Evaluar las predicciones en ciencias

by: D-Eva Project

Dentro de la amplia variedad de actividades que se pueden llevar a cabo con las simulaciones, cabe destacar aquellas basadas en las predicciones. Mediante éstas, el alumnado puede elaborar una predicción para un fenómeno específico, pensando “¿Y si…?”. Estas actividades se suelen denominar POE (Predecir, Observar, Explicar).

En el caso de la simulación “Circuit construction kid”, el/la profesor/a puede proponer a los/a las estudiantes distintas situaciones mediante la combinación de bombillas, cables y pilas. Esta actividad se puede enmarcar en diversas situaciones de la vida cotidiana, como por ejemplo la instalación eléctrica de una casa o los componentes eléctricos de un robot o un juguete.

En esta actividad, el alumnado debe predecir lo que creen que va a pasar: la bombilla se iluminará (sí/no), la bombilla brillará más que antes. Da lugar a un enfoque cualitativo, puesto que el alumnado no tiene que calcular ni utilizar números, sino que debe razonar en términos de “más/menos”. Esta actividad también puede incluir explicaciones sobre cómo la bombilla brillará más / menos / no brillará en términos del movimiento de los electrones.

De este modo, se ponen de manifiesto situaciones no intuitivas, en las cuales se generan la mayoría de las concepciones alternativas alrededor del tema científico.

Keywords

Preguntas, modelaje, predicción, experimento

Justificación del problema

La educación científica está estrechamente vinculada con hacerse preguntas, la investigación y los experimentos en laboratorios. Dichos experimentos juegan un papel importante en la formación de maestros/as, puesto que permiten a los alumnos: • Aumentar su conocimiento de contenidos (construyendo y refinando los modelos científicos para explicar los fenómenos naturales que nos rodean) • Aumentar su conocimiento de contenidos pedagógicos (identificando las concepciones alternativas más comunes y explorando estrategias para mejorar la comprensión que los niños y las niñas tienen sobre dichos fenómenos naturales) • Aumentar su conocimiento epistemológico (comprendiendo cómo funciona la ciencia y cuál es la base de la ciencia escolar) A pesar del gran valor de los experimentos manipulativos, en ocasiones algunos de estos no se pueden llevar a cabo en el contexto de la formación del profesorado, a causa de distintas razones: • Falta de infraestructuras (los laboratorios son, a menudo, pequeños y no se puede garantizar la distancia de seguridad) • Falta de materiales (muestras de tejidos, aparatos electrónicos, reactivos químicos, etc.) • Falta de tiempo (algunos experimentos son muy lentos o requieren de mucho tiempo) • Riesgos (algunos experimentos pueden ser peligrosos, especialmente aquellos que precisan el uso de ácidos fuertes, electricidad de alto voltaje, materiales radioactivos, etc.) Las simulaciones virtuales podrían ser una solución. Actualmente, existe una gran variedad de simulaciones adaptadas a distintas edades y temáticas científicas relacionadas con la química, geología, física, biología, además de con las matemáticas, ingeniería, ciencias sociales, etc. A continuación, se presenta una simulación específica, denominada “Circuit construction kid”, dirigida a alumnado de entre 10 y 16 años: https://phet.colorado.edu/en/simulations/circuit-construction-kit-dc

Competencias

Las simulaciones educativas pretenden fomentar un seguido de competencias científicas: • La capacidad de diseñar pequeñas investigaciones mediante la definición y el control de variables. • La capacidad de elaborar explicaciones sobre fenómenos científicos presentados en las simulaciones. • La capacidad de perfeccionar las ideas propias a la luz de nuevas evidencias obtenidas en la investigación.

Estrategias de evaluación e instrumentos

Las actividades basadas en las predicciones con simulaciones permiten implicar al alumnado en la evaluación formativa, puesto que detrás de cada predicción que hacen, existe un tipo de razonamiento o un modelo mental. La predicción fuerza al/a la estudiante a expresar dichos modelos mentales, que en otro escenario podrían quedar camuflados detrás de un supuesto rigor de cálculo u operaciones matemáticas.

Criterios de evaluación

Puesto que la simulación es online y en tiempo real, el alumnado puede comprobar su predicción en cualquier momento. Como resulta evidente, debemos evitar un enfoque simplista basado en lo “correcto” y lo “incorrecto”, y tampoco en “cuántas respuestas he adivinado”, como si de un juego de apuestas se tratase. Existen distintas estrategias para fomentar que el alumnado revise sus propios modelos mentales mediante la predicción. En el caso de la actividad que se propone, deben contestar: “¿qué parecido y qué diferencias hay entre la predicción y los resultados obtenidos?”. En el caso concreto de la simulación de los circuitos eléctricos, el debate posterior a la experimentación se podría basar en el comportamiento de las cargas eléctricas del experimento.

Descripción del feedback

Some of simulation platforms are: • https://phet.colorado.edu/ (free without registration) • https://concord.org/ (free with registration) • https://www.brainpop.com/ (partially free, partially payment) • https://wp.labster.com/ (payment, with some free demos)

Type of digital tools

Algunas de las plataformas más utilizadas para hacer simulaciones son las siguientes: • https://phet.colorado.edu/ (gratuita sin registro) • https://concord.org/ (gratuita con registro) • https://www.brainpop.com/ (parcialmente gratuita, parcialmente de pago) • https://wp.labster.com/ (de pago, con algunas demostraciones gratuitas)

Niveles de posible transformación digital

Accessible and available: developed lots of times, easy and known

Ejemplo de un caso

En el programa del tercer curso de la formación inicial del profesorado, el alumnado participa en una asignatura de educación científica. En dicha asignatura, el alumnado debe aprender tanto los contenidos científicos de educación primaria, como el conocimiento pedagógico para convertirse en profesores/as (y, por lo tanto, profesores/as de ciencia).

Referencias

Rutten, N., Van Joolingen, W. R. & Van Der Veen, J. T. (2012). The learning effects of computer simulations in science education. Computers & education, 58(1), 136-153. DOI:10.1016/j.compedu.2011.07.017

Wieman, C. E., Adams, W. K., Loeblein, P. & Perkins, K. K. (2010). Teaching physics using PhET simulations. The Physics Teacher, 48(4), 225-227. DOI:10.1119/1.3361987

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