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LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS Y LA INVESTIGACION ORIENTADA EN LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DEL FENÓMENO DE LAS ESTACIONES
COMO CONSECUENCIA DEL MOVIMIENTO DE LA TIERRA Y SU POSICIÓN RESPECTO AL SOL.
Autores
EDISSON ANTONIO DUQUE RODRÍGUEZ
CÉSAR AUGUSTO PÉREZ OCAMPO
Espacio de conceptualización
INVESTIGACIÓN MONOGRÁFICA
Asesora
GLORIA MARÍA GRISALES GONZÁLEZ
(Especialista en Didáctica de las Ciencias Experimentales)
FACULTAD DE EDUCACIÓN
LICENCIATURA EN EDUCACIÓN BÁSICA CON ÉNFASIS EN CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
MEDELLÍN
2009
2
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AGRADECIMIENTOS
De� manera� general…� agradecemos� a� la� facultad� de� educación� de� la�Universidad�de�Antioquia�por�potencializar�y�participar�en�nuestra� formación�como� � maestros.� A� nuestros� asesores� y� maestros� por� su� guía� constante� que�aportaron�para�la�culminación�de�esta�investigación�monográfica�y�sembraron�en�nosotros�la�semilla�de�asumir�el�reto�de�ser�maestros.��A� todos� los� compañeros� y� amigos� por� contribuir� desde� su� mirada� critica,�argumentativa�y�motivadora�en�el�transcurso�de�esta�investigación�monográfica.��A� la� Institución� Educativa� Normal� Superior� de� Medellín� y� a� la� maestra�cooperadora�Rita�Patricia�Villa,�por�brindarnos�el�espacio�en�nuestra�practica�pedagógica�y�permitir�vivir�la�realidad�desde�los�espacios�educativos.��De�manera�particular…��Edisson�Duque�Rodríguez��agradece�a�Sir�Krishna�por�sus�grandes�enseñanzas�de� vida,� por� su� gran� legado� y� conocimiento� trascendental� � como� fuente� de�inspiración,�guía�y�valor�para�enfrentar�la�vida.�A�mi�familia�en�especial�a�mi�madre�por�brindarme�su�apoyo�constante�en�los�momentos� más� difíciles,� A� mi� padre� por� su� preocupación� y� apoyo.� � Todo�aquello� que� posibilito� y� me� permitió� alcanzar� mis� metas� y� superar� algunas��adversidades.��Y�Cesar�Augusto�Pérez�Ocampo�agradece�a�Dios�por� su�presencia� espiritual�que�siempre�estuvo��y�estará�en�mi�condición�humana�y�acción�de�vida.�A�mis�padres�por�su�apoyo�incondicional,�a�mi�madre�por�las�preocupaciones�en�mi� labor�como�estudiante�y�su�ejemplo�de�superación�personal� frente�a�la�adversidad�y�a�mi�padre�a�quien�quiero�dedicar�en�su�memoria�el�esfuerzo�y�culminación�de�esta�investigación�monográfica.������Y� a� todas� aquellas� personas� que� de� alguna� u� otra� forma� � durante� nuestra�formación�como�docentes�fueron�de�gran�soporte�y�motivación.�
4
TABLA DE CONTENIDO
TABLA DE CONTENIDO 4
INDICE DE CUADROS Y GRAFICAS 7
1. INTRODUCCIÓN 8
2. DESCRIPCION DEL PROBLEMA 9
2.1 Planteamiento y justificación del problema 9
2.2 Pregunta de investigación 13
3. OBJETIVO 14
3.1 General 14
3.2 Especifico 14
4. MARCO REFERENCIAL 15
4.1 Resolución de problemas en la enseñanza 15
4.1.1 Conceptualización de problema 15
4.1.1.1 ¿Qué es un problema? 15
4.1.1.2 ¿En que se diferencia un problema de un ejercicio? 18
4.1.1.3 ¿Qué es resolver un problema? 18
4.1.1.4 ¿Problema o pregunta? 19
4.1.2 Tipos de problema 20
4.1.2.1 Según el tipo de solución 20
4.1.2.2 Según el objetivo que se proponen 20
4.1.2.3 Según el ámbito de aplicación 21
5
4.1.2.4 Según el tipo estructura 22
4.1.3 Como entender la resolución de problemas 22
4.2 Investigación orientada 24
4.2.1 La enseñanza – aprendizaje como investigación orientada 26
4.2.1.1 Cambios en la tarea 28
4.2.1.2 Cambios en la estructura 29
4.2.1.3 Cambios en el funcionamiento de la clase 29
4.3 Contenidos específicos sobre el fenómeno de las estaciones.
30
4.3.1 Movimientos de la tierra 30
4.3.1.1 Movimiento de rotación 30
4.3.1.2 Movimiento de traslación: el año 31
4.3.1.3 Precesión 32
4.3.2 Radiación solar 33
4.3.3 Fenómeno de las estaciones 36
4.3.3.1 Las estaciones del año 36
4.3.3.2 Causas y efectos de las estaciones 36
4. 3.3.2.1 Solsticios y equinoccios 37
5. DISEÑO METODOLÓGICO 39
5.1 Justificación 39
5.2 El estudio de caso 42
5.3 Conceptualización del objeto de estudio 46
5.3.1 Contexto de la investigación 46
5.3.1.1 Ubicación de la institución 46
6
5.3.1.2 Características generales de los estudiantes de la institución 47
5.4 Identificación de la población seleccionada 48
5.4.1 Muestra 48
6. ANALISIS DE RESULTADOS 50
6.1 Concepciones iníciales 50
6.2 Actitud hacia las ciencias. Test. 54
6.3 Resolución de problemas 59
6.4 Conceptos del fenómeno estacionario 65
7. DISCUSIÓN DE LA INFORMACIÓN
69
8. CONCLUCIONES E IMPLICACIONES 73
8.1 Sobre el fenómeno de las estaciones 73
8.2 Sobre la resolución de problemas y los instrumentos 74
8.3 Implicaciones en la enseñanza 75
8.4 Dificultades 77
9. CAMINOS ABIERTOS PARA FUTURAS INVESTIGACIONES
78
10. REFERENTES BIBLIOGRAFICOS 80
11. ANEXOS 83
7
INDICE DE CUADROS Y GRAFICAS
4.1 Las tres dimensiones de la propuesta de enseñanza como investigación orientada
27
4.3.1 Estaciones del año en cada zona 38
5.2 Pruebas para evaluar la calidad y objetividad de un estudio de caso
45
6.1.1 Sol-Tierra los responsables del fenómeno de las estaciones
51
6.1.2 Respuestas de interpretación de gráficos 52
6.1.3 Representación inicial del sistema Sol-Tierra-Luna 53
6.1.4 Conceptos iníciales sobre el fenómeno de las estaciones 53
6.2.1 Grafico. Promedio general de cada pregunta 55
6.2.1 Rango característico de preguntas. 56
6.2.2 Grafico. rango característico de preguntas por categoría 57
6.2.2 Cuadro. Registro rango característico de preguntas de la muestra.
58
6.3.1 Diseño para la aplicación de la estrategia didáctica 59
6.3.2 Categorías emergentes en resolución de problemas 60
6.3.3 Datos emergentes de la muestra en resolución de problemas
61
6.4.1 Datos emergentes de la muestra en el tema del fenómeno estacionario.
66
6.4.2 Datos emergentes de la muestra en el modelo sol-tierra 68
7.1 Grafica. articulación de la información 71
8
En la medida que el conocimiento científico ha intentado dar explicación a los
fenómenos naturales y al mismo tiempo darle sentido a nuestro devenir como
especie humana, se ha provisto de un cúmulo de información y explicaciones
contenidas en aspectos socio – científicos que hacen parte de un acervo cultural
en relación a la ciencia, dando lugar a diferentes interpretaciones, tanto intuitivas
como lógicas desde el punto de vista científico, razón por la cual debe cumplir
un papel crucial en las dimensiones y tratado de las ciencias para propiciar
mecanismos de pensamiento más elaborados y organizados, que posibilite e
integren áreas como la astronomía con temas referentes como: el origen del
universo, la vía láctea, el sistema solar, los cuerpos celestes, entre otros, que son
de difícil comprensión por su alto nivel de abstracción como lo es el caso del
fenómeno de las estaciones.
En concordancia a lo anterior y en vista a la importancia de introducir y profundizar
en temas como las estaciones de año es que la presente investigación
monográfica se pretende implementar estrategias de enseñanza-aprendizaje
desde la resolución de problemas como investigación orientada en la comprensión
del fenómeno de las estaciones referente a los movimientos de la tierra y su
posición respecto al sol.
Para la planeación y diseño de esta estrategia didáctica se utilizó desde la
investigación cualitativa la metodología de estudio de caso como metodología de
investigación, la cual que se propone y se implementa a través de la resolución de
problemas en una muestra de 4 estudiantes del grado 7° en la Institución
Educativa Normal Superior de Medellín.
1. INTRODUCCIÓN
9
Esta monografía luego de abordar los referentes teóricos en resolución de
problemas, Investigación orientada, el fenómeno de las estaciones y el enfoque
metodológico, se aplican diferentes instrumentos que buscan determinar las
concepciones alternativas de los estudiantes, su actitud hacia las ciencias, los
heurísticos personales y la apropiación del tema, permitiendo a los estudiantes
inferir y relacionarse de manera integral con las temáticas a trabajar generando así
circunstancias que involucran un sinnúmero de fenómenos, teorías, preguntas e
implicaciones en el abordaje de los tópicos explicativos de las ciencias, en
conjunto con su vida cotidiana y a otras situaciones.
Para luego presentar la fase de sistematización y análisis de la información
recolectada, pretendiendo realizar una adecuada categorización de los datos
recopilados, de tal manera que se pueda realizar un análisis coherente de los
resultados para por último mostrar las conclusiones e implicaciones educativas
propias de los tópicos presentes en esta investigación.
2.1. Planteamiento y justificación del problema
En la medida que la especie humana ha tratado de explicar los fenómenos
naturales y darles un sentido significativo a estos hechos y su interacción con
ellos, ha buscado medios o instrumentos que le permitan comprender o abstraer
mejor aquellos fenómenos, que a pesar de ser difíciles de observar, influyen de
manera contundente en los factores bióticos y abióticos del planeta.
A través de la historia el hombre ha construido diferentes interpretaciones de los
fenómenos naturales, que le ayudan a tener una visión más clara de los sucesos y
de su entorno, lo cual ha generado la creación de un sin número de teorías,
2. DESCRIPCION DEL PROBLEMA
10
hipótesis, investigaciones y modelos; que al ser llevadas al aula de clase han
obstaculizado la enseñanza y el aprendizaje científico, por las percepciones,
opiniones, intereses y construcciones de las diferentes comunidades académicas
y sus integrantes, generando así conceptos y representaciones erróneas, como
en el caso del fenómeno de las estaciones.
En la actualidad el tema de los ciclos estacionarios ha sido enseñado con
dificultades, con explicaciones obsoletas y conceptos poco apropiados, para el
entendimiento de los educandos, como se puede evidenciaren algunos libros de
texto como son:
• Conciencia (Martha Patricia Acevedo Trujillo – Editorial Norma, Bogotá
2002)
• Vida, Ambiente y Naturaleza (Guillermo E. Mora G. Editorial McGRAW-
HILL, Bogotá 2004)
• Cartilla Temática “El Sistema solar” (Santillana 2002).
Que exponen modelos del sistema Sol-Tierra, en el cual se muestran orbitas
circulares perfectas, ubicando el sol exactamente en el centro de la orbita terrestre
y omitiendo la inclinación de la Tierra.
En paginas de Internet como son:
• http://www.astronomos.org/articulistas/Polaris/2006/11--Estaciones.pdf
(Editor Polaris: Carlos López Soberanes 18 Marzo 2007).
• www.meteored.com/ram/numero7/meteorologia2.asp (Fernando Llorente
Martínez).
• http://www.astromia.com/solar/estatierra.htm (Astronomía).
Las graficas no alcanzan a sustentar las explicaciones teóricas, carecen de
sentido científico y espacial.
Cabe decir que no se han podido encontrar evidencias de investigaciones
realizadas sobre el tema que puedan servir como antecedentes en la resolución
11
de problemas, pero se han encontrado investigaciones referenciadas sobre el
tema como:
• IDEAS PREVIAS Y CAMBIO CONCEPTUAL EN ASTRONOMIA. UN
ESTUDIO CON MAESTROS DE PRIMARIA SOBRE EL DIA Y LA NOCHE
(Grupo Esquel de Enseñanza de las Ciencias, Concejo de Investigaciones,
Universidad Nacional de Patagonia, Revista enseñanza de las Ciencias 13
pag 81-96. Argentina 1995) y
• ALGUNAS INTERPRETACIONES SOBRE EL FENÓMENO DE LAS
ESTACIONES EN NIÑOS, ESTUDIANTES Y ADULTOS (Revista Eureka
sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias (2004), Vol. 1, Nº 3, pp.
146-166).
• NAVARRETE SALVADOR, A.; AZCÁRATE GODED, P. Y OLIVA
MARTÍNEZ, J. Mª. EL PORTAFOLIO COMO INSTRUMENTO DE
INVESTIGACIÓN Y COMO RECURSO PARA LA REFLEXIÓN DEL
DOCENTE EN FORMACIÓN SOBRE EL FENÓMENO DE LAS
ESTACIONES (Enseñanza De Las Ciencias, 2005. Número Extra. Vii
Congreso).
De acuerdo a los modelos intuitivos y a las interpretaciones cotidianas de los
individuos al tratarse de explicar el fenómeno de las estaciones, éstos presentan
un cierto grado de dificultad intrínseca debido al nivel de abstracción que requiere
el paso del fenómeno observado a su representación e interpretación en un marco
heliocéntrico, a veces fácil de aceptar pero no tan fácil de asumir y de imaginar.
Conscientes de las dificultades señaladas y de la importancia de una adecuada
comprensión del estudiante sobre fenómenos cotidianos como éste, surge nuestra
motivación e interés por la enseñanza de este tema, como objeto de
investigación,; en aras de clarificar en el estudiante el modelo científico vigente
en torno al fenómeno de las estaciones como consecuencia del movimiento de la
tierra y su posición respecto al sol, como una de las directrices propuesta en los
12
lineamientos curriculares para el área de ciencias naturales y educación
ambiental: “La dinámica de la ciencia consiste en acercarse indefinidamente a la
verdad eliminando errores, pero no podemos concebir el error como la negación
de la verdad. Un error es, más bien, un punto en uno de los caminos hacia la
verdad, y cada punto en ese camino es un error de mayor y menor magnitud. Así,
puesto que no tenemos una verdad absoluta, convivimos con el error
permanentemente. Para poderlo identificar necesitamos de un espíritu crítico que,
como puede mostrarse, opera siempre y una misma forma: somete las teorías a la
crítica conceptual y las contrasta con la realidad”. (Lineamientos curriculares
ciencias naturales y educación ambiental pag. 15. Capitulo I, 2 CIENCIA Y
TECNOLOGIA, 2.3. Naturaleza de la ciencia).
De donde se puede concluir la siguiente idea: la nueva era de la informática y los
avances científicos hasta la época, obligan a la educación a impartir una formación
integral, de la cual hace parte la habilidad de aprender a aprender, de aprender a
hacer, donde maestros y estudiantes sean como parte del sistema, en el cual este
ultimo debe ser activo, participante de su aprendizaje con la flexibilidad de
adaptarse a nuevas situaciones, adquirir nuevos conocimientos y cuestionar viejos
paradigmas, que contribuyan al mejoramiento cultural, científico y tecnológico, a
su vez que fomentan un espíritu investigativo, creativo, solidario, reflexivo y
analítico. (Lineamientos curriculares ciencias naturales y educación ambiental pág.
34. Capitulo III, REFERENTE PSICO-COGNITIVO, 3. La creatividad y el
tratamiento de problemas).
Es preciso valorar la favorabilidad que presenta la didáctica de las ciencias
naturales y específicamente desde la línea de resolución de problemas para el
tratado de este tema, según el contexto y la posibilidad de ser aplicado en
estudiantes del grado séptimo en la Institución Educativa Escuela Normal
Superior de Medellín, articulados en conjunto con los lineamientos, estándares
curriculares, competencias y el plan de estudios institucional que hacen viable el
13
desarrollo de la investigación, posibilitando ser enseñado a través de la resolución
de problemas y la investigación científica en el aula; a pesar de ser una estrategia
poco reseñada en la bibliografía (no se han encontrado referentes en el rastreo de
información para el tratado de este tema). La resolución de problemas desde la
investigación científica se presenta como una propuesta innovadora orientada a la
enseñanza-aprendizaje de los fenómenos estacionales, porque conduce a adquirir
información conceptual que facilite un cocimiento científico más amplio del que se
tiene. Al mismo tiempo nos permite involucrar otros elementos diferentes a la
simple asimilación de conocimientos científicos como: la creatividad,
planteamiento y argumentación de situaciones, creación de intereses, autonomía,
de la responsabilidad y del sentido crítico desde un contexto determinado,
reestructuración del pensamiento, desarrollo de habilidades sociales y
comunicativas (García J.J. 1989).
2.2 Pregunta de investigación
¿Cómo contribuye la resolución de problemas y la investigación
orientada, en la enseñanza-aprendizaje del fenómeno de las
estaciones como consecuencia del movimiento de la tierra y su
posición respecto al sol, en los estudiantes del grado 7° de la
Institución Educativa Escuela Normal Superior de Medellín?
14
3.1. Objetivo general:
� Fortalecer estrategias de enseñanza-aprendizaje desde la resolución de
problemas como investigación orientada en la comprensión del fenómeno
de las estaciones referente a los movimientos de la tierra y su posición
respecto al sol en los estudiantes del grado 7° en la Institución Educativa
Normal Superior de Medellín.
3.2. Objetivos específicos:
� Establecer un marco teórico sobre resolución de problemas como
investigación orientada.
