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El aprendizaje de los sentidos a través de la experimentación Clara Johanna Lozano Cruz Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales Manizales, Colombia 2020 El aprendizaje de los sentidos a través de la experimentación Learning the senses through experimentation Clara Johanna Lozano Cruz Trabajo final de maestría de profundización presentado como requisito parcial para optar al título de: Magister en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales Director: Dr. Sc. Héctor Jairo Osorio Zuluaga Grupo de Investigación: Enseñanza de las Ciencias (EduCEN) Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales Manizales, Colombia 2020 Todos pueden superar sus circunstancias y alcanzar el éxito si tienen dedicación y pasión por lo que hacen. (Nelson Mandela) A mi sobrino, por ser la luz de mi vida. A mis hermanas, por estar conmigo en todo momento dándome esa voz de aliento que me motivó a seguir adelante con mis metas. A mis padres, por brindarme el apoyo incondicional para alcanzar mis metas. A mi tía, por sus consejos y palabras de aliento que de una u otra manera me ayudan a tomar las mejores decisiones y hacen de mí una mejor persona. A mis compañeros de maestría, que dejan recuerdos inolvidables en todo el camino recorrido. Agradecimientos A la Universidad Nacional de Colombia sede Manizales por brindarme la oportunidad de superarme cada día. A los profesores de la Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales por compartir sus conocimientos y experiencias. A la Institución Educativa San Agustín de Samaná, Caldas, por brindarme sus espacios para la aplicación de mi trabajo. A mi familia porque con sus consejos y palabras de aliento hicieron de mí una mejor persona y, de una u otra forma, me acompañan en todos mis sueños y metas. A mi novio por brindarme su amor, apoyo, conocimientos y en sí por su respaldo incondicional para alcanzar mis objetivos. Resumen y Abstract IX Resumen Se desarrolló una unidad didáctica basada en la experimentación como estrategia para la enseñanza y aprendizaje de los sentidos en los estudiantes de grado segundo de la Institución Educativa San Agustín de Samaná, Caldas. La unidad didáctica se construyó de tal forma que, los estudiantes debían construir sus propios conceptos a partir de las vivencias planteadas para abordar cada sentido (olfato, tacto, vista, oído, gusto); Se estructuró a partir de la transversalización de temas establecidos en la malla curricular para promover un aprendizaje significativo. Se evidenciaron dificultades en la adquisición del conocimiento sobre los sentidos (área de ciencia naturales), como la identificación de la enseñanza tradicional como uno de los principales obstáculos para la adquisición de conocimiento científico, lo cual implica un déficit en la apropiación de los diversos temas y la presencia de vacíos conceptuales. Lo anterior, permitió definir las actividades a desarrollar en la unidad didáctica que permitieran superar las dificultades encontradas a través de un proceso de construcción del conocimiento. La metodología fue cualitativo- descriptiva y los resultados se interpretaron a través del enfoque explicativo, mediante la recolección y sistematización de la información de los estudiantes objeto de la investigación recolectada. El desarrollo de la unidad didáctica propuesta permitió que los estudiantes mejoraran la apropiación de los conceptos frente a los órganos de los sentidos según su función y las conexiones entre ellos. Palabras clave: ciencias naturales, sentidos, unidad didáctica, experimentación, aprendizaje significativo, pedagogía. X El aprendizaje de los sentidos a través de la experimentación Abstract A didactic unit based on experimentation was developed as a strategy for the teaching and learning of the senses in second grade students of the San Agustín de Samaná Educational Institution, Caldas. The didactic unit was constructed in such a way that, the students had to construct their own concepts from the experiences set out to tackle each sense (smell, touch, sight, hearing, taste); It was structured based on the mainstreaming of themes established in the curriculum to promote meaningful learning. Difficulties were evident in the acquisition of knowledge about the senses (natural science area), such as the identification of traditional teaching as one of the main obstacles to the acquisition of scientific knowledge, which implies a deficit in the appropriation of the various subjects. and the presence of conceptual gaps. The foregoing allowed defining the activities to be developed in the didactic unit that would allow overcoming the difficulties encountered through a process of construction of knowledge. The methodology was qualitative- descriptive and the results were interpreted through the explanatory approach, through the collection and systematization of the information of the students object of the collected research. The development of the proposed didactic unit allowed the students to improve the appropriation of the concepts in front of the sense organs according to their function and the connections between them. Keywords: natural sciences, senses, didactic unit, experimentation, meaningful learning, pedagogy. Contenido XI Contenido Pág. Resumen ............................................................................................................................. IX Abstract ................................................................................................................................ X Lista de figuras ................................................................................................................ XIII Introducción ........................................................................................................................ 1 1. Planteamiento de la propuesta .................................................................................. 3 1.1. Planteamiento del problema............................................................................... 3 1.2 Justificación ............................................................................................................. 4 1.3 Objetivos .................................................................................................................. 6 1.3.1 Objetivo General ........................................................................................... 6 1.3.2 Objetivos Específicos .................................................................................... 6 2. Referente Teórico ........................................................................................................ 7 2.1. Desarrollo histórico de los sentidos del cuerpo humano ................................... 7 2.2 Ideas previas y obstáculos epistemológicos en la enseñanza de las ciencias naturales ...................................................................................................................... 11 2.3 El cambio conceptual en las ciencias naturales .............................................. 13 2.4 El constructivismo y el aprendizaje significativo en la enseñanza de las ciencias naturales ........................................................................................................ 15 2.5 El papel de la experimentación en el proceso enseñanza y aprendizaje en las ciencias naturales ........................................................................................................ 18 3. Metodología ................................................................................................................ 23 3.1 Enfoque metodológico ...................................................................................... 23 3.2 Contexto del trabajo ......................................................................................... 23 3.3 Diseño de la unidad didáctica “Los cinco sentidos” ......................................... 25 3.4 Fases del trabajo .............................................................................................. 26 4. Resultados y Discusión ............................................................................................ 29 4.1 Preprueba .............................................................................................................. 29 4.2 Posprueba ............................................................................................................. 42 4.3 Balance preprueba y posprueba ........................................................................... 43 4.4 Análisis de la unidad didáctica “Los órganos de los sentidos” ............................. 48 4.5 Cuentos cortos ...................................................................................................... 50 5. Conclusiones y recomendaciones .......................................................................... 53 5.1 Conclusiones .................................................................................................... 53 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación 5.2 Recomendaciones ...................................................................................................... 54 A. Anexo: Preprueba ...................................................................................................... 