Participar en las prácticas científicas

Este texto de Beatriz Crujeiras y Mª Pilar Jiménez Aleixandre trata del aprendizaje de ciencias a través de los experimentos.
Comienza el documento diciendo que ha habido un cambio de concebir la ciencia fundamentalmente como experimentación a concebirla como generación de explicaciones, en otras palabras, como producción y revisión de modelos y expone 3 cuestiones: "¿Qué imagen sobre la ciencia sería adecuada?", "¿Cómo podemos estudiar las ideas del alumnado (sus creencias epistemológicas) sobre la naturaleza de la ciencia?" y "¿Qué enfoque de enseñanza es más adecuado para promover el aprendizaje sobre la naturaleza de la ciencia?".

Sobre "¿Qué imagen sobre la ciencia sería adecuada?" se dice que, aunque en muchos artículos se interpreta la misma como un acuerdo unánime, otros autores han dudado de la utilidad de las interpretaciones genéricas: La ciencia es provisional (no fija e inamovible), subjetiva, compleja y coherente (más que un conjunto de hechos).
También mantienen que es más fácil, aunque a veces las ideas no sean ni correctas ni productivas, buscar que estas sean, sobre todo, productivas. No importa tanto si algo es cierto como que nos lleve al siguiente nivel de aprendizaje o a entender mejor cómo funciona algo o cuál es la consecuencia de que algo suceda. Aunque dependerá siempre de la idea en concreto.

Respecto de "¿Cómo estudiar las ideas del alumnado sobre la naturaleza de la ciencia?" se descartan los cuestionarios como forma efectiva para examinar algo tan complejo como las ideas del alumnado, proponiendo estudiar las prácticas del mismo.

La pregunta de "¿Enseñar la naturaleza de la ciencia o promover la participación en las prácticas científicas?" es el tema central del texto, en él se plantea que el desarrollo de las competencias científicas implica también la participación en las prácticas científicas. ya que si aprendes a llevar a cabo la actividad científica, serás competente en la misma.

Para esto se proponen experimentos prácticos (en este caso un experimento sobre la pasta de dientes que funciona mejor contra las caries) y explica que este tipo de actividades de laboratorio son muy distintas a las más habituales, ya que se plantea un problema y el alumnado tiene que indagar, investigar y resolverlo, sin instrucciones dadas o pasos que hay que seguir, de esta manera el aprendizaje es más significativo y cercano al alumnado.

El texto finaliza con una discusión: "¿Qué se aprende sobre la ciencia en una tarea abierta de indagación?", incide en la importancia de la articulación de conocimientos teóricos y empíricos, así como que para saber planificar los experimentos es esencial saber qué variables intervendrán en el mismo y cómo medirlas.

Este documento es otro ejemplo más de la validez del Aprendizaje Basado en Problemas, así como de que el aprendizaje significativo viene dado por la manipulación y la experimentación más que de un libro de texto.

Aprender ciencias: Conectar la experiencia, el pensamiento y el lenguaje a través de modelos

Este texto de Neus Sanmartí expone, a grandes rasgos, 3 ideas base a la hora de enseñar ciencia (y posiblemente de cualquier materia), que son:
- Aprender a emocionarse de una determinada manera.
- Aprender a mirar el mundo con nuevos ojos.
- Aprender a imaginar, a representar aquello que imaginamos con diferentes lenguajes, y a evaluar.

Aprender a emocionarse:
Si queremos que el alumnado se emocione al aprender en ciencias, tenemos que enfocar dicho aprendizaje a situaciones conflictivas o significativas para el alumnado, enseñarles a plantear preguntas que orienten el aprendizaje a resolver dudas sobre situaciones que les causan curiosidad o impresión. Por ejemplo "¿Por qué tiene el cielo ese color?" o "¿Por qué no se caen las estrellas?". De esta manera, aunque no a todo el mundo le interesará la naturaleza o la ciencia (al menos no de la misma manera), establecemos una conexión con la realidad del alumnado y con preguntas que todos/as nos hemos hecho alguna vez.