� Identificar las diferentes representaciones utilizadas en la enseñanza-
aprendizaje acerca del fenómeno de las estaciones.
� Formular un diseño metodológico desde la resolución de problemas y la
investigación orientada para la comprensión del fenómeno estacionario.
� Evidenciar resultados como un referente de la enseñanza aprendizaje
desde la resolución de problemas y la investigación científica.
3. OBJETIVO
15
4.1. Resolución de problemas en la enseñanza
4.1.1. Conceptualización de problema
En este apartado se trata de situar al lector en el significado de problemas,
ejercicio, resolución de problemas y qué es resolver un problema.
4.1.1.1. ¿Qué es un problema?
Es común decir que no hay investigación sin un “problema” y que un problema
bien planteado es mejor que cualquier solución gratuita. Pero ¿de qué estamos
hablando? ¿Qué es un “Problema”? (J. Padrón 1996) las siguientes definiciones
se tomaron como muestra para luego determinar hasta qué punto es claro o
evidente el sentido de la palabra:
• Problema es un procedimiento dialéctico que tiende a la elección o al
rechazo o también a la verdad y al conocimiento (Aristóteles).
• El Problema o la proposición problemática es una proposición principal
que enuncia que algo puede ser hecho, demostrado o encontrado
(Jungius).
• Problema es una proposición práctica demostrativa por la cual se afirma
que algo puede o debe ser hecho (Wolff).
• Problemas son proposiciones demostrativas que necesitan pruebas o
son tales como para expresar una acción cuyo modo de realización no
es inmediatamente cierto (Kant).
4. MARCO REFERENCIAL
16
• Problema es el desacuerdo entre los pensamientos y los hechos o el
desacuerdo de los pensamientos entre sí (Mach).
• La situación no resuelta o indeterminada podría llamarse situación
“problemática”; se hace problemática en el momento mismo de ser
sometida a investigación. El resultado primero de la intervención de la
investigación es que se estima que la situación es problemática
(Dewey).
• Problema es la conciencia de una desviación de la norma (Boas).
• Problema es cuando dos más dos no son cuatro (Warren Goldberg)
• Problema es una oportunidad vestida con ropa de trabajo (Henry J.
Kaiser).
• Una situación puede convertirse en problema cuando ha sido
reconocido como tal, es decir cuando corresponde a una duda carente
de respuesta. Este autor desarrolla la noción de umbral de
problematicidad diferente para cada persona, y por encima del cual se
puede considerar que una situación constituye un verdadero problema
para las personas implicadas, argumentando “cada individuo
dependiendo de su conocimiento personal, personalidad y de las
estrategias o recursos de que disponga, vera una situación dada como
un problema o simplemente como un puzzle o rompecabezas que debe
armar” (Garret, R.M.)
• Un problema es una situación estimulante la cual el individuo no tiene
respuesta (Gil, D- 1988)
• Un problema plantea una solución que debe ser modelada para
encontrar la respuesta a una pregunta que se deriva de la misma
situación... Pero también, un problema debería permitir derivar
preguntas nuevas, pistas nuevas, ideas nuevas (Parra 1990),
17
• Un problema representa lo buscado en una pregunta o grupo de
preguntas que generan una tensión en el pensamiento productivo de
los individuos y cuya solución requiere de la búsqueda de nuevos
conocimientos (Martínez Llantada)
• Es una situación que presenta una oportunidad de poner en juego los
esquemas de conocimiento, que exige una solución que aún no se
tiene y en la cual se deben hallar interrelaciones expresas y tacitas
entre un grupo de factores o variables, búsqueda que implica la
reflexión cualitativa, el cuestionamiento de las propias ideas, la
construcción de nuevas relaciones, esquemas y modelos mentales, es
decir y en suma, la elaboración de nuevas explicaciones que
constituyen la solución al problema (García J. J. 1998).
Al tener en cuenta las definiciones anteriores sobre problema se puede determinar
que éste se puede entender como una situación dilema para los individuos y en
este caso para los estudiantes donde se plantea el reto de solucionar algo. Razón
por la cual se puede decir que es algo que desea conocerse y que aún, no se
sabe, es un punto para resolver en la indagación acerca de la realidad; es un
interrogante surgido de una observación de la realidad, de su interpretación del
mundo, que permite “reorganizar lo cognitivo, involucrarse personalmente con una
situación problema y desarrollar nuevos conceptos y relaciones” (García J. J.
1998). Generalmente se enuncia mediante oraciones interrogativas no iguales a
los ejercicios que van más allá de la simple solución, despiertan el interés y la
creatividad en el individuo que se ve avocado a enfrentar el conocimiento por
medio de la solución de un problema desarrollando una actitud positiva para hacer
sus planteamientos validos del pensamiento a la acción, al mismo tiempo que
desarrolla sus capacidades.
18
4.1.1.2. ¿En que se diferencia un problema de un ejercicio?
Muchos docentes y estudiantes relacionan los ejercicios con los problemas debido
a que no se conocen las características propias de un problema.
Como se ha podido determinar existen múltiples definiciones acerca de lo que es
un problema. Así, para Perales un problema podría ser definido como "cualquier
situación prevista o espontánea que produce, por un lado, un cierto grado de
incertidumbre y, por el otro, una conducta tendente a la búsqueda de su solución"
mientras que, según Schöen para que exista un problema debe haber una
“cuestión a solucionar, un cierto grado de motivación para buscarla y no debe ser
evidente una estrategia inmediata para ello” . Precisamente la falta de esta última
condición convierte a muchos problemas escolares en meros ejercicios de
repetición que no siempre ayudan a los estudiantes al aprendizaje de principios
generales de las disciplinas.
Los ejercicios son considerados simples actividades en las cuales se pretende que
el individuo memorice o mecanice rutinas y procedimientos, por medio de la
proposición de datos, condiciones o ejecuciones físico-mentales. “Para realizar
ejercicios solamente se requiere de la recordación, selección y la aplicación de un
grupo de algoritmos o patrones de resolución” (García J. J. 1998).
4.1.1.3. ¿Qué es resolver un problema?
Resolver un problema va más allá que plantear una solución y ejecutarla, ya que
al resolver un problema la solución obtenida posiblemente no es la que
quisiéramos o por lo menos la que pensábamos.
Resolver un problema permite al individuo enfrentarse el análisis de posibles
estrategias, que le permitan desarrollar su creatividad para determinar una posible
19
solución, con un pensamiento crítico y objetivo; donde el propósito principal de la
solución de problemas es desarrollar la capacidad de pensamiento y acción del
individuo. “Los estudiantes necesitan pensar para volverse pensadores efectivos”
(Pestel B.C. 1988) que les permita reevaluar sus propias ideas y reorganizar lo
cognitivo, desarrollando nuevos conceptos; razón por la cual se transforma en
estrategia didáctica “como una actividad y aprendizaje, complejo, que incluye el
pensar (Garret R. M.) Y de dónde nace un progreso científico por medio de la
efectividad en la resolución de problemas (Laudan L. 1986) donde el estudiante
perfecciona sus conceptos desde su saber cotidiano al científico.
4.1.1.4. ¿Problema o pregunta?
Al determinar un problema se busca la manera de plantearlo, manifestando el
problema con sus tópicos, con una definición clara que delimite los aspectos a
tratar como son: quienes abordarán el problema, sobre qué trata, cómo se
abordará, cuándo y dónde. Este se reduce a una sencilla proposición o enunciado
de apenas unas dos o tres líneas” en símbolos de interrogación, señalada como la
“pregunta de investigación” (J. Padrón 1996).
Un problema no es una “pregunta de investigación”, aunque confundirlos es un
error corriente por la relación de ambas, el problema como se demostró es más
que una simple solución de una frase, oración o proposición expresada en
términos, pero la pregunta aporta una visión más clara para el diseño de
estrategias de investigación y solución; una pregunta bien planteada da mejor
posibilidades de llegar al éxito (Laudan L. 1989).
De manera que asumiremos en esta monografía como Problema, cualquier
proposición (pregunta de investigación) acerca de una situación que requiere más
o mejor conocimiento del que se tiene en el instante presente.
20
4.1.2. Tipos de problema
Los tipos de problema pueden ser clasificados según el tipo de solución (abiertos y
cerrados), por el objetivo para el cual se proponen (de reconocimiento,
algorítmicos, de aplicación, de búsqueda y situaciones problema),el ámbito de
aplicación (Artificiales y reales), y el tipo de estructura (cuantitativos y cualitativos).
4.1.2.1 Según el tipo de solución1:
o Problemas cerrados: son aquellos que llevan a una solución única, para
todos igual o al menos tendiente a la exactitud y de carácter más simple,
que no tienen continuidad y con una solución limitada.
o Problemas abiertos: son aquellos que presentan diferentes alternativas de
solución validas, son más complejos porque invitan al pensamiento de
distintas estrategias, con un número variable de soluciones.
4.1.2.2. Según el objetivo que se proponen 2:
o Problemas de reconocimiento: son ejercicios y por tanto no son verdaderos
problemas, que se utilizan para que el estudiante pueda desarrollar la
capacidad de representar datos y acontecimientos presentados
inicialmente en un contexto semántico abierto y de forma cualitativa o
cuantitativa; en contexto simbólicos, formalizados y estructurados.
1 HOLT, GARRET citado por GARCIA J.J., Op. Cit., p.64
2 GIL PÉREZ, D. MARTINEZ TORRE GROGROSA, J y SENENT PÉREZ, F.
21
o Problemas algorítmicos: también son ejercicios y por lo tanto no son
verdaderos problemas, que se le presentan a un estudiante con el fin de
que este mecanismo desencadene una serie de procedimientos y patrones
de solución y de problemas numéricos dentro de una disciplina.
o Problemas de aplicación: son situaciones que se pueden resolver con los
conocimientos ya elaborados por el estudiante, es decir, con sus
conocimientos teóricos que implica la utilización de su capacidad de
transferencia de conocimientos ya asimilados a nuevas situaciones.
o Problemas de búsqueda: estos son verdaderos problemas, ya que no
pueden ser resueltos estrictamente con el conocimiento que posee el
estudiante, aunque requieren de su utilización (ideas previas); el objetivo
de este tipo de problemas es la construcción de conocimientos por parte del
estudiante.
o Situaciones problemáticas: se definen como: “situaciones objetivas que
generan un estado psíquico de dificultad intelectual que provocan
preguntas y la necesidad de elaborar respuestas” (Majimutov. M. I. 1972), y
que pueden marcar “ el momento inicial del pensamiento porque el hombre
comienza a pensar sólo cuando aparece la necesidad de comprender
algo”(Rubensteins, S. L. 1946).
4.1.2.3. Según el ámbito de aplicación3:
o Problemas artificiales: son aquellos que tiene una solución conocida por la
persona que los presenta, clasificándolos en abiertos y cerrados.
o Problemas reales: son aquellos para los cuales no se conoce la solución e
incluso puede que ésta no exista. Estos tienen como objetivo resolver algún
aspecto concreto de interés científico, tecnológico o social y aquellos que
no tienen ningún objetivo definido.
3 FRAZER citado por SIGUENZA, A. F. y SÁEZ; M.J.,Op, cit.,p.28.
22
4.1.2.4. Según el tipo estructura4:
o Problemas cuantitativos: son problemas que presentan un procedimiento
estándar de datos o números, donde el cálculo es un instrumento para la
resolución de problemas numéricos, que por lo regular conllevan una
solución concreta y numérica de carácter cerrado.
o Problemas cualitativos: son problemas que requieren explicación a una
pregunta cualitativa, que hace referencia a una situación física concreta,
que más que datos y números, busca el análisis de situaciones con sus
características y que permite ser clasificada en problemas abiertos con
posibles soluciones y cerrados aquellos problemas simples.
4.1.3. Como entender la resolución de problemas
Existe consenso en considerar como “problemas” a situaciones que plantean
interrogantes y dificultades para las cuales no hay una solución única y
preestablecida (Hayes 1981, Bodner y M. Millan 1986) o como un desafío, una
situación no resuelta cuya respuesta no es inmediata, que resulta en reflexión y
uso de estrategias conceptuales y procedimentales” (Cabral da Costa, Moreira
1995).
La resolución de problemas no se debe tomar desde la perspectiva común en que
son utilizados en los contextos educativos o en libros que sugieren la solución por
medio de la ejecución de simples procesos mecánicos, que a su vez llegan a
respuestas cerradas. En “Los libros del colegio, las suposiciones relevantes que 4 García J. J. 1998. Didácticas de las Ciencias, Resolución de Problemas y Desarrollo de la creatividad. p.
61-65
23
deben hacerse están sugeridas en el enunciado del ejercicio” (Seroussi 1995).
Estos ejercicios se limitan a comprobar si el estudiante sabe seguir determinados
procesos o son usados como ejercicios de práctica para que el estudiante se
ejercite en la aplicación de estos procesos, al ser tomados así.
Ahora estando en contraposición con la forma habitual de considerar los
problemas en la escuela, ya que los modelos de transmisión de aprendizaje se
limitan a la transmisión–recepción, sin permitir al estudiante desarrollar su
capacidad de pensamiento y al mismo tiempo que este trascienda a la acción.
Razón por la cual en la concepción expuesta en este trabajo el planteamiento es
totalmente diferente, la “resolución” es una palabra muy corta para tan amplio
contenido, se abre a distintos planteamientos, a soluciones divergentes, creativas
expuestas por el individuo que busca diseñar, clasificar, reformular y concretar la
situación inicial. , “Este proceso genera, necesariamente, una reorganización de la
estructura cognoscitiva, en los diversos planos que la integran, es decir produce
aprendizaje” (C. de Cudmani. 1995).
En contraste la resolución de problemas depende en gran medida del
planteamiento del problema, para que éste sea entendido por el estudiante en un
lenguaje conocido, que le permita conectar sus saberes previos, que le permita
diseñar un proceso de acción, no necesariamente se tiene que conocer la
solución, pero debe estar contextualizada con las características del individuo. Es
así como el estudiante plantea desde sus saberes previos y desde su interés un
proceso de solución que requiere compromiso, para llegar a concretar la situación
problema inicial, desarrollando su capacidad de pensamiento al diseñar posibles
estrategias de solución, trascendiendo a la acción al ejecutar el proceso pensado.
Entonces la resolución de problemas tiene la necesidad de lograr el interés, la
motivación, la valoración de la situación problemática en los más altos niveles
posibles, por lo cual se hace necesario generar situaciones de aprendizaje que
comprometan al grupo de trabajo con la solución del problema y con el
24
acompañamiento del docente, orientando constantemente los avances, sin ser un
interventor activo, sólo como un guía el cual se encargara de direccionar el
proceso de solución.
4. 2. Investigación orientada
En la investigación científica se escucha hablar de descubrimientos,
experimentos, de la explicación de los fenómenos que nos rodean y a los cuales
se trata de interpretar o darle sentido en el lenguaje. Es aquí donde la
investigación científica se utiliza como una herramienta para desarrollar
conocimiento útil, que permita abordar los aspectos más relevantes de un suceso
y al mismo tiempo revelar su explicación, dando pie a plantear las siguientes
preguntas: ¿qué es ciencia? Y ¿cómo se investiga?
Según algunos planteamientos la investigación científica utilizada como estrategia
de estimulo de la curiosidad de los individuos, propicia una actitud analítica frente
a una situación problémica:
“Entendiendo el papel de la investigación como transformadora y
generadora de conocimiento, el pensamiento no parte de la sola
percepción, sino de los procesos de interacción del sujeto con el objeto y
del medio que lo rodea. En ese sentido, Jean Piaget aseguraba que sólo
cuando actuamos sobre un objeto, operamos sobre él y lo transformamos,
habrá conocimiento propiamente como tal” (Sánchez M, 1999).
De esta misma manera al introducirnos en temas que son difíciles de observar y
comprender a simple vista (fenómeno de las estaciones) y según como han ido
evolucionando las culturas socio – científicas. Se hace necesario que bajo la
investigación orientada se propenda por un manejo dirigido en los tratados
científicos en la enseñanza y en la influencia y el alcance que puede generar en
25
los maestros y estudiantes el entendimiento de diferentes temas que modifican la
visión del mundo. En donde la investigación científica anteriormente esbozada se
compromete a tener en cuenta los procesos de transformación en los que incurra,
de tal manera que tome en cuenta los procesos de alteridad (yo, el otro y lo otro)
dentro de los procesos de enseñanza en las aulas de clase en especial el que
competa a las ciencias naturales en donde su construcción adopte y desarrolle de
manera integral las explicaciones y tratados de aquellos fenómenos que se dan en
la naturaleza y que por ende trabajados en los salones de clase puedan ir de la
mano del conservacionismo, el respeto por lo otro y lo sustentable. Y que ese
cambio y manipulación de información se entienda dentro de los marcos de una
ética natural (bioética) que propugne por una mejor coexistencia con lo que nos
rodea.
La investigación científica es por su naturaleza un conocimiento de tipo
instrumental es un saber hacer con el conocimiento disciplinar para producir
ideas-constructos nuevos, modelos teóricos, procesos de innovación, en definitiva,
evidencia teórica y empírica que contribuya a una mejor comprensión de la
realidad y facilite el reconocimiento y resolución de problemas concretos. En este
sentido la investigación está siempre vinculada a la realidad, al campo de
conocimiento disciplinar de aplicación, al contexto cultural, social y político en que
se desarrolla y se convierte en la fuente de generación de pensamiento libre y útil,
cuya difusión aproxima a científicos de diferentes campos disciplinares, enriquece
la formación universitaria y orienta a actores sociales relevantes. (Saravía A.
Metodología de Investigación 1993) científica. La investigación se abre camino y
cada investigador elabora su propio estilo de búsqueda. A su vez, cada
investigación no es la simple aplicación de un método general, sino que involucra
la imaginación, la creatividad y la originalidad de los investigadores. 5
5 Tomado de: El cuaderno de por que biotecnología 2005. La ciencia y el método científico. http://www.porquebiotecnologia.com.ar/educacion/cuaderno/ec_61.asp?cuaderno=61
26
Como se mencionó previamente, en ciencia no hay caminos reales ni reglas
infalibles que garanticen por anticipado el descubrimiento de nuevos hechos y la
invención de nuevas teorías, asegurando la fecundidad de la investigación
A modo de acercamiento para mejorar la enseñanza – aprendizaje y lograr
abordar las ciencias y sus fenómenos como es el caso de los movimientos de la
tierra (y como consecuencia las estaciones) es que se debe propender por
responder hacia unas habilidades científicas en las cuales se puedan plantear
problemas y trabajar en ellos de manera relevante, formular supuestos que sean
contrastados y arrojar la mayor cantidad de confirmaciones en las cuales se
puedan apoyar las diferentes teorías en pro de unos criterios lo más coherentes
posibles. Es por esto que se requieren procedimientos propios de la investigación
científica.
La investigación didáctica ha mostrado que los procesos de producción y
aceptación de conocimientos científicos tienen características propias que son
diferentes de las empleadas en la vida cotidiana, como por ejemplo la utilización
de modelos para abordar problemas, la búsqueda de coherencia para las
respuestas, etc. (Bandiera et al., 1995)
4.2.1. La enseñanza – aprendizaje como investigación orientada
En vista de la importancia y necesidad de llegar a los estudiantes de una manera
clara, donde logren interesarse por las ciencias y desarrollar un pensamiento
critico es donde el “modelo de aprendizaje como investigación orientada es un
modelo coherente con la investigación en didáctica actual que se basa en la idea
de que el aprendizaje y la enseñanza de las ciencias pueda desarrollarse como un
proceso de reconstrucción de conocimientos en un contexto inspirado en el propio
de la investigación científica” (Gil et al., 2002; Verdú, Martínez-Torregrosa y
Osuna, 2002,; Furió et al., 2003)
27
Es por esto que enfrentarse a situaciones problema implica una condición
personal, ya que las preconcepciones del individuo le permiten al mismo tiempo
abordar situaciones propias de la ciencia, posibilitan el acercamiento a
estrategias científicas. “Solo haciendo que los estudiantes practiquen- ayudados
por el profesor- Aspectos esenciales de la metodología científica, como imaginar
soluciones a problemas en forma de hipótesis, diseñar experimentos de
contrastación de las hipótesis, etc., podrán superar su metodología de la
superficialidad y , consecuentemente, construir conocimientos”.( Furió C.1 y
Guisasola J.2, 2001)
Tomando en cuenta los aspectos mas relevantes y en referencia al saber
científico es que la estrategia de enseñanza basada en el aprendizaje como
investigación orientada presenta tres dimensiones interrelacionadas entre si y que
pueden ayudar a un mayor y mejor aprendizaje (Ver cuadro 4.1).
CUADRO 4.1. Las tres dimensiones de la propuesta de enseñanza como investigación
orientada.
GUISASOLA, ZUBIMENDI, ALMUDI Y CEBERIO 2007
28
Ahora ya enfocándonos más detenidamente en la investigación orientada y con
parte del contexto planteado es que se debe pensar en graduar las dificultades en
cuanto al trabajo o tareas e introducir la ayuda en función de las vicisitudes, para
encararlas, de manera que el estudiante se abra a la posibilidad de afrontar los
problemas para que las ayudas recibidas vayan disminuyendo y el estudiante
adquiera autonomía. “Por tanto la elección de los modelos y situaciones
problemáticas alcanzables deben hacerse de modo que representen un reto
abordable por los alumnos dentro de la zona de desarrollo potencial próximo, en la
idea de Vygotsky (1978), en tal perspectiva, esta ayuda e interacción de los
demás, el estudiante logra participar en un proceso de construcción,
transformación y enriquecimiento de los modelos, Implicando esto un cambio a
tres niveles: a) cambio en la tarea encomendada, b) Cambio en la estructura de la
clase, c) cambios en su funcionamiento. que pretenden desarrollar en los trabajos
de clase la naturaleza tridimensional de la enseñanza en la investigación
orientada.
4.2.1.1. Cambios en la tarea6
El “plan de investigación” – secuencia de tareas- que se propone a los estudiantes
puede permitirles avanzar en la solución de los problemas y, de manera
simultánea, suministrar oportunidades para apropiarse de la epistemología
científica, en un programa de actividades que en este sentido se puedan aplicar
estrategias de actuación que incluyan aspectos como :
6 Guisáosla, Jenaro, Zubimendi, José Luis, Almudí, José Manuel, y Ceberio, Mikel. 2007, Propuesta de enseñanza en
cursos introductorios de física en la universidad, basada en la investigación didáctica: siete años de experiencia y
resultados. Enseñanza de las ciencias. Vol. 25, No 1, pp. 91-106.
29
a. Actividades iníciales Que permitan situar el tema a estudiar y
establecer una aproximación cualitativa en la que los estudiantes
expliciten sus esquemas conceptuales.
b. Actividades que permitan introducir nuevos conceptos de manera
funcional, constituyendo parte del proceso del tratamiento del
problema.
c. Actividades que permitan a los estudiantes desarrollar habilidades
propias de la metodología científica.
d. Actividades que permitan utilizar los nuevos conocimientos en
situaciones diversas.
e. Actividades que propongan nuevas situaciones problemáticas para
continuar la reconstrucción de conocimientos a nivel mas profundo
(Furió, 2001).
4. 2.1.2. Cambios en la estructura
Una estructura de la clase basado en la formación de pequeños grupos como
“equipos de investigación noveles” que trabajan las actividades bajo la dirección y
guía del profesor, puede fomentar la construcción de conocimientos. A través de l
trabajo en grupo, se pretende que los estudiantes resuelvan las actividades, a fin
de que todos los miembros del grupo consigan alcanzar colectivamente el objetivo
deseado (Cordero, Colinvaux y Dumrauf, 2002).
4. 2.1.3 Cambios en el funcionamiento de la clase
El funcionamiento de los grupos de estudiantes no es autónomo, si no que se
deben favorecer de manera ordenada y diversa las interacciones de los grupos
entre si y con la comunidad científica representada por el profesor, los libros de
texto, etc., de manera que se pueda retro alimentar, completar, validar y refutar las
soluciones propuestas a las situaciones problemáticas planteadas. Asimismo,
30
consideramos importante realizar recapitulaciones periódicas sobre lo avanzado al
intentar dar solución a los problemas planteados, los obstáculos superados y lo
que queda por hacer, prestando así atención a la autorregulación (identificar sus
propias dificultades y revisarlas) en el desarrollo de la realización de las
actividades.
4.3. Contenidos específicos sobre el fenómeno de las estaciones.
4.3.1. Movimientos de la tierra5
4.3.1.1. Movimiento de rotación
Cada 24 horas (cada 23 h 56 minutos), la Tierra da
una vuelta completa alrededor de un eje ideal que
pasa por los polos. Gira en dirección Oeste-Este,
en sentido directo (contrario al de las agujas del
reloj), produciendo la impresión de que es el cielo
el que gira alrededor de nuestro planeta.
A este movimiento, denominado rotación, se debe
la sucesión de días y noches, siendo de día el
tiempo en que nuestro horizonte aparece
iluminado por el sol y de noche cuando el
horizonte permanece oculto a los rayos solares.
Ilustr. 4.3.1. Rotación
La mitad del globo terrestre quedará iluminada, en dicha mitad es de día
mientras que en el lado oscuro es de noche. En su movimiento de rotación, los
distintos continentes pasan del día a la noche y de la noche al día.
5 Tomado de: http://www.proteccioncivil.org/vademecum/vdm004.htm
31
4. 3.1.2. Movimiento de traslación: el año
Por el movimiento de traslación la
Tierra se mueve alrededor del Sol,
impulsada por la gravitación, en 365
días, 5 horas y 57 minutos,
equivalente a 365,2422 días, que es
la duración del año. Nuestro planeta
describe una trayectoria elíptica de
930 millones de kilómetros, a una
distancia media del Sol de 150
millones de kilómetros.
Ilustr. 4.3.2. Traslación
El Sol se encuentra en uno de los focos de la elipse. La distancia media Sol-Tierra
es 1 U.A. (Unidad Astronómica), que equivale a 149.675.000 km.
Como resultado de ese larguísimo camino, la Tierra viaja a una velocidad de 29,5
kilómetros por segundo, recorriendo en una hora 106.000 kilómetros, o 2.544.000
kilómetros al día.
La excentricidad de la órbita terrestre hace variar la distancia entre la Tierra y el
Sol en el transcurso de un año. A primeros de enero la Tierra alcanza su máxima
proximidad al Sol y se dice que pasa por el perihelio. A principios de julio llega a
su máxima lejanía y está en afelio. La distancia Tierra-Sol en el perihelio es de
147.7 millones de kilómetros y la distancia Tierra-Sol en el afelio es de 152.2
millones de kilómetros.
La órbita que describe la Tierra es una elipse ligeramente alargada, ocupando el
Sol uno de los dos focos. Cuando la Tierra pasa por el punto más cercano al Sol,
llamado perihelio (sucede en el mes de enero), se encuentra a una distancia de
147.7 millones de kilómetros del mismo, mientras que cuando se halla en el punto
32
más alejado llamado afelio (sucede en el mes de julio), dista 152.2 millones de
kilómetros. No obstante, por orden práctico, casi siempre se utiliza la distancia
media, esto es 149.5 millones de kilómetros. El tiempo que invierte la Tierra en
completar ese recorrido da origen al año terrestre, denominado también año
trópico, siendo la unidad fundamental del tiempo, ya que comienzan las distintas
estaciones en las mismas épocas de dicho año. Su duración es de 365 días, 5
horas, 48 minutos y 45.975 segundos.
4.3.1.3. Precesión6
La Tierra no es una esfera perfecta, sino que presenta un ensanchamiento
ecuatorial debido a su rotación. El efecto gravitacional de la Luna y del Sol
sobre este ensanchamiento hace que el eje de rotación de nuestro planeta, que
está inclinado 23,5 con respecto a la vertical, no esté fijo en el espacio, sino que
describa una circunferencia, precisamente como hace el eje de una peonza que
gira vertiginosamente.
El movimiento que realiza el eje terrestre al describir esta circunferencia se
llama precesión. La precesión tiene una duración de 25.800 años y el diámetro
de la circunferencia descrita por el eje sobre el fondo de la esfera celeste es de
47 grados, es decir, el doble de la inclinación del eje terrestre. Por efecto de la
precesión, esa estrella de referencia alineada con el eje terrestre y llamada
Polar cambia…
6 http://www.astromia.com/glosario/precesion.htm)
33
Ilustr. 4.3.3. Precesión
así como cambian las Coordenadas
astronómicas de los astros y el punto
de intersección entre el plano del
Ecuador terrestre y el plano de la órbita
terrestre, que se define Equinoccio.
Este fenómeno y sus consecuencias
son conocidos desde la antigüedad y
fueron descritos por primera vez por el
astrónomo griego Hiparco.
4.3.2. Radiación solar
Podemos considerar que el Sol es el "motor" de nuestro planeta, como si fuera
una gigantesca pila de fusión nuclear, convirtiendo en su seno el hidrógeno en
helio a un ritmo de 700 millones de toneladas cada segundo y emitiendo una
cantidad enorme de calor en forma de radiación electromagnética; de la cuál a la
Tierra le corresponde aproximadamente una energía de 2 calorías por
centímetro cuadrado y por minuto, que es la llamada constante solar.
Ilustr. 4.3.4. Inclinación de los rayos solares. Fuente: Fernando Llorente
Martínez.
34
En la ilustración 4.3.4. El ángulo de incidencia de los rayos determina la insolación
recibida por unidad de superficie. Los rayos perpendiculares se concentran en el
cuadrado A, que representa a las zonas ecuatoriales; la misma cantidad de
energía se reparte en superficies cada vez mayores a medida que aumenta la
oblicuidad de los rayos solares, es decir, al desplazarnos hacia los polos.
Ilustr. 4.3.5. Diferencia de superficie calentada por el sol en ambos solsticios.
Fuente: Fernando Llorente Martínez.
En esta otra ilustración 4.3.5 está representada la inclinación con que llegan al
suelo los rayos solares en un punto situado en las latitudes medias en las épocas
del solsticio de invierno -lado izquierdo de la imagen-, donde la inclinación de los
rayos es máxima y su poder calórico es mínimo, al repartirse la misma cantidad de
energía en un área mayor; y en el solsticio de verano, donde los rayos están muy
cerca de la perpendicularidad y se concentran en un área menor, con un
rendimiento energético mucho mayor. En este caso en el que nos referimos y para
esas dos épocas del año, el área calentada es 6 veces mayor en invierno que en
verano, por eso, la energía recibida es aproximadamente 6 meces menor.
La radiación que emite el Sol es de onda corta, con un espectro que va desde el
ultravioleta hasta el infrarrojo, estando centrada en la parte visible del espectro,
35
siendo este el motivo por el cuál la mayoría de los seres vivos ven en esta
frecuencia de radiación. Parte de este flujo lo absorben o reflejan los componentes
atmosféricos -ozono, vapor de agua, nubes, etc.- y otra parte llega a la superficie
de la Tierra. Una vez que esta energía entrante es absorbida por el sistema
terrestre de atmósfera-superficie, se transforma en energía calórica; que a su vez
también es reenviada al espacio, pero en forma de radiación de onda larga, como
radiación infrarroja. Esta radiación no es detectable por el ojo humano, pero si
puede ser sentida por nuestra piel. Por ejemplo, cuando la resistencia de un
calentador eléctrico esta al rojo vivo, radiará tanto radiación infrarroja como visible;
pero cuando lo apagamos, gradualmente perderá su color -radiación visible-, pero
si acercamos una mano, notaremos el calor, porque continúa emitiendo radiación
infrarroja.
Pero no toda la energía que radia la Tierra se pierde directamente al espacio
exterior, una parte es absorbida por los gases y las nubes de la atmósfera,
produciendo el llamado efecto invernadero. Los principales gases que lo
producen son el oxígeno -en ciertas longitudes de onda- y el vapor de agua -el
más importante-, junto con el dióxido de carbono, el óxido nitroso, el metano,
el ozono y los clorofluorocarbonados. Mientras que el gas dominante en la
composición de nuestra atmósfera, el nitrógeno, es totalmente transparente a
esta radiación. Por último, no debemos de olvidarnos de las nubes, que también
son un fuerte absorbente de la radiación infrarroja. Un ejemplo del poder
absorbente del vapor de agua y de la nubosidad, lo podemos observar si
comparamos una noche de invierno, con aire seco y sin nubosidad en el cielo, con
otra de cielo nublado y humedad. En el primer caso, muy poca de la radiación
infrarroja emitida por la Tierra regresará a su superficie, de tal forma que la
temperatura en este tipo de noches bajará significativamente; mientras que en el
segundo caso, la radiación emitida por la superficie terrestre es absorbida por las
nubes y el vapor de agua y re-radiada hacia la superficie, evitando así que la
temperatura descienda mucho.
36
4.3.3. Fenómeno de las estaciones
4.3.3.1. Las estaciones del año
Dependiendo de la latitud y de la altura, los cambios meteorológicos a lo largo del
año pueden ser mínimos, como en las zonas tropicales bajas, o máximos, como
en las zonas de latitudes medias.
En estas zonas se pueden distinguir periodos, que llamamos estaciones, con
características más o menos parecidas, que afectan a los seres vivos. En general,
se habla de cuatro estaciones: primavera, verano, otoño e invierno, aunque hay
zonas de la Tierra donde sólo existen dos, la húmeda y la seca (zonas
monzónicas).
4.3.3.2 Causas y efectos de las estaciones
Ilustr. 4.3.7. Zonas Terrestres
A causa de las variaciones
climáticas que sufre la Tierra, el año
está dividido en cuatro períodos o
estaciones. Estas variaciones en el
clima son más acusadas en las
zonas frías y templadas, y más
suaves o imperceptibles entre los
trópicos. Las cuatro estaciones son:
primavera, verano, otoño e invierno.
Las dos primeras componen el medio año en que los días duran más que las
noches, mientras que en las otras dos las noches son más largas que los días.
Las variaciones se deben a la inclinación del eje terrestre. Por tanto, no se
producen al mismo tiempo en el hemisferio Norte (Boreal) que en el hemisferio Sur
(Austral), sino que están invertidos el uno con relación al otro.
Mientras la Tierra se mueve con el eje del Polo Norte inclinado hacia el Sol, el del
37
Polo Sur lo está en sentido contrario y las regiones del primero reciben más
radiación solar que las del segundo. Posteriormente se invierte este proceso y son
las zonas del hemisferio boreal las que reciben menos calor.
4. 3.3.2.1.Solsticios y equinoccios:
Las cuatro estaciones están determinadas por cuatro posiciones principales en la
órbita terrestre, opuestas dos a dos, que reciben el nombre de solsticios y
equinoccios. Solsticio de invierno, equinoccio de primavera, solsticio de verano y
equinoccio de otoño.
En los equinoccios, el eje de rotación de la Tierra es perpendicular a los rayos del
Sol, que caen verticalmente sobre el ecuador. En los solsticios, el eje se encuentra
inclinado 23,5º, por lo que los rayos solares caen verticalmente sobre el trópico de
Cáncer (verano en el hemisferio norte) o de Capricornio (verano en el hemisferio
sur).
A causa de la excentricidad de la órbita terrestre, las estaciones no tienen la
misma duración, ya que la Tierra recorre su trayectoria con velocidad variable. Va
más deprisa cuanto más cerca está del Sol y más despacio cuanto más alejada.
Por esto, el rigor de cada estación no es el mismo para ambos hemisferios.
Nuestro planeta está más cerca del Sol a principios de enero (perihelio) que a
principios de julio (afelio), lo que hace que reciba un 7% más de calor en el primer
mes del año que no a la mitad de él. Por este motivo, en conjunto, además de
otros factores, el invierno boreal es menos frío que el austral, y el verano austral
es más caluroso que el boreal.
38
A causa de perturbaciones que experimenta la Tierra mientras gira en torno al Sol,
no pasa por los solsticios y equinoccios con exactitud, lo que motiva que las
diferentes estaciones no comiencen siempre en el mismo preciso momento.
Inicio H. norte H. sur Días duración Inclinación
20-21 Marzo Primavera Otoño 92,9 0º
21-22 Junio Verano Invierno 93,7 23,5º Norte
23-24 Septiembre Otoño Primavera 89,6 0º
21-22 Diciembre Invierno verano 89,0 23,5º Sur
Cuadro 4.3.1. Estaciones del año en cada zona
39
5.1. Justificación
La unidad didáctica en su elaboración y diseño permite relacionarnos de una
manera más contundente con los procesos de formación de los educandos. Y es
así que «La unidad didáctica es una forma de planificar el proceso de enseñanza-
aprendizaje alrededor de un elemento de contenido que se convierte en eje
integrador del proceso, aportándole consistencia y significatividad. Esta forma de
organizar conocimientos y experiencias debe considerar la diversidad de
elementos que contextualizan el proceso (nivel de desarrollo del estudiante, medio
sociocultural y familiar, Proyecto Curricular, recursos disponibles) para regular la
práctica de los contenidos, seleccionar los objetivos básicos que pretende
conseguir, las pautas metodológicas con las que trabajará, las experiencias de
enseñanza y aprendizaje necesarios para perfeccionar dicho proceso» (Escamilla,
1993).
Es por esto que dentro de los elementos secuenciados de la unidad didáctica, y
dentro de las posibles variables que se puedan presentar, el maestro debe
anticiparse a las posibles disyuntivas que le puedan generar los contenidos a
trabajar en la unidad didáctica, de tal manera que su planeación sea dinámica y
flexible.
Los ciclos estacionales constituyen uno de los fenómenos que generan más
interrogantes para los estudiantes y los ciudadanos en general, pues en
Colombia en especial no se dan las cuatro estaciones: primavera, verano, otoño e
invierno, cuestión que implica tener en cuenta información relevante sobre los
sucesos en Colombia y otros países con respecto al fenómeno de las estaciones
estableciendo así comparaciones desde el contexto en el aspecto climático,
5. DISEÑO METODOLÓGICO
40
científico y cultural. No en vano condicionan las costumbres y normas de conducta
de las personas, como la forma de vestir, los hábitos de vida, la alimentación o el
calendario escolar/laboral, entre otras.
Sin embargo, la gran familiaridad que acompaña a este fenómeno no suele ir
pareja a un grado de comprensión comparable desde el punto de vista científico.
Al contrario, todo parece indicar que personas de todas las edades tienen grandes
dificultades ante explicaciones de este tipo, revelando normalmente modelos
interpretativos de tipo intuitivo muy alejados del que nos explica la ciencia la
ciencia.
Durante la pasada década, como también durante todo lo que llevamos de ésta, el
tema de los ciclos estacionales ha constituido un centro de atención importante
por parte de los investigadores en didáctica de las ciencias, conscientes de los
déficits señalados y de la importancia de una adecuada comprensión del
ciudadano sobre fenómenos cotidianos como éste. Precisamente, ésta ha sido
también una de nuestras motivaciones a la hora de elegir este tema como objeto
de estudio, en aras de clarificar algunas de las razones en el elevado grado de
dificultad que este tema presenta.
Es por esto que la unidad didáctica se trabajará en consecuencia al
enfrentamiento a de situaciones problémicas, de tal manera que pueda ser
explicada bajo tres puntos de vista: a) según el objetivo que se le asigne a la
resolución de problemas, b) según los procesos cognitivos involucrados o de
acuerdo con las particularidades mismas del proceso de resolución de problemas.
c) según el objetivo de la resolución, resolver problemas puede ser definido como
“un eufemismo para pensar y los estudiantes necesitan practicar para volverse
pensadores efectivos” (Pestel, 1988). Considerándosele y ya en el ámbito
didáctico “como una actividad de aprendizaje, compleja, que incluye el pensar”
(Garret), y que además “puede ser descrita como un proceso creativo, ya que
solucionar problemas o enfrentarse a ellos es pensar creativamente...hallar una
solución a un problema, es un acto productivo” (Ibid).
41
En vista de la gran demanda y cantidad de información en la actualidad es
necesario que el docente planifique y delimite la enseñanza para que el estudiante
desarrolle una actitud científica y por ende una postura frente a lo que lo rodea.
Posibilitando los procesos del pensamiento a la acción de una manera analítica y
critica. Es así que en conjunto con la investigación orientada la unidad didáctica
permitirá graduar la dificultad en las tareas y estructurar gradualmente la
intervención por medio del maestro en la guía en función de las dificultades de los
estudiantes implementando: cambios en la tarea, cambios en la estructura y
cambios en el funcionamiento de la clase.
Es para esto que al elaborar las actividades conviene considerar que:
• ofrezcan contextos relevantes e interesantes;
• promuevan una actividad mental en los educandos;
• presenten grados de dificultad ajustados y progresivos;
• estimulen la participación, solidaridad y no discriminación;
• integren contenidos de distinto tipo;
• puedan resolverse utilizando distintos enfoques;
• admitan niveles de respuesta y tipos de expresión diversos que propicien la
participación de todos;
• admitan niveles diferentes de intervención del profesor y los iguales.
• admitan niveles diferentes de intervención del profesorado y de interacción
en el aula.
En tal medida de qué se permitan evaluar los procesos de enseñanza y
aprendizaje, establecer relaciones entre las temáticas tratadas en la resolución de
problemas y la investigación orientada. Es que se lleva a cabo un proceso que
tiene como ideal la propuesta de alternativas en aras de obtener referentes y
experiencias para tomar decisiones, reflexionar, planificar y reajustar la practica
educativa.
42
5.2. El estudio de caso
Este estudio se inserta en una investigación de corte cualitativo ya que permite ser
más flexible e incluso estimula la realización de ajustes, a fin de sacar provecho a
la información reunida, a su vez que facilita un acercamiento al fenómeno de una
manera más descriptiva y participativa. Es importante rescatar que los enfoques
tanto cualitativos como cuantitativos son legítimos, necesarios y complementarios,
razón por la cual esta estrategia no está vedada a utilizar datos cuantitativos.
La metodología de investigación se centrará en el estudio de caso, ya que toma la
individualidad, pretendiendo construir un saber en torno a ella, al tiempo que
reconoce en la singularidad una perspectiva privilegiada para el conocimiento
social (Stake 1994). El estudio de caso tiene un carácter heurístico que permite al
investigador comprender el fenómeno objeto de estudio, posibilitando contener
nuevas relaciones y conceptos, más que la verificación de hipótesis previamente
establecidas.
Esta metodología es fundamentalmente una técnica didáctica, donde se busca
elementos propios del estudio de caso presentando a los estudiantes, un propósito
ilustrativo o experiencias en la resolución de problemas. Su objetivo básico
comprende el significado de una experiencia, e implica el examen intenso y
profundo de diversos aspectos de un mismo fenómeno. Eisenhardt (1989) concibe
un estudio de caso como “una estrategia de investigación dirigida a comprender
las dinámicas presentes en contextos singulares”, la cual podría tratarse del
estudio de un único caso o de varios casos, combinando distintos métodos para la
recogida de evidencia cualitativa y/o cuantitativa con el fin de describir, verificar o
generar teoría.
De acuerdo con esto las temáticas a plantear en el desarrollo de esta
investigación buscan dotar a maestros y estudiantes de herramientas y opciones y
43
posibilidades para enfrentarse a la enseñanza y dotado de una pedagogía pueda
dar una mejor respuesta en consecuencia a la resolución de problemas y la
investigación orientada. Chetty (1996) indica que el método de estudio de caso es
una metodología rigurosa que:
• Es adecuada para investigar fenómenos en los que se busca dar respuesta
a cómo y por qué ocurren.
• Permite estudiar un tema determinado.
• Es ideal para el estudio de temas de investigación en los que las teorías
existentes son inadecuadas.
• Permite estudiar los fenómenos desde múltiples perspectivas y no desde la
influencia de una sola variable.
• Permite explorar en forma más profunda y obtener un conocimiento más
amplio sobre cada fenómeno, lo cual permite la aparición de nuevas
señales sobre los temas que emergen, y
• Juega un papel importante en la investigación, por lo que no debería ser
utilizado meramente como la exploración inicial de un fenómeno
determinado.
Por lo tanto, la metodología del estudio de caso como investigación cualitativa es
de gran interés, dadas las posibilidades que presenta en la explicación de nuevos
fenómenos sociales en relación con los naturales, como es el caso de la
enseñanza aprendizaje del fenómeno de las estaciones que puede ser perceptible
por los sentidos y abstracto al momento de comprender ciertos fenómenos y
sucesos fuera del planeta tierra.
En tal medida para poder llevar a cabo de manera progresiva una metodología
apropiada para el estudiante que con ella se pueda contrastar el conocimiento
científico, con lo que es perceptible para él desde su entorno con respecto al
44
fenómeno estacionario, de manera que antes de iniciar la fase de obtención de
datos se especifiquen las principales tareas que han de realizarse, esto es:
• Definir los mecanismos para obtener acceso a las organizaciones e
informantes claves.
• Determinar el contexto de trabajo y delimitar el grupo en el cual se
realizará la investigación.
• Tener concreta la pregunta de investigación y los objetivos.
• Establecer algunos parámetros de selección y delimitación de la
información.
• Contar con un esquema de la temática de trabajo que en este caso
resulta ser el fenómeno de las estaciones.
• Incentivar al estudiante para enfrentarse a situaciones problémicas
como parte de la estrategia a utilizar en la enseñanza aprendizaje del
tema de trabajo.
• generar procesos de construcción y modificación de tal manera que se
pueda desarrollar una actitud científica, pasando por las tres
dimensiones de la propuesta de enseñanza como investigación
orientada (dimensión afectiva, dimensión conceptual y dimensión
epistemológica) Ver cuadro 4.1.
• Establecer suficientes instrumentos para responder a situaciones
imprevisibles que se puedan presentar en el aula.
Es así como el estudio de caso más que ser aplicado por su flexibilidad debe ser
verificado con los instrumentos determinados en la unidad didáctica para darle
confiabilidad y soporte a la investigación, para que sus resultados sean fiables y
concretos, de tal manera que se pueda hacer un seguimiento de la objetividad del
estudio y determinar aspectos relevantes de la investigación.
45
Yin (1989) propone que siguiendo algunos procedimientos específicos es posible
lograr una evaluación de calidad y de veracidad
Prueba Prueba Táctica de estudio de
caso
Fase de investigación en que se
aplica
Validez de la construcción:
Establece las variables que deben
ser estudiadas y las medidas
operacionales correctas para los
conceptos que se eligieron para
ser estudiados
-Uso de múltiples fuentes de
evidencia (triangulación)
-Establecimiento de la cadena de
evidencia
-Revisión del reporte preliminar del
estudio de caso por informantes
clave
-Obtención de datos
-Obtención de datos
-Composición
Validez interna:
Establece las relaciones causales
bajo ciertas condiciones y sus
variaciones ante otras
condiciones,
para distinguir relaciones
espurias
-Establecimiento de patrones de
comportamiento
-Construcción de la explicación del
fenómeno
-Realización del análisis de
tiempo
-Análisis de datos
-Análisis de datos
-Análisis de datos
Validez externa: establece el
dominio en el cual los resultados
del estudio pueden ser
generalizados
-Uso de la replicación en los
estudios
-Diseño de la investigación
Fiabilidad: demuestra en que
medida las operaciones del
estudio, como los procedimientos
de obtención de datos pueden ser
repetidos con los mismos
resultados por parte de otros
investigadores.
-Uso de protocolos de estudio de
casos.
-Desarrollo de bases de datos de
los casos del estudio
-Obtención de datos
-Obtención de datos
CUADRO 5.2. Pruebas para evaluar la calidad y objetividad de un estudio de caso
(Yin 1989) Piedad Cristina Martínez. Método estudio de caso. Estrategia metodológica
de la investigación científica
46
5.3. Conceptualización del objeto de estudio
5.3.1. Contexto de la investigación
El contenido de esta investigación que se realizará en la Institución Educativa
Normal Superior de Medellín, está dirigido a estudiantes del grado 7° entre edades
de 11 a 16 años. La base lógica de esta investigación fue diseñada pare ser
utilizada en diferentes ámbitos educativos la cual puede servir de base
fundamental para la elaboración y aplicación de nuevas estrategias a manera de
referente, razón por la cual puede estar sujeta a cambios. nuestro tema de
investigación y como punto central el fenómeno de las estaciones y las variables
que lo conforman es un tema novedoso y poco trabajado en las aulas de clase, al
mismo tiempo que nos permite comparar , relacionar, diferenciar e inferir a partir
del conocimiento científico del ¿por qué? y ¿Cómo? de este fenómeno, teniendo
además en cuenta el contexto colombiano y los factores relacionados con la
ubicación del país en la línea ecuatorial. Se implementará la unidad temática del
fenómeno de las estaciones desde la resolución de problemas y la investigación
orientada en una Institución educativa de ámbito formal y de carácter oficial, cuya
misión es “formar maestros que valoren y amen su profesión con solvencia
intelectual, pedagógica, ética e investigativa de manera que les permita
proyectarse a la comunidad e influir en su medio (fuente: Manual de convivencia
institucional)”.
5.3.1.1. Ubicación de la institución
La Normal Superior de Medellín está situado en la Dirección: Carrera 34 N° 65-02
Barrio Villa Hermosa (Tel: 291 10 26 – 284 02 45 Fax: 291 10 26) de la comuna 8,
área nororiental de la ciudad de Medellín (Antioquia)
La población estudiantil está constituida en su mayoría por niños y jóvenes que se
concentra en un 80% en los alrededores de la institución y barrios aledaños como:
47
Manrique Oriental y Central, Enciso, Boston, , Centro de la ciudad, San Sebastián
y Prado, el resto de la población estudiantil vive en sectores como: Belén,
Robledo, San Javier, Buenos Aires, Bello, Itagüí.
El plantel se encuentra en un sector urbanizado, con dos entradas una hacia el
norte sector de villa Hermosa y la otra hacia el sur sector de Enciso. Está
atravesado por una quebrada y cuenta con zonas verdes muy amplias. La
topografía del terreno es muy quebrada, en loma, húmeda y con poco drenaje con
cubierta vegetal y arborizada. La zona se caracteriza por tener un clima frio-
húmedo.
5.3.1.2. Características generales de los estudiantes de la institución
Los estudiantes pertenecen en su mayoría a los estratos 1 y 2 lo cual implica bajos
recursos económicos que limitan su calidad de vida. El personal es mixto con una
población de 1750 estudiantes, distribuidos en los niveles y ciclos: Preescolar,
Básica Primaria, Básica Secundaria y Ciclo Complementario. Su jornada es única
en el horario de la mañana.
La comunidad educativa presenta núcleos familiares en un 50% nucleares y el otro
50% mono parentales; de hijos únicos un 10%, de 2 hijos un 30%, de 3 y 4 hijos
un 55% que son la mayoría y un 5% de 5 o más hijos. Manifiestan dificultades en
sus hogares debido a las amplias obligaciones laborales de sus padres y al poco
diálogo con éstos. Los problemas de aprendizaje más comunes que presentan los
estudiantes son los siguientes: carencia de hábitos de estudio, dificultad para
concentrarse, hiperactividad, vacío afectivo, entre otros. La gran mayoría de los
estudiantes tiene como propósito continuar sus estudios; en su tiempo libre un
50% se dedica a actividades deportivas, musicales e idiomas el otro 50% se
dedica a actividades cotidianas y de ocio fuera de la institución educativa.
48
5.4. Identificación de la población seleccionada
Concretamente se inscribió la investigación en el grupo Séptimo B para ser
trabajada en las clases del en el área de Ciencias Naturales y Educación
Ambiental, con una intensidad horaria de tres horas semanales. Dicho grupo es
relativamente grande, compuesto por treinta y nueve estudiantes ( 23 hombres y
16 mujeres), cuyas edades oscilan entre los 12 y 15 años. El aula de clase consta
con un espacio adecuado de trabajo, amplio, buena ventilación e iluminación,
cuenta con buenas herramientas para la labor docente. El ambiente dentro de
aula es bueno, se presenta buena disposición para la realización de actividades, a
pesar de que algunos estudiantes presentan problemas de comportamiento y
dificultades para trabajar en grupos. Dos de los estudiantes son repitentes del
grado séptimo, se ha podido determinar un grupo muy heterogéneo en cuanto a su
estructura familiar, condición económica, comportamiento, nivel y procesos
cognitivos.
De este grupo se seleccionaron como muestra cuatro estudiantes con
características diferentes en cuanto a interés por el tema, participación, capacidad
de argumentar, de tener un cubrimiento de nuevas relaciones y soluciones,
rendimiento académico, responsabilidad y facultad de enfrentarse a situaciones
problémicas e investigativas., para propiciar el desarrollo y la aplicación de
instrumentos de recolección e información.
5.4.1. Muestra
De los cuatro estudiantes seleccionados se pueden especificar las siguientes
características:
49
• Caso 1: Sebastián Higuita Chica (12 años)
Se muestra responsable con las actividades que se le asignan, tiene buena
capacidad de trabajo individual y en equipo, se muestra ansioso por saber, razón
por la cual en ocasiones se muestra impaciente con sus compañeros y por
abordar las situaciones de estudio. Es intolerante con situaciones o argumentos
que no van acordes a los suyos. Tiene un buen rendimiento académico y se
destaca en las áreas de Ciencias Naturales y Ciencias Sociales. Le gusta estar
activo y participando en clase.
• Caso 2: Santiago Hoyos G. (13 años)
Tiene muy buena responsabilidad, participa activamente en clase, capta
fácilmente lo explicado en clase y participa activamente en ella, muestra actitud de
líder se destaca en su grupo por el rendimiento académico como uno de los tres
mejores estudiantes , investiga constantemente sobre los temas que se trabajan
en grupo, se apasiona fácilmente cuando algo le llama la atención, discute y
presenta argumentos a sus de sus posiciones y al mismo tiempo requiere de
argumentos para creer en lo que se le dice o explica; en algunos momentos se
muestra obstinado. Muestra gran interés por los fenómenos de la naturaleza y
actividades científicas.
• Caso 3: Kelly Yohana Sepúlveda Escobar (12 años)
Le da gran valor al estudio y al esfuerzo para lograr lo que se propone, no le gusta
perder el tiempo y lo aprovecha el máximo, se muestra responsable con buen
acompañamiento familiar que la motivan para aprender e investigar, es persistente
lo cual puede ser una cualidad en el momento en que busque encontrar la
solución a situaciones problémicas como se requiere para la investigación, pero
debido a su persistencia en ocasiones mal interpreta el objetivo convirtiéndolo en
50
algo más filosófico y positivista que no la llevan a ningún lugar o la desvían de lo
que se requiere, su rendimiento académico es bueno y le gusta compartir lo que
sabe con otros.
• Caso 4: Fabián Humberto Roldan Posada (13 años)
Es un estudiante que cursa por segunda vez el grado 7°, requiere de continua
atención para mantener un buen rendimiento, muestra capacidad de superación
personal, se interesa por comprender lo que le explican, manifiesta poca
participación, le falta más atención en clase y se le dificulta entender fácilmente los
temas. Para este grado ha mostrado mejoría en sus deberes escolares por el
acompañamiento familiar.
6.1 Concepciones iníciales (Ver cuadro 6.1 y Anexo 1)
El primer instrumento buscaba explorar las ideas alternativas de los estudiantes
sobre la relación existente entre el sol y la tierra, y de los fenómenos que
dependen de esta relación como son las estaciones. Por lo cual se hace
importante destacar tres ejes temáticos (interpretación, modelización y conceptos)
que permitieron dar cuenta de las dificultades y fortalezas que muestran los
estudiantes desde los modelos intuitivos y concepciones iníciales que arrojaron
por medio del instrumento de exploración ( Sol - Tierra un acercamiento a sus
fenómenos)
6. ANALISIS DE RESULTADOS
51
Resultados de la investigación con base a los ejes temáticos de
exploración (Concepciones iníciales).
CUADRO 6.1.1. Sol-Tierra los responsables del fenómeno de las estaciones
Con base a la interpretación (E1) se puede ver que los estudiantes presentan
dificultades en determinar la salida y puesta del sol y la ubicación desde el
referente de los puntos cardinales, pero coinciden en afirmar que la percepción
del sol moviéndose en el cielo es debido al movimiento de rotación de la tierra que
cambia la posición del sol desde el punto de referencia terrestre (ver cuadro
6.1.2.).
E1
E2
E3
E1
CONCEPTO LAS ESTACIONES
INTERPRETACIÓN
MODELIZACIÓN
Sol-Tierra-Luna
CONCEPTOS
Salida y puesta del sol ……1 estudiante
Radiación solar…………….4 estudiantes
Posición del sol…………….4 estudiantes
Ubicación de cuerpos……3 estudiantes
Orbita terrestre………...….1 estudiante
Inclinación terrestre…….0 estudiantes
Sistema Solar…………..…….2 estudiantes
Movimientos terrestres….1 estudiante
Zonas climáticas…………….0 estudiantes
Causas y efectos……………..1 estudiante
Contexto Colombiano…….0 estudiantes
E2
E3
52
PREGUNTA Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso 4
Describe la salida y puesta del sol con respecto a la tierra.
Se da por los movimientos de la tierra que hace que el sol salga por el oriente y se ponga por el occidente.
No se cómo explicar!
No se concretamente pero es por causa de la rotación!
Se lo atribuye a que la tierra gira por el oriente !no me han enseñado el tema!
Explica que sucede para que el sol este un sitio en horas de la mañana y en otra posiciones en el transcurso del día.
El sol no se mueve la que se mueve es la tierra ya que la tierra gira alrededor de él.
Es la tierra la que se mueve por que el sol se queda quieto.
La tierra gira alrededor del sol, ya que el sol esta
Está en un mismo punto para iluminar a otros planteas también.
Es causado por el movimiento de la tierra.
¿En cual de estas posiciones el sol proporciona mayor calor? ¿Por qué?
El sol proporciona mayor calor a las 12:00 ya que cae perpendicularmente y si cae inclinado no produce tanto calor.
El sol proporciona más calor cuando se encuentra en el punto de referencia más alto.
En la tarde por que el sol es más fuerte.
Se encuentra en la parte de mayor altura ya que los rayos llegan directos.
CUADRO 6.1.2. Respuestas de interpretación de gráficos
Teniendo en cuenta la modelización del sistema Sol-Tierra-Luna (E2) se puede ver
en los gráficos (cuadro 6.1.3.) que los estudiantes ubican bien los cuerpos en el
espacio exceptuando el Caso 2 que introduce en su representación otros cuerpos
celestes sin organización aparente, presentando dificultades en cuanto a la órbita
y la inclinación terrestre lo que permite inferir que sus apreciaciones son muy
intuitivas demostrando poco conocimiento sobre el tema.
53
Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso 4
Dibuja el sol, la tierra y la luna como las ve el científico desde el espacio.
CUADRO 6.1.3. Representación inicial del sistema Sol-Tierra-Luna
Ahora de acuerdo a los ejes anteriores (E1 y E2) los estudiantes respondieron de
forma aceptable y se aproximaron a dar explicaciones desde sus concepciones
alternativas, en este sentido y de acuerdo al eje de conceptos (E3) sobre las
estaciones se pudo determinar un alto grado de dificultad e indecisión al
solicitarles explicaciones y terminología con mayor lenguaje científico (ver cuadro
6.1.4)
PREGUNTA Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso 4
¿Qué son las estaciones y cuáles son?
Son cambios atmosféricos de la tierra.
Primavera, verano, otoño e invierno.
Son las etapas climáticas de un país. Invierno, verano, otoño y primavera.
Es como el clima o la situación atmosférica que están en el planeta. Primavera, verano, otoño e invierno.
No se bien, primavera, otoño, verano e invierno.
¿Por qué crees que se dan las estaciones?
Por los movimientos de la tierra.
.por la lejanía del país a la línea ecuatorial.
Por que se necesitan par realizar cultivos agrícolas.
No me han enseñado el tema.
CUADRO 6.1.4. Conceptos iníciales sobre el fenómeno de las estaciones
De acuerdo a lo anterior se pude inferir que la muestra tiene poco conocimiento
sobre astronomía y el tema de las estaciones como tal, ;no toman en cuenta los
54
puntos cardinales para su ubicación espacial, muestran reconocer algunas
situaciones y relacionan algunos conceptos como. Rotación, translación, clima y
línea ecuatorial. Se ve poca conceptualización en cuanto a los términos de
inclinación terrestre, atmósfera, clima y tiempo. Reconocen la existencia del
fenómeno y mencionan 4 estaciones en el año, pero no lo identifican como un
fenómeno cíclico ya que presentan dificultades al preguntárseles por el orden en
qué se presentan
6.2. Actitud hacia las ciencias. Test. (Ver cuadros 6.2.1, 6.2.2 y anexo 2)
El Grafico 6.2.1 contiene los valores de la sumatoria y el promedio para cada uno
de los interrogantes que hacen parte del cuestionario efectuado en su totalidad a
la población del grado. Tomando en cuenta que las respuestas a la mayoría de los
interrogantes estaban en un rango entre 3 y 4; podemos interpretar la tendencia
de los estudiantes de séptimo B de la I.E.N.S.M (Institución Educativa Normal
Superior de Medellín) como acorde a una buena actitud hacia las ciencias,
situación que es favorable para nuestra investigación.
Algunas preguntas están formuladas con afirmaciones negativas como: la ciencia
es muy difícil de aprender, la ciencia me genera malestar, estudiamos ciencia por
que se nos obliga, la ciencia no puede resolver los problemas del clima, la ciencia
es una materia poco importante entre otras. En tal sentido los estudiantes
manifiestan un alto puntaje en estar en desacuerdo con estas afirmaciones por el
cual se reafirma la buena actitud hacia las ciencias.
55
GRAFICO 6.2.1. Promedio general de cada pregunta
Los interrogantes que manifiestan una menor favorabilidad para la ciencia fueron:
pregunta 24, la ciencia nos defiende de la superstición con un puntaje por debajo
de (3,0), pregunta 9, para destacarse en ciencia hay que ser muy inteligente con
un valor de (3,3) y en la pregunta 22, de si la ciencia debe tomar riesgos como el
enviar gente a la luna con un valor de (3,4). En estas preguntas se evidencia en
gran indecisión ya que relacionan la ciencia con aspectos más tangibles para ellos
de tal manera que puedan explicarlos de algún modo tomando en cuenta que la
inteligencia se mide bajo diferentes circunstancias que no sólo la ciencia puede
medir.
Cada cuestionamiento fue valorado bajo el siguiente parámetro y puntaje desde 1,
totalmente en desacuerdo hasta 5, como totalmente de acuerdo.
De acuerdo al test de actitud científica realizado, se pueden determinar que las
preguntas de mayores puntajes se obtuvieron la 5, 6, 7, 8 y 10 correspondientes a
tres categorías: (1) La ciencia como actividad interesante. (2) la ciencia estimula la
curiosidad. (3) desarrolla el pensamiento. En este sentido las categorías hacen
parte de aspectos muy cruciales en las ciencias. Especialmente la curiosidad que
es uno de los motores de la motivación que permiten al estudiante generar
Preguntas
56
espacios mentales que favorecen y satisfacen el interés por saber, para el
desarrollo de la investigación y el conocimiento científico. En cuanto al ser
interesante para los estudiantes se facilita el acceso por conocer y descubrir. Por
esto los procesos cognitivos del estudiante se verán abocados para darle un valor
propicio en cuanto a las características de la ciencia y como valor educativo en la
enseñanza.
CUADRO 6.2.1. Rango característico de preguntas.
Los interrogantes planteados para este test, se pueden agrupar en 4 dimensiones
de acuerdo a su afinidad temática, según correspondan a: el carácter social de la
ciencia, imagen de la ciencia, ciencia escolar y características de la ciencia; como
se puede observar en la tabla anterior.
De acuerdo a estas dimensiones y las diferentes puntuaciones, se determinaron
diferencias muy mínimas pero significativas, como se puede se puede determinar
a través de la media obtenida para cada una de las dimensiones. En las cuales se
destacan un valor muy similar a la imagen de la ciencia, la ciencia escolar y las
Carácter Social Imagen de la ciencia
Ciencia escolar Características de la ciencia
Pregunta puntaje Pregunta puntaje pregunta Puntaje Pregunta puntaje 1 3.8 5 3.9 3 3.8 7 4.4 2 4.1 6 4.4 9 3.4 8 4.4 4 3.9 14 4.4 10 4.4 11 4.2
12 3.6 19 3.6 13 4.4 18 4.3 20 3.6 23 4.1 15 4.3 24 2.9 21 4.2 16 4.1 25 4.1 22 3.4 17 4 27 4.4 26 4.2 28 4.2
Total 35.2 total 20.4 Total 32.6 Total 24.3 Media 3.91111 Media 4.08 Media 4.075 Media 4.05
57
características de la ciencia, con un rango muy estrecho que va con puntuaciones
desde 4.0 a 4.1y que distan un poco más del carácter social de la ciencia debido a
su puntuación 3.8; lo que indica una mayor favorabilidad a las preguntas
relacionadas con la imagen de la ciencia, la ciencia escolar y las características de
la ciencia y en menor grado con el carácter social de la ciencia, ya que muestra
una disminución mínima sin dejar de ser favorable por su puntuación de 3.5. (Ver
grafica 6.2.2)
Lo que muestra de manera global que las puntuaciones de las medias obtenidas
permiten detectar una actitud favorable y positiva de los estudiantes de 7°B con un
puntaje medio general de 4.0.
GRAFI. 6.2.2. Rango característico de preguntas por categoría
58
PUNTAJE MÁS ALTO PUNTAJE MÁS BAJO C
ateg
orí
a
Pre
gu
nta
s
Mu
estr
a 1
Mu
estr
a 2
Mu
estr
a 3
Mu
estr
a 4
TO
TA
L
Med
ia
Social 1 5 3 4 4 16 4 Social 2 4 5 4 4 17 4.25 Enseñanza 3 4 4 3 4 15 3.75 Social 4 5 4 5 5 19 4.75 Imagen 5 2 4 5 5 16 4 Imagen 6 4 5 5 14 4.66666667 Característica 7 5 4 4 13 4.33333333 Característica 8 5 5 5 4 19 4.75 Enseñanza 9 5 4 2 2 13 3.25 Enseñanza 10 4 4 5 13 4.33333333 Característica 11 5 4 5 5 19 4.75 Social 12 5 5 5 15 5 Enseñanza 13 4 4 5 5 18 4.5 Imagen 14 4 5 5 14 4.66666667 Enseñanza 15 5 4 2 5 16 4 Enseñanza 16 4 4 5 5 18 4.5 Enseñanza 17 4 5 4 5 18 4.5 Característica 18 5 5 4 5 19 4.75 Imagen 19 2 5 5 2 14 3.5 Social 20 5 4 4 5 18 4.5 Social 21 4 4 5 5 18 4.5 Social 22 5 4 4 5 18 4.5 Imagen 23 4 1 5 5 15 3.75 Característica 24 1 5 2 1 9 2.25 Característica 25 4 5 4 4 17 4.25 Enseñanza 26 3 5 5 4 17 4.25 Social 27 5 5 5 15 5 Social 28 4 5 5 4 18 4.5
TOTAL 107 106 121 117 451 Media 4.115 4.24 4.3214 4.3333 4.27678571
CUADRO 6.2.2. Registro rango característico de preguntas de la muestra.
59
Con base a la investigación cualitativa y comparando con la población, los 4
casos tomados como muestra, manifiestan diferencias mínimas entre sus puntajes
medios con valores muy similares y favorables hacia la ciencia, lo que permite
deducir que en los interrogantes con enunciados negativos hacia la ciencia se
presenta un gran rechazo por parte de los mismos y que en comparación con el
grupo la muestra manifiesta un mejor puntaje medio. Se mantienen las preguntas
24 y la 9 como las de más bajo puntaje por la difícil comprensión del enunciado ya
que requiere de una mayor argumentación y abstracción.
6.3. Resolución de problemas (Ver anexo 4 y 5)
CUADRO 6.3.1. Diseño para la aplicación de la estrategia didáctica (José Joaquín García)
Formación de interés
cognoscitivo
Solución de la
situación problémica
Formulación del
problema
Formulación de
hipótesis
Control de procesos y de
la solución del problema
Planteamiento cualitativo y representación del problema
Reconocimiento del
problema
Reconocimiento de patrones
propios de resolución
Diseño de estrategias
de resolución
PROCESO PROBLÉMICO
Elaboración de
nuevos problemas
HERRAMIENTAS
HEURÍSTICAS COMO
INSTRUMENTOS QUE FACILITAN LA RESOLUCIÓN
60
Cabe destacar que para esta investigación en cuanto a la resolución de problemas
es necesario el establecimiento de un heurístico general lo que implica la
construcción y presentación de una estrategia secuencial que le permite al
estudiante enfrentarse a situaciones problémicas y le ofrece probabilidades
razonables de resolución, de las cuales se desprenden un sinnúmero de técnicas,
heurísticos y herramientas que el estudiante puede manejar para facilitar su
aprendizaje, tal como se puede determinar a través del instrumento aplicado “MI
AMIGO FABIO” (Ver anexo 5). Esta estrategia no pretende resaltar modelos
estáticos y rigurosos, si no la apertura de proceso integrales de pensamiento (Ver
cuadro 6.3.1.)
CUADRO 6.3.2. Categorías emergentes en resolución de problemas
Tomando en cuenta los aspectos tratados en la tabla anterior (ver cuadros 6.3.2 y
6.3.3) , obtenidos de la aplicación del instrumento “MI AMIGO FABIO” (Ver anexo
5), se permitió analizar, valorar e interpretar los diferentes caracteres y aspectos
en que los estudiantes abordan las situaciones problémicas, se enfrentan a la
elaboración de heurísticos, y regulan sus procesos metacognitivos, que al mismo
LAS ESTACIONES
CONCEPTO
CATEGORIAS EN
RESOLUCION DE
PROBLEMAS
Interpretación de situaciones
Formulación del plan Identificación del problema Conocimientos básicos de
resolución Métodos de solución Dificultades encontradas Interrogantes adicionales
61
tiempo les posibilita la integración de temas de una manera trasversal que
involucra su vida cotidiana acercándolo al conocimiento científico.
Categorías de los datos emergentes en resolución de problemas CATEGORÍA DATOS EMERGENTES CASO
Interpretación
de situaciones
Interés por la ciencia.
Las estaciones en Francia.
Relación Francia y Medellín (Col).
Diferencias en el tiempo y el clima.
1,2,3,4
1,3
1,2
1,3
Formulación del
plan
Esclarecer las situaciones problema.
Recolección de información documentada.
Recreación y vivencia de ambientes estacionarios.
Estudio comparativo.
Generar nuevos interrogantes.
2,3
1,2,3,4
1,2,3,4
1,2
2,3
Identificación
del problema
En Colombia no se dan las 4 estaciones
Incidencias ambientales.
Ubicación geográfica.
Periodos climáticos de cada país.
1,2,3
3
2,4
2,3
Conocimientos
básicos de
resolución
Comprensión del fenómeno.
Zonas climáticas.
Conocimientos sobre meteorología.
Diferencia horaria.
Influencia solar.
Inclinación terrestre.
Situación de los países tropicales.
Consulta de fuentes apropiadas.
1,2,3,4
1,3
2,3
3
3
1,2
2,3
1,2,4
Métodos de
solución
Observación.
Lecturas.
Plantear hipótesis.
Realizar simulaciones.
Contrastar hechos.
2
3
1,2,3,4
1,2,3,4
2,3
62
Interpretar conflictos.
Recopilar información conocida y desconocida.
Sacar conclusiones.
1
1,2,3,4
1,2,3,4
Dificultades
encontradas
Aspectos sobre las zonas tórridas.
Conocimientos sobre la tierra.
Pocos conocimientos sobre las estaciones.
1
2
3,4
Interrogantes
adicionales
Actividades durante las estaciones.
Que otros temas complementan la investigación.
¿Periodos o estaciones en Colombia?
Países en los que se viven las estaciones.
Día y la noche.
Altitud y latitud.
Movimientos de la tierra.
Solsticios y equinoccios
Otros fenómenos astronómicos.
3
1,2
1
1,2,3,4
3,4
1,2
2
1
2
CUADRO 6.3.3. Datos emergentes de la muestra en resolución de problemas
De esta manera los datos emergentes se agruparon en categorías permitieron
hacer dar un análisis más veraz de la información obtenida y por ende destacar
aspectos propios de la resolución de problemas.
Se pudo observar que los estudiantes de la muestra interpretaron las situaciones
problemas mostrando una actitud positiva por lo científico. Estas situaciones
problémicas se encuentran vinculadas con sus vivencias y con los fenómenos que
ocurren a su alrededor, es por esto que definen la situación problema planteada y
concluyen que se trata de un e-mail entre dos amigos que se comunican
continuamente, que tratan y buscan describir las estaciones climáticas en
Francia, y como estas se pueden vivir en Colombia.
63
Los estudiantes reconocieron la existencia de un problema lo que les permitió
mirar e identificaron el problema desde diferentes puntos de vista,: ubicando su
espacio y reconociendo el contexto de la situación para Colombia en relación a la
presencia de estaciones en Francia. De tal manera que proponen la no existencia
de las estaciones en Colombia y lo explican mediante la línea ecuatorial, lo cual
les permite inferir la diversidad de climas que se dan en los diferentes países. Es
así que para tratar de dar solución y validez a sus inferencias los estudiantes
reconocen que deben abordar conocimientos básicos del tema como:
comprensión del fenómeno, zonas climáticas, conocimientos sobre meteorología,
diferencia horaria, influencia solar, inclinación terrestre, situación de los países
tropicales, de manera que se les permita adquirir una fuente de información y
conocimiento apropiados para abordar el tema y dar una explicación mucho más
elaborada.
De manera que al trazar sus heurísticos personales los cuatro estudiantes
coincidieron en plantear hipótesis, realizar simulaciones de manera que puedan
vivir la experiencia del fenómeno como tal, pasar a recopilar toda la información
conocida y desconocida, para luego sacar conclusiones. Con variaciones como el
de realizar observaciones para el caso 2, realizar lecturas para caso 3 y de
interpretar conflictos para el caso1. En la medida que iban trazando sus
heurísticos y desarrollando las actividades los estudiantes de la muestra
reconocieron algunos aspectos como en el caso 1 que manifestó tener dificultades
en cuanto al conocimiento de las zonas tórridas y afirma tener conocimientos en el
resto de los temas, el caso 2 afirma no tener conocimientos generales sobre la
tierra y para el caso 3 y 4 afirman no tener conocimientos apropiados acerca del
fenómeno de las estaciones, lo cual causa obstáculos cognitivos para llegar a dar
una solución adecuada al problema.
Esto los remitió a trazar un plan que les permitiera abordar la situación problémica
planteada, proponiendo como estrategia principal la recolección de información
64
documentada sobre el tema, proponen desde su creencias vivir la experiencia de
las estaciones, recreándolas desde Colombia por diferentes medios ya sea
desplazándose a zonas con climas que similares a las estaciones o utilizando la
imaginación y por medio de representaciones imitar la nieve con icopor para
invierno y la recolección de hojas secas para otoño, para los casos 3 y 4 son
enfáticos en proponer un viaje a Francia de manera que pueda vivir
personalmente las estaciones.
De acuerdo a lo anterior se pudo inferir del instrumento aplicado en resolución de
problemas que la muestra en un inicio opto por dar una solución muy simple
desde sus vivencia, en el transcurso del taller al enfrentarse se vieron enfrentados
a situaciones problema las cuales requerían de información complementaria lo que
le permitió darse cuenta de aspectos como: retomar explicaciones y conceptos
sobre el fenómeno de las estaciones de tal manera que replantearon la solución
del problema alrededor de propuestas más elaboradas, tomando concia de la
información conocida y desconocida de la situación problema que no puede ser
resulta de forma inmediata, ya que esta requiere de un proceso secuencial en el
cual destacan la investigación como base fundamental para dar respuesta ciertas
inquietudes, en esta medida los estudiantes potencializaron la búsqueda de
información, la elaboración de heurísticos, análisis comparativos, la utilización y
relación de conceptos de otras aéreas y temas, apropiamiento de su aprendizaje y
la generación de nuevas interrogantes que les permite pensar e imaginarse
nuevas situaciones.
Desde el inicio la muestra mostro gran interés por la situación planteada,
enfrentándola con responsabilidad y expectativa, aprovechando el tiempo
programado al máximo y manifestando sus inquietudes. en esta medida y de
manera individual se destacaron aspectos como en el caso 1 mostro un alto grado
investigativo, apropiación del tema y de la estrategia planteada en resolución de
problemas; para el caso 2 muestra alto grado de competitividad participación y
65
argumentación, también demuestra habilidades investigativas; para el caso tres se
destaca en el planteamiento de nuevos interrogantes, especula y plantea hipótesis
sobre el tema que en ocasiones le hacen confundir conceptos en relación al tema
como clima, atmosfera, tiempo, calor y frio; para el caso 4 las respuestas escritas
fueron simples, sin embargo elabora buenas preguntas al momento de expresar
sus inquietudes y alcanza a dar solución a la situación planteada , cabe decir que
presento dificultades de salud durante el tiempo que se llevo acabo la aplicación
de dicho instrumento.
6.4. Conceptos del fenómeno estacionario (Ver anexo 6 y 7)
Posteriormente a la aplicación de la estrategia en resolución de problemas con el
tema de las estaciones se les solicito a el estudiantes de la muestra que
explicaran el fenómeno a los estudiantes del grupo 4°B por medio del instrumento
“EL TEATRO EN EL CIELO”. Con esto se pretendió que los estudiantes reforzaran
los temas y a su vez evaluar el nivel de apropiación de los conceptos (Ver anexo
6).
Durante el desarrollo de la actividad se pudo ver a los estudiantes apropiados de
la conceptualización y de del uso de un lenguaje desde la ciencia. Además se
observo una muy buena capacidad de argumentación. Se destaca la gran
motivación y preparación de la actividad.
66
Argumentos de los estudiantes para dar explicación al fenómeno de las
estaciones en relación con la ubicación geográfica de Colombia
Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso 4
¿Por que suceden las estaciones y qué ocurre en el contexto Colombiano?
Desde lo que investigue sobre las estaciones se dan a causa de los movimientos e inclinación de la tierra, en donde el sol genera una gran influencia, para que cada estación dure un periodo aproximado de 3 meses. La tierra tiene zonas climáticas de acuerdo a la radiación solar que permite que en las zonas templadas se den las estaciones mientras que en Colombia por estar ubicada en la zona tropical sólo ocurren dos periodos.
Para explicar el fenómeno de las estaciones es necesario hablar de la distancia del sol y la tierra, las formas de la orbita, los movimientos e inclinación terrestre, la influencia de la radiación solar y otros aspectos que se relacionan con las estaciones como las zonas climáticas del globo terrestre que indican la variedad climática de acuerdo a manera en que llegan los rayos solares como en las zonas templadas donde ocurren las estaciones, las zonas polares donde se presentan nieves permanentes y en las tropicales donde pasan dos periodos ya que se encuentra en la línea ecuatorial y los rayos solares no presentan mayor variación, allí es donde se encuentra ubicada Colombia.
Miremos las estaciones se dan a causa de los movimientos terrestres, la luz solar, la inclinación del planeta tierra que hace que las estaciones se den contrarias en los hemisferios norte y sur, es decir, los rayos solares llegan con diferente incidencia a cada una de las zonas norte o sur, entonces cuando en el hemisferio norte es verano en el hemisferio sur es invierno y viceversa. En Colombia por encontrase en la zona tropical cerca de la línea ecuatorial no se dan las cuatro estaciones sino dos períodos.
Las estaciones son otoño primavera invierno y verano, dadas por el movimiento de rotación y translación con respecto a la radiación solar, por tal motivo las estaciones no se dan en todos los países sólo en los que se encuentran el zonas templadas, diferenciando de los que se encuentran en los que se encuentran en las zonas polares y tropicales, razón por la cual es muy difícil que las 4 estaciones se den en Colombia.
CUADRO 6.4.1. Datos emergentes de la muestra en el tema del fenómeno estacionario.
67
A partir de los datos de los estudiantes reportados en la tabla anterior podemos
dar cuenta de la apropiación del manejo del tema ya que no sólo aprendieron
sobre el tema como tal, sino que además que fueron capaces de explicarlo a
otros con la utilización de medios pedagógicos por medio de la modelización del
sistema sol – tierra y la utilización de un lenguaje científico adaptado a las
características y expectativas de los estudiantes del grado cuarto.
Se noto una buena organización y jerarquización de los temas en los cuales cada
concepto se encontraba acompañado de una representación y una explicación
fundamentada en las concepciones científicas vigentes.
Después de la implementación del instrumento (Ver Anexo 7) pudimos evidenciar
que hubo un cambio conceptual desde la concepción intuitiva del modelo sol-
tierra hasta un modelo de mayor complejidad de acuerdo a la concepción
científica vigente, como podemos corroborar en la implementación del
instrumento evaluativo (Ver cuadro 6.4.2)
Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso 4
Concepción inicial modelo Sol- Tierra
Concepción final modelo Sol- Tierra
A cada estudiante se le pidió seleccionar la imagen que mejor representa el modelo sol tierra a lo cual todos se encontraron de acuerdo con el C.
68
a)
b)
c)
d)
Se diferencia de las demás imágenes por que el sol está más cerca a la orbita en un lugar determinado lo que indica que no está en el centro y también por que la tierra tiene un movimiento como el trompo (Precesión), y se ve la inclinación de la tierra.
El sol no se encuentra en el centro, si no que se encuentra desplazado hacía un costado, muestra el sistema de precesión de la tierra, rotación, translación.
Porque en esta imagen el sol se encuentra corrido hacia un lado, y sus rayos salen directos mientras que en las otras gráficas el sol se encuentra en el medio, y no se ve la tierra inclinada como en la c
La gráfica muestra la rotación de la tierra, en un sol que no se encuentra en la mitad, se ve que tiene relación con las estaciones ya que muestra los solsticios y equinoccios.
CUADRO 6.4.2. Datos emergentes de la muestra en el modelo sol-tierra.
69
De acuerdo a los datos emergentes arrojados por los instrumentos, los diarios de
campo y la observación directa, se tomaron 3 ejes fundamentales relacionados en
esta monografía como son la resolución de problemas, la actitud científica y el
fenómeno estacionario como concepto, que en conjunto permiten llevar a cabo un
análisis global de la estrategia implementada de manera que se puedan
determinar los aspectos más relevantes en la enseñanza aprendizaje que
involucran en todo momento a los estudiantes de la muestra (Ver grafica 7.1)
Luego de determinar los ejes y comparando estos aspectos emergentes sobre el
fenómeno de las estaciones, con los resultados a lo largo de la investigación
encontramos grandes diferencias en el tratado y aplicación de cada uno de estos
componentes.
En la fase de concepciones alternativas:
• Interpretación del fenómeno
• Conceptos aplicados
• Modelizaciones
• Argumentación
De acuerdo a esto en principio se permitió dejar a la vista los Modelos Mentales7
(Johnson Laird 1983) de la muestra, que en contraste con la resolución de
problemas permitió valorar a partir de situaciones problema, como los estudiantes
interpretan el fenómeno por medio de explicaciones casuales y especulaciones
que carecen de carácter científico. Los conceptos aplicados tienen poca relación
entre ellos, se presentan de manera aleatoria (ideas sueltas y diferentes) lo cual
7 Esta teoría pretende dar una explicación de los mecanismos involucrados en el razonamiento, postulando que los
humanos representan el mundo con el cual interactúan a través de modelos mentales. en este sentido, la conexión con
el mundo se establece a partir de una equivalencia entre un modelo mental y las partes del mundo que son designadas.
a partir de esto se postula que el razonamiento científico esta basado en modelos, representando así una estructura
análoga del mundo real o de una situación imaginada especifica.
7. DISCUSIÓN DE LA INFORMACIÓN
70
no permiten unificar el concepto, sólo concuerdan en nombrar las 4 estaciones
(primavera, verano, otoño e invierno) sin orden aparente. Las modelizaciones que
representan los estudiantes se centran en la ubicación de los cuerpos pero omiten
la inclinación terrestre, las distancias entre los cuerpos y la radiación solar a pesar
de reconocer aspectos sobre la rotación. Sus argumentos parten de un lenguaje
muy cotidiano acompañado de términos aislados que no permiten ver la conexión
entre unos y otros.
Situación contraria que se evidencia en la parte final de la investigación donde
los estudiantes de la muestra dejan de lado los modelos intuitivos y donde
reelaboran sus concepciones sobre el fenómeno estacionario, de tal manera que
participan activamente de su proceso de construcción, modificación y
enriquecimiento de modelos y conceptos, propiciado por la resolución de
problemas. Los conceptos utilizados son más funcionales y guardan mejor relación
entre sí, el uso de su lenguaje es más científico y donde hace uso de estos
nuevos conocimientos en otras situaciones. Se consolida la resolución de
problemas como estrategia para solucionar los problemas que se presentan en el
contexto local desde un ámbito socio-científico.
Por otra parte se hace fundamental en la didáctica de las ciencias el
reconocimiento de la disposición del estudiante hacia aspectos que involucran
una actitud científica, de tal manera que con el test aplicado se permitiera
reconocer expectativas, posturas e intereses del estudiante hacia los tratados
científicos; en la cual los estudiantes reconocieron que las ciencias potencializan
los procesos cognitivos, despiertan curiosidad y permiten resolver inquietudes, lo
cual les genera un gran interés, lo que demuestra una actitud positiva de la
muestra estudiada hacia la ciencia. El tema del fenómeno de las estaciones
despierta gran interés y motivación en los estudiantes ya que es un tema poco
tratado en el aula de clase, que está relacionado con el estudio de otros temas
71
que permiten su abordaje, haciéndolo un tema novedoso en su tratado y
aplicación en las aulas de clase.
Es por esto que el fenómeno estacionario siendo de difícil abstracción permite la
aplicación de diferentes estrategias donde los estudiantes deben tener en cuenta
el contexto y situación geográfica en la cual se encuentran ubicados
permitiéndoles así a través de los conceptos e interpretaciones recrear a partir de
modelizaciones, observaciones y situaciones problema argumentar de manera
más explicita y continuar con la reelaboración de conocimientos a nivel más
profundo.
GRAFICA 7.1. Articulación de la información
Es satisfactorio notar los cambios que surgen en las concepciones de la mayoría
de los casos estudiados respecto a la resolución de problemas, ya que se
percatan de replantear y analizar soluciones viables al enfrentase constantemente
a las situaciones problema (Ver anexo 5), al proponer y aplicar sus propios
heurísticos, que lo conllevan a retomar nuevas situaciones e inquietudes como:
72
• Otros fenómenos. El cambio climático (caso1)
• Cambio de la distancia de la tierra y el sol con el tiempo (caso 1)
• Diferencias climáticas entre Tunja y Barranquilla (caso 2)
• Lugares similares en los cuales se presenten las estaciones (caso 3)
• Que hábitos generan las estaciones (caso 4)
• vivir la experiencia en zonas tropicales a zonas templadas (caso 4)
Es por esto que las situaciones problemas propuestas en la investigación no son
ejercicios de aplicación o ejemplos para comprender, son cuestiones que deben
resolverse y que conllevan a la construcción del conocimiento, es por esto que los
sujetos desarrollaron habilidades de pensamiento y que le exigen procesos
mentales superiores como:
El análisis donde el estudiante tomo conciencia en todo momento de las fortalezas
y dificultades, desde lo que conoce o desconoce y la importancia de ir
reestructurándose cognitivamente, permitiendo con este análisis determinar las
posibilidades de dichas situaciones planteadas de la información que se le dio y de
los datos que considero necesarios para resolver o plantear una situación
problema.
Y la a síntesis a partir de los procedimientos propuestos se le permitió tomar de
las situaciones derivadas la búsqueda de un nuevo sistema de operaciones
coordinadas en la búsqueda de nuevas soluciones, explicaciones, inquietudes,
procedimientos con mejores resultados para abordar la situación, de manera que
organizara lo más relevante.
Es así que los estudiantes al enfrentase gradualmente al desarrollo del
instrumento “MI AMIGO FABIO” mejoraron sus heurísticos personales y
concepciones sobre el fenómeno, de manera tal que necesito replantear la
situación, las posibles soluciones, sus conocimientos (lo que se y lo que no se) su
posición frente a la investigación y la relación con otras situaciones y conceptos,
razón por la cual reconocemos la importancia de la creatividad y la actitud
científica para no dejar la situación indeterminada o extraviada del propósito inicial,
73
factor no visto en esta investigación por la habilidad y actitud mostrada por los
estudiantes con el diseño de soluciones creativas y con la proposición de
respuestas de tipo cualitativo en donde se les permitió crear explicaciones e hilos
conductores en la construcción de los conceptos como es el caso de cambiar
algunas características de una pregunta y asignándole así nuevas perspectivas de
solución también en la medida de cómo plantear nuevos enfrentamientos e
interrogantes para adquirir nuevos conocimientos.
Por ultimo en relación a estas características anteriormente mencionadas es que
la práctica discursiva se hizo fundamental para integrar y determinar la
comprensión entre pensamiento y acción tanto para refutar, validar y explicar a
otros sus conocimientos acerca de un fenómeno.
8.1 sobre el fenómeno de las estaciones
• El fenómeno de las estaciones es un tema poco trabajado el las aulas de
clase colombianas, se puede constituir en un apartado novedoso tanto a
nivel físico, biológico y químico en las ciencias naturales ya que permite
introducirse tanto en las costumbres o conductas de las personas, como en
las modificaciones a nivel de la fauna y flora de un país, es un tema en el
cual se articulan una serie de principios, conceptos y hechos científicos.
• El fenómeno de las estaciones exige una comprensión a diversos niveles.
En un primer nivel demanda una adecuada conceptualización del sistema
8. CONCLUCIONES E IMPLICACIONES
74
solar, movimientos de la tierra, radiación solar, inclinación terrestre,
disposición espacial de sus elementos y en un segundo nivel se hace
necesario que el estudiante relacione los conceptos anteriores de manera
que el estudiante determine las causa y efectos de la estaciones.
• La precesión y la nutación a pesar de ser parte de los movimientos
terrestres, no se enfatizan mucho en esta investigación debido a su
componente periódico tan amplio (precesión tiene un periodo aproximado
de 26.000 años y la nutación con un periodo aproximado de 18,6 años) y su
nivel de complejidad, pero se enuncian y se toman en cuenta como
aspectos que causan pueden causar cambios en el ciclo estacionario a
futuro.
8.2. Sobre la resolución de problemas y los instrumentos
• Según los datos obtenidos y su análisis en la investigación se hace
pertinente la implementación de la resolución de problemas en los
estudiantes desde una edad temprana, dado que se presenta como una
metodología de enseñanza-aprendizaje, que incentiva en ellos capacidades
como la creatividad, el análisis, la transferencia de conocimientos, la
responsabilidad, la investigación y la inferencia.
• Es importante que el estudiante encuentre significativo el aprender desde
su propia acción. Es por tal motivo que la resolución de problemas se
transforma en una alternativa pedagógica que permite crear un ambiente en
el cual el estudiante se sienta atraído y motivado por el saber. Es a través
75
del aprendizaje como la persona se puede desarrollar integralmente al
nutrir su condición humana y científica.
• Para la utilización de la resolución de problemas como estrategia
pedagógica no basta con aplicarla, es preciso tener un punto de vista
claro, ejercitar a los estudiantes en la metodología, mantenerla constante y
trabajar decididamente en su concreción.
• Se hace de especial importancia para la elaboración de instrumentos tener
en cuenta las modelizaciones que a nivel científico representan mejor el
fenómeno de manera que no generen desaciertos conceptuales. que
propicien la posibilidad de recrear, corroborar a través de observaciones y
experiencias los movimientos de la tierra, los puntos cardinales, la
incidencia de los rayos solares a través del tiempo, tomando como punto de
referencia la tierra (ver anexo 4).
• No toda situación problema tiene una única solución y una única respuesta,
por lo cual es necesario tener en que en ocasiones se pueden presentar
diferentes soluciones, diferentes respuestas o no darse una solución
concreta que propician la apertura a nuevas situaciones problémicas (de
carácter abierto).
8.3. Implicaciones en la enseñanza
• El estudiante en el ejercicio de la metodología de resolución de problemas
puede desarrollar sus propios heurísticos de resolución. De esta manera se
potencializaron aspectos como la imaginación, la creatividad, el auto
76
aprendizaje y la propuesta de nuevas alternativas para enfrentar
situaciones problema.
• Para abordar la resolución de problemas se debe tener presente el ciclo de
aprendizaje de manera que se integren significados diversos a las
estructuras conceptuales de los estudiantes y al mismo tiempo el
planteamiento de situaciones y preguntas problema, que deberán estar
meticulosamente elaboradas de manera que sean comprensibles para el
estudiante, direccionen la temática de trabajo y abarquen las interacciones
que se presentan.
• Se pudo determinar que los modelos explicativos de los estudiantes se
hicieron más elaborados y próximos a la ciencia formal debido a la
profundización y enfrentamiento a situaciones problema y la aplicación de
diferentes estrategias de resolución.
• No basta con proponer una situación para que el estudiante la resuelva es
necesario determinar su capacidad y conocimientos, de manera que las
situación se encuentren a su alcance para que en la medida en que se
pueda graduar la dificultad de los problemas que se le asignan y organizar
la ayuda del docente en función de las dificultades del estudiante para
enfrentarse a diversas situaciones problema, el estudiante se va haciendo
capaz por si mismo de afrontarlas y de resolverlas hasta apropiarse de su
aprendizaje.
• Integrar al estudiante en el trabajo colectivo a través de los cambios en el
funcionamiento de la clase es muy importante ya que favorece sus posturas
77
criticas mediante las interacciones grupales en las cuales se dan diferentes
puntos de vista, situaciones, argumentos y propuestas, permitiéndole así
retroalimentar, completar, validar y refutar las soluciones propuestas a las
situaciones problemáticas planteadas.
• Cabe destacar la flexibilidad que posee el tema del fenómeno de las
estaciones permitiendo integrar diferentes áreas del conocimiento en las
instituciones educativas con un objetivo común en cuanto a los aspectos
socio-científicos, que no se encuentra limitado por el lugar en el cual vive,
sino que va mas allá al sentirse como un ser humano responsable, parte del
planeta en la medida en que puede relacionar aspectos locales y globales.
8.4. Dificultades
• No hay evidencias sobre trabajos referentes al fenómeno de las estaciones
desde la resolución de problemas, sólo se encuentran pocas propuestas
sobre temas astronómicos, que no alcanzan a suplir expectativas de
maestros y estudiantes, lo que no permitió determinar posibles bases para
el desarrollo del tema.
• A nivel escolar en lo que respecta a la enseñanza de este tema a los
estudiantes de la muestra en grados anteriores, se puedo determinar la
poca estimulación y desarrollo de la temática dificultándose así el
aprendizaje de los conceptos tratados en esta investigación.
• La poca habilidad de trabajo de los estudiantes de la muestra en la
resolución de problemas y el nivel de comprensión lectora, dificultó la
78
culminación de la investigación en el tiempo programado para la aplicación
de instrumentos y en el reconocimiento de situaciones problémicas.
• inicialmente se requirió de constante acompañamiento por parte del
profesor debido a la condición cualitativa y abierta de los problemas
planteados y el abanico de posibilidades de dar respuestas a los
interrogantes y que éstas sean pertinentes al enfoque temático trabajado
evitando la indeterminación o extravió de la situación problema y sus de sus
posibles soluciones.
• Este trabajo sirve como punto de referencia y fuente de información, para
que los docentes tengan en cuenta la importancia de enfrentar a los
estudiantes a situaciones problémicas reales, para la elaboración de
conocimientos y el desarrollo del pensamiento, permitiendo relacionar
contenidos curriculares v académicos con el contexto.
• Esta investigación monográfica se transforma en un punto de partida, que
permite a estudiantes y maestros comparar, relacionar y analizar sus
concepciones acerca de fenómenos astronómicos y geográficos en
concordancia con el contexto Colombiano.
• Nos parece necesario que en futuras investigaciones, se desarrollen
aspectos como los cambios que se van generando en el aula en cuanto a
la progresión de estos modelo representacionales, heurísticos,
9. CAMINOS ABIERTOS PARA FUTURAS INVESTIGACIONES
79
reelaboraciones conceptuales y actitud científica a medida que transcurre el
proceso de enseñanza.
• Dar una mirada a los diferentes tipos de estrategia y situaciones problema
que se integran mejor al trabajo crítico, reflexivo y científico del estudiante
en el aula.
80
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[http://www.campus-oei.org/salactsi/ctseducacion.htm].
83
DESCRIPCIÓN
Nombre: el fenómeno de las estaciones como consecuencia de los movimientos de
la tierra y la incidencia de la radiación solar.
Tema: El fenómeno de las estaciones del año.
Área: Ciencias Naturales y Educación Ambiental
Grado: Séptimo
Sesiones: de 7 a 10, aproximadamente 4 semana
INSTRUMENTOS
ANEXO 1. Instrumento de exploración
Sesión 1: Con esté instrumento se pretende determinar el nivel de ideas previas y modelos intuitivos que el estudiante tiene para entender el fenómeno de las estaciones, razón por la cual no se intenta obtener explicaciones muy técnicas y elaboradas.
El instrumento N°I se aplicara a cada uno de los estudiantes de manera individual, con la breve explicación de cómo desarrollar la actividad.
Hoy nos plantearemos algunas de las cosas que podemos conocer sobre la relación existente entre el sol y la tierra, y sobre los fenómenos que están relacionados con ella como lo son las estaciones del año. No todo lo podremos estudiar en este tema, ni tampoco esperamos que sepas todas las respuestas en esta actividad, razón por la cual esperamos que seas muy sincero y respondas lo que sabes o crees a cerca del tema.
11. ANEXOS
84
ACTIVIDAD
1. Juan es despertado por su madre a las 6:00 am para ir al colegio. al asomarse por la ventana, observa la salida del sol por las montañas. Ya en el colegio en el primer descanso se percata que el sol esta en una posición diferente lo cual le inquieta demasiado. Y se propone volver a mirar al cielo en la tarde para observar que ha ocurrido. De acuerdo a esta situación y con ayuda de la imagen:
E (este)= oriente // O (oeste) = occidente
a) Ubica los puntos cardinales. b) Describe la salida y puesta del sol con respecto a la tierra. c) explica que sucede para que el sol este un sitio en horas de la mañana y en
otra posiciones en el transcurso del día. d) ¿En cual de estas posiciones el sol proporciona mayor calor? ¿por qué? e) Que sucede para que se de ¿el día y la noche? ¿El año?
2. Un científico desea observar como se ve el sol, la tierra y la luna desde el espacio para poderla dibujar, es por esto que hace un viaje en una nave espacial y se pone su traje para salir al espacio.
a) Dibuja el sol, la tierra y la luna como las ve el científico desde el espacio.
85
b) Menciona las estaciones del año. c) Por que crees que se dan las estaciones.
3. veamos a continuación una lista de unos cuantos aspectos que se pueden estudiar sobre la relación de la Tierra-Sol, como responsables del fenómeno de las estaciones. Al lado de cada enunciado, asigna el número con su valoración correspondiente así:
CUANTO SE DE… VALORACIÓN
La organización del sistema solar?
La inclinación y forma de la tierra?
Los movimientos de la tierra?
Los hemisferios?
Los trópicos?
La radiación solar?
Solsticios y equinoccios?
Las estaciones del año?
Causa y efectos de las estaciones?
La existencia de estaciones en Colombia?
ANEXO 2. Actitud científica de los estudiantes
Este instrumento se aplicara en cualquier momento preferiblemente en la primera sesión, para determinar la concepción de ciencia que tienen. Sesión 2: El siguiente cuestionario se encuentra realizado de manera que puedas responder de acuerdo a tu sentir, no hay preguntas correctas ni incorrectas, solo se espera que leas atentamente y respondas de la manera más sincera posible cada enunciado marcando con una X en la casilla según corresponda a los valores mostrados.
1= no lo sé
2 = lo se un poco
3 = lo se bien
4 = lo se bastante bien
5 = lo puedo explicar a otro.
86
EDAD: ______ SEXO:______ GRADO:_____
N° ENUNCIADO TOTALMENTE DE ACUERDO
DE ACUERDO INDECISO(a) EN DESACUERDO
TOTALMENTE EN
DESACUERDO
1 Tenemos un mundo mejor para vivir gracias a la ciencia.
2 La ciencia ayuda a ahorrar tiempo y esfuerzo. 3 La ciencia es muy difícil de aprender. 4 Los conceptos científicos pueden y deben ser
aplicados para explicar e interpretar situaciones y problemas de la vida diaria.
5 La ciencia no es aburrida. 6 La ciencia me generara malestar. 7 La curiosidad es lo esencial de la ciencia. 8 La ciencia estimula la curiosidad. 9 Para destacarse en ciencia hay que ser muy
inteligente.
10 Estudiamos ciencia por que se nos obliga. 11 La ciencia es el camino para conocer el mundo
en que vivimos.
12 La ciencia no puede resolver los problemas del clima.
13 No hay nada mejor que estudiar la ciencia. 14 La ciencia es algo realmente valioso. 15 Conocer sobre el sol el sistema solar a través
de la ciencia nos ayuda aquí en la tierra.
16 La ciencia es una materia poco importante. 17 En clase de ciencias me siento inactivo. 18 La ciencia nos ayuda a pensar. 19 La ciencia no tiene mucho sentido para las
personas que no son científicos.
20 La ciencia nos ayuda a evitar catástrofes. 21 La Ciencia nos enseña a prepararnos para el
futuro.
22 La ciencia debe tomar riesgos como el enviar gente a la luna.
23 La ciencia es muy útil para todos. 24 La ciencia nos defiende de la superstición. 25 Apreciar las ideas nuevas es valioso en ciencia. 26 Estudiar ciencia sirve a la gente incluso cuando
sale del colegio.
27 Saber sobre nuestro planeta no es importante para la ciencia.
28 Conocer las estaciones del año es importante para nosotros.
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Caso1 Caso2
Caso3 Caso4
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ANEXO 3. Formación de interés cognoscitivo Sesión 2: La importancia del instrumento II es permitirle al estudiante reconocer desde su ubicación en la tierra los acontecimientos que se dan con respecto al modelo sol – tierra - luna. De tal manera que pueda vivenciar y experimentar los acontecimientos que de allí se derivan. Pretende que el estudiante se enfrente a lo conocido y lo desconocido al mismo tiempo que aclara dudas sobre los conocimientos necesarios para enfrentarse a la situación problema propuesta y sobre lo que debe ser buscado y de manera que se pueda dar forma inteligible al problema y reestructurarlo cognitivamente.
Este instrumento se realizara mediante la presentación de diapositivas donde cada estudiante lo desarrollará de manera grupal y donde pondrá en práctica su capacidad de investigación.
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ANEXO 4. Instrumento complementación e introducción de conocimientos
Sesión 3: El instrumento N°II que se trabajara en esta sesión tendrán el fin de generar interés y de aclarar algunos conceptos, de la tal manera que pueda plantear situaciones progresivamente más abstractas, para hacer compresible el planteamiento del problema y por ende el fenómeno de las estaciones.
Se observara un video sobre los movimientos de la tierra con respecto al sol. De tal manera que tengas elementos para comprobar estos movimientos en la salida de campo y así corroborar por tu propia cuenta lo que sucede.
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Actividad:
1. De manera aplicada nos ubicaremos de frente al sol en horas de la mañana para situar los puntos cardinales, es así que:
- El oriente esta frente al sol
- El norte a mano izquierda
- El sur a mano derecha.
- Y el occidente a nuestra espalda.
Salida del sol
Oriente
(este)
Observador
Norte Sur
occidente
(oeste)
Puesta del sol
Plano de referencia
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1.1 Trataremos de hacer un seguimiento al sol desde la tierra e identificaremos algunos de los movimientos y la dirección en que lo hacen. ¿Cómo es el camino que hace el Sol?
Jorge ha estado estudiando el movimiento del sol Para ello le ha tomado fotografías a diferentes horas del día. En el esquema ha representado el recorrido que hace el Sol y ha marcado su posición en tres momentos diferentes. En el reloj ha señalado las horas en que ha visto salir y ponerse el sol. Vamos a ver toda la información que se puede obtener de los dibujos que ha hecho Jorge.
6:00 de la mañana 12:00 del medio día 6:00 de la tarde (aproximaciones)
De acuerdo a lo que observas
• Al Amanecer El Sol sale por el punto cardinal........... a las.............
• Medio día El Sol alcanza su altura máxima a las............. • Atardecer El sol se pone por el punto cardinal............... a las............
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2. La altura del Sol y la temperatura Para entender esto vamos a imaginarnos una experiencia. Cuando el Sol está muy alto (situación A), colocamos una placa metálica en el suelo y dejamos que el Sol la caliente durante un tiempo determinado (por ejemplo cinco minutos) y medimos la temperatura que alcanza. Luego repetimos el experimento cuando el Sol está bajo (situación B). Utilizamos la misma placa metálica y la dejamos calentarse al Sol durante el mismo tiempo.
¿Cuándo crees que se calentará más la placa, con el Sol alto o con el Sol bajo?
...................................................................................................................................
Esta experiencia se puede realizar de verdad, no es demasiado complicada de hacer, pero también podemos razonarla y tener muy claro cual es el resultado.
En los dibujos se han representado los rayos del Sol llegando a la placa metálica en las dos situaciones que nos hemos imaginado. Cuenta los rayos que llegan a cada una de las placas.
Situación A Situación B
Tierra
Tierra
Número de rayos: Número de rayos:
Explica en que situación la placa metálica se calienta más y explica por que sucede esto
..........................................................................................................................................
..............................................................................................................................
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3 Contesta: ¿Por qué hay día y noche?
¿Cómo podemos explicar la existencia del día y la noche?. Para ello utilizaremos tres supuestos:
� La primera es que el Sol se encuentra muy lejos de la Tierra. � La segunda es que la Tierra es esférica. � Y la tercera es que la Tierra gira al rededor de si misma (tiene movimiento de
rotación.
4 ¿Cómo llega la luz del Sol a la Tierra? Las estrellas y el Sol están tan lejos de la Tierra que sus rayos de luz nos llegan a nuestro planeta tierra. (a) Teniendo en cuenta esto ¿qué esquema te parece que representa mejor la realidad?. (b) Colorea de amarillo la parte de la Tierra iluminada (donde es de día) y colorea de azul la parte de la Tierra en sombra (donde es de noche).
�
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z d
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S
o l
�
L u
z
d e
l
S o
l
5. ¿Qué has aprendido?
Cuéntale a un amigo lo que has hecho hoy al observar el sol desde la tierra, y realiza un dibujo para que lo entienda mejor __________________________________________________________________
__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________
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ANEXO 5. Instrumento resolución de problemas
Sesión 4 y 5: El instrumento busca que el estudiante se de cuenta de los heurísticos personales, mediante la creación de una situación problema que le permita al estudiante establecer relaciones internas entre el problema y sus conocimientos.
A cada estudiante se le entregara este instrumento de manera individual, para ser solucionado en clase, con la explicación previa de la metodología en resolución de problemas y parámetros que les permitan generan su propio heurístico, para proceder a una resolución secuencial.
Fabio un compañero de estudio y amigo de Alexis durante toda la primaria, se fue para Francia, a vivir con sus padres hace ya un año, pero ha demostrado que recuerda constantemente a Alexis como uno de sus mejores amigos, tanto que se mantiene en contacto con el. Mira la fotografía y el último E-mail que le envió.
Alexis luego de leer el E-mail anterior quedo sorprendido de lo bien que la pasa su amigo y le agradeció por contarle, pero a quedado muy pensativo por que le gustaría
Hola Alexis, querido amigo…
Espero que te este yendo muy bien en 7° y que continúes tan
interesado en la ciencia, por que yo apenas me estoy adaptando
a al sistema educativo y al clima, ya que aquí cambia mucho: En
primavera se puede ver todo lleno de color verde y de flores
tanto que me recuerda a Medellín, luego en verano vamos de
paseo pero con dificultades por que aquí el agua no es tan
abundante como en Colombia en otoño recolectamos hojas
secas que caen de los árboles para hacer montañas y tirarnos en
ella como colchones, pero en invierno todo se viste de blanco y
se llena de nieve algo que nunca imagine, que quiero que tu
veas en esta fotografía, por que me gustaría que todos vivieran
esta experiencia.
Recuerda conectarte después de la tarea para que hablemos…
Chao… Fabio.
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realizar las mismas actividades que su amigo y por que en Colombia particularmente en Antioquia este año el clima esta muy variado, con muchas precipitaciones. Alexis que le gusta tanto la ciencia y los fenómenos de la naturaleza quedó tan intrigado y motivado por este tema de las estaciones que quiere plantearte esta inquietud para que le ayudes a resolverla con argumentos científicos.
1. De que trata la fotografía y el E-mail enviado por Fabio
2. Escribe un plan que seguirás para solucionar la situación problema propuesta
por Alexis.
3. Compara con tus compañeros la forma que tiene para resolver dicha situación
¿Cuál te parece más acertada? ¿por qué?
4. Cuales enunciados dan respuesta ha esta situación ¿Cuáles son verdaderos
problemas y cuales no.
5. ¿Qué piensas QUE DEBEN SABER Alexis y tú para solucionar esta situación
problema?
6. Clasifica en una tabla un listado de los conocimientos que tienes para resolver
esta situación y cuales te hacen falta para dar una respuesta acertada
7. De esta situación clasifica lo que no sabes ¿Cómo harás para saberlo?.
8. ¿Que otros interrogantes te surgen de de la situación de Alexis y su amigo?
9. Desde lo que te propone Alexis, responde: ¿En que consiste la situación
problema que ayudaras a resolver?
10. Intenta representar la situación de Fabio y Alexis mediante un esquema
(graficas, planos, mapas, modelos, etc.)
11. ¿Qué explicación esperas encontrar de la situación planteada?
12. Consulta algunos situaciones similares y como fueron solucionadas.
AAlleexxiiss ppiieennssaa qquuee ppuueeddee vviivviirr llaa mmiissmmaa ssiittuuaacciióónn qquuee ssuu aammiiggoo FFaabbiioo eenn CCoolloommbbiiaa ¿¿CCóómmoo eexxpplliiccaarrííaass eessttaa
ssiittuuaacciióónn??
100
13. Retome las situaciones derivadas de la situación y busque la solución para
cada uno.
14. Conforma un grupo de investigación para dar explicación a la inquietud de
Alexis y socializa tus respuestas en el.
15. Explica los pasos que seguiste para solucionar la situación de estos dos
amigos.
16. ¿Qué dificultades encontraste para resolver esta situación? ¡Explica tu
respuesta!
17. Describe los procedimientos con mejores resultados para abordar esta
situación.
18. Responde los siguientes interrogantes de acuerdo a la solución planteada por
Alexis:
• ¿la solución es satisfactoria? ¿por que?
• ¿la solución era la esperada? ¿por que?
• ¿como se puede encontrar otra solución?
• ¿Qué otros fenómenos tienen explicación con la respuesta
encontrada?
• ¿En que otros ámbitos podemos encontrar la situación?
19. ¿Qué interrogantes faltan por resolver?
20. ¿Que interrogantes nuevos puedes plantear?
21. Formula una nueva situación cambiando algunas características y asígnalo a
un compañero para que la solucione.
22. ¿Cómo se desempeño tu compañero?
LO IMPORTANTE NO ES SABER MUCHO SINO SABER HECER CON LO QUE SE
SABE, LO QUE PERMITE ENFRENTARSE A SITUACIONES IMPREVISTAS Y A
RELACIONAR CONOCIMIENTOS DESDE LA REALIDAD Y EL CONTEXTO EN EL QUE
NOS ENCONTRAMOS.
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Respuestas más relevantes de los estudiantes al enfrentarse a las situaciones problemas
Pregunta: De que trata la fotografía y el E-mail enviado por Fabio Caso 1: trata de cierto niño, que se encuentra en un lugar rodeado de mucha nieve (estación invierno) y anima a Alexis para que se interese por las ciencias le explican como cambia las estaciones en Francia, que hace que Fabio se acuerde de Medellín por la estación primavera que esta llena de color verde y de flores. Caso 2: la fotografía consiste en la estación invierno en Francia. Caso 3: Trata de las experiencia y forma de vida, del tiempo y las diferencias al de Colombia. Caso 4: la fotografía trata de un niño jugando en la nieve, Fabio quiso decir en el E-mail su interés por la ciencia y aclarar le que donde esta no se vive lo mismo que en Colombia. Pregunta: Escribe un plan que seguirás para solucionar la situación problema propuesta por Alexis. Caso 1: Para recrear esta experiencia vivida por Fabio en Francia, Alexis podría realizar actividades en la época de verano como organizar paseos, lo mismo que recolectar hojas aprovechando el viento que las hace caer de los árboles. Para el invierno podrid semejar la nieve, desmenuzando icopor. Caso 2: le diría a Fabio que las estaciones en Colombia a nivel científico es imposible, por que nosotros nos encontramos muy cerca de la línea ecuatorial. Caso 3: Investigar el clima del país y luego realizar un estudio sobre el frió y el calor de Colombia en comparación con el otro país. Caso 4: la diferencia s que en Colombia no sucede lo mismo que en Francia por que las estaciones cambian en Colombia ya que estamos cerca de la línea ecuatorial diferente de Francia.
Pregunta: Clasifica en una tabla un listado de los conocimientos que tienes para resolver esta situación y cuales te hacen falta para dar una respuesta acertada.
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Caso 1:
Caso 2: Conozco sobre climatología y lo cultural y desconozco temas de astronomía. Caso 3: Caso 4: Los conocimientos que tengo son: sobre las estaciones y la línea ecuatoriana con respecto a Colombia. Los que me hacen falta son: Conocer mas de Francia y sobre las estaciones.
Pregunta: Retome las situaciones derivadas de la situación y busque la solución para cada uno.
Caso 1: En cuanto a la producción de alimentos de acuerdo a las variaciones climáticas. Se puede solucionar implementando técnicas de reforestación para que los vientos y el agua no arrastren la tierra productiva. En cuanto la emigración de algunos animales en donde se debe cuidar su hábitat para facilitar su función en la naturaleza. Caso 2: Las situaciones que se derivan son: - Lo aprendizajes previos. - Planteamientos para la solución.
Conocimientos que tengo
- Conozco el nombre de las estaciones.
- La representación del planeta por medio de un globo terráqueo.
- El orden de las estaciones.
Conocimientos que me faltan
- Los países que poseen estaciones.
- Las zonas geográficas.
Dan respuesta
- Que el sol influencia los movimientos y esto se ve en el clima.
- La radiación solar derrite los polos.
- Colombia es un lugar mas tropical que el otro país.
Faltan respuesta
- Como caen los rayos solares y el nivel del mar con respecto al otro país.
- Con caen los rayos solares y la altura de Antioquia.
- Las fechas en que se presentan estos cambios de tiempo de la atmósfera en el otro país.
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Para esto casos le doy solución indagando en Internet y libros encontrados. En el planteamiento de la solución provienen de los conocimientos previos ya que sin estos no podrás enfrentar satisfactoriamente el problema. Los conocimientos básicos son: Geografía física, cultura, climatología y astronomía. Caso 3: ¿Por qué en Colombia no hay estaciones conclusas y en otro país si? Por causa del calentamiento global, de el sol y la atmósfera. Caso 4: si Alexis quiere vivir la misma situación que Fabio, entonces seria mejor que viajara a Francia y Fabio viaje a Colombia para que experimenten estas situaciones.
Pregunta: Explica los pasos que seguiste para solucionar la situación de estos dos amigos. Caso 1: Es necesario observar, plantear, sacar hipótesis y hacer simulaciones para llegar a una solución. Caso 2: seguí los siguientes pasos para resolver el problema: Interpretar el conflicto, platear hipótesis resolutivas, seleccionar la hipótesis mas adecuada y dar conclusiones. Caso 3: Recoger informes sobre el clima de cada país. Observa videos, observar los contextos científicos sobre cada país y realizar informes detallados y luego analizarlos. Caso 4: Leer el documento detenidamente y abordar las preguntas de manera adecuada. Pregunta: ¿Qué dificultades encontraste para resolver esta situación? ¡Explica tu respuesta! Caso 1: Se dificultad por las diferencias en las zonas tórridas y la de los trópicos, pues las estaciones tienen sus propias características que difieren del invierno y el verano de la zona tórrida. Caso 2: El problema o dificultad presentado fue obtener un poco mas de conocimientos sobre la tierra, ya que esto se hace fundamental para resolver conflictos (conocimientos previos). Caso 3: Observar los cambios atmosféricos y climáticos ya que se hace difícil observar el sol directamente. Caso 4: las dificultades que tuve fue que sabia poco del tema y tenia que preguntar constantemente. Pregunta: ¿Qué interrogantes faltan por resolver?
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Caso 1: Situaciones como el cambio climático. Del como se afectan la emigración e inmigración de algunos animales. Y las medidas que se pueden tomar para evitar la contaminación ambiental. Caso 2: Creo que no falta ningún interrogante por resolver por que tuve la oportunidad y capacidad para resolver cada apartado debidamente. Caso 3: Ninguno Las preguntas permitieron dar respuesta a esas inquietudes. Caso 4: los que faltan resolver son los de ámbitos culturales con respecto a las estaciones.
Pregunta: ¿Que interrogantes nuevos puedes plantear? Caso 1: ¿Se verán afectadas las estaciones por el problema del calentamiento global?, ¿Cambiara la distancia de la tierra con respecto al sol?, ¿variara la velocidad en los movimientos de rotación y traslación de la tierra? Caso 2: plantear situaciones en otras ciudades, para que se de cuenta de las temperaturas ya sea en barranquilla entre otros. Caso 3: Ninguno. Caso 4: plantearía que si no tuvieran ayuda como resolverían esta situación. Pregunta: Formula una nueva situación cambiando algunas características y asígnalo a un compañero para que la solucione. Caso 1: ¿Qué actividades del clima cálido se pueden adaptar a clima frió? Caso 2: Juan quiere que en Tunja su ciudad, se de la misma temperatura que en Barranquilla generalmente. Caso 3: Un día Camilo le pregunto a Juan que por que en le país (Estados Unidos) de la profesora tienen diferente clima y siempre se dan las estaciones. Caso 4: si Alexis no sabe de las estaciones y quiere vivir la misma situación que su compañero y como no la puede experimentar como lo ayudarías a vivirlas estando en Colombia.
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ANEXO 6. Aplicación de conocimientos sobre el tema
Sesión 6: El instrumento permitirá determinar los conocimientos del estudiante obtenidos a través del planteamiento de situaciones problemas y que a su vez le permitirán ser relacionados con nuevas situaciones.
Para la aplicación de este instrumento se les pedirá la elaboración de un modelo a escala de la tierra con sus características y se les dará una serie de preguntas para ser resueltas con base a la observación y relación de conocimientos, con el modelo hecho por el estudiante.
MATERIALES
Esfera que simula la superficie terrestre, donde pueden identificarse continentes polos, hemisferios, trópicos y su eje. Esfera que súmele el sol (más grande).
Esfera pequeña como la luna y otras como los planetas. Estructura teatral, fondo espacial y linterna que simule los rayos del sol.
La tierra es la nave en la cual viajamos en el universo y a pesar de todos los movimientos y características que presenta no los determinamos a simple vista, razón por la cual es importante que reconstruyas este espectáculo simulado cada uno de las siguientes situaciones mostradas en los dibujos:
El movimiento de rotación terrestre Direcciones a favor y en contra de la rotación
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La sucesión de los días y las noches de la Tierra. La sombra y la luz de la tierra. Línea que separa el día y la noche.
Simulación en base al movimiento de traslación. Eclíptica, la órbita terrestre. El Sol junto al sistema Tierra-Luna.
La rotación solar El desplazamiento espacial del Sol
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Simulación considerando el movimiento planetario
Trayectorias artificiales ¿Qué otras situaciones puedes representar?
¡¡¡Divertido verdad!!!! Si realizaste muy bien tu obra de teatro, significa que puedes responder las siguientes preguntas con base al modelo que representaste, pon tu conocimiento, reflexión e investigación en la mejor disposición para resolver los siguientes interrogantes.
1. Teniendo como punto de partida el Meridiano de Greenwich, si viajas hacia el Este, ¿tendrías que atrasar o que adelantar el reloj? ¿Y si viajas hacia el Oeste?¿Por qué?
2. ¿Cuáles son las consecuencias del movimiento de traslación?
3. ¿Por qué hay años bisiestos?¿Cada cuanto tiempo se establecen?
4. ¿Qué límites crees que marcan los trópicos?¿Y los círculos polares?
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5. En relación con el movimiento de traslación de la Tierra y la inclinación de su eje de rotación, explica porqué en algunas zonas de nuestro planeta se diferencian tanto las estaciones y en otras apenas hay cambios.
6. ¿Por qué las estaciones tienen lugar en épocas contrarias del año en los Hemisferios Norte y Sur?¿Por qué son los días invernales más cortos y fríos en el Hemisferio Norte?¿Cómo serán en el Hemisferio Sur durante el mes de julio?
7. Explica qué cambios ocurrirían en nuestro país si el eje de rotación de la Tierra fuera perpendicular al plano de su órbita alrededor del Sol.
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DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD EL TEATRO EN EL CIELO
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ANEXO 7. Evaluación temática:
Por ultimo se realizara una evaluación, que permita valorar los conocimientos elaborados sobre el tema.
ESTUDIANTE:____________________________________________N°:_______GRUPO:______ Selecciona con una línea, la definición que corresponde a cada concepto (recuerda que están en desorden).
CONCEPTO
DEFINICION
1. Otoño • Los días más largos y los rayos solares con menor inclinación, por lo que las temperaturas son las más altas del año.
2. Rotación • Describe una circunferencia, precisamente como lo hace el eje de un trompo que gira vertiginosamente.
3. Afelio • Punto de la orbita más alejado al sol.
4. Traslación • Las hojas de los árboles caducos cambian y su color verde se vuelve amarillento y amarronado, hasta que se secan y caen. La temperatura comienza a ser un poco fría.
5. Precesión • Es un movimiento que efectúa la Tierra girando sobre sí misma a lo largo de un eje. Gira en dirección occidente - oriente
6. Verano • Punto de la orbita más cercano al sol
7. Perihelio • Movimiento de la tierra alrededor del sol. Equivalente a la duración del año.
En cada enunciado responde sobre la línea falso (F) o verdadero (V) según el caso:
8. La tierra en su movimiento de rotación gira sobre su propio eje de oriente a occidente _______
9. La curvatura de la tierra y su inclinación permite gran variedad de condiciones climáticas sobre los trópicos y hemisferios _______
10. La inclinación del eje de la Tierra es responsable de los cambios de altura del Sol sobre el horizonte y de la sucesión de situaciones climáticas que dan lugar a las estaciones _______
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11. Desde lo que vemos situados en la Tierra, el Sol alcanza su mínima altura sobre el horizonte y su máxima altura en el norte terrestre _______
12. Está claro que la altura máxima del Sol sobre el horizonte varía con el transcurso del año, y que ésta está directamente relacionada con los cambios estacionales del clima _______
Responde las preguntas 13 y 14 de acuerdo a las siguientes imágenes
13. Marca con un circulo la letra de la imagen que representa mejor el modelo sol - tierra.
14. Menciona las características más importantes por las cuales se diferencia de las
demás imágenes____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
a)
b)
c)
d)
112
___________________________________________________________________________________________________
Preguntas de selección múltiple con única respuesta. Marca con una X la respuesta correcta.
15. El sol sale y se oculta respectivamente de:
a) Oriente a sur b) Norte a sur c) Oriente a occidente d) Norte a occidente
16. La explicación del fenómeno de las estaciones se sustenta sobre la articulación de una serie de principios, conceptos y hechos científicos, que no son elementos dispersos sino que se integran y coordinan en un modelo conjunto al que se suele aludir como sistema:
a) Sol-Luna-Planetas b) Sol-Tierra-Luna c) Sol-Tierra-Galaxia d) Sol- Planetas
¡SER RESPONSABLE Y DEDICADO! MUESTRA RESULTADOS INIMAGINADOS.