extiende más allá del aula o el laboratorio
(Fenichel y Schweingruber, 2010). Hay que resaltar que en USA la ciencia por
indagación se trata como una materia aparte, dentro del cuerpo de la ciencia; pero
las bases investigativas no sustentan, tratarla de forma separada. Donde hay un
consenso definitivo es en la necesidad de que se incorpore en el currículo, desde
los primeros grados del Nivel Inicial hasta el Nivel Medio (Ministerio de Educación
de Singapur, 2008; Quebec programa de educación, 2001, Ministerio de
Educación de Chile, 2012). Esto nos plantea el reto no sólo de enseñar contenidos
o lograr incorporar los laboratorios de ciencia, así como capacitar a los profesores
para asumirlo, sino en hacer de la indagación científica una estrategia de la
enseñanza imprescindible en todos los grados. Se puede observar que con solo
incorporar la ciencia por indagación de manera accidental en el currículo o en los
contenidos de los textos, puede resultar en enunciados sin relevancia, ya que se
pueden asumir como dados (Lerner et al, 2012).
Modelo de enseñanza BSCS 5E
Modelo de enseñanza BSCS 5E, su nombre se debe por emplear las palabras:
Biological Sciences Curriculum Study, (BSCS) y Engage, Explore, Explain,
Elaborate, Evaluate (5E); en español, estudio del currículo en Ciencias Biológicas,
involucrarse, explorar, explicar, elaborar y evaluar; que se viene desarrollando
desde mediado del siglo pasado por Atkin y Karplus, en la década de los 80 se
retoma y adquiere su forma actual.
Se centra en el desarrollo por etapa de las ideas de los estudiantes y la
exploración de los fenómenos científicos, basado en los trabajos de Piaget (Piaget
& Inhelder, 1969; Piaget, 1975). La efectividad del modelo BSCS 5E ha sido
probada aún para las actuales demandas de las habilidades del siglo XXI (Bybee,
2009; NationalResearch Council, 2010).
A continuación se cita el resumen de la fase del Modelo de enseñanza BSCS 5E
por Bybee y colaboradores (2006):

Participación (Engagement): El maestro o a través de una tarea curricular
accede a los conocimientos previos de los alumnos y les ayuda antes de
involucrarse en un nuevo concepto a través de la utilización de actividades
cortas que promueven la curiosidad y expresión de los conocimientos
previos. La actividad debe establecer conexiones entre las experiencias de
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