Aprender a mirar con ojos nuevos:
Conocer los fenómenos naturales y cómo o por qué se forman implica conocer el universo y verlo de otra forma, creando modelos a partir de preguntas del alumnado y sus conclusiones y leyes, el proceso de aprendizaje será más global y significativo, además de ver el mundo y el entorno de una manera totalmente diferente.
Además, dichos modelos irán evolucionando al ver que no todo se explica con las mismas conclusiones. De esta manera el proceso es continuo e incluso cíclico, al plantear continuamente preguntas, debates y conclusiones para completar el modelo inicial.

Aprender a imaginar, representar y evaluar:
Este punto comienza con el planteamiento de que a menudo no asociamos la imaginación con el aprendizaje de las ciencias por centrarnos demasiado en los límites y explicaciones de un libro de texto (cuando en textos como "Participar en las prácticas científicas" de Beatriz Crujeitas y Mª Pilar Aleixandre se plantea la ciencia como algo subjetivo basado en desarrollar ideas independientes).
Sin embargo, los modelos suponen un esfuerzo imaginativo encuadrado en unas determinadas reglas. Estas son:
- Lo que imaginamos debe estar relacionado con lo que vemos (por eso es importante hacer experimentos).
- Debe haber más personas de acuerdo en que hay coherencia entre lo visto y lo imaginado que en desacuerdo (una idea sólo es válida cuando se comparte con la comunidad científica).
- Lo planteado, las evaluaciones, los experimentos, etc. Deben estar ordenados y especificados.

El siguiente punto es la necesidad de partir de situaciones del entorno para aprender ciencias, ya no sólo para aprender a emocionarse (como hablábamos al principio), sino para darle la relevancia correspondiente a lo que se está trabajando o aprendiendo, todo aprendizaje debe ir de lo más concreto a lo más abstracto y el alumnado debe conocer y entender su entorno para entender todo lo demás. Por ejemplo, si el aprendizaje está basado en un modelo sobre la materia, éste puede girar en torno a los residuos, a la contaminación del agua, el uso del papel, etc. Si el modelo está construido en torno a los seres vivos, podemos hacer que este gire en torno a lo que pasa con los que viven en los bosques después de que estos se quemen en incendios, etc.
De esta manera, es importante saber diferenciar entre el aprendizaje de "usar y tirar", que podemos encontrar en internet o escuchar en un concurso de la televisión y que fácilmente olvidamos al poco tiempo, del que, a través de los modelos, da herramientas para entender e integrar el conocimiento en la estructura cognitiva de cada alumno/a.
Así, en un currículo de ciencias se interrelacionan conocimientos provenientes de tres niveles:
- Conocimiento metadisciplinar: Es común a las disciplinas, se centra en la observación y análisis de hechos (competencias transversales).
- El de los modelos, sistemas de ideas o entramados de conocimientos relacionados con las teorías de cada campo de conocimiento. Son pocos y comunes a todos los niveles escolares, pero interrelacionan muchas ideas y se complejizan con el transcurso de la escolaridad al poder explicar más hechos con ellos.
- El del conocimiento de situaciones provenientes del contexto, problemáticas transversales o de ámbitos de investigación escolar. Este tipo de conocimiento es cambiante en función del contexto y los sucesos de cada escuela o clase.

Todos estos conocimientos, a pesar de no estar necesariamente reflejados a través de pruebas escritas o libros de texto, son perfectamente relacionables con el curriculum de Primaria, todo depende de la capacidad del docente de llevar al alumnado a través de las preguntas o las dudas, si bien son los/las alumnos/as quien debe plantear las preguntas, las generalizaciones y las conclusiones, el profesorado debe saber orientarles y llevarles por el camino correcto.

