Tema 1. Enseñanza de las Ciencias Naturales

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Indicadores de logro

1. Relaciona el conocimiento científico con los avances tecnológicos de las sociedades y las culturas.
2. Explica la importancia de la investigación científica y la divulgación de los proyectos de ciencia escolar.
3. Argumenta acerca de la importancia de la innovación científica y tecnológica en Guatemala.

1. Escriba Una lista de actitudes, capacidades o habilidades que se deben desarrollar en la investigación científica.

2. Responda

• ¿Cuál cree que es la importancia de la innovación científica?
• ¿Cuáles son las ciencias que involucra las Ciencias Naturales?

3. Explique cuál es la importancia o valoración que le debe dar el ser humano a su entorno

Desarrollo

Nuevos aprendizajes

La enseñanza de las ciencias naturales permite que, además de adentrarse en el conocimiento de ideas y conceptos, se pueda acercar a los estudiantes al conocimiento de la propia ciencia. El conocimiento acerca de la ciencia generalmente se subdivide en dos áreas:

• La naturaleza del conocimiento científico (la naturaleza de la ciencia)
• La percepción de cómo el conocimiento científico es desarrollado (la investigación científica)

Por lo anterior, es necesario brindarles a los estudiantes herramientas que les permitan desarrollar esas destrezas/habilidades científicas; con el objetivo de implementar habilidades metacognitivas que propicien el razonamiento científico y el pensamiento crítico para el desarrollo del conocimiento científico.

La investigación científica, en pocas palabras, se refiere a los enfoques sistemáticos utilizados por los científicos en un esfuerzo por responder a sus preguntas de interés.

Habilidades científicas

Las habilidades relacionadas con la investigación científica, o con el pensamiento científico que se pueden desarrollar a través de la enseñanza de las ciencias, tienen diferentes grados de complejidad. Las posibilidades de desarrollo de estas habilidades dependen de:

• Las características de los estudiantes
• La etapa de desarrollo en que se encuentren
• Los contextos y las experiencias de aprendizaje que sean planteadas como medio para su desarrollo

Algunas habilidades científicas son:

El pensamiento crítico en el área de Ciencias Naturales

La formación del pensamiento crítico se relaciona con el desarrollo de capacidades que buscan que los estudiantes aprendan por sí mismos, es decir propiciar actividades para que sean autosuficientes, que posean un espíritu creativo y curioso, que sean innovadores, emprendedores e investigadores.

El pensamiento crítico implica tanto disposiciones como capacidades. Estas se desarrollan de maneras diferentes según el objetivo de la actividad científica a realizar. Por ejemplo:

Disposiciones

Buscar un enunciado claro de la pregunta o tesis

• ¿Cuáles son los elementos del problema?
• ¿Cuáles con los datos del problema?
• ¿Cuál es el límite del problema?

Buscar razones

• ¿Cuál es el problema a resolver?
• ¿Por qué es importante resolver el problema?
• ¿Cuáles son los beneficios de resolver el problema?

Intentar estar bien informado

• ¿Cómo dispongo de buena información?
• ¿La información disponible es relevante o irrelevante?

Utilizar y mencionar fuentes creíbles

• ¿Dispongo de fuentes confiables, libros, infografías, entrevistas, etc.?
• ¿Existen dos fuentes que avalen, como mínimo, la información detectada?

Tener en cuenta la situación en su conjunto

• ¿Identifico las partes del todo?
• ¿Existe relación entre las partes?
• ¿Cómo me enfrento de forma ordenada con las partes de un todo complejo?

Intentar no desviarse del núcleo de la pregunta

• ¿Delimita el problema para no desviarse?
• ¿Identifica la idea principal de la pregunta?

Buscar alternativas

• ¿Plantea nuevas opciones para resolver un problema?
• ¿Las alternativas planteadas permiten la toma de decisiones?

Tener una mente abierta

• ¿Adquiero una posición o bien la modifico; siempre que las pruebas y razones sean suficientes?
• ¿Hago uso de mis propias capacidades para pensar de forma crítica?
• ¿Soy sensible a los sentimientos, niveles de conocimiento y grado de elaboración de los otros?

Buscar tanta precisión como el tema lo permita

• ¿Qué acciones implemento para ser preciso en lo investigado?

Capacidades

Clarificación elemental

Enfocar una cuestión

• Resuelve problemas de la vida cotidiana.
• Crea soluciones.
• Crea proyectos.

Analizar argumentos

• Descompone un argumento.
• Establece una conclusión.
• Plantea silogismos.

Hacer y responder a preguntas de clarificación y desafío

• Emite un juicio.

Fundamentos básicos del tema

• Evalúa la credibilidad de una fuente.
• Observa y evalúa informes de observación.

Inferencia

Formular y evaluar las deducciones

• Llega a conclusiones lógicas verdaderas.
• Prueba hipótesis y teorías.
• Resuelve problemas.

Formular y evaluar las inducciones

• Investiga hipótesis explicativas, de casualidad, de creencias y de actitudes de personas.

Realizar juicios de valor

• Muestra capacidad para emitir juicios.
• Afirma o niega algo.

Clarificación elaborada

• Define los términos y evalúa las definiciones en base a tres dimensiones. Identifica creencias.

Estrategias y tácticas

Decide una acción. Interactúa con otros.

Habilidades de un investigador crítico

Un pensador crítico desarrolla habilidades cognitivas y aptitudes mentales.

A. Habilidades cognitivas: son aquellas que facilitan la apropiación del conocimiento, de forma que operan directamente sobre la información: recabándola, comprendiéndola, analizándola, procesándola, y guardándola en la memoria para utilizarla cuándo y cómo le convenga.

Las habilidades cognitivas propias del área de Ciencias Naturales son:

Habilidad	Descripción
Interpretación	Comprender y expresar el significado o la relevancia de una amplia variedad de experiencias, situaciones, datos, eventos, juicios, convenciones, creencias, reglas, procedimientos o criterios.
Análisis	Identificar las relaciones de inferencia reales y supuestas entre enunciados, preguntas, conceptos, descripciones u otras formas de representación que tienen el propósito de expresar creencia, juicio, experiencias, razones, información u opiniones.
Evaluación	Valoración de la credibilidad de los enunciados o de otras representaciones que recuerdan o describen la percepción, experiencia, situación, juicio, creencia u opinión de una persona; y la valoración de la fortaleza lógica de las relaciones de inferencia, reales o supuestas, entre enunciados, descripciones o preguntas.
Inferencia	Identificar y asegurar los elementos necesarios para sacar conclusiones razonables; formular conjeturas e hipótesis; considerar la información pertinente y sacar las consecuencias que se desprendan de los datos, enunciados, principios, evidencias, juicios, creencias, conceptos, descripciones, preguntas u otras formas de representación.
Explicación	Capacidad de presentar los resultados del razonamiento propio de manera reflexiva y coherente.
Autorregulación	Monitoreo autoconsciente de las actividades cognitivas propias, de los elementos utilizados en esas actividades, y de los resultados obtenidos, aplicando particularmente habilidades de análisis y de evaluación a los juicios inferenciales propios, con la idea de cuestionar, confirmar, validar o corregir el razonamiento o los resultados propios.

B. Aptitudes mentales: se refieren a cómo el pensador enfoca y vive la vida, es decir, cómo la asume y la dirige en la interpretación, comprensión, valoración y transformación positiva de su entorno. Un estudiante que desarrolle su pensamiento crítico tiene como consecuencia un espíritu crítico; además de ser impulsivo, con iniciativa y juicioso.

La siguiente tabla muestra las principales aptitudes o disposiciones mentales desarrolladas por estudiantes en el área de Ciencias Naturales:

Aptitudes o disposiciones mentales	Descripción
Humildad intelectual	Conciencia de los límites respecto a lo que se conoce. Sensibilidad hacia el prejuicio.
Empatía intelectual	Aceptación de los puntos de vistas de otros.
Valentía intelectual	Capacidad para romper paradigmas.
Autonomía intelectual	Pensar por sí mismo.
Integridad intelectual	Engloba el ser honesto en lo que se piensa, es decir sin alteraciones; practicar lo que se predica y reconocer los propios errores.
Perseverancia intelectual	No rendirse en las dificultades, obstáculos y contratiempos.
Cuestionamiento permanente	Capacidad de autocuestionarse sobre las ideas, opiniones y argumentos en búsqueda de la verdad.
Confianza en la razón	Tener a la razón como medio para la búsqueda de la verdad.
Imparcialidad	Dar créditos a los razonamientos sin importar cómo nos afecten.

1. Responda qué habilidades cognitivas considera que ha desarrollado más en su profesión docente.
2. Recuerde una experiencia en la que puso en práctica alguna de las aptitudes mentales que se explican en el cuadro anterior. Compártalas en un grupo.

Las estrategias didácticas para fomentar el pensamiento crítico en el área de Ciencias Naturales en el aula toman en consideración dos aspectos fundamentales:

• Partir de la realidad: el ser humano tiene la necesidad constante de comprender todo lo que lo rodea. Es por ello que a partir de la realidad de la cual es parte, percibe los diferentes acontecimientos y situaciones de una manera personal y concreta.
• Valorar su relación con el entorno: si se quiere ser ciudadano activo es importante tener un conocimiento profundo del medio en el cual se vive, y establecer una relación consciente y participativa con el entorno.

Organización de las Ciencias Naturales

Las Ciencias Naturales agrupan aquellas disciplinas que tienen por objeto el estudio de la naturaleza, como la Biología, la Química, la Física, la Botánica, la Geología y la Astronomía. En su conjunto, estas disciplinas abordan una amplia variedad de fenómenos naturales, como los seres vivos, sus características y sus distintas formas de interactuar con el ambiente; la materia, la energía y sus transformaciones; el sistema solar, sus componentes y movimientos; y la Tierra y sus diversas dinámicas.

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El aprendizaje de estos fenómenos permite, por un lado, desarrollar una visión integral y holística de la naturaleza, y por otro, comprender los constantes procesos de transformación del medio natural. Estas disciplinas se apoyan en la perspectiva epistemológica distintiva del quehacer científico. En esta, se admite que existen fenómenos en el entorno susceptibles de ser estudiados mediante diversas metodologías, que están consensuadas y avaladas por estándares similares en todo el mundo. El estudio de dichos fenómenos implica un proceso de razonamiento lógico, que incluye hipótesis, inferencias, explicaciones y conclusiones basadas en las evidencias registradas.

A continuación, se detallan algunas de las subramas de las Ciencias Naturales. Es conveniente, solicitar a los estudiantes que investiguen el área de estudio de cada una de ellas y de igual forma, pedirles que amplíen la información del recuadro de la siguiente página.

Subramas de las Ciencias Naturales
Acústica	Física nuclear	Hidrogeología	Química inorgánica
Biología molecular Fisicoquímica	Fisicoquímica	Mecánica	Química orgánica
Botánica	Genética	Microbiología	Termodinámica
Ecología	Geofísica	Mineralogía	Vulcanología
Evolución	Geoquímica	Óptica	Zoología

Cierre

Actividades de aplicación

1. Elabore un cuadro en el que se clasifique cada subrama en las seis principales divisiones de las Ciencias Naturales.

Biología	Física	Química
Botánica	Geología	Astronomía

• Encuentre más información acerca de las subramas de las Ciencias Naturales. Puede ingresar a este sitio de Internet: https://www.ecologiaverde.com/
• Observe el ejemplo:

Biología
Biología molecular	Ecología	Genética
Botánica	Evolución	Zoología

2. Piense en tres problemas cotidianos y plantee soluciones a los mismos.

• Reúnase con un grupo y comparta sus soluciones. Luego, conversen alrededor de la siguiente pregunta: ¿cómo resuelvo un problema?

Crecimiento o aumento en el orden físico, intelectual o moral.

Término utilizado, a menudo, como un saber hacer. Se suele aceptar que, por orden creciente, en primer lugar estaría la habilidad, en segundo lugar la capacidad, y la competencia se situaría a un nivel superior e integrador. Capacidad es, en principio, la aptitud para hacer algo. Todo un conjunto de verbos en infinitivo expresan capacidades (analizar, comparar, clasificar, etc.), que se manifiestan a través de determinados contenidos (analizar algo, comparar cosas, clasificar objetos, etc.). Por eso son, en gran medida, transversales, susceptibles de ser empleadas con distintos contenidos. Una competencia moviliza diferentes capacidades y diferentes contenidos en una situación. La competencia es una capacidad compleja, distinta de un saber rutinario o de mera aplicación.

Espacio vital en el que se desarrolla el ser humano. Conjunto de estímulos que condicionan al ser humano desde el momento mismo de su concepción.