Comprensión científica profunda

Promover la comprensión científica profunda a través de la enseñanza que refleja la naturaleza y las características de la investigación científica, los valores de la ciencia y el cuerpo del conocimiento científico.

Resultados de la investigación

La comprensión profunda de la ciencia va mucho más allá de la memorización de hechos y conceptos aislados. La comprensión científica profunda incluye un sistema coherente de hechos, conceptos, investigación científica y una fuerte capacidad de resolución de problemas. Enfatizar la investigación científica y la resolución de problemas promueve una comprensión profunda de la ciencia. Definido ampliamente, existe un problema cuando un alumno se encuentra a un lado de una brecha y tiene poca o ninguna idea de cómo llegar al otro lado. La resolución de problemas, entonces, se convierte en lo que hacen los estudiantes cuando tienen poca o ninguna idea de qué hacer. En cambio, un ejercicio es una tarea que los alumnos tienen una idea inmediata y excelente de cómo completar, posiblemente porque su maestro dio instrucciones avanzadas sobre cómo completarla. En la actualidad, la ciencia escolar contiene demasiados ejercicios y muy pocos problemas.

Los científicos plantean y resuelven problemas mediante la investigación científica. La investigación sobre la resolución de problemas identifica el primer paso como el más importante. Los estudiantes deben ser capaces de describir o representar la brecha que hay que cruzar de una manera física y viable. Esto implica traducir el problema presentado en una forma que sea significativa para el encargado de solucionarlo. Este paso inicial es en gran medida conceptual, reflexivo y cualitativo, incluso cuando el problema y el proceso de resolución dependen en gran medida de las matemáticas. Por ejemplo, el encargado de solucionar el problema podría representarlo como una imagen o diagrama, o separar un problema complejo en partes más pequeñas.

Los solucionadores de problemas eficaces construyen representaciones de la brecha de manera más correcta y precisa que los solucionadores de problemas ineficaces. Los solucionadores de problemas efectivos exhiben una base de conocimiento más organizada y relevante que los solucionadores de problemas ineficaces. Los solucionadores de problemas eficaces pasan más tiempo en representar la brecha y planificar soluciones al problema que los solucionadores de problemas ineficaces. Los solucionadores de problemas eficaces e ineficaces producen números similares de errores, pero los solucionadores de problemas efectivos tienen mejores estrategias de comprobación para identificar y corregir errores. Los estudiantes pueden convertirse en solucionadores de problemas más eficaces a través de la enseñanza de ciencias que enfatiza la resolución de problemas científicos y desactiva los ejercicios.

Aplicaciones prácticas

Los maestros de ciencias eficaces utilizan estas técnicas para promover la comprensión científica profunda:

• Para determinar si las tareas son problemas o ejercicios para los estudiantes, pregunte a todos los estudiantes si tienen una idea de buena a excelente o poca o ninguna idea de cómo realizar tareas específicas.
• Organizar grupos cooperativos de estudiantes que reflejen la diversidad intelectual, de género y cultural; Los miembros del grupo comparten y discuten sus representaciones de la brecha y las estrategias de solución propuestas.
• Usar estrategias de enseñanza de indagación guiada (por ejemplo, Ciclo de Aprendizaje, Modelo de Instrucción 5-E) que llevan a los estudiantes a continuar desarrollando y modificando sus conocimientos.
• Apuntar a la instrucción de resolución de problemas un poco más allá de lo que los estudiantes pueden hacer solos pero dentro de los límites de lo que pueden hacer con la ayuda de otros.
• Usar los conceptos y procesos de la ciencia como contextos para que los estudiantes escriban ensayos persuasivos, participen en discusiones orales, conecten datos con teorías científicas y resuelvan problemas que requieren razonamiento matemático.
• Diseñar discusiones y negociaciones entre los estudiantes como experiencias de aprendizaje en curso.
• Proporcionar oportunidades para que los estudiantes reclamen la propiedad de su aprendizaje.

Lecciones sugeridas

1. Abell, S.K.; Lederman, N.G., eds. 2007. Handbook of research on science education. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, Publishers
2. Bransford, J.D.; Brown, A.L.; Cocking, R.R., eds. 1999. How people learn: Brain, mind, experience, and school. Washington, D.C.: National Academies Press.
3. Bybee, R.W. 1997. Achieving scientific literacy: From purposes to practices. Portsmouth, NH: Heinemann.
4. Driscoll, M.P. 2005. Psychology of learning for instruction. Boston, MA: Pearson Education, Inc.
5. Hayes, J.R. 1981. The complete problem solver. Philadelphia, PA: The Franklin Institute Press.
6. National Research Council. 2005. How students learn: History, mathematics, and science in the classroom. Washington, DC: The National Academies Press.
7. Vygotsky, L.S. 1978. Mind in society. Cambridge, MA: Harvard University Press.

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.

El género es un conjunto de valores, creencias e ideas sobre los comportamientos y actividades que en una determinada cultura son adecuados para las mujeres y los que son adecuados para los hombres, es decir, su identificación con la femineidad y con la masculinidad.

Proceso por el cual las personas adquieren cambios en su comportamiento, mejoran sus actuaciones, reorganizan su pensamiento o descubren nuevas maneras de comportamiento y nuevos conceptos e información.