HUMANIDADES Y CIENCIAS SOCIALES: INVESTIGACIÓN

Enseñar ciencias naturales es también ocuparse de la lectura y del uso de nuevas tecnologías

 

Maturano, Carla Inés; Soliveres, María Amalia; Perinez, Cinthia; Álvarez Fernández, Iris*

*Universidad Nacional de San Juan, Argentina.
Contacto: cmatur@ffha.unsj.edu.ar

Este artículo surge como resultado de las investigaciones realizadas en el marco del Proyecto de investigación: «La lectura y la escritura en el aprendizaje de las Ciencias Naturales» (Financiado por cicitca, Universidad Nacional de San Juan).
Presentado el 23/12/2015 y
admitido el 23/05/2016.

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Resumen

En este artículo presentamos una propuesta innovadora que permite abordar el concepto de energía a través de una integración de tareas de lectura y uso de nuevas tecnologías en el aula de Ciencias Naturales. Diseñamos e implementamos un taller con estudiantes de educación secundaria con el objeto de explorar las transformaciones y transferencias de energía en procesos cotidianos. Incluimos en el artículo las actividades diseñadas para favorecer de manera no tradicional la comprensión del material escrito seleccionado y para promover la multialfabetización de los estudiantes mediada por la lectura y el uso de simulaciones. Los resultados sugieren que la lectura grupal guiada, el uso creativo de applets y la producción de textos breves relacionados con los contenidos científicos han ayudado a los estudiantes a analizar qué ocurre con la energía en diferentes interacciones, lo cual favorecería la comprensión del contenido disciplinar y, en consecuencia, el aprendizaje del mismo.

Palabras clave: Enseñanza; Ciencias Naturales; Energía; Lectura; Simulaciones.

Abstract

Teaching natural sciences is also dealing with reading and the use of new technologies

In this article we present an innovative proposal that allows the approaching of the concept of energy by an integration of reading tasks and the use of new technologies in the science class. We designed and implemented a workshop with students of secondary education in order to explore the transformations and transfers of energy in everyday processes. We include in this article the activities designed to favour comprehension of the selected written material in a non-traditional way and to promote the multiliteracy of the students mediated by reading and the use of simulations. The results suggest that the group guided reading, the creative use of applets and the production of short texts related to the scientific content have helped students analyze what happens to energy in different interactions, which would improve comprehension of the discipline contents and, consequently, its learning.

Keywords: Learning; Natural Science; Energy; Reading; Simulations.

Resumo

Ensinar ciências naturais é também atender à leitura e o uso de novas tecnologias

Neste artigo apresentamos uma proposta inovadora que permite abordar o conceito de energia através de uma integração de tarefas de leitura e uso de novas tecnologias na sala de aulas de Ciências Naturais. Nós planificamos e implementamos uma oficina com estudantes de ensino secundário com o fim de explorar as transformações e transferências de energia em processos cotidianos. Incluímos no artigo as atividades planejadas para favorecer de maneira não tradicional a compreensão do material escrito selecionado, e para promover a multialfabetização dos estudantes mediada pela leitura e pelo uso de simulações. Os resultados sugerem que a leitura grupal guiada, o uso criativo de applets e a produção de textos curtos relacionados com os conteúdos científicos têm ajudado aos estudantes a analisar o que acontece com a energia em diferentes interações, o que favoreceria a compreensão do conteúdo disciplinar e, por conseguinte, a sua aprendizagem.

Palavras-chave: Ensino; Ciências Naturais; Energia; Leitura; Simulações.

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I. Introducción

El aprendizaje de las Ciencias Naturales supone el desarrollo de ciertas habilidades de pensamiento relacionadas con la lectura que se deberían promover en el contexto formal del aula, ya que el procesamiento de los contenidos en esta área tiene características propias que no permiten suponer que las habilidades específicas necesarias para su comprensión hayan sido logradas en las clases de Lengua.
En la actualidad, el aprendizaje de las Ciencias Naturales requiere ampliar el concepto de alfabetización más allá del lenguaje verbal, proponiendo una multialfabetización que incluya, tanto la alfabetización tradicional como la visual, la tecnológica y la digital o multimedia, atendiendo a la multiplicidad de modos en que disponemos actualmente de la información (Azinian, 2009).
Proponer en el aula de Ciencias Naturales tareas de enseñanza y de aprendizaje que tengan en cuenta las características distintivas del texto de ciencias (léxico específico, tipos de texto, propósito de lectura, entre otros) no es una tarea sencilla para los docentes disciplinares que no han sido preparados para este desafío en su formación inicial (Lotti de Santos et al., 2008). Por esto, generalmente se limitan a proponer tareas en las que predominan actividades de reproducción que no contribuyen a la comprensión profunda de un texto (Solé y Castells, 2004; Soliveres et al., 2015).
Teniendo en cuenta lo mencionado, diseñamos y aplicamos una propuesta de multialfabetización para alumnos del nivel secundario con el objeto de promover la enseñanza de conceptos científicos (como la energía y otros conceptos asociados) en una propuesta innovadora que conjuga la alfabetización tradicional, mediante la lectura de textos disciplinares, con la alfabetización visual, la tecnológica y la multimedia, mediante estrategias no tradicionales de lectura y el uso de software de simulación de experimentos.

II. Marco teórico

La energía es un concepto fundamental en la enseñanza de las Ciencias Naturales en el nivel secundario. La relevancia de este tema se relaciona con su fuerte contenido interdisciplinar ya que atraviesa los programas de varias disciplinas, a la vez que adquiere gran importancia en las relaciones Ciencia – Tecnología – Sociedad – Ambiente (Bañas et al., 2011). Alzugaray et al. (2010) sugieren que algunos conceptos como el de energía, si bien son utilizados corrientemente, representan un obstáculo para su interpretación, especialmente cuando los estudiantes ponen en práctica sus conocimientos frente a situaciones problemáticas. Adjudican estas dificultades al grado de abstracción y al conjunto de significados previos demandados sobre los que se construye este concepto. En algunos estudios se detallan otros factores negativos que impactan en su enseñanza como el tratamiento que se le da en los textos y las concepciones de los docentes, que con frecuencia no distinguen los conceptos cotidianos y científicos en las definiciones y relaciones vinculadas con la energía (Núñez et al., 2004).
La enseñanza habitual de este concepto suele limitarse a una introducción de las ideas de energía, trabajo y calor y a establecer el principio de conservación de la energía (Dómenech et al., 2001). Sin embargo, se ha demostrado que esta orientación no es adecuada para proporcionar una idea general correcta de la energía, ni de sus transferencias, transformaciones, conservación y degradación (Rubio Pinto, 2012). En consecuencia, es necesario buscar nuevas estrategias de enseñanza para abordar el concepto de energía que optimicen los recursos didácticos disponibles tendiendo a favorecer los aprendizajes. Estas estrategias implicarían desarrollar en la clase de ciencias tareas de lectura y de uso de nuevas tecnologías mediadas por el manual o libro de texto escolar y el software didáctico específico para enseñar Ciencias Naturales disponible en la web.
La lectura ocupa un lugar fundamental en las clases de Ciencias Naturales, aunque no siempre se le presta la atención que esta tarea requiere. El docente no debería suponer que la comprensión de un texto por parte del estudiante se dará sin su intervención. Por el contrario, el docente debería proponer actividades acordes al texto para favorecer la comprensión del material escrito.
Para proponer tareas de lectura en el aula, el docente debería seleccionar el texto que mejor se adapte a los propósitos de aprendizaje. En lo que se refiere a temas como la energía, esta no es una tarea sencilla puesto que, tal como sugieren Núñez et al. (2004), el tratamiento que se le da al concepto de energía y sus propiedades relacionadas en los manuales escolares de nivel secundario es a veces inadecuado. En su investigación detectaron que muchos manuales presentan un concepto de energía incompleto en su definición, por ejemplo, como la capacidad de realizar trabajo. Esto indicaría que el proceso de selección del texto a utilizar en el aula y la forma en que presenta los contenidos es uno de los aspectos que adquieren relevancia y que debería resolver el docente usando su conocimiento de la disciplina. Una vez seleccionado el texto, el desafío es promover actividades que ayuden a los estudiantes a construir significados partiendo de sus ideas previas. Márquez y Prat (2005) destacan la lectura del libro de texto de ciencias como parte de los procesos de enseñanza y de aprendizaje, señalando la importancia de que los alumnos establezcan relaciones entre los conceptos que se expresan en el texto y los conocimientos adquiridos en otras situaciones. Para esto sugieren que sea el profesor quien tienda puentes para relacionar todas las actividades del aula con el objetivo de conseguir que cada alumno vaya construyendo conocimiento según sus posibilidades.
Para favorecer la comprensión lectora de textos de Ciencias Naturales, diversos autores (Gispert y Ribas, 2010; Soliveres et al., 2011) sugieren organizar las tareas relacionadas con la lectura en tres momentos:
Prelectura: incluye el análisis de la información paratextual para hacer hipótesis sobre el contenido del texto, anticipar el tema y activar conocimientos previos. Una estrategia útil en esta etapa es la propuesta por Ogle (1990) que promueve la discusión grupal en torno a los interrogantes «¿Qué sabemos? ¿Qué queremos saber?»
Lectura: organizada en dos instancias que incluyen una lectura global, para confirmar o rechazar las hipótesis planteadas en la etapa de prelectura, y una lectura por párrafos para procesar la información en detalle y establecer relaciones entre los conceptos.
Poslectura: constituida por actividades que permitan a los estudiantes mostrar su comprensión del texto y/o que posibiliten la detección de posibles fallas en la comprensión que exijan revisar lo leído.

Otro aspecto contemplado en esta propuesta para dar respuesta a la necesidad de una multialfabetización es el uso de nuevas tecnologías en la enseñanza y el aprendizaje de las Ciencias. Si bien hay muchos recursos disponibles, algunos de estos resultan especialmente sencillos y se adaptan para que los estudiantes interactúen de manera creativa. Las pequeñas simulaciones o applets, que pueden usarse como instrumentos para resolver una actividad, permitirían favorecer los aprendizajes dado que introducen cambios respecto de la motivación y de los procesos cognitivos de los estudiantes (Santos y Stipcich, 2009). Según Sierra Fernández (2005), las simulaciones pueden concebirse desde una doble perspectiva: como un espacio intermediario que facilitaría la relación entre la realidad y las teorías o modelos, y como instrumento que permite la manipulación de modelos facilitando la construcción de conocimientos conceptuales y procedimentales. En el caso de las simulaciones seleccionadas para esta propuesta (disponibles en http://phet.colorado.edu/es/), esta doble perspectiva se fundamenta por un lado, en la necesidad de ayudar a los estudiantes a relacionar los procesos cotidianos concretos con los conceptos abstractos relacionados con la energía y, por otro, en el manejo de materiales de manera similar al de una experimentación, que se complementa con una interpretación acorde con el modelo utilizado.
Desde esta perspectiva, este trabajo se centra en el diseño y aplicación de una propuesta innovadora que aborda el concepto de energía, sus transferencias, transformaciones, conservación y degradación, integrando actividades de lectura y uso de recursos tecnológicos desde un enfoque diferente al que tradicionalmente se hace en el aula de Ciencias Naturales.

III. Metodología

Tomando como base lo anteriormente expuesto, diseñamos y llevamos a cabo una actividad con la modalidad de taller para acercar a los estudiantes al concepto de energía mediante tareas de lectura y uso de simulaciones en computadora.
La propuesta se enmarcó en un taller destinado a alumnos de ciclo básico de la educación secundaria de la provincia de San Juan (Argentina). La duración aproximada del taller fue de tres horas reloj. Los estudiantes que participaron provenían de dos instituciones educativas de San Juan ubicadas en la capital y en una zona suburbana, respectivamente. Durante el taller dispusieron de computadoras en forma personal para el desarrollo de la experiencia.
El objetivo general fue que los estudiantes aprendieran acerca de la energía «haciendo», lo cual, en el marco de las estrategias propuestas, implica pensar, producir y participar interactuando tanto con los docentes y los compañeros como con los contenidos a través de la lectura y las simulaciones de procesos naturales y tecnológicos a través del software Phet. Con este fin, diseñamos una guía de lectura y trabajo grupal en torno a un texto extraído de un manual escolar (Barrio Pérez et al., 2008), en cuya selección se tuvo en cuenta el tratamiento que presenta sobre el concepto de energía.
Las actividades propuestas para el desarrollo del taller tuvieron como objetivos disciplinares específicos que los estudiantes logren: (a) analizar en detalle qué ocurre con la energía cuando un sistema experimenta transformaciones debido a las interacciones con otros sistemas o a interacciones entre sus partes y (b) explorar las transformaciones y transferencias de energía en diferentes procesos utilizando las simulaciones en computadora «Energía: Formas y Cambios» (disponibles en http://phet.colorado.edu/es/).
El taller se organizó en tres etapas, correspondientes con los tres momentos de la lectura ya mencionados, de la siguiente manera:
1) Prelectura: En esta etapa, el docente guía a los estudiantes para comenzar a abordar el tema a través del análisis del paratexto. El docente promueve la discusión con el propósito de que los estudiantes logren anticipar el contenido del texto y hacer surgir las ideas previas. En primer lugar, se lee el título: La energía y se observan las imágenes. Luego el docente indaga sobre «¿Qué sabemos de la energía?» y anota las ideas de los estudiantes en el pizarrón. Finalmente se buscan categorías que permitan organizar conceptualmente la información escrita en el pizarrón y se forman grupos de conceptos e ideas correspondientes a un mismo campo semántico en relación con la energía.
2) Lectura: Este momento se podría separar en dos etapas: una de lectura global individual y otra de lectura detallada por párrafos guiada por el docente en la que participa toda la clase. En el Cuadro 1 se muestran las preguntas diseñadas para guiar el análisis del texto en la etapa de lectura por párrafos. Para cada párrafo se muestran las ideas del texto y las preguntas que formuló oralmente el docente a los estudiantes. Las preguntas indicadas en dicho cuadro no se formularon en orden estricto durante la experiencia ya que constituyen una guía para propiciar el análisis. En cada caso, la intervención del docente depende de las respuestas anteriores de los estudiantes, de sus intereses, de sus conocimientos previos, de los propósitos de la lectura, entre otros factores. En algunas situaciones podrían ser necesarias más o menos intervenciones del docente, según el grado de aprendizaje y participación que el docente vaya evaluando en la dinámica áulica.
3) Poslectura: En esta etapa se integra y aplica lo aprendido a través de dos tareas: (a) utilización de las simulaciones que permiten experimentar con diferentes objetos, analizar cómo se transfiere y se transforma la energía y construir un sistema propio usando diferentes fuentes de energía. Las consignas mediante las cuales el docente fue guiando a los estudiantes en esta tarea se incluyen en el Cuadro 2; (b) producción de un texto escrito breve que resuma las ideas aprendidas en el taller y explique el funcionamiento del sistema ideado con la simulación utilizando los conceptos: transformación, transferencia, conservación y degradación en torno a la noción de energía.

Cuadro 1. Preguntas-guía para el análisis del texto en la etapa de lectura por párrafos

Cuadro 2. Guía de actividades de poslectura. Uso de simulaciones

Esta secuencia de clase está basada en un enfoque no tradicional en el aula de Ciencias Naturales, por cuanto integra tareas que los estudiantes sólo suelen realizar en las clases de Lengua para abordar textos no-científicos. Destacamos como novedosa la propuesta de lectura organizada en etapas, la inclusión de actividades que no promueven la memorización sino la realización de inferencias, el acompañamiento del docente en todos los momentos de la clase guiando el análisis y la discusión, la inclusión del uso creativo de nuevas tecnologías, la integración de la escritura como modo de aprender el contenido científico, entre otros aspectos. A continuación se presentan algunos resultados obtenidos al aplicar esta propuesta de trabajo en el taller.

IV. Resultados obtenidos

Los datos obtenidos surgieron del análisis del desempeño (intervenciones orales durante el taller, trabajo grupal, producción escrita) de los estudiantes que participaron de la experiencia. Este desempeño fue registrado por escrito por un observador no participante y grabado en audio. Los resultados que se presentan en este artículo se limitan a resumir algunos de los aspectos más destacados de la aplicación de la propuesta. Los alumnos participaron de forma activa durante la jornada de taller, realizando las actividades planteadas. Si bien el grupo de estudiantes resultó bastante heterogéneo en cuanto a su procedencia, tal como se explicita al describir la muestra, mediante la propuesta pudieron integrarse en la dinámica del aula y participar en conjunto en la construcción de una visión más completa del tema abordado.
Durante la etapa de prelectura, destacamos que los estudiantes no dieron una definición formal de la energía y se limitaron a expresarse utilizando palabras cotidianas en relación con las preguntas planteadas acerca de qué saben de energía, tales como: sirve para diferentes cosas; es necesaria para vivir; entre otras respuestas. Esto llevó, en la etapa de lectura, a profundizar la discusión especialmente en el análisis de los dos primeros párrafos del texto buscando que los estudiantes replanteen sus ideas cotidianas e intenten construir un conocimiento más cercano al punto de vista científico.
Respecto de la etapa de lectura, resaltamos la mención de ejemplos por parte de los estudiantes que fueron reutilizados por el docente para su análisis. Así, para analizar las nociones de transformación y transferencia se discutió en base al ejemplo propuesto por un alumno de lo que sucede con la energía durante el funcionamiento de una calculadora. A su vez, cuando relacionaron sus ideas explicitadas durante la etapa de prelectura con la definición de energía presentada en el texto, los estudiantes lograron relacionar la nueva información con lo que habían expresado al comienzo del encuentro. No se observaron dificultades en las tareas vinculadas con los cambios en los sistemas materiales, con las formas de energía, con el significado de interacción, entorno, entre otras tareas propuestas. Sin embargo, destacamos problemas a nivel de conocimiento del léxico que tuvieron que abordarse durante el taller, tales como el desconocimiento de los siguientes términos: «magnitud escalar», que relacionaron con una escalera; «conservación», que vincularon con la idea de mantener en buen estado algún objeto y «degradación», que manifestaron desconocer. Las preguntas que el docente fue planteando permitieron profundizar el tratamiento de las ideas del texto y de las relaciones entre éstas.
En relación con la etapa de poslectura, cuando los estudiantes interactuaron con la simulación, se mostraron motivados y trabajaron activamente y con soltura en el manejo de la computadora, aunque necesitaron ayuda para relacionar los conceptos aprendidos con los sistemas que armaron a través de la simulación. Comentaron que usualmente usaban las computadoras, aunque no para actividades escolares. Las producciones escritas que elaboraron en esta etapa constituyen una explicación de los procesos energéticos en estudio y para redactarla, muchos estudiantes debieron recurrir nuevamente al texto, lo cual era uno de los objetivos de esta tarea de cierre. Las dificultades en este caso se asocian con la detección de fallas en la coherencia en algunos de los textos escritos por los estudiantes, lo que reafirmaría la necesidad de proponer asiduamente en el aula tareas de escritura en el ámbito disciplinar.

V. Reflexiones finales

Los resultados obtenidos de la aplicación de esta propuesta de trabajo indican que las estrategias planteadas en las guías han ayudado, entre otros aspectos, a: (a) aprovechar los elementos paratextuales provistos en el libro de texto para generar, en la etapa de prelectura, anticipaciones sobre el contenido científico en relación con los conocimientos previos de los estudiantes. Esta actividad estaría contribuyendo a la alfabetización tanto verbal como visual de los estudiantes, ya que supera la mera observación de imágenes y promueve un análisis de su contenido; (b) acompañar al estudiante durante la etapa de lectura propiamente dicha, contribuyendo a la alfabetización verbal, visual y científica a través de la orientación del docente en el análisis de los recursos lingüísticos utilizados en el texto en diferentes niveles (palabras, ideas, relaciones entre ideas) para favorecer la comprensión y el aprendizaje de los contenidos disciplinares. Las actividades de esta etapa ayudaron a los estudiantes a construir el conocimiento científico, adquiriendo el docente un papel no tradicional en la medida en que no se limita a evaluar la comprensión de lo leído sino que guía la lectura; (c) integrar y aplicar lo aprendido, superando la alfabetización tradicional e incluyendo el trabajo con recursos tecnológicos y multimediales, a través del software seleccionado y la producción de textos en la etapa de poslectura. En esta etapa, los estudiantes interactuaron con las simulaciones logrando producir un texto que muestra la comprensión y la producción logradas.
Para concluir, destacamos la importancia de que las tareas de lectura sean planificadas de antemano a partir de un análisis pormenorizado del texto seleccionado y de que sean guiadas por el docente durante la clase, buscando obtener resultados favorables, tanto en lo que se refiere al aprendizaje y alfabetización como a la participación del estudiante. El análisis de los conceptos científicos realizado en la experiencia que describimos, involucró a los estudiantes de manera activa en la construcción de significados, partiendo de sus conocimientos previos. La utilización de simulaciones actuó como factor altamente motivador y la interacción con el software que se planteó sirvió de guía, a la vez que dejó lugar a la creatividad a la hora de aprender. Concluimos retomando lo expresado por Romero et al.(2009) cuando afirman que «además del desconocimiento y la lenta incorporación que han tenido las tecnologías de la información a las aulas, tampoco las prácticas educativas resuelven las deficiencias que se presentan en torno a la lectura y la escritura, pues tradicionalmente han privilegiado la transmisión de saberes fragmentados a través de las diferentes disciplinas, desconociendo al estudiante como portador de conocimientos, de un contexto sociocultural y de experiencias previas, lo cual determina la construcción y generación de conocimiento.» (p. 64). Asumir la necesidad de solucionar este problema, implica replantear la enseñanza de las ciencias, como se propone en este artículo, desde otra mirada en torno a los procesos educativos, integrando en las tareas del aula la multialfabetización en todos sus aspectos.

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