aprendizaje pasadas y presentes, exponer las concepciones previas, y
organizar el pensamiento de los alumnos hacia los resultados de
aprendizaje de las actividades en curso.
Exploración: las experiencias de exploración proporcionan a los
estudiantes una base común de actividades en el cual las preconcepciones
erróneas, los procesos y las habilidades se identifican y se facilita el cambio
conceptual. Los estudiantes pueden completar las actividades de
laboratorio que les ayuden a utilizar el conocimiento previo para generar
nuevas ideas, explorar preguntas y posibilidades, diseñar y llevar a cabo
una investigación preliminar.
Explicación: la fase de explicación centra la atención de los alumnos en un
aspecto particular en el compromiso de su participación y las experiencias
de exploración para así proporcionar oportunidades que demuestren su
comprensión conceptual, destrezas de procedimiento o comportamientos.
Esta fase también ofrece oportunidades para que los profesores puedan
presentar directamente un concepto, proceso o habilidad. Los estudiantes
explican su comprensión del concepto. Una explicación de la maestra o el
plan de estudios puede guiarlos hacia una comprensión más profunda, que
es una parte fundamental de esta fase.
Elaboración: los maestros cuestionan y extienden la comprensión
conceptual de los estudiantes y sus habilidades. A través de nuevas
experiencias, los estudiantes desarrollan un entendimiento más profundo y
más amplio,al mismo tiempo que adquieren
más información y
conocimientos adecuados. Los estudiantes aplican su comprensión del
concepto mediante la realización de actividades adicionales.
Evaluación: la fase de evaluación anima a los estudiantes a evaluar su
comprensión y habilidades, así como proporcionar oportunidades a los
profesores para evaluar el progreso del estudiante hacia el logro de los
objetivos educativos.
Modelo de enseñanza: Aprendizaje por Diseño
El modelo de aprendizaje por diseño desarrollado por Kolodner entre los 90 e
inicio del 2000, tiene sus fundamentos teóricos en el constructivismo focalizado en
casos basados en razonamiento (siglas en inglés case-based reasoning, CBR.
Kolodner, 2009). El modelo consiste en identificar o crear desafíos (qué se
necesita hacer) y entornos de aprendizaje en que los estudiantes generen
soluciones (qué se necesita saber) y prueben hasta obtener la mejor solución al
problema identificado. Los estudiantes deben generar ideas y modelos, someterlas
a pruebas, repensarlas y revisarlas a la luz de la solución del reto, identificar la
necesidad de conceptos para construir sus soluciones, y repetir hasta encontrar
una solución adecuada al problema con la colaboración de sus compañeros.
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Según Kolodner “Este modelo de aprendizaje sugiere una serie de principios para
promover el aprendizaje de habilidades complejas. En primer lugar, nos dice que
el mejor aprendizaje sucede cuando los alumnos tienen metas que se quieren
llevar a cabo. Esto les llevará a rastrear esos objetivos, para reflexionar sobre su
progreso y hacia el logro de esos objetivos.
En segundo lugar, sugiere que los estudiantes deben tener experiencias que les
permitan probar habilidades dirigidas en el contexto de la realización de sus
objetivos, analizar si se están logrando los objetivos a través de esas habilidades,
identificar lo que necesitan para hacerlo mejor, y tener la oportunidad de intentarlo
de nuevo. En tercer lugar, se sugiere que se necesitan múltiples oportunidades
para probar cada una de las habilidades que son aprendizaje. En cuarto lugar,
para saber qué tan bien se están logrando los objetivos, el modelo CBR nos dice
que los alumnos han de ser capaces de identificar fácilmente los efectos de lo que
están haciendo. En quinto lugar, identificar qué tan bien se están utilizando sus
habilidades y cómo realizarlas mejor. El modelo CBR sugiere que los estudiantes
al recibir ayuda para analizar la retroalimentación, identifican lo que están
haciendo bien y obtienen ayuda para generar ideas sobre cómo llevarlo a cabo
más productivamente. Por último, las habilidades se aprenden de una manera que
permite a los estudiantes utilizarlas en una variedad de contextos. Los contextos
en que se están llevando a cabo complejas habilidades específicas deben ser
ricos, variados y representativos de los tipos de situaciones que se encontrarán
fuera del ambiente formal del aprendizaje”.
A continuación se presenta el esquema del modelo de aprendizaje por diseño
CBR.
Tomado de Kolodner (2009).
Modelo de Enseñanza: Ambiente Virtual de Aprendizaje para la Argumentación en
línea
Este modelo enfatiza
la argumentación científica, para promover en los
estudiantes el desarrollo de la alfabetización científica, involucrando a los
11
estudiantes en la comprensión y aplicación de los procesos científicos. Con la
argumentación científica, según Crark y colaboradores (2009), se busca en los
estudiantes:



Desarrollar, justificar y comunicar un argumento convincente en términos de
los procesos y criterios de valor en la ciencia.
Construir, criticar y comunicar argumentos sólidos y válidos en términos de
las relaciones entre y dentro de las pruebas y las ideas teóricas.
Modelo de enseñanza: Investigando y cuestionando nuestro mundo a
través de la ciencia y la tecnología
Este modelo centra su atención en el desarrollo del currículo entorno
grandes ideas en ciencias.
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

a las
Su intención es darle coherencia, sistematización y finalidad al currículo en
ciencia con “los objetivos de aprendizaje, un enfoque en el aprendizaje de
las grandes ideas de la ciencia a través del tiempo, y aprendizaje basado
en proyectos”(NationalResearch Council, 2010). Krajcik y Sutherland
(2009). Los objetivos del modelo son:
Activar los maestros para enseñar con eficacia a los estudiantes dentro una
variedad deantecedentes;
Explorar las ideas centrales de cada disciplina científica cada año, y apoyar
a los estudiantes en la construcción de conocimientos sofisticados y
sistemáticos de las ideas científicas.
Evaluación
La evaluación forma parte del desarrollo de cualquier proceso de aprendizaje y
“cada evaluación, con independencia de su finalidad, se basa en tres pilares: un
modelode cómo los estudiantes representan el conocimiento y desarrollan la
competencia en el tema, tareas o situaciones que permiten observar el
desempeño de los estudiantes, y una interpretación del método para hacer
inferencias a partir de los resultadode y a las evidencias obtenida de este modo”
(National Research Council, 2001).
El dominio en ciencia para el estudiante se centra en que (National Research
Council, 2007):
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


Conoce, utiliza e interpreta las explicaciones científicas del mundo natural.
Genera y evalúa los procedimientos científicos y da explicaciones.
Comprende la naturaleza y el desarrollo del conocimiento científico.
Participa productivamente en la práctica científica y su discusión.
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Los tipos de conocimiento a ser evaluados en ciencia (National Research Council,
2010) son:
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


El conocimiento declarativo: saber qué. Este tipo incluye el conocimiento
que va desde los elementos de contenidos separados y aislados, tales
como la terminología, hechos o detalles específicos, para unas formas más
organizadas
de conocimiento, como las declaraciones, definiciones,
clasificaciones de conocimiento y categorías.
El conocimiento procedimental: saber cómo. Este tipo implica el
conocimiento de habilidades, algoritmos, técnicas y métodos. Por lo general
toma la forma de reglas de producción “si… entonces…” o una secuencia
de pasos (por ejemplo, la medición de temperatura con un termómetro;
aplicar un algoritmo al balancear ecuaciones químicas, sumar, restar,
multiplicar y división de números enteros).
El conocimiento esquemático: saber por qué. Este tipo involucra más
organización en el cuerpo de conocimientos, tales como esquemas,
modelos mentales, o "teorías" (implícitas o explícitas) que se utilizan para
organizar la información de manera interconectada y sistemática.
El conocimiento estratégico: saber cuándo, dónde y cómo aplicar el
conocimiento.
Estrategias de Evaluación
En cuanto al enfoque referido al proceso de evaluación, se favorece el uso de
varias estrategias para una evaluación auténtica, entre ellas:






Matrices o rúbricas de valoración, mediante las cuales se relacionan los
criterios y se integran las evidencias que permiten mostrar logros y
aspectos de mejora.
Portafolios, evalúa el proceso dinámico de organización y sistematización
de los datos, coherencia, pertinencia, calidad de los trabajos de los/as
estudiantes.
Énfasis en la argumentación, posibilita la evaluación de habilidades
intelectuales, verbales, de opinión y reflexión.
Prácticas de laboratorio y resolución de ejercicios, donde se valore el
desempeño de los estudiantes, tomando en cuenta las actividades en los
grupos de trabajo durante las sesiones presenciales.
Mapas mentales, alternativa que evalúa procedimientos textuales y
gráficos, aspectos verbales, no verbales y espaciales.
Mapas conceptuales, se toma en cuenta criterios de organización,
secuencia lógica, conocimientos, creatividad, otros.
13

Estudios de Casos, evalúan los procedimientos a través de análisis de
ideas, propuestas de soluciones, participación individual y grupal.
Programas Destacados
Cabe destacar los programas desarrollados en Quebec (Quebec Programa de
Educación, 2001), California (National Academy of Sciences and National
Academy of Engineering, 2009) y la incorporación en Chile de la ciencia como
indagación (Ministerio de Educación de Chile, 2012) muestran avances
interesantes en especial en los Niveles Inicial y Básico.
Conclusiones y recomendaciones
El constructivismo como base teórica del currículo vigente en el área de ciencia
continúa siendo válido, y aún la incorporación del enfoque por competencia (DiazBarriga, 2011), que cambia básicamente la forma más que el fondo (Diaz-Barriga,
2006), con la renovada intención de transferir la enseñanza de la escuela a la vida
y el trabajo (Unesco, 2012).
Los modelos presentados sobre la enseñanza de la ciencia reflejan avances
significativos, pero sin la necesidad de priorizar un modelo sobre otro, cada uno
prioriza elementos distintos y se requiere implementación adecuada a las
facilidades y recursos disponibles del centro educativo.
Hay que reflexionar sobre las observaciones que hacen las investigaciones
recientes a los planteamientos de Piaget sobre las etapas del desarrollo cognitivo
y los períodos críticos en la enseñanza de la ciencia. Los resultados de las dos
últimas décadas sobre cómo aprenden las personas y cómo aprenden ciencia los
estudiantes deben ser considerados en el proceso enseñanza-aprendizaje, en las
estrategias para lograr una enseñanza de calidad y en el desarrollo profesional de
los docentes en servicio.
En el currículo vigente, el Área de Ciencias de la Naturaleza, recoge los
contenidos básicos de Biología, Química y Física, los cuales se tratan de forma
integral en el Nivel Inicial y el primer ciclo del Nivel Básico. Algunos contenidos de
Geología se tratan brevemente en el quinto grado de Básica. En el Nivel Medio se
abordan las asignaturas Biología, Química y Física. El currículo vigente presenta
una debilidad a superar, y es la ausencia de contenidos en Ciencias de la Tierra y
del Espacio. Internacionalmente existe consenso sobre la necesidad de la
inclusión de estos contenidos (Díaz-Barriga, 2005; Pinar, 2003), y son incluidos en
las evaluaciones internacionales, por ejemplo, PISA.
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Recomendaciones
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Ciencias de la Naturaleza se puede conformar en tres bloques, tratada de
forma integral en inicial y básica; mientras que a Nivel Medio se debe
mantener de forma disciplinar, con excepción de ciencias de la tierra y el
espacio, estos bloques son :
o Ciencias Físicas definida por la Física y la Química.
o Ciencias de la Vida definida principalmente por la Biología, las
Ciencias Medioambientales, la Biotecnología, la Fisiología, la
Bromatología, las Ciencias de la Salud, entre otras.
o Ciencias de la Tierra y del Espacio definida por la Geologia, la
Astronomia, las Ciencias Atmosféricas, la Oceanografía, la
Geofísica, entre otras.
Hay grandes temas que deben ser tratados de forma interdisciplinaria por
las disciplinas de ciencias de la naturaleza, tales como: cambio climático,
agua, energía, deforestación, alimento, protección de hábitat y especie,
desarrollo sostenible, tratamiento de desechos, gestión de riesgo, salud y
enfermedades.
En Ciencias de la vida ha de hacer prioritario la Educación Ambiental. La
Educación Ambiental se basa en valores y tiene como propósito generar
conciencia y soluciones a problemas ambientales causados por actividades
antropogénicas que resultan de la relación entre el hombre y el medio
ambiente, con el fin de entender el entorno y formar cultura
conservacionista que conlleven al desarrollo sostenible.
Tratadas de manera integral en los niveles de Inicial y Básica. En el Nivel
Medio se debe tratar por disciplinas de forma continua en los grados que se
enseñen, sin perder de vista que los problemas de la vida diaria son
inherentemente multidisciplinarios.
La incorporación de la tecnología no debe ser accidental (al final del año
escolar), ni sólo como herramienta en el aprendizaje de los estudiantes,
sino en íntima relación con los desarrollos científicos y sus aplicaciones.
La ciencia como indagación debe ser central en todos los grados de la
enseñanza desde Inicial hasta finalizar el Nivel Medio.
La incorporación de temas interdisciplinarios se debe priorizar en forma
integral en todos los grados, en torno a las grandes ideas de las ciencias,
evitando contenidos fragmentados y aislados.
Habilitar laboratorios de ciencia y definir las prácticas de laboratorio del
Nivel Básico y Medio por grados.
Incorporar docentes competentes, así como la capacitación de los docentes
en servicio, continúan siendo los grandes problemas pendientes que no se
han superado en el área.
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
El nombre del área se debate entre Ciencias Naturales, Ciencias de la
Naturaleza o Ciencias de la Naturaleza y sus Tecnologías, por lo que debe
llegarse a un consenso basado en la epistemología de las ciencias.
Actualizar la naturaleza del área para que incorpore los avances científicos
y tecnológicos recientes.
Acoger la política 3 del Plan Decenal de Educación que expresa que la
actualización curricular parta de un enfoque por competencias para la vida
estudiantil y profesional.
Revisar los perfiles de docentes y estudiantes.
Adecuar la estructura de los niveles y modalidades (asignaturas por año o
por semestres), así como su carga horaria.
Incorporación de las TIC (Tecnologías de la Información y la Comunicación)
como herramienta vinculada a los contenidos y privilegiando un enfoque
TAC (Tecnología de Aprendizaje de los Conocimientos).
Clases de ciencias vinculadas con la realidad y el contexto del estudiante,
resolver problemas donde se discutan las divergentes forma de resolverlos.
Aplicación e investigación de las distintas estrategia didáctica para la
enseñanza de la ciencia, mensionado previamente en los modelos de
enseñanza.
La sistematización del proceso pedagógico, procesos y recursos, para el
resultado esperado: altos niveles de aprendizajes para la vida.
Definir horas de laboratorios de ciencia, fuera de las horas de teoría,
impartidas por el profesor de la asignatura.
Incorporar las simulaciones y juegos virtuales desarrollados para la
enseñanza de ciencia (National Research Council, 2011).
Considerar el tiempo asignado al Área de Ciencia de la Naturaleza para el
desarrollo de sus contenidos, ya que, la incorporación de las grandes ideas
de la ciencia, la educación ambiental, la ciencia como indagación, la
ciencia y la tecnología: desarrollo y aplicaciones, y el quehacer científico,
requieren más horas que las asignadas actualmente.
Creación de espacios y tiempo para que los docentes compartan,
reflecionen, planifiquen y desarrollen su actividad docente.
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