De esta manera, los cuatro modelos que se deben de trabajar en Primaria son:
- Modelo de materia: Para explicar las propiedades de los diferentes materiales que usamos y conocemos cotidianamente, los ciclos del agua, las "pequeñas partes" (partículas) que forman la materia, las diferencias entre materiales "hetereogéneos y "homogéneos", etc.
- Modelo de ser vivo: Para explicar la vida, qué hacen los organismos, su estructura, el ciclo de la vida, el concepto de nutrición como intercambio de materia y energía con el medio, la reproducción y la similitud de "hijos/as" a "padres/madres", etc.
- Modelo de planeta Tierra y del Universo, que explique cómo se relacionan sus componentes, cuál es su estructura o cómo cambian a través del tiempo.
- Un modelo para explicar regularidades en los sistemas físicos (ya sean mecánicos, ópticos o eléctricos), para interpretar su estructura, las fuerzas que intervienen, las fuentes de energía, cómo se transmite ésta, etc.

En conclusión, el trabajo por modelos en Primaria es una forma de fomentar el aprendizaje globalizado y continuo, que se convierte en un proceso de construcción del conocimiento que complementa lo aprendido anteriormente y que, a través del Aprendizaje Basado en Problemas (ya que las preguntas planteadas en cada modelo no dejan de ser problemas), se postulan como una de las mejores (si no la mejor) alternativa para el aprendizaje en Ciencias o cualquier otra disciplina.

Salidas de campo: Valle Salado de Añana

Como ya hemos comentado otras veces, las salidas de campo son esenciales para fomentar el interés del alumnado y para conectar con su realidad e intereses.
En este caso, la salida propuesta es al Valle Salado de Añana, en donde se extrae sal de forma totalmente natural y artesanal para el consumo humano (a día de hoy en forma de  productos "delicatessen").

Valle Salado de Añana:

El Valle está situado a unos 30 km de Gasteiz y puede ser un buen recurso para que el alumnado entienda que todas esas cosas que se compran en los supermercados tienen procedencia e historia, así como un trabajo la mayoría de las veces largo y difícil hasta terminar el producto.
Las primeras producciones de sal en este valle se remontan al 6.700 a.c, donde se cogía la salmuera (agua salada que emana de forma natural) y se evaporaba el agua usando fuego para obtener así la sal, que se quedaba en el recipiente en forma de escamas o pequeños cristales.
Esta producción se ha mantenido, pero cambiando de métodos. Con la llegada de los romanos, la producción de sal cambió a lo que se mantiene actualmente: La salmuera se acumula en unos pozos de titularidad privada y posteriormente el/la titular del pozo traslada el agua con un utensilio llamado "trabuquete" a la plataforma donde se deja que el agua se evapore.
Estas plataformas se llaman "eras", originalmente estaban hechas de barro, luego de piedra y luego de cemento, pero al ser demasiado pesadas algunas que estaban elevadas llegaron a derrumbarse, por lo que actualmente se emplea mayormente piedra.
En ellas sólo se dejan 2-3 cm de salmuera, ya que de poner más habría que esperar más y el proceso se pone en riesgo por culpa de la lluvia, que la contaminaría, desperdiciando tiempo y sal. Por este mismo motivo la producción de sal también va por temporadas, actualmente desde principios de Mayo hasta mediados de Septiembte

Ejemplo de "eras":

Luego de poner la salmuera en las eras, se deja que el agua se vaya evaporando hasta que vayan apareciendo capas finas de sal sobre la superficie, que posteriormente se romperán formando "flores de sal", si lo que se busca es hacer "escamas de flor de sal", esta se recogerá así, si no, estas escamas se remueven para que se pose la sal en el fondo de la era, obteniendo "sal mineral".

La sal mineral se recoge cuando queda poca agua y se almacena aún húmeda hasta que se seque, posteriormente se envasa y ya está lista para el consumo y/o la venta.

A continuación unas fotos del Valle y del proceso de producción de sal:

La sal viaja por unos conductos durante quilómetros hasta que el dueño de algún pozo abre el paso para llenarlo. 

Se han encontrado restos arqueológicos del 6.700 a.c, sin embargo en este período del año permanecen tapados para evitar su desgaste (en verano están a la vista):

Eras de barro con salmuera y trabuquete:

Sal mineral almacenado:

Es una excursión interesante, además de entender la procedencia de la sal, es un gran ejemplo para trabajar el tema de las disoluciones, cómo se pueden separar dos mezclas homogéneas y qué utilidades puede tener ese proceso. La salida sería incluso más completa de poder ver los yacimientos arqueológicos, pero para eso tendría que ser en otra época del año.

También es una visita interesante porque cuenta con diferentes recursos para el alumnado, las familias...

Más información: http://www.vallesalado.com/Educaci-Atilde--sup3-n

Máquinas simples: Plano inclinado.

Si a un niño o una niña de Primaria le pidiéramos un ejemplo de máquina, lo más probable es que hablara de teléfonos móviles, ordenadores, televisores, coches... Algo con circuitos o engranajes.
Sin embargo, las máquinas son muchísimo más antiguas que eso, ya que son cualquier objeto (o conjunto de ellos) que se use para hacer más fácil una acción.
Si atendemos a en cuántos pasos hace una máquina su cometido, esta puede ser "Simple" o "Compuesta":

• Máquinas Simples: Si hacen su cometido en un solo paso (palancas, tornillos, poleas...)
• Máquinas Compuestas: Si hacen su cometido en más de un paso (motores, engranajes, etc.)

En este caso vamos a trabajar con una máquina simple que ayude al alumnado a comprobar de manera concreta que algo tan simple como una superficie inclinada puede ser considerada una máquina ya que nos ayuda, por ejemplo, a mover un objeto con tan sólo dejarlo encima de la misma.

Una manera de trabajar esta idea de una manera sencilla y divertida es colocando una serie de libros encima de la mesa para luego poner encima una tabla o una plancha lisa. Seguidamente cogeremos un dinamómetro y lo engancharemos a un coche de juguete para medir el peso o la fuerza que este mismo ejercerá al ponerlo en el plano. De esta manera el alumnado entenderá (observando la medida del dinamómetro) que el plano inclinado también es una máquina, al provocar que se ejerza una fuerza sobre el objeto y facilitar así su movimiento.

Este ejercicio se puede repetir varias veces cambiando la inclinación del plano y/o el peso del coche de juguete para introducir, así, el concepto de "ventaja mecánica", que es la magnitud que indica cuánto se amplifica una fuerza al usar un mecanismo (máquina simple en este caso) para contrarrestar una resistencia. 

Éste es un ejemplo de la ejecución del experimento:

Altura de la parte alta del plano	Fuerza de esfuerzo	Distancia de esfuerzo	Ventaja mecánica
32 cm	0,7 N	100 cm	2/0,7 = 2,85 N
19 cm	0,4 N	100 cm	2/0,4 = 5 N
7,5 cm	0,1 N	100 cm	2/0,1 = 20 N

Como conclusión, entendemos que cuanto más alta es la parte alta del plano, más Fuerza de Esfuerzo se ejerce y, por tanto, menos Ventaja Mecánica se genera.

Consumo de electricidad en casa

Si bien es importante que el alumnado aprenda otros muchos contenidos, es muy importante inculcar a la sociedad del mañana la conciencia de la electricidad que se gasta en casa, de que ésta no es algo abstracto, que se tiene que transformar de una manera costosa para poder usarla y que, además, no es gratis, se paga.
Para eso iniciamos el tema con las centrales eléctricas (que ya hemos visto en una entrada anterior), para ver cómo obtenemos la electricidad y los impactos que el obtenerla causa en el medio.
A continuación podemos pedir al alumnado que consulte en sus casas cuál es el consumo y la potencia de sus electrodomésticos y que traigan la última factura eléctrica que tengan en casa.

A continuación pongo una tabla orientativa extraída de El Blog Informático

Seguidamente, podemos enseñar al alumnado la página de http://www.bajatelapotencia.org y explicar de manera sencilla lo que pone para, así, que intenten convencer a sus familias de consumir menos e, incluso, de bajarse la potencia y ahorrar en la factura de la luz a través de las simulaciones que pueden llevarse a cabo en dicha página.

Seguidamente un ejemplo de factura de la luz sustraído de ésta misma página, donde pone dónde aparece la potencia contratada en la factura:

Para acabar, también podríamos poner esta tabla de http://www.conversaciondeconservacion.com donde se representa (orientativamente) el ahorro que podrían suponer determinados hábitos:

Contaminación de Ríos

Considerando que las niñas y los niños de Primaria son el futuro de nuestra sociedad, creo imprescindible que concienciarlos en la ecología y el amor por la naturaleza. Por lo que tratar la contaminación es un tema básico.
Tratar casos reales en el aula debería ser habitual, por ejemplo está de actualidad en Galiza el debate sobre la minería, que hace unos años amenazaba la zona de Corcoesto y que ahora cobra protagonismo debido a los vertidos de la mina de San Fins al "Rego de San Fins", llegando incluso a teñirlo de naranja.
Es importante que el alumnado vea casos como éste y que, a lo mejor con alguna salida de campo, entiendan la trascendencia que tienen este tipo de acciones en el ecosistema y la naturaleza.

https://www.facebook.com/plademarmurosnoia/videos/vb.974013652730894/991826654282927/?type=2&theater

http://www.adega.gal/novas.php?id=603&idioma=gl&sec=7&utm_content=buffer22505&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=buffer

Imagen: Asociación Ecoloxista Adega

Centrales eléctricas: Tipos

El tema de la generación de electricidad es muy interesante de trabajar en Educación Primaria, ya que de niños rara vez nos planteamos seriamente de dónde sale esa energía que consumimos y, de hacerlo, posiblemente no encontraríamos una respuesta realmente acertada.

Lo cierto es que la electricidad, al ser una energía, ni se crea ni se destruye, sino que es una transformación de otras formas de energía, estas transformaciones se dan en unas centrales que se clasifican según la energía de la que parten y si el material que provoca esta energía es ilimitada o se agota.

Si el material que provoca la energía transformada posteriormente en electricidad es ilimitado, se considerará que la energía producida es una "energía renovable", si el material es limitado, será "energía no renovable",

Centrales eléctricas de energías renovables:

• Mareomotrices: Obtienen la energía de la fuerza de las mareas. Su principal impacto medioambiental es la deformación del medio y del ecosistema en el entorno de la central.
• Geotérmicas: Obtienen la energía del calor de la tierra. Su principal impacto medioambiental es la destrucción y manipulación del medio al perforarlo.
• Hidroeléctricas: Obtienen la energía de la fuerza del agua al caer en picado de una presa en un río. Su principal impacto es el provocado a la fauna al modificar el cauce del río y poner una barrera que los peces difícilmente pueden sortear.
• Fotovoltaicas: Obtienen la energía de la luz del sol y su principal impacto es la contaminación que supone la creación de las placas solares, además del espacio que éstas deben ocupar.
• Eólicas: Obtienen la energía de la fuerza del viento y su principal impacto es la deformación del medio natural para la instalación de los parques eólicos.
• De cogeneración mediante biomasa: Obtienen la energía de la quema de madera. Su principal problema es la deforestación, por lo que es posiblemente la "energía" más susceptible de considerarse "renovable".

Centrales eléctricas de energías no renovables:

• Nucleares: Obtienen la energía de la evaporación del agua a través de materiales radiactivos. Sus principales impactos son el riesgo de accidente nuclear que, si bien la probabilidad de que ocurra es baja, los casos registrados han sido catastróficos, además de que el material radiactivo tarda cientos o miles de años en dejar de ser peligroso, por lo que, una vez terminada su vida útil, simplemente se puede almacenar y esperar.
• Térmicas: Obtienen la energía de la quema de carbón. Los principales problemas derivados del uso de estas centrales son la contaminación que provocan con la quema de este material y que el carbón es un material no renovable, ya que se terminará llegado el momento, al igual que el petróleo.
• De ciclo combinado: Obtienen la energía de la quema de gas natural, sus principales problemas son similares a los de las térmicas. Son altamente contaminantes y el gas natural no es una fuente de energía inagotable.

A continuación tenemos un mapa conceptual que engloba los anteriores contenidos: