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La primera parte del título –‘modelos científicos escolares’– puede causar extrañeza. En cambio, la segunda–‘el caso de la obesidad humana’–, a todos queda claro su significado. Y éste adquiere, particular importancia dados los altos índices de obesidad que presentan la población infantil y juvenil en México. Pero, ¿qué tienen que ver los modelos científicos con el ámbito escolar? ¿No es uno el ámbito de la ciencia y otro el de lo escolar? Y en el caso particular de la obesidad humana ¿No es ello cuestión de expertos nutriólogos, médicos y químicos? No. Los actuales planteamientos epistemológicos de la ciencia como un proceso cognitivo y los avances de la ciencia cognitiva, han borrado esa demarcación tajante entre ciencia y ciencia-escolar. Es una cuestión de gradualidad. Así, el planteamiento de los ‘modelos científicos escolares’; pues en la escuela se hace ‘ciencia escolar’. Este libro responde a tres necesidades: proporcionar un enfoque que contribuya a la prevención de problemas de salud pública; transformar la visión tradicional de las prácticas de enseñanza de la ciencia –expositiva y memorística– para contribuir a un aprender mediante la elaboración de explicaciones sobre fenómenos científicos y; cambiar el significado de “contenido” de la enseñanza, concebido como tema o concepto. Y definir al ‘contenido de la enseñanza’ como la enseñanza de ‘fenómenos científicos con valor educativo’ y adoptar un enfoque basado en problemas.
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... Esta definición de modelo científico, empata con la noción de modelo mental proveniente de la ciencia cognitiva. (López y Mota, 2019) Metodología A partir de la definición de modelo científico dada por Gutiérrez (2014) se construyó el Modelo Científico Escolar de Arribo (MCEA) -mostrado aquí como producto parcial de investigación-, el cual se perfila como la hipótesis directriz de hacia donde se quiere llegar -en términos de modelos-en la explicación de un fenómeno natural con los estudiantes. Para ello, se homogeniza la información que proviene de tres fuentes: curricular, concerniente al programa de estudios de ciencias; estudiantil, referida a las ideas espontáneas de los estudiantes sobre el contenido científico a tratar y; científica que aborda el conocimiento científico erudito, originado en la investigación científica de diversas disciplinas (López y Mota, 2019; López-Mota y Moreno-Arcuri, 2014). ...
Conference Paper
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rea temática 06. Educación en campos disciplinares. Línea temática: Desarrollo curricular-diseño de secuencias didácticas-, innovación educativa y, diseño y evaluación de materiales educativos. Tipo de ponencia: Reportes parcial de investigación. Resumen El presente trabajo tiene la finalidad de aportar una forma crítica-en términos de modelos-de analizar el aprendizaje esperado planteado por SEP acerca de la obesidad. Para ello se utiliza el Modelo Científico Escolar de Arribo-MCEA-como una herramienta teórico-metodológica para establecer las entidades básicas, del modelo nutricional-energético, sus propiedades y las relaciones causales y funcionales que permitieran explicar el fenómeno de la obesidad humana en los términos que el aprendizaje esperado requiere. Con base en ello se identifican las entidades-glucosa, fructosa, ácidos grasos, triacilgliceroles, enzimas, proteínas transportadoras, metabolitos intermediarios y quilomicrones-y sus interacciones, las que son organizadas en un gráfico de acuerdo con los procesos de digestión, absorción y metabolismo celular. Con el uso del MCEA se hace evidente que la explicación del fenómeno de obesidad en su dimensión biológica integra el conocimiento químico y biológico; permite el reconocimiento de las entidades esenciales y sus relaciones causales y funcionales para la explicación del fenómeno de estudio. Pero, también la identificación de las dificultades de comprensión estudiantil,-referidas a las entidades involucradas, sus propiedades, relaciones, así como el nivel de abstracción para representar procesos celulares y nutrientes involucrados. Palabras clave: Didáctica o Enseñanza de las Ciencias, modelos, alimentación o nutrición, obesidad. Puebla 2021 / Modalidad virtual 2 Área temÁtica 06. educación en campos disciplinares Introducción La inclusión de temas relevantes referidos a la salud humana en los programas de estudio de la educación básica-obesidad y sobrepeso-plantean a los profesores retos asociados con la manera de configurar el 'qué enseñar' y el 'cómo abordar' dicho tema en el aula, dos cuestiones centrales de la Didáctica de las Ciencias (Izquierdo, 2008 y Wickmann, 2014). Es por ello que, para abordar el aprendizaje esperado en el primer grado de educación secundaria en la asignatura de Ciencia y Tecnología. Biología y el cual señala que el alumno/a "Explica cómo evitar el sobrepeso y la obesidad con base en las características de la dieta correcta [nuestro énfasis] y las necesidades energéticas en la adolescencia" (SEP, 2017) es necesario tener en cuenta que: a) El tratamiento del cuerpo humano en educación primaria es presentado de manera fraccionada en los libros de texto de Ciencias Naturales Tercer grado (Cervera, Huesca, Luna, Martínez, Portilla, Rodríguez y Solís, 2019) en sistemas-digestivo, respiratorio y circulatorio-revisados de forma independiente, que atienden a la enumeración de órganos y sus funciones desligadas de algún fenómeno en particular como podría ser el crecimiento o la obesidad (López, 2011). Ello es importante como antecedente, pues los estudiantes del nivel secundario tendrán que explicar cómo evitar la obesidad y el sobrepeso, sin concebir el funcionamiento articulado de los sistemas para explicar un fenómeno como el de la obesidad. b) La enseñanza de la ciencia en el aula generalmente se realiza por medio de "palabras-concepto" como si éstas pudieran generar espontáneamente en los estudiantes las ideas científicas de fondo que les permitan interpretar los fenómenos naturales (Izquierdo, 2005). Ello también se relaciona con la forma en como es concebido el contenido de enseñanza a tratar, es decir, conceptos y temas estructurados en la lógica disciplinar sin mediar una transformación didáctica del contenido a ser enseñado, que incluya consideración de las ideas espontáneas de los estudiantes y su visualización como fenómenos de interés científico con valor educativo a ser explicados. c) Las ideas espontáneas acerca de los fenómenos de obesidad y sobrepeso son poco referidos en la investigación educativa-solo se encontraron dos artículos (León-Sánchez, Jiménez-Cruz y Gonzalo, 2015; Velardo y Drummond, 2019) en las fuentes de información a las que se tuvieron acceso. Entonces, fue necesario recurrir a tópicos como: alimentación (España-Ramos, Cabello-Garrido, y Blanco-López, 2014), nutrición-procesos de digestión, absorción y metabolismo celular-Lo anterior, pone de manifiesto dos situaciones: 1) hay una fuerte tendencia al tratamiento de los contenidos biológicos desde los conceptos sin relación con los fenómenos que explican y, 2) la investigación en ideas espontáneas de los estudiantes se ha centrado en los conceptos y poco en fenómenos como la obesidad, que actualmente son de interés por su influencia en la salud. Puebla 2021 / Modalidad virtual 3 Área temÁtica 06. educación en campos disciplinares Con lo antes expuesto, se genera la duda acerca de lo que es posible lograr frente al aprendizaje esperado establecido en los términos señalados por el programa de estudios de Ciencias y Tecnología. Biología (SEP, 2017). De entrada, parece difícil hacerlo, pues se requiere más investigación acerca del pensamiento de los alumnos sobre el fenómeno de obesidad y cómo sucede; además de disponer de propuestas didácticas fundamentadas teóricamente y probadas que sugieran su posibilidad de logro. En consecuencia, el contenido de enseñanza-entiéndase también aprendizaje esperado-es un problema de investigación para la Didáctica de las Ciencias. Más aún cuando se pretende que la población estudiantil construya conocimiento científico escolar para aplicarlo a su vida cotidiana y tomar decisiones con fundamento científico. Ello implica que el proceso de transposición didáctica-del ámbito científico al escolar-sea mucho más complejo, pues se requieren diferentes análisis: de los contenidos científicos involucrados en la explicación del fenómeno, lo que sugiere el programa de estudios en términos de lo que se espera lograr con el abordaje del contenido de enseñanza, así como las ideas espontáneas que tienen los estudiantes al respecto.