57 B. Anexo: Unidad didáctica .......................................................................................... 61 C. Anexo: Test de Likert ................................................................................................ 99 Bibliografía ...................................................................................................................... 101 Contenido XIII Lista de figuras Pág. Figura 4-1 Reconocimiento de los órganos asociados a los cinco sentidos del cuerpo humano ................................................................................................................. 30 Figura 4-2 Reconocimiento de la función de los cinco sentidos del cuerpo humano ............................................................................................................................................. 30 Figura 4-3 Identificación del sentido de la audición ..................................................... 31 Figura 4-4 Identificación del órgano del sentido de la audición.................................. 32 Figura 4-5 Función del sentido de la audición ............................................................... 32 Figura 4-6 Conocimientos sentido de la audición ......................................................... 33 Figura 4-7 Identificación del sentido del gusto ............................................................. 33 Figura 4-8 Identificación del órgano del sentido del gusto .......................................... 34 Figura 4-9 Función del sentido del gusto ....................................................................... 34 Figura 4-10 Conocimientos del sentido del gusto ......................................................... 35 Figura 4-11: Función de los cinco sentidos del cuerpo humano ................................ 36 Figura 4-12: Identificación del órgano del sentido del olfato ....................................... 36 Figura 4-13: Identificación del sentido del olfato .......................................................... 37 Figura 4-14: Función del sentido del olfato .................................................................... 37 Figura 4-15: Conocimientos del sentido del olfato........................................................ 38 Figura 4-16: Identificación del sentido del tacto ............................................................ 38 Figura 4-17: Identificación de la función del sentido del tacto .................................... 39 Figura 4-18: Conocimientos del sentido del tacto ............................................................. 39 Figura 4-19: Identificación del sentido de la vista ......................................................... 40 Figura 4-20: Función del sentido de la vista .................................................................. 40 Figura 4-21: Conocimientos sobre el sentido de la vista ............................................. 41 Figura 4-22: Resultados de la posprueba ...................................................................... 43 Figura 4-23: Comparación sentido de la audición ........................................................ 44 Figura 4-24: Comparación sentido del gusto ................................................................ 45 Figura 4-25: Comparación sentido del tacto ................................................................. 45 Figura 4-26: Comparación sentido de la visión ............................................................ 46 Figura 4-27: Comparación sentido del olfato ................................................................ 46 Figura 4-28: Motivación de la unidad didáctica ............................................................ 49 Figura 4-29: Estímulo del aprendizaje de la unidad didáctica .................................... 50 Figura 4-30: Fotografías de algunos cuentos cortos escritos por los estudiantes . 51 Introducción En los procesos de enseñanza y aprendizaje, los docentes se limitan normalmente a la transmisión de contenidos de unos saberes científicos, así, los estudiantes se convierten en simples receptores de esos conocimientos y no desarrollan pensamientos críticos ni reflexivos. Gracias a esto se hace necesaria la incorporación de la experimentación en el aula de clase. Incluir la experimentación en las clases de ciencias naturales genera espacios de argumentación por parte de los estudiantes, en los cuales los conceptos científicos son construidos a partir de los procesos de experimentación y esto puede conllevar a desarrollos de pensamiento crítico y reflexivo, dándose así unas mejores comprensiones de todos los conceptos científicos abordados. Una de las aplicaciones de las unidades didácticas basadas en la experimentación en el área de ciencias naturales más importante es la motivación, ya que con esta se despierta mayor interés en los estudiantes encontrando relaciones en la conceptualización de las temáticas abordadas y la aplicación de estas en el diario vivir, generando así la adquisición de nuevos conocimientos. El proceso llevado a cabo para obtener los resultados, el componente teórico que sustenta el estudio y las gráficas de los resultados obtenidos con sus posteriores análisis, con el fin de cumplir los objetivos planteados y lograr en los estudiantes intervenidos la construcción de conceptos significativos a partir de la experimentación frente a la temática abordada. Esta investigación pretende desarrollar una unidad didáctica basada en la experimentación como estrategia para la enseñanza y aprendizaje de los sentidos en los estudiantes de grado segundo de la Institución Educativa San Agustín, para fomentar el aprendizaje de las ciencias naturales. Las unidades didácticas basadas en la experimentación tienen 2 Introducción como objetivo construir el conocimiento a partir de vivencias de la cotidianidad, de prácticas de laboratorio sencillas y con material de uso diario en las casas de los estudiantes. El aprendizaje de los sentidos a través de la experimentación surge a partir de la cantidad de temas incluidos en la malla curricular para abordar durante el año escolar y de la poca o nula asimilación de las teorías y conceptos de los estudiantes de grado segundo, lo cual también puede deberse a la falta de motivación por parte de los docentes que imparten la asignatura y el poco interés de los estudiantes por las ciencias naturales. Las ciencias naturales por lo general generan una predisposición por parte de los estudiantes ya que desconocen sus relaciones y aplicaciones en la cotidianidad, por ello en esta investigación se parte de ejemplos de vivencias de los estudiantes con el entorno. El alcance que posee esta investigación consiste tanto en mejorar el rendimiento académico, como motivar a los estudiantes a aprender de maneras diferentes sobre el mundo natural macro y micro, y así interrelacionar conceptos por medio de la experimentación con su propio cuerpo y entorno. La metodología aplicada fue cualitativo descriptiva. Según Taylor y Bogdan (1984) el objetivo de una metodología cualitativa es comprender el complejo mundo de la experiencia vivida desde el punto de vista de las personas que la viven, y es descriptiva ya que, a partir de los datos obtenidos luego de la aplicación de pre-prueba, intervención que en este caso sería la unidad didáctica basada en los sentidos, y su posterior post-prueba, se realiza una descripción del nivel al cual avanzan los estudiantes, observándose unos resultados positivos. Los resultados evidenciados se interpretaron a través del enfoque explicativo, mediante la recolección y sistematización de la información de los estudiantes objeto de la investigación, para los cuales se tiene en cuenta el referente teórico y se hacen algunas comparaciones frente a la preprueba y la posprueba tomando en cuenta el avance de cada uno de los estudiantes en la temática abordada. 1. Planteamiento de la propuesta 1.1. Planteamiento del problema La finalidad de esta investigación es desarrollar una unidad didáctica basada en la experimentación como estrategia para la enseñanza y aprendizaje de los sentidos en los estudiantes de grado segundo de la Institución Educativa San Agustín de Samaná, Caldas, para fomentar el aprendizaje de los sentidos en las ciencias naturales. Por medio de la experimentación se proporcionan actividades y herramientas que incentiven el rendimiento académico de los estudiantes; promoviendo los procesos de enseñanza-aprendizaje en el diseño de una unidad didáctica basada en la experimentación. La preocupación general en la Institución Educativa San Agustín radica principalmente en la gran cantidad de temas establecidos en la malla curricular para cada periodo y el poco tiempo que se tiene para promover un aprendizaje significativo en cada uno de ellos. Lo anterior se refleja en gran medida en las deficiencias que muestran los estudiantes de grado segundo en la asignatura de ciencias naturales, con una poca o nula asimilación de las teorías y conceptos relacionados, lo cual les impide solucionar problemas propios de la asignatura, en cuanto se requiere del conocimiento de leyes o principios de la naturaleza y del conocimiento del mundo natural micro y macro. Dicho desconocimiento, sumado a la implementación de la enseñanza tradicional, constituyen los principales obstáculos para la adquisición del conocimiento científico, hecho que trae consigo un déficit en la apropiación de los diversos temas establecidos y la presencia de vacíos conceptuales en los estudiantes, lo cual también se refleja en las bajas calificaciones obtenidas por los estudiantes en la asignatura. 4 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación Reconociendo la experimentación como una herramienta que ha revolucionado la manera de orientar las prácticas pedagógicas, así como una oportunidad para reforzar de diversas formas las temáticas vistas en el aula, la Institución cuenta con espacios y recursos para promover la utilización de la experimentación. No obstante, tales espacios y herramientas se encuentran sub-utilizados, debido en una gran medida al desconocimiento tanto de los docentes como de los estudiantes de las posibilidades de enseñanza y aprendizaje que pueden generarse a partir del manejo de la experimentación. Según lo mencionado anteriormente, se plantea la siguiente pregunta de investigación: ¿Cómo podría una unidad didáctica basada en la experimentación ser una estrategia para la enseñanza y aprendizaje de los cinco sentidos del cuerpo humano en los estudiantes de grado segundo de la Institución Educativa San Agustín? 1.2 Justificación El aprendizaje de los sentidos a través de la experimentación surge como una propuesta para la utilización de la experimentación en la Institución Educativa San Agustín, la cual busca ser un complemento de los procesos de enseñanza-aprendizaje en las ciencias naturales, especialmente en el tema los sentidos. Con la propuesta se pretende, primero, fomentar el aprendizaje de las ciencias naturales mediado por una unidad didáctica que proporcione materiales, actividades y herramientas que mejoren en el rendimiento académico de los estudiantes y, segundo, promover la utilización de la experimentación en los procesos de enseñanza y aprendizaje, en la medida en que permite a los docentes diseñar ambientes de aprendizaje novedosos y llamativos para impulsar de esta manera el acercamiento de los estudiantes a las ciencias y así favorecer su aprendizaje. Con los resultados obtenidos se busca beneficiar a los diversos agentes implicados en los procesos de enseñanza y aprendizaje (docente - estudiante). Al docente, en la medida en que es capaz de crear fácilmente unidades didácticas que motiven a sus estudiantes a Planteamiento de la Propuesta 5 aprender su disciplina; y a los estudiantes, en la medida en que son capaces de utilizar y aprovechar la experimentación con fines educativos guiados tanto a la mejora de su rendimiento académico como a motivarse para aprender de maneras diferentes sobre el mundo natural macro y micro, y así interrelacionen conceptos por vía de la experimentación con su propio cuerpo y su entorno. En las clases de ciencias naturales la experimentación es transcendental en cuanto reconoce el debate como eje central para la edificación de ideas y posterior construcción del conocimiento; partiendo de experiencias de la vida cotidiana de cada uno de los estudiantes. Sosa y Rodríguez (2014) afirman que la ciencia parte de la experiencia y esta necesita de los conocimientos del entorno para así fortalecer el pensamiento crítico y reflexivo de los estudiantes. Con este trabajo de investigación se corrobora la importancia de la experimentación como herramienta de mediación pedagógica que favorece los procesos de enseñanza y aprendizaje de las ciencias naturales en un tema específico. 6 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación 1.3 Objetivos 1.3.1 Objetivo General Desarrollar una unidad didáctica basada en la experimentación como estrategia para la enseñanza y aprendizaje de los sentidos en los estudiantes de grado segundo de la Institución Educativa San Agustín de Samaná, Caldas. 1.3.2 Objetivos Específicos Identificar mediante la aplicación de un instrumento las ideas previas y las dificultades que presentan los estudiantes para aprendizaje de los sentidos. Diseñar y aplicar una unidad didáctica sobre los sentidos empleando la experimentación. Identificar el cambio conceptual de los estudiantes frente a los sentidos, mediante la aplicación de actividades con apoyo de la experimentación. 2. Referente Teórico 2.1. Desarrollo histórico de los sentidos del cuerpo humano Los sentidos son indispensables para el ser humano; a través de éstos, el cerebro evolucionó generando pensamientos y lenguaje; y como consecuencia, nos permiten leer, cantar, bailar y comprender los fenómenos que nos rodean; por ello, cuando se carece de algún órgano sensorial, se generan desventajas con el entorno, al ser estos la ventana al mundo. De esta manera, los órganos sensoriales están encargados de transformar las ondas lumínicas que son físicas en señales químicas y eléctricas que viajan por redes nerviosas hasta el cerebro para su procesamiento. Entonces el cerebro es el encargado de recibir toda la información del entorno gracias a millones de neuronas que posee cada ser humano; pero el cerebro en sí mismo es ciego por su misma condición intracraneal, de ahí que en el caso de la visión, las células fotosensibles sean el puente indirecto para llevar toda esa información a una región particular del encéfalo, creando un tipo de respuestas a dichos estímulos, como los que genera la luz visible, el sonido, el movimiento, los cambios de temperatura, etc. La descripción anterior sobre la importancia de los sentidos es sólo un abrebocas sin ningún cambio evolutivo interesante, de ahí que la cadena de eventos narrada sea sólo un medio para llegar a los siguientes aportes, tales como concebir que el mundo en el que se vive es más complejo de lo que parece a simple vista, es decir, nuestro punto de vista actual acerca de la fisiología y los sentidos tiene un criterio evolutivo que en el pasado no se tenía, lo cual ha hecho que nuestra teorías de la percepción hayan cambiado con el pasar de los siglos gracias a los avances de la ciencia y la tecnología. 8 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación Un campo de estudio que busca una explicación objetiva del funcionamiento de los sentidos es la neurociencia. Ella nos da una teoría de la percepción de corte biologicista sobre el funcionamiento del cerebro, rompiendo con una secuencia de mitos que se generaron a lo largo de la tradición de escuelas de pensamiento mecanicista (Wolf, 2005). Así pues, hay que tener en cuenta que el avance científico no siempre obtiene resultados exactos, si bien la especulación de hombres de ciencia a lo largo de la historia no ha sido siempre la mejor, tampoco ha sido la peor, pues ha iluminado el quehacer científico. Tenemos el caso de Platón y Aristóteles, máximas figuras de la filosofía griega del siglo IV, estos filósofos tenían teorías opuestas acerca de los órganos sensoriales; para Platón, los sentidos daban apariencias del mundo, generando así un engaño constante de aquellos fenómenos que se nos presentaban en el entorno. Este filósofo pensaba que había una dicotomía entre el mundo sensible y el mundo de las ideas, de estos dos el mundo sensible salía mal librado, puesto que nunca podíamos conocer los objetos en sí mismos porque hay un velo entre la apariencia y la realidad. Por tanto, lo real no era posible concebirlo a través de los sentidos. Por otro lado, para Aristóteles, desde un punto de vista opuesto, nada podía ser conocimiento sino pasaba antes por los sentidos, pero es bien sabido que, para este filósofo, aun siendo biólogo, concebía el corazón como el receptáculo para el intelecto y la percepción (Capogrossi & Macrí, 2018). Por otra parte, en la antigua Grecia no todos pensaban como Aristóteles y Platón, pues la escuela filosófica de tipo experimental como la “escuela de Mileto”, generó grandes conocimientos de tipo natural y unos herederos que hasta hoy se escucha de ellos, tales como Alcmeón, Hipócrates y Galeno. Esta escuela de pensamiento buscaba explicar con sus teorías cómo funcionaban los organismos vivos, los terremotos y toda una variedad de fenómenos físicos y químicos a la luz del método científico. Entre estos personajes se encuentra Alcmeón, un estudioso de la naturaleza y de los organismos vivos, quien creía que el cerebro era donde residían los pensamientos; además, fue el primero en identificar y describir los nervios ópticos y su interconexión con el cerebro llevándolo así a la afirmación de que el corazón no era el principal órgano encargado de las sensaciones sino el cerebro (Capogrossi & Macrí, 2018). Por su parte, Hipócrates, considerado hoy en día como el padre de la medicina en occidente, tenía como objeto de estudio el cerebro, llegando a la conclusión de que éste era el centro de control del cuerpo, ya que a través de él podemos sentir, diferenciar lo Referente teórico 9 correcto de lo incorrecto y adquirir conocimientos. Galeno a su vez encontró algunas discrepancias con Aristóteles ya que, para él, el corazón no era el encargado de la percepción debido a los estudios que realizó acerca del sistema nervioso, llegando a la conclusión de que la razón se producía en el cerebro y que había una parte de él encargada explícitamente de las funciones sensoriales, lo cual hacía posible la visión, la distinción de olores, la diferenciación de sabores, etcétera (Capogrossi & Macrí, 2018). Otro de los padres de la medicina fue el árabe Avicena; el cual aporto una teoría sobre la percepción relacionando el cerebro y los sentidos (vista, olfato, gusto, tacto y oído), haciendo una conexión de estos con el cerebro a través de los nervios, además hizo señalamientos importantes sobre procesos que ocurrían en las estructuras cerebrales, como la memoria, la imaginación entre otras; Avicena, hizo además una descripción de la estructura del ojo, señalando sus partes, aportación importante para el estudio del mismo, entre otros grandes aportes a la medicina de su época (Perez, Armenteros & Hernandez, 2018). No obstante, la ciencia no siempre ha sido conservada por los grandes periodos de la historia; es decir, la especulación filosófica de Platón y Aristóteles fueron las que ganaron más adeptos en el pensamiento generalizado de Occidente, por ello la ciencia perdió su rastro en la edad media surgiendo de nuevo en el renacimiento con autores como Leonardo da Vinci, Paracelso, Thomas Willis, Franz Joseph Gall, Paul Broca, Gustav Fritsch y Eduard Hitzig. Estos científicos de tipo mecanicista, herederos de una ciencia moderna e ilustrados fueron los pioneros en el estudio real del cerebro y, a su vez, de una explicación mecanicista de los sentidos. Aun así, estos científicos manejaban conceptos de la tradición sobre el alma y el cuerpo que implicaban procedimientos quirúrgicos como las craneotomías y lobotomías para curar trastornos mentales como fuertes dolores de cabeza. Esto se debía a que desconocían en realidad cuáles eran las unidades mínimas que constituían el cerebro. Por otra parte, es de recordar que en aquella época descubrieron que ciertos instrumentos ópticos mejoraban las malformaciones visuales y esto implicaba de alguna manera un estudio de los órganos sensoriales, en este caso de la vista. Podemos decir entonces que toda esta época moderna con sus desarrollos científicos teóricos y experimentales ayudaron a dar una nueva visión de la anatomía humana. Aun así, el hombre todavía se concibe no como una especie animal sino como el representante de una clase superior, 10 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación de ahí que los animales diferentes a los humanos fueran concebidos como especies menores y por ende propicias para la experimentación científica de la época. Por otra parte, los contemporáneos herederos de la ciencia moderna tenían en mente conceptos como la lobotomía y la frenología, especulaciones que hoy en día han sido socavadas por teorías de carácter evolutivo pero que en su momento fueron la base para el estudio sobre el encéfalo. Así, personajes como Camilo Golgi, Santiago Ramón y Cajal dieron una visión completamente nueva de la fisiología interna del cerebro, oculta hasta entonces, llegando a la conclusión de que había diferentes tipos de células como las neuronas, encargadas de transmitir la información a nivel sináptico. Todo este campo de investigación abrió una caja de pandora de la que surgía cada vez más información nueva, generando otro tipo de disciplinas, entre las que estaban quienes se encargaban de estudiar toda la fisiología de los órganos sensoriales primarios, puesto que ya se sabía que existía una relación directa de lo que percibía el ojo y de lo que interpretaba el cerebro. Este campo de investigación arrojó descubrimientos importantes la teoría del color y la teoría del espectro electromagnético, generando estudios como la óptica y la acústica bajo la pregunta que se hacían los científicos de esta época: ¿Cómo se puede entender el cerebro si se desconoce la función de los sentidos? Estos científicos inmersos en el método científico y con ayuda de las ciencias fundamentales como la física y la química, y además con una teoría de la evolución propuesta por Darwin, comprendieron que los sentidos de la visión y la audición evolucionaron de tal forma que le dieron orden a ese caos de ondas electromagnéticas y vibraciones del medio que nos rodea. Podemos concluir que a través de estas teorías físicas se dejaron atrás esas ideas metafísicas tales como que la visión cumplía una función teleológica, en cambio, la teoría evolutiva transformó tal idea mostrando que hay una relación entre el organismo y las presiones del entorno. Por ello la luz visible solo lo es siempre y cuando existan unas células especiales capaces de percibir estas longitudes de onda que oscilan entre los 380nm y los 780nm (Capogrossi & Macrí, 2018). Esto es así puesto que diferentes especies pueden percibir en diferentes frecuencias. Por tanto, podemos ver cómo el estudio de nuestro sistema perceptual no ha sido de un día para otro, sino que se ha ido dando a pasos lentos a través de la historia, cayendo en los mitos por largas temporadas hasta que de nuevo regresa la ciencia con sus razonamientos científicos generando explicaciones más objetivas. De ahí que gracias a los Referente teórico 11 razonamientos de los primeros científicos y pasando por la época moderna y contemporánea, podemos ver cómo la ciencia ha aportado conocimientos importantes sobre el cerebro y la forma de percibir el mundo. Hoy en día podemos observar que la ciencia y su metodología han hecho que el escenario de la enseñanza sea más divertido y explicativo acerca de cómo funciona el mundo, si esto es así y si aún no se acaba el asombro y las preguntas constantes que se hacen los humanos por todo aquello que aún se desconoce, ¿cómo no lo harían los niños en un ámbito donde constantemente hay preguntas de todo tipo?, preguntas como ¿Por qué percibimos los colores? ¿Por qué la sirena de la ambulancia se escucha más fuerte cuando se acerca y más suave cuando se aleja? ¿Por qué sentimos frio o calor? ¿Por qué algo es ácido o dulce? 2.2 Ideas previas y obstáculos epistemológicos en la enseñanza de las ciencias naturales En la década de los 70 los docentes opinaban acerca de los estudiantes, llegando a la conclusión de que su mente se podría comparar con una caja vacía dispuesta a recibir todos los conocimientos que le transmitiesen (Fernández, Guerrero & Fernández, 2006), esta idea se ha transformado, pasando hacia la concepción de que los estudiantes aprendían captando información, y no desarrollaban un proceso de aprendizaje en el que se integraran las ideas previas con la posterior construcción del conocimiento. En la actualidad un problema al cual se enfrenta la enseñanza de las ciencias es la existencia de ideas previas o preconcepciones muy marcadas, que en la mayoría de los casos suelen ser incorrectas a los conceptos científicos, presentando dificultades en su modificación y siguiendo apegadas en el pensamiento de los estudiantes. “La investigación relacionada con las ideas previas viene de los años setenta y ha puesto ampliamente de relieve su importancia en la enseñanza y el aprendizaje de la ciencia” (Bello, 2004, p. 210), siendo sumamente importante para realizar un cambio conceptual. Además, siempre que partimos de lo que ya saben los estudiantes podemos darnos un esbozo del nivel en que se encuentran en la temática a desarrollar. 12 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación Las ideas previas son construcciones que los sujetos elaboran para dar respuesta a su necesidad de interpretar fenómenos naturales o conceptos científicos, y para brindar explicaciones, descripciones o predicciones. Son construcciones personales, pero a la vez son universales y muy resistentes al cambio; muchas veces persisten a pesar de largos años de instrucción escolarizada. (Bello, 2004, p. 210). Las ideas previas en ciencias naturales son la percepción del entorno vista a los ojos del estudiantado. Como docentes se debe buscar que los estudiantes exploren su entorno y creen sus preconcepciones y a partir de ellas crear el conocimiento. Los estudiantes, a partir de lo que ya conocen, crean sus propios aprendizajes. Ausubel (citado en Mahmud & Gutiérrez, 2010) piensa que, “al incorporar una nueva información, activan en la memoria los conocimientos relacionados con ella, establecen conexiones e interpretan la nueva información en función del conocimiento previo existente”.(p. 12) En muchas ocasiones los docentes no parten de los conocimientos previos de los estudiantes, a pesar de que lo que influye en el proceso de enseñanza y aprendizaje es lo que el estudiante ya sabe. Como afirman Trimiño y Voltaire (2013), los docentes parten de su propia lógica para idear las clases a orientar, y los estudiantes utilizan las representaciones para hacer una idea de los conceptos a aprender. En las ciencias naturales las ideas previas son el punto de partida en el proceso de enseñanza- aprendizaje ya que con estas se pueden hacer transformaciones y llegar a conceptos científicos elaborados por los estudiantes por medio de sus propias representaciones del entorno. El conocimiento científico se debe construir con los estudiantes por medio de la diferenciación conceptual partiendo de la solución de problemas relacionados con el conocimiento científico en construcción, partiendo de la reflexión y del entorno; de esta manera el estudiante integra las ideas previas con las cuales inicio el proceso y logra construir el conocimiento científico. (Cordero & Dumrauf, 2017) En el proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias naturales muchas veces las ideas previas se convierten en obstáculos epistemológicos (Mora, 2002); es por esto que los docentes deben conocer inicialmente esas ideas de los estudiantes para poder seguir Referente teórico 13 un proceso en el cual estos sean conscientes de sus ideas, pues sólo de esta manera se van a modificar. Para abordar los obstáculos epistemológicos es necesario tener en cuenta que no necesariamente estos son conocimientos erróneos, sino tipos de conocimiento que no permiten la construcción de uno nuevo. También se debe tener presente que los obstáculos epistemológicos muchas veces pueden ser predictivos de acuerdo al entorno (situación). Los obstáculos epistemológicos son la construcción de conocimientos por parte de los estudiantes ya sean correctos o incorrectos. Las ciencias naturales por sí solas, le presentan un reto cognitivo a los estudiantes (Mora, 2002) ya que se predisponen a los aprendizajes de conceptos y teorías propias del área, debido a varios factores entre los cuales podemos mencionar: la marcada utilización de la memoria en procesos en los cuales valen más las vivencias propias que la conceptualización; o que los docentes enseñen las ciencias de manera verbal, sin la utilización de la experimentación, siendo esta parte fundamental de las ciencias naturales. Mora (2002) define los obstáculos epistemológicos como las limitaciones que afectan la capacidad de los individuos para construir el conocimiento; muchas veces las ideas previas pasan a ser obstáculos debido a la mala utilización de las mismas y su poco aprovechamiento para la construcción de modelos mentales que lleven al estudiante a la transformación de la idea previa en conceptos científicos. La educación en ciencias enfrenta problemas, de acuerdo con lo que menciona Alzate (2013) en donde las ideas previas nacen del sentido común y buscan su transformación hacia conceptos propios de las ciencias. Además, parte de que todos los conocimientos son producto de explicaciones cotidianas y es ahí donde el estudiante presenta los errores epistemológicos y se le dificulta transformar la idea en una red conceptual, que es la finalidad principal en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias. 2.3 El cambio conceptual en las ciencias naturales El aprendizaje de las ciencias en los últimos años posee diferentes modelos educativos basados en las ideas previas buscando el cambio conceptual, o más bien, la trasformación de la idea previa de cada uno de los estudiantes en conceptos aceptados por la comunidad 14 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación científica (Mahmud & Gutiérrez, 2010). Una gran parte de los investigadores que se encargan de analizar el cambio conceptual llegan al acuerdo de definir el cambio conceptual como ese proceso en el cual el estudiante cambia sus ideas previas del fenómeno de acuerdo a la información adquirida por sus procesos de esquemas mentales en el desarrollo de las temáticas. En el proceso de enseñanza y aprendizaje, el cambio conceptual como estrategia es efectivo ya que se inicia la programación de las diferentes actividades desde las ideas previas de los estudiantes. De acuerdo con Mahmud y Gutiérrez (2010) al establecer una relación entre las ideas previas y los conceptos científicos, se puede llegar a un aprendizaje significativo de la temática que se pretende abordar en el aula de clase. Mahmud y Gutiérrez (2010) hacen referencia al proceso de enseñanza mediado por el cambio conceptual refiriéndose específicamente a la aplicación de las siguientes estrategias: (a) tomen en cuenta el conocimiento previo y experiencias del estudiante, (b) identifiquen preconcepciones comunes, (c) orienten la planificación de actividades más adecuadas para el entendimiento de los conceptos en ciencia y (d) estimulen al estudiante a modificar o crear una estructura cognitiva para el nuevo conocimiento modificado o construido. (p.14) Lo anterior revela un paso a paso para el seguimiento por parte de los docentes y, cumpliendo este a cabalidad, se podría cumplir con la finalidad de todo proceso de aprendizaje en el cual se busca la construcción del conocimiento científico. Existen otros modelos para una producción de cambio conceptual, Posner (citado en Mahmud & Gutiérrez, 2010) nos describe el suyo como una concepción plausible en la cual todo debe girar en torno a las ideas previas, las cuales no deben satisfacer por completo las explicaciones de los fenómenos que se presentan en el entorno y, así, generar la búsqueda de explicaciones correctas en las que el estudiante logre entender, teniendo una concepción nueva pero inteligible. Referente teórico 15 2.4 El constructivismo y el aprendizaje significativo en la enseñanza de las ciencias naturales El sistema educativo del siglo XXI ha sufrido múltiples transformaciones debido a las exigencias que el mundo presenta, así, el cambio en el currículo en cuanto a su estructura en cada uno de los niveles de formación y en todas sus modalidades, ha implicado una reconceptualización en los procesos de aprendizaje (Vivas, 2010). La reestructuración de los currículos busca que lo que se enseñe este contextualizado y así llegar a un aprendizaje significativo. Para abordar las exigencias del mundo globalizado en el ámbito educativo, surgen las estrategias de aprendizaje que son tácticas de enseñanza, secuencias de procesos que tienen como propósito alcanzar una meta en una situación educativa determinada (Monereo, 1994). A partir de esta definición se puede concluir que las estrategias involucran secuencias de actividades encaminados a la obtención de metas de aprendizaje. El aprendizaje es uno de los conceptos más aplicados en el ámbito de la educación, sin éste, los criterios de relevancia para la enseñanza serían vacíos de contenido. Así pues, definir este concepto y su campo de acción permitiría crear modelos estratégicos pertinentes a la hora de elaborar una metodología para la enseñanza. Por ello, es determinante rastrear sus bases biológicas y físicas, esto haría más fácil el proceso de la enseñanza. Aunque hay que tener en cuenta que no es una condición necesaria para el aprendizaje ser un experto en la ciencia del cerebro, sí es importante tener una perspectiva de cómo funciona para mejorar la educación. En la actualidad las escuelas son un poco excluyentes, ya que la cultura escolar actúa no sólo confirmando y privilegiando a los estudiantes procedentes de las clases dominantes, sino también descalificando a los menos favorecidos. Giroux (2001) propone la escuela como un lugar cultural y político de aprendizaje que reproduce las diferencias sociales, y que brinda herramientas que propicien el cambio y la lucha contra la desigualdad. El docente se encuentra limitado a trabajar en torno a la teoría, el docente debe ser un intelectual transformativo, con el fin de enriquecer a los estudiantes con habilidades y conocimientos necesarios de las áreas específicas; debe cambiar sus prácticas de aula 16 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación habituales en las cuales los estudiantes logren la construcción del conocimiento y así puedan desarrollar sus propias habilidades para convivir con el entorno. La educación requiere un replanteamiento por parte de los docentes, teniendo en cuenta su experiencia en la construcción de la metodología de trabajo en el aula. Un cambio en donde la educación debe ser tomada como una herramienta básica para lograr cambios que tengan como finalidad desarrollar una conciencia crítica en los alumnos, abordando el “currículo oculto”, una manera de aprendizaje para generar acciones incorporadas en los estudiantes, que no figuran explícitamente en el currículo, lo cual debe ser tomado como parte fundamental para tener unas buenas prácticas pedagógicas. Enseñar ciencias implica ir más allá de los modelos teóricos tradicionales, por ello, Sanmartí (2005), enfoca su atención a la enseñanza de las ciencias de acuerdo con el modelo teórico del constructivismo, mostrando que el modelo tradicional de enseñanza en el aula deja de lado parámetros que el alumno tiene en su cabeza, no sólo respecto de lo racional, emocional y sentimental, sino también de la “significatividad social”. Si bien enseñar ciencias implica aterrizar los conceptos, a la hora de experimentar también debe existir una relación entre el experimento y el contexto; generando así un interés en los alumnos que implique tanto un rol social como de aprendizaje. Sanmartí (2005) nos dice que la enseñanza de la ciencia debe partir de la motivación y el interés, puesto que, según ella, la enseñanza de la ciencia en las aulas de clase no ha cambiado desde hace 50 años y esto ha generado que el aprendizaje por parte de los estudiantes en el campo científico sea lento y ambiguo. Basta con mirar los laboratorios donde se sigue una receta o algoritmo sin cambio alguno, perdiéndose la vivencia por parte de los alumnos. Esto lleva a que se trabaje con modelos didácticos desde el constructivismo, teniendo en cuenta los roles conceptual, emotivo y sentimental y por otra parte el rol social. Sanmartí (2005) hace una crítica fuerte al estado actual de la educación y en general a la enseñanza de la ciencia, nos dice que debe haber un cambio de enfoque basado en el contexto de aplicación del aprendizaje de la química, es decir, ver la ciencia en cualquier escenario, no sólo desde el laboratorio del colegio, sino de encontrar en el día a día la química en la cocina de la casa, donde el alumno observe que esta ciencia no está lejos de él. Además, así relaciona ciencia, tecnología y sociedad en la construcción de un Referente teórico 17 modelo de cultura basado en la enseñanza de la investigación en contexto, eliminando la lógica del profesor que enseña ciencia sólo desde la historia. El aprendizaje es un concepto anclado en las ciencias cognitivas, donde expertos en diferentes áreas interdisciplinarias de las ciencias del cerebro crean modelos computacionales a través del flujo de información proveniente del entorno, con el fin de simular la cognición humana. Luego, por medio de estas analogías computacionales neuronales buscar las bases neurofisiológicas de cómo aprenden las neuronas algo nuevo. Esto es posible por la aplicación del método científico en la elaboración de preguntas problema que generan rutas de investigación. Así, preguntas como ¿qué ocurre a nivel químico cuando las neuronas están aprendiendo algo nuevo? ¿Se puede ver este fenómeno físico? Estas preguntas han sido abordadas desde que inició la biología molecular, dando suficiente información de cómo la alta resolución por microscopía de las conexiones entre las neuronas se fortalece para descubrir cambios estructurales en el aprendizaje que nunca antes se habían visto; esto es cierto en la medida que las simulaciones computacionales y la tecnología de súper-resolución de microscopía generaron las condiciones correctas a nivel químico de cómo se dan las conexiones sinápticas, pues a nivel micro, las moléculas en función de enviar y recibir las señales entre las neuronas se organizan en grupos que vibran y se multiplican cuando se estimulan por señales de aprendizaje; este tipo de investigación mostró que a nivel químico los sitios de conexión neuronal donde la información pasa de una célula a otra permiten el aprendizaje y otras conductas. Podemos concluir que a nivel micro las neurociencias en todo su espectro son la base para iniciar todo el proceso de investigación relacionado con el aprendizaje y la enseñanza; pues, más arriba se mencionó que definir el concepto de aprendizaje en función de las ciencias del cerebro, ayudaría a resolver problemas en el campo de la educación, problemas relacionados con la conducta, tales como, ¿por qué no aprenden los alumnos con un mismo modelo pedagógico al mismo tiempo? ¿Qué hace que alumnos en diferentes escenarios educativos se sientan bloqueados “mentalmente” a la hora de presentar una evaluación? ¿Qué tipo de trastornos en el neuro-desarrollo hacen imposibles ciertas habilidades en apariencia simples, tales como leer, escribir y calcular? 18 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación En este tipo de preguntas nos encontramos en un nivel funcional de explicación, es decir, en este nivel la definición estándar de aprendizaje es importante puesto que nos ayuda a clarificar cuál es la relación entre la ciencia cognitiva y la educación. El aprendizaje genera hábitos o comportamientos que perduran en el tiempo y estos comportamientos modelan o regulan la conducta del individuo dependiendo del contexto, desarrollando un tipo de uniformidad a la hora de enseñar. Sin embargo, la experiencia en la enseñanza muestra que la mayoría de los individuos aprenden de maneras distintas (Llera, 2003) lo cual implica metodologías diferentes para la relación enseñanza- aprendizaje; además, las preguntas anteriores muestran que gran parte de la población sufre trastornos de orden biológico que afectan el aprendizaje. Si bien estos trastornos no son sinónimo de retraso mental, sin la debida ayuda profesional serían un problema para el aprendizaje y la enseñanza. Se han presentado casos de profesores que afirman sin más que algunos estudiantes son “brutos” porque no entienden las matemáticas u otras áreas, lo claro es que el docente maneja la definición estándar de aprendizaje (patrón de conducta), lo que no sabe es que a nivel micro, biológico, el estudiante padece “descalculia” y digrafía, lo cual le impide ir a la par con los demás compañeros en dichas áreas. Por lo tanto, el aprendizaje cognitivo de los individuos debe ir en red con la ciencia del cerebro y la investigación continuada, para saber cuál es la mejor manera de enfrentar los problemas de la enseñanza en los criterios de evaluación, pues, aunque es importante seguir un modelo teórico sobre el aprendizaje, también lo es en el nivel micro, ayudando así a que la enseñanza docente sea más eficiente y humana. 2.5 El papel de la experimentación en el proceso enseñanza y aprendizaje en las ciencias naturales El estado actual de la educación y en general la enseñanza de la ciencia, nos dice que debe haber un cambio de enfoque basado en el contexto de aplicación del aprendizaje; es decir, ver la ciencia en cualquier escenario no sólo desde el laboratorio del colegio, sino desde la cotidianidad, donde el estudiante observe que la ciencia no está lejos de él. En general existe una visión pesimista acerca de la evolución por la que ha pasado la educación en los últimos años, los estudiantes perdieron el respeto por los docentes, la Referente teórico 19 autoridad del docente está pasando por una grave crisis. El ambiente escolar se ha vuelto incontrolable, el comportamiento de los estudiantes entorpece el desarrollo de las clases e impide que se alcance el fin de la educación (enseñar y aprender). El apoyo de las familias es nulo pues se enteran de las diversas situaciones con los estudiantes, pero no hacen nada al respecto. La fractura social es tal, que muchos docentes se sienten desamparados y desprotegidos al enfrentarse a un aula conflictiva; los estudiantes violentan al docente y éste no puede hacer nada por temor a las repercusiones legales a las que conllevarían tal situación. Los padres de familia también incurren en faltas de respeto continuas hacia los docentes, piensan que así están protegiendo a sus hijos, y los estudiantes carecen de sentimientos de culpa y arrepentimiento frente a las faltas de disciplina que comenten (Extremera, Rey & Pena, 2010). Por tanto, el futuro de los próximos científicos debe partir no sólo de un modelo didáctico pertinente, sino también del aprendizaje y aplicación de los valores en la vida cotidiana sin dejar atrás el desarrollo de la parte humana. Los cambios deben ser estructurados en la base docente y en la enseñanza de los valores impartidos por la familia. Es decir, no se justifica el hecho de que la enseñanza de la ciencia se conciba sólo desde una visión histórica, pues no habría una evolución del conocimiento genuina; en éste caso, en física y química. Así, vivimos con Newton, pero sin comprender a Einstein. Por ello, lo que se busca es renovar el aula de clase desde la transposición didáctica hasta los espacios multifactoriales, donde los experimentos sean vivencias reales, que todos puedan aprender el arte de la ciencia y no unos pocos, pero a su vez, tener en cuenta la importancia de la aplicación de los valores y los compromisos sociales de los conocimientos adquiridos a lo largo de la enseñanza educativa. La ciencia, la tecnología y la sociedad (CTS) son las estructuras básicas para comprender la realidad humana. Éste es el análisis al que nos lleva la especialista en didáctica de las ciencias Neus Sanmartí en su artículo; la idea de que el aprendizaje de la ciencia debe ir a la vanguardia de los descubrimientos actuales con un enfoque de contexto (Sanmarti, 2005). Es decir, hacer que los contenidos de la ciencia estén interrelacionados con las explicaciones y los experimentos adecuados para la enseñanza con sentido social. Esta enseñanza debe ir de la mano con la didáctica como ciencia, mostrando las diferencias entre los métodos de enseñanza tradicional y actual. 20 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación Sanmartí (2005) centra su búsqueda en una buena experimentación, generando un cambio en la manera de pensar de los alumnos, pues según la autora, lo que motiva a una persona a aprender no sólo es que unos pocos aprendan, sino que los que no han podido lo hagan alguna vez, no basado en la demostración de un saber perfecto en donde el experimento no forma parte de una comprobación sino un punto de partida. Así, se llega a la idea de que la ciencia es de todos, por ello, habla de democratizar la ciencia. En los procesos de enseñanza-aprendizaje, los docentes se limitan a la transmisión de contenidos de unos saberes científicos, conllevando a que los estudiantes se conviertan en simples receptores de esos conocimientos en los cuales no pueden desarrollar pensamientos críticos ni reflexivos. Gracias a esto se hace necesaria la incorporación de la experimentación en el aula de clase. La experimentación en las ciencias naturales cumple un papel de suma importancia ya que permite el debate a partir de experiencias que surgen de la cotidianidad, tomando de esta manera a la ciencia como una construcción activa que siempre parte de la experiencia y además desarrolla el pensamiento crítico y reflexivo en los estudiantes. (Sosa & Rodríguez, 2014). La experimentación siempre tiene como objetivo fundamental favorecer los procesos en vez de los resultados, convirtiéndose de esta manera en una alternativa de los docentes para dejar de lado la memorización. De acuerdo con Sosa y Rodríguez (2006) la experimentación debe ser esa opción de construcción de conocimientos partiendo de los hechos. La actividad experimental de acuerdo con López y Tamayo (2012) es uno de los aspectos más importantes en la enseñanza de las ciencias naturales por el gran aporte que puede dar a los estudiantes en cuanto al desarrollo de habilidades y destrezas en el campo experimental además de fortalecer el desarrollo del pensamiento y así construir conceptos científicos como finalidad de las actividades experimentales. La experimentación se puede definir como un conjunto de actividades en las que se deben utilizar o seguir unos procedimientos para dar explicaciones a un fenómeno o simplemente para hacer un análisis a situaciones problema, buscando siempre dar solución. Referente teórico 21 También se toma como una estrategia práctica, donde el alumno puede explorar, observar, analizar, concluir y crear sus propias hipótesis, desarrollando así habilidades y competencias analíticas, críticas, creativas y reflexivas. La experimentación se usa a través de todas las áreas científicas para investigar una variedad de interrogantes. En este contexto, de acuerdo con Carpi & Egger (2008): Los experimentos pueden proporcionar evidencia adicional para complementar otros métodos de investigación. Por ejemplo, una de las primeras ideas sobre el funcionamiento de la visión humana proviene del filósofo griego Empédocles alrededor del 450 antes de nuestra era; Empédocles pensaba que la diosa griega Afrodita había iluminado con fuego el ojo humano, y que la visión era posible debido a los rayos que emanaban de este incendio y que iluminaban los objetos a nuestro alrededor (p.1) Desde el ejemplo anterior se empezó hablar de la experimentación para dar explicación a un sin número de fenómenos que se observaban en la vida cotidiana. A partir de la experimentación se busca que los estudiantes de grado segundo logren un aprendizaje significativo del tema los sentidos en el cuerpo humano, por medio de prácticas de laboratorio guiadas referentes a los cinco sentidos. 3. Metodología 3.1 Enfoque metodológico Siguiendo a Hernández, Fernández y Baptista (2010) la actual investigación se inscribe dentro del paradigma cualitativo de carácter descriptivo, el cual utiliza la observación y la descripción para responder preguntas de investigación, teniendo en cuenta la recolección y posterior análisis de datos proporcionados por los estudiantes del grado segundo de la Institución Educativa San Agustín. Para este tipo de investigaciones, según Hernández et al. (2010) se plantea un diseño cuasi experimental, ya que la muestra objeto de estudio son los estudiantes de grado segundo asignados a la docente, por lo tanto, esta muestra no pudo ser seleccionada al azar. 3.2 Contexto del trabajo La Institución Educativa San Agustín se encuentra ubicada en el municipio de Samaná, Caldas. Es una institución de carácter oficial, urbana, cuenta con tres sedes; La sede A, B y C en las cuales se ubican los estudiantes desde el grado cero al grado once. En la Institución Educativa San Agustín los estudiantes cuentan con una educación inclusiva que se enfoca en eliminar las barreras que se interponen en su desarrollo del aprendizaje, la Institución cuenta con un plan de estudios diseñado teniendo en cuenta el artículo 23 de la Ley General de Educación 1994 y el Decreto 1860 del mismo año; dándole aplicabilidad al modelo pedagógico humanista. La planeación se realiza teniendo en cuenta los Derechos Básicos de Aprendizaje (DBA), ya que son herramientas diseñadas y 24 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación propuestas por el Ministerio de Educación Nacional (MEN), para que los docentes puedan contar con una planeación más completa. Por otra parte, la Institución cuenta con un convenio con CONFA1 para la jornada escolar complementaria en inglés, de esta forma desde el grado noveno los estudiantes reciben 5 horas de inglés adicionales en contra jornada y reciben al culminar el año escolar el certificado del respectivo nivel; este convenio también se tiene establecido en las áreas de matemáticas y español en los grados primero, segundo y tercero. La aplicación de la investigación se realizó en la sede A también conocida con el nombre de Escuela Francisco José de Caldas. En esta sede se encuentran los estudiantes de básica primaria, perteneciendo a esta los estudiantes del grado segundo C, quienes son la muestra de interés de la investigación. El grado segundo C está conformado por 29 estudiantes, 15 niñas y 14 niños, con edades que oscilan entre los 6 y 8 años. Un 90% de los estudiantes son víctimas del conflicto armado, y se ubican en estratos 1 y 2, siendo una población con altos niveles de vulnerabilidad de acuerdo a los datos que se recolectan cada año, estos datos se obtienen de las hojas de vida de los estudiantes. Los datos recolectados para esta investigación provienen de este grupo de estudiantes. Primero se les aplicó una preprueba (Anexo A) con el fin de establecer las ideas previas y los obstáculos en el proceso de enseñanza y aprendizaje sobre los cinco sentidos del cuerpo humano. A partir de los resultados obtenidos y su posterior análisis se construyó la unidad didáctica sobre los sentidos del cuerpo humano basada en la experimentación (Anexo B) y se fue aplicando y evaluando por medio de una posprueba, realizada a los estudiantes cada que se acercaba la finalización de los contenidos de cada uno de los sentidos, para determinar si la aplicación de la unidad didáctica basada en la experimentación logró un cambio conceptual en los estudiantes del grado segundo de la Institución Educativa. 1 ”Caja de compensación familiar de Caldas, hace parte del Sistema del Subsidio Familiar en Colombia, son personas jurídicas de derecho privado sin ánimo de lucro, organizadas como corporaciones. Cumplen una función social y se encuentran sometidas al control y vigilancia del Estado en la forma establecida por la Ley”. https://confa.co/personas/acercade-confa/ https://confa.co/personas/acercade-confa/ Metodología 25 Se planteó una actividad adicional para la evaluación de la unidad didáctica empleada que fue un test de Likert (Anexo C) para conocer la apreciación de cada uno de los estudiantes sobre la unidad didáctica trabajada en la clase de ciencias naturales. Adicional a esto los estudiantes proponen realizar una contribución escribiendo cuentos cortos sobre los sentidos del cuerpo humano a partir de todo lo trabajado en la unidad didáctica. 3.3 Diseño de la unidad didáctica “Los cinco sentidos” El diseño de la unidad didáctica “los cinco sentidos” está basado en un modelo constructivista-humanista, consta de cinco guías, una para cada sentido. En ellas se evidencian las siguientes etapas: en la primera se encuentra la Actividad de introducción de carácter práctico, la segunda parte de vivencias de la cotidianidad y desarrolla una práctica de laboratorio, la tercera etapa introduce nuevos conceptos, la cuarta etapa presenta un vídeo animado, la quinta etapa consta de actividades prácticas y, por último, la sexta etapa corresponde a la evaluación, la cual se compone de un cuestionario de 5 preguntas de selección múltiple sobre vivencias de la cotidianidad en las que se busca indagar sobre los órganos de los sentidos, su conexión con la función y el órgano (Anexo B). Partiendo del modelo pedagógico trabajado en la Institución y la planeación que se exige de las clases, la unidad didáctica cuenta con: 1. Introducción: Una pregunta orientadora, el estándar, derecho básico de aprendizaje y la evidencia de aprendizaje. 2. Desarrollo de la unidad didáctica: Cada guía inicia con una imagen acorde al sentido que se va abordar y el logro que se va alcanzar con el desarrollo de la misma. 2.1 Actividad de introducción (práctica): Por medio de vivencias cotidianas se busca que los estudiantes integren las funciones de cada sentido con su órgano, en esta etapa se evidencian las ideas previas de los estudiantes frente a cada uno de los cinco sentidos. 2.2 Laboratorio: se desarrolla una práctica de laboratorio con materiales de la cotidianidad que aborde el sentido a trabajar. 26 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación 2.3 Fundamentación teórica: se dan las herramientas necesarias para la construcción conceptual. Siempre se busca que el estudiante a partir de sus vivencias genere el concepto. 2.4 Video: proyección de videos animados del órgano y su función descargados de la web. 2.6 Actividades prácticas: talleres aplicados de lo trabajado durante el desarrollo de la guía. 2.7 Evaluación: cuestionario de selección múltiple (posprueba). 3.4 Fases del trabajo La investigación se desarrollará en cinco fases, las cuales se describen a continuación: I. Fase de diagnóstico (preprueba) En esta fase se aplicó una preprueba con el objetivo de identificar los saberes previos que los estudiantes tenían frente al tema los cinco sentidos del cuerpo humano (Anexo A). Esta encuesta se aplicó a 29 estudiantes de grado segundo de la institución Educativa San Agustín del municipio de Samaná, Caldas. II. Fase de diseño y estructuración de la unidad didáctica Después de recopilar el material necesario para la construcción de la unidad didáctica, como lo son recursos audiovisuales, laboratorios sencillos, talleres y demás temas correspondientes a la asignatura ciencias naturales en el grado segundo se estructura la unidad didáctica (Anexo B), procurando siempre que la experimentación motive los estudiantes. III. Fase de implementación En esta fase los estudiantes a través de la experimentación desarrollan la unidad didáctica solucionando las actividades propuestas. IV. Fase de aplicación de posprueba Luego de la implementación de la unidad didáctica, se realiza un segundo cuestionario o posprueba, que busca determinar si la aplicación de la unidad didáctica a través de la experimentación favorece o no los procesos de aprendizaje y así recoger la información Metodología 27 necesaria del aprendizaje de los estudiantes pertenecientes al grado segundo de la institución educativa con respecto al tema específico. V. Fase de evaluación En esta fase se evalúa la implementación de la estrategia didáctica basada en la experimentación a través de un test de Likert y la realización de un cuento, producción propuesta por parte de los estudiantes para demostrar sus resultados en el aprendizaje de las ciencias exactas en el incluyen los conocimientos adquiridos en el desarrollo de la unidad didáctica. 4. Resultados y Discusión 4.1 Preprueba Al diseñar la preprueba, se tomó en cuenta el contexto de los estudiantes de grado segundo de la Institución Educativa San Agustín ya que es el grupo a intervenir, para lograr una indagación de ideas previas o preconcepciones frente a la temática los cinco sentidos del cuerpo humano. Luego de su aplicación los resultados revelan que una gran parte de los estudiantes presentan muchas dificultades en relacionar cada uno de los sentidos con su órgano correspondiente y de igual manera se les dificulta relacionar la funcionalidad de los mismos. El instrumento construido como preprueba (Anexo A) cuya finalidad es la de identificar las ideas previas de los estudiantes se dividió en tres partes para facilitar su comprensión, teniendo en cuenta que los estudiantes son niños en edades oscilantes entre 6 a 8 años que se dispersan con facilidad: Preprueba 1: la pregunta está relacionada con los cinco sentidos Preprueba 2: las preguntas 1 – 3 están relacionadas con el sentido de la audición las preguntas 4 – 6 están relacionadas con el sentido del gusto Preprueba 3: la pregunta 1 está relacionada con los cinco sentidos las preguntas 2 – 4 están relacionadas con el sentido del olfato las preguntas 5 – 6 están relacionadas con el sentido del tacto las preguntas 7 – 8 están relacionadas con el sentido de la vista A continuación, se presentan los resultados de los 29 estudiantes participantes de acuerdo a los grupos de preguntas especificados anteriormente. 30 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación PREPRUEBA 1 La preprueba 1 tuvo como propósito evaluar las ideas previas que presentaban los estudiantes de acuerdo a los órganos y la función de los cinco sentidos del cuerpo humano. La pregunta se diseñó para que los estudiantes ubicaran algunos órganos asociados a los cinco sentidos del cuerpo humano y escribieran la función correspondiente para cada uno de ellos. Se logró observar que 21 estudiantes, que representan el 72%, respondieron de forma correcta los órganos de los cinco sentidos, mientras que 28% no identifican los órganos señalados en la imagen (Figura 4-1). En cuanto a la función, 11 estudiantes, que representan el 38%, respondieron cuál era la función de cada órgano señalado, mientras que el 62% no escribió ninguna función asociada a los órganos (Figura 4-2). Figura 4-1 Reconocimiento de los órganos asociados a los cinco sentidos del cuerpo humano Fuente: creación propia Figura 4-2 Reconocimiento de la función de los cinco sentidos del cuerpo humano Fuente: creación propia 72% 28% ÓRGANO CORRECTA INCORRECTA 38% 62% FUNCIÓN CORRECTA INCORRECTA Resultados y Discusión 31 PREPRUEBA 2 La preprueba 2 posee seis preguntas de selección múltiple que buscaban evaluar los conocimientos que tenían los estudiantes en cuanto al órgano y la función de los sentidos de la audición y el gusto. PREGUNTA 1: Esta pregunta buscaba evaluar los conocimientos de los estudiantes en cuanto a la identificación del sentido de la audición. Como se ilustra en la Figura 4-3, 13 estudiantes, que corresponden al 44,8%m respondieron de forma acertada esta pregunta, lo que nos indica que menos de la mitad de los estudiantes identificaron el sentido de la audición. Figura 4-3 Identificación del sentido de la audición Fuente: creación propia PREGUNTA 2: Esta pregunta tuvo como finalidad evaluar la identificación por parte de los estudiantes del órgano correspondiente al sentido de la audición. Como se ilustra en la Figura 4-4, el 34,5%, que corresponde a 10 estudiantes, dieron una respuesta acertada a esta pregunta, lo que puede indicar que una mínima parte de estudiantes identifican el órgano del sentido de la audición. 0 2 4 6 8 10 12 14 A B C D A Juanito le gusta escuchar el canto de los pajaros, ¿cual es el sentido favorito? 32 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación Figura 4-4 Identificación del órgano del sentido de la audición Fuente: creación propia PREGUNTA 3: Esta pregunta buscó evidenciar lo que sabían los estudiantes en cuanto a la función del sentido de la audición, partiendo de un ejemplo de la cotidianidad. Como se ilustra en la Figura 4-5, 17 estudiantes, que equivalen al 58,6%, respondieron correctamente la pregunta planteada, lo que indica que un poco más de la mitad de estudiantes identifican la función del sentido de la audición. Figura 4-5 Función del sentido de la audición Fuente: creación propia El resumen del análisis del primer grupo de preguntas, correspondiente a los conocimientos que los estudiantes presentan del sentido de la audición, que corresponde a la Figura 4-6, indica que los estudiantes presentan conocimientos elementales sobre la función y el órgano de la audición. Esto podría deberse a que los estudiantes en el grado inmediatamente anterior, según el plan de estudios, deben conocer cada uno de los cinco sentidos del cuerpo humano. Sin embargo, como se ilustra en la Figura 4-6, las respuestas 0 2 4 6 8 10 12 A B C D ¿Cuál es el órgano del sentido de la audición? 0 5 10 15 20 A B C D ¿Por qué no escucha bien Mariana? Resultados y Discusión 33 correctas no superan el 50%, siendo necesario implementar una estrategia para la construcción significativa del concepto y establecer así una relación del órgano y su función correspondiente. Figura 4-6 Conocimientos sentido de la audición Fuente: creación propia PREGUNTA 4: Esta pregunta aborda la identificación del sentido del gusto en una situación del diario vivir. Como se ilustra en la Figura 4-7, el 65,5%, que equivale a 19 estudiantes, respondieron acertadamente esta pregunta, lo cual nos permite afirmar que una gran parte de los estudiantes identifican el sentido del gusto. Figura 4-7 Identificación del sentido del gusto Fuente: creación propia 46% 54% SENTIDO DE LA AUDICIÓN CORRECTAS INCORRECTAS 0 5 10 15 20 A B C D ¿Qué sentido se utiliza al probar un postre? 34 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación PREGUNTA 5: La pregunta tuvo como finalidad evaluar la identificación por parte de los estudiantes del órgano correspondiente al sentido del gusto, partiendo de un ejemplo muy común en las familias colombianas. Como se ilustra en la Figura 4-8, 23 estudiantes que equivalen al 79,3% respondieron de forma acertada esta pregunta, esto nos indica que una gran parte de estudiantes identifican el órgano del sentido del gusto. Figura 4-8 Identificación del órgano del sentido del gusto Fuente: creación propia PREGUNTA 6: Esta pregunta permitió tener una visión del conocimiento de los estudiantes en cuanto a la función del sentido del gusto, partiendo de sus vivencias. Como se ilustra en la Figura 4-9, 18 estudiantes, que equivalen al 62%, respondieron de forma incorrecta a esta pregunta, lo que nos indica que una mínima parte de estudiantes identifican la función del sentido del gusto. Figura 4-9 Función del sentido del gusto Fuente: creación propia 0 5 10 15 20 25 A B C D ¿Con qué parte del cuerpo se le prueba la sal al arroz? 0 2 4 6 8 10 12 A B C D Importancia del sentido del gusto Resultados y Discusión 35 Para resumir los análisis del segundo grupo de preguntas que corresponden a las ideas previas presentadas por los estudiantes del sentido del gusto, evaluando su función, su conexión con su respectivo órgano y sus relaciones con el entorno, en la Figura 4-10 se observa que un 60% de las preguntas fueron acertadas lo que nos indica que los estudiantes manejan una conceptualización elemental del sentido del gusto, pero no logran conectar el órgano con la función que cumple en el organismo. Figura 4-10 Conocimientos del sentido del gusto Fuente: creación propia PREPRUEBA 3 La preprueba 3 tuvo ocho preguntas, las cuales se distribuyeron así: la primera consistía en unir el sentido con la función, las demás fueron de selección múltiple que permitieron evaluar los conocimientos que tenían los estudiantes en cuanto al órgano y la función de los sentidos del olfato, tacto y vista. PREGUNTA 1: Esta pregunta buscó evaluar los conocimientos de los estudiantes acerca de la función de los cinco sentidos del cuerpo humano. La pregunta se diseñó para que los estudiantes unieran el sentido con su respectiva función. como se evidencia en la Figura 4-11, 24 estudiantes, que representan el 83%, unieron de forma correcta el sentido con su función, mientras que el 17% no lo hicieron de manera correcta, lo que evidencia una mayor apropiación de las funciones de los cinco sentidos por parte de la mayoría de los estudiantes. 60% 40% SENTIDO DEL GUSTO CORRECTