l’art i la ciència de l’ensenyament per a l’aprenentatge

SECCT AGM - Seminari de presentació, gener 2007 1

L’Art i la CiènciaL’Art i la Ciènciade l’Ensenyamentde l’Ensenyament

per a l’Aprenentatgeper a l’AprenentatgeAlbert Gras i Martí

Membre de l’IEC

Secció de Ciències i Tecnologia

[email protected]://www.agm.cat

Departament de Física AplicadaFacultat de Ciències, Universitat d’Alacant

mailto:[email protected]

http://www.agm.cat/

http://www.agm.cat/


L’Art i la Ciència de l’Ensenyament L’Art i la Ciència de l’Ensenyament per a l’Aprenentatgeper a l’Aprenentatge

De què? Per què?Recerca. ParadigmesMetodologia. ResultatsConclusions

Visió d’ocell

En la publicació: detalls i

referències


PERPER / FER / FER

Recerca sobre l’ensenyament / aprenentage de la física Physics Education Research

Parlar de la Universitat dins del seu recinte condueix al dilema d’alimentar una indignació que no ens du enlloc, o de produir un tedi infinit per repetir allò que s’ha repetit tantes vegades.

Ignacio Sotelo

Universitat Pedagogia / Didàctica / Docència...


PER / FERPER / FER Com millorar les habilitats dels estudiants,

per a ser aprenents actius que arriben a entendre matèries difícils i estiguin millor preparats per a transferir allò que han aprés a problemes nous i a situacions diferents.

La PER / FER subratlla la importància de qüestionar què i per a què s’ensenya, com s’ensenya, i com s’avalua l’aprenentatge.


Hi ha problemes?Hi ha problemes?

• # d’estudiants en ciències

• Gap What teachers teach & What students learn

• E/A de les Ciències: tasca complexa

• Alfabetització científica / Decisions informades

• ...


Dificultats especials per a aprendre Dificultats especials per a aprendre coneixements científics?coneixements científics?

– No és cert que fins ara aprenien, els alumnes que tenien capacitat i estudiaven?

– La situació social, econòmica i tecnològica ha canviat les necessitats formatives

– De l’interés per les respostes correctes a l’interés pel significat


Hi ha dades...Hi ha dades...

% respostes incorrectes

3r BUPN=83

COU N=84

1r QuimN=86

2n QuimN=35

CAPN=234

Prof SecN=236

Astronauta 94 89 80 91 84 57

Lluna 99 96 93 97 91 74

Aire --- --- --- --- 75 63

1) Identifiqueu similituds i diferències entre el moviment d’un astronauta fora de la nau i el d’una persona llançada des d’un avió.

2) Segons la Llei de Gravitació, F = -G Mm/r2, la Terra atrau tant una pedra que es llança, com a la Lluna. Per què no cau al terra la Lluna, com la pedra?

3) Si la Terra també atrau les molècules dels gasos de l’aire, per què no acaben totes al terra?

Com són possibles els % d’errades elevats en conceptes bàsics en persones que han rebut instrucció sistemàtica?

Com expliquem que no hi haja diferències importants entre alumnes de cièncias i de lletres o de nivell acadèmic diferent?

Com evitar aquesta situació?


El problema no és nouEl problema no és nou

B. Russell: “Vaig interrompre la meua formació per anar a l’escola”

Pauling “Quasi abandone per culpa del primer cicle universitari”

– Físics formats amb Feynman Lectures on Physics... “L’experiment ha estat un fracàs. Les classes eren inútils,

llevat dels pocs casos en què eren innecessàries!”


Les TIC faciliten la construcció del coneixement i el Les TIC faciliten la construcció del coneixement i el reforçament de vincles: llenguatges / descripcionsreforçament de vincles: llenguatges / descripcions

E/A de les Ciències: tasca complexaE/A de les Ciències: tasca complexa


PER / FER: L’Art i la Ciència de PER / FER: L’Art i la Ciència de l’Ensenyament per a l’Aprenentatgel’Ensenyament per a l’Aprenentatge



PER / FERPER / FER Relacionada amb altres ciències:

Psicologia Pedagogia Didàctica general Neurociències Ciència de la cognició Epistemologia, Història i Filosofia de la Ciència ...

– Per exemple: aspectes cognitius i de neurociències• aprenentatge• memòria• llenguatge• desenvolupament cognitiu• ...

Però... Problemàtica específica Didàctica específica


Recerca o Investigació en l’acció?Recerca o Investigació en l’acció? Exemple: Estudi i anàlisi dels estàndards existents per a

classificar els objectes d’aprenentatge en un entorn universitari.

– ...suposo que el tema és suficientment ric i està suficientment inexplorat com per a realitzar una tesis doctoral que aporti noves dades o conclusions a la temàtica.

– Tanmateix, em pregunto si hi ha suficient “corpus” teòric com per desenvolupar una recerca que no caigui en el perill de ser massa propera a allò que definiríem com a “innovació docent”.

Investigació en l’acció en l’aula: no té l’estructura formal, la durada ni els objectius d’un projecte de recerca... Però té impacte sobre les pràctiques docents.


PER / FER: Investigació en l’Ensenyament de les Ciències Experimentals

I + D + I

Disciplina emergent i consolidada

Presente en nombre creixent de campus

– Propostes concretes i provades que milloren el quefer docent

– Imbricada de forma natural amb les TIC

– Converteix al docent en agent conscient del procés d’E/A: investigador en l’acció


Models / ParadigmesModels / Paradigmes Teories aprenentatge (processos cognitius)

dimensió social associada a l’adquisició del coneixement

Treball grupal actiu a l’aula> major intensitat del procés d’E/A> èmfasi en interacció alum.-prof., comunicació, reflexió

Model teòric: constructivista Professor: de font d’informació a guia d’aprenentatge Estudiants: aprenents actius, (re)construcció dels coneixements

– No s’aprén de veure fer, sinó de fer!– “Tenir informació” o “Saber cercar, interpretar, aplicar...”?


Piaget, Vigotsky, Piaget, Vigotsky, Constructivisme...Constructivisme...

Concepció constructivista de l’aprenentatge:– “Les persones construeixen nous coneixements i comprensió en base

al que ja saben i creuen” Els alumnes arriben a l’aula amb idees prèvies sobre com funciona el món Les idees i coneixements que aporta la instrucció són elaborats,

transformats i interpretats d’acord amb el sistema “fabricat” per cadascú Allò que el subjecte aporta a aquesta construcció “interior” (en funció dels

seus esquemes previs) és almenys tan important com la dada “exterior”

Les concepcions alternatives:– són resistents a la desaparició mitjançant estratègies d’ensenyament

tradicionals– són sovint semblants a les explicacions que sostenien generacions de

científics anteriors– el professorat pot tenir-les també, igual que els estudiants


Exemple: eExemple: ensenyar la física modernansenyar la física modernaArons (Introductory Physics Teaching)

Propostes d’introduir aspectes de física moderna als estudiants

Somnis d’aprenentatge accelerat: injectar els resultats de la mecànica quàntica, física nuclear i d’altes energies, etc., en primers cursos universitaris o fins i tot en secundària.

A la vista del que ja sabem (desenvolupament cognitiu i formació de conceptes), és dubtós que siga possible l’aprenentatge genuí i la comprensió en estudiants joves.

– Es conrea la memorització cega de resultats finals, que es fan servir en exercicis artificial i dels quals s’examinen en forma de “record banal”.

No caure davant la pressió sobre continguts No forçar els estudiants a memoritzar resultats finals sense comprensió

Més útil/pràctic memoritzar rius i capitals, que enunciar resultats finals i “aprendre” sobre quarks, gluons, hadrons, mesons, leptons, color, encant...


Instruments d’investigacióInstruments d’investigació(qualitativa / quantitativa)(qualitativa / quantitativa)

Xarxes d’anàlisi (textos...)

Qüestionaris (professors, estudiants) oberts, semioberts, tancats

Entrevistes (a professors, estudiants) semiestructurades, obertes

Tests:0) estadaritzats 1) de resposta múltiple2) de resposta oberta 3) de lliurament de materials

Hipòtesis de treball i Metodologia per a la seva contrastació empírica?


Utilització d’un concepte bàsic sense comprensió: Utilització d’un concepte bàsic sense comprensió: influeix en l’E/Ainflueix en l’E/A

Fracàs elevat Conceptes diferents que convergeixen en un

domini determinat (força, moviment, càrrega…)Concepcions acientífiques

dels estudiants

Exemple de metodologia PER / FERExemple de metodologia PER / FER

Inici: un problema d’E/A ben definit


Dificultats epistemològiques / històriques en ladefinició i desenvolupament del concepte?

Disseny de millors estratègies d’E/A

Anàlisi de l’E/A

1r

2n

3r

- Quins factors influeixen en aquest problema d’E/A?- Com podem superar (parcialment) les dificultats d’E/A?


Hipòtesis

Imatge poc científica de la ciència

L’E/A no té en compte els resultats de PER / FER

Conseqüència: dificultats d’aprenentatge dels estudiants.

Algunes són semblants a les que van aparèixer en la construcció de la part de la ciència que s’hi treballa a l’aula.

Anàlisi

Textos Docents Estudiants


Deficiències epistemològiques en Deficiències epistemològiques en textos, professors, estudiantstextos, professors, estudiants

No consideren…

- problemes que van justificar la introducció de conceptes(Per exemple, el càlcul diferencial)

(visió aproblemàtica) - significat físic i les mancances qualitatives en el

desenvolupament dels conceptes (visió lineal acumulativa)

- processos d’unificació en Ciència (visió analítica)

- la naturalesa hipotètica i els límits de les teories (visió acrítica)


També s’investiguen altres També s’investiguen altres componentes del procéscomponentes del procés d’E/Ad’E/A

Disseny del curs: estructuració (seqüència i continguts temàtics)

Programaguia d’activitats– Temes específics

mecànica, electromagnetisme, relativitat, CTSA, etc.

Estratègies didàctiques– Resolució de problemes (llapis i paper)– Simulacions

Modelització, Applets, Programes específics– Experiments (ExAC)– Posades en comú, difusió, debats...

Avaluació


Qüestions de recercaQüestions de recerca

L'avaluació com a instrument d’impuls a l'aprenentatge Problemes de “llapis i paper” en l'ensenyament de les

ciències ...

– Sempre tenint en compte que... Aprendre un grapat de coneixements inconnexos no és suficient:

– cal aprendre amb comprensió: transformar la informació factual en coneixement utilitzable

Cal organitzar la informació en una estructura conceptual que permeta una major transferència:

– aplicar allò après a situacions noves– aprendre informació relacionada més ràpidament


Efectes mesurablesEfectes mesurablesdels resultats de PER / FERdels resultats de PER / FER

Es millora la comprensió conceptual i la motivació I la memòria de llarg termini Es desenvolupen habilitats cognitives d’ordre superior

Analitzar, explorar, discutir... Una millor actitud cap a la Física...


Millores en la comprensió del grup Millores en la comprensió del grup experimental d’estudiantsexperimental d’estudiants

0

20

40

60

80

100

Í1 Í2 Í3 Í4 Í5 Í6 Í7 Í8

Anàlogament: en expectatives, actituds…Anàlogament: en expectatives, actituds…

Grup de control

Grup experimental


Interessos personals de recercaInteressos personals de recerca

Aplicació de les TIC a E/ASimulacions...ENPtic@’tDesenvolupament de materials

curriculars (matemàtiques UOC)...


Ubiquitous Drawing Errorsfor the Simple PendulumTHE PHYSICS TEACHER Vol. 43, October 2005◆


Les TIC permeten:- confecció- adaptació- actualització

- permanent (en temps real)

del llibre de text:- digital- col·lectiu- personalitzat

i també la interacció:- professor-alumne- alumne-alumne- alumne-procés d’E/A

Qüestionar pràctiques

docents habituals.

Innovació pedagògica.


En l’E/A, en contra del que diuen En l’E/A, en contra del que diuen els llibres (la tradició)...els llibres (la tradició)...

... el sol no ix sempre per l’Est... el sol no ix sempre per l’EstEs poden fer servir les TIC per a la promoció de la Es poden fer servir les TIC per a la promoció de la

recerca dels docents i dels discentsrecerca dels docents i dels discents

Cap a un nou concepte de “llibre de text”...


Web de E/A de físicaWeb de E/A de física

http://www.fisica-basica.net

Exemple: portal de recursos... cap a l’(hiper)llibre de text digital / col·lectiu / viu / personalitzat


Previsions de futurPrevisions de futur

Reconeixement de l’àrea de recerca Sexennis

Redisseny de cursos, metodologies, coordinació...

Missions impossibles: FPB, IFPN


ConclusionsConclusions Educació de qualitat: repte a professors i investigadors

– * el professorat actua en funció de la bona voluntat i la intuïció

Cada vegada hi ha més recerca – I innovació feta amb la intenció d’avaluar-la

– Amb molta empenta i alguns resultats ben establerts preconcepcions disseny (materials, metodologies...) que milloren l’E/A influència dels prejudicis dels professors sobre les qualificacions influència de l’entusiasme inicial del professor sobre els resultats ...

Un grup PER / FER en cada Departament?


Art o Ciència?Art o Ciència? ...one thing educational theory has been

unable to address is the possibility of multiple theoretical perspectives, the possibility that there is no one taxonomy, set of standards, methodology, etc., that will define The Way to do education.

We need to move beyond consensus, beyond sameness...

Stephen Downes (22/09/2006)


Gràcies per l’atenció!Gràcies per l’atenció!

l’art i la ciència de l’ensenyament per a l’aprenentatge

Documents