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El interés por abordar desde la Didáctica de las Ciencias (DC) el fenómeno de la obesidad humana surge a partir de una demanda actual de salud pública que existe en México. De acuerdo con el Consejo Consultivo de Ciencias (CCC, 2017), “la epidemia de obesidad que enfrenta el país es un reto mayor de salud pública” (p. 1); y señala que, “dejar la solución de un problema de salud como la obesidad (con comorbilidades reconocidas en la diabetes, las enfermedades cardiovasculares y el cáncer), solamente al sector salud, resulta insuficiente” (p. 2). La enseñanza de los contenidos escolares de alimentación y nutrición se ofrece con poca profundidad en la educación básica formal. Con la intención de enfatizar cómo desde la educación se perciben diferentes construcciones cognitivas sobre los temas específicos de la nutrición, es necesario retomar las ideas espontáneas que los estudiantes construyen para dar explicación sobre el proceso de nutrición. Por otra parte, desde una revisión documental del Programa de Estudios de Ciencias I (SEP, 2011) en México para la educación básica secundaria, los estándares curriculares ponen de manifiesto para la categoría Conocimiento Científico en biología el siguiente objetivo: “que el alumno pueda explicar la relación entre los procesos de nutrición y respiración en la obtención de energía para el funcionamiento del cuerpo humano” (Balbuena y Cárdenas, 2011, p. 17). Este referente permanece como resultado a obtener, pero sin existir evidencia procedente de la investigación, que tal objetivo se pueda alcanzar. Por lo tanto, se hace evidente un distanciamiento entre los aprendizajes esperados señalados en el currículo sobre la nutrición y los rasgos que identifican las formas espontáneas de pensar de los estudiantes relativas a la nutrición. Es por esto que nuestro objetivo consiste en proponer una metodología de abordaje al postular un referente apriorístico a alcanzar – Modelo Científico Escolar de Arribo (MCEA)– que explique el fenómeno de la obesidad humana y del cual se deriven criterios teóricos y metodológicos para el diseño, implementación y validación de una secuencia didáctica basada en modelos/ modelización; cuya intención sea que estudiantes de educación básica secundaria comprendan y expliquen dicho fenómeno desde una perspectiva biológico-energética.
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Recently, there has been critiques towards science education research, as the potential of this research has not been actualised in science teaching and learning praxis. The paper describes an analysis of a design-based research approach (DBR) that has been suggested as a solution for the discontinuation between science education research and praxis. We propose that a pragmatic frame helps to clarify well the design-based research endeavour. We abstracted three aspects from the analysis that constitute design-based research: (a) a design process is essentially iterative starting from the recognition of the change of the environment of praxis, (b) it generates a widely usable artefact, (c) and it provides educational knowledge for more intelligible praxis. In the knowledge acquisition process, the pragmatic viewpoint emphasises the role of a teacher’s reflected actions as well as the researches’ involvement in the authentic teaching and learning settings.
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The design and implementation of topic-oriented teaching-learning sequences (TLS) is a flourishing area of research and development for improving science teaching. One distinguishing characteristic of a TLS is its inclusion in a gradual research-based evolutionary process aiming at iterative development and empirical refinement. In the present paper, we provide an overview of developments and trends with regard to TLS and their classroom implementation, discussing and comparing suggested design frames and their features, their commonalities and differences, several recent empirical studies, methodological tools and approaches to describing the design of sequences. We suggest that though there is progress more work is needed towards elaborating design principles for TLS. We also discuss relations of works within the tradition of TLS with works related to Design-Based Research and Learning Progression studies. On concluding the present review, we identify certain emerging trends and open issues which need further study namely the development of domain-based theories or design principles, the wider use of design frameworks by researchers, didactical transposition, the evidence-based decisions during iteration, the role of teachers in participative design, the specification of contextual constrains and the open or closed structure of a TLS. We conclude that work in TLS provides a fruitful recent advancement of science education research and development of empirically validated products.
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Understanding the nature of models and engaging in modeling practice have been emphasized in science education. However, few studies discuss the relationships between students’ views of scientific models and their ability to develop those models. Hence, this study explores the relationship between students’ views of scientific models and their self-generated models, and also whether views of models and modeling practice may be influenced by other factors, such as science learning performance and interest. The participants were 402 ninth-grade students in Taiwan. Data were collected using the Students’ Understanding of Models in Science (SUMS) survey and students’ self-evaluations of their own science learning interests and performance on a Likert-scale. The students’ self-developed models explaining why three different magnetic phenomena occur were also evaluated on a schema of five levels, from lower (observational and fragmented models) to higher (microscopic and coherent models).The results reveal that most students’ models remained only at the level of description of observable magnetic phenomena. A small number of the students were able to visualize unseen mechanisms, but these models were fragmented. However, several students with better science learning performance were able to develop coherent microscopic models to explain the three magnetic phenomena. The analyses indicated that most sub-factors of the SUMS survey were positively correlated with students’ self-developed models, science learning performance and science learning interest. This study provides implications for teaching the nature of models and modeling practice.
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La filosofía de la ciencia surgió como una manera de hacer filosofía centrada en los problemas filosóficos que genera la producción del conocimiento científico, sus métodos de validación de conocimiento y la estructura de sus teorías y modelos. Para los empiristas lógicos la filosofía de la ciencia era toda la filosofía que podía haber. La idea era que fuera de la ciencia los problemas de justificación del conocimiento se perdían en vaguedades metafísicas. Para poder hacer el tipo de demarcación tajante que se requiere para hacer viable tal visión de la filosofía, y de la ciencia, Rudolf Carnap y otros empiristas lógicos sugirieron que la estructura normativa de la ciencia coincidía con la estructura de la relación entre evidencia y teoría. De esta manera no sólo la ciencia se reduce a teorías, entendidas como sistemas de creencia sistematizables como estructuras en algún lenguaje privilegiado, sino que además se asume implícitamente que las diversas actividades que constituyen todo ese complejo de instituciones que asociamos con la ciencia no son pertinentes para entender la estructura normativa de la ciencia. O mas bien, la idea es que todo ese complejo de instituciones que constituyen la ciencia juegan un papel en el desarrollo de las teorías alternativas que se ponen a prueba, y en el desarrollo de evidencia que las pone a prueba (a través de experimentos por ejemplo), pero que esa compleja estructura social no juega un papel en el resultado final, en el proceso por medio del cual se llega a decidir que tal y tal teoría es mejor que otra. Una manera famosa de articular esta idea es promoviendo la distinción entre el contexto de Por publicarse en Martínez, Huang y Guillaumin (comps.), Historia, Prácticas y Estilos en la filosofía de la Ciencia: hacia una epistemología plural,
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The synthesis of new chemical compounds makes it the most productive science. Unfortunately chemistry education practice has not been driven to any great extent by research findings, philosophical positions or advances in new ways of approaching knowledge. The changes that have occurred in textbooks during the past three decades do not show any real recognition of these. Despite previously reported different types of models in this paper, from an ‘empirical reliability with minimal realism’ approach to realism, a new simple and broad definition, a typology of models and their relation with modeling is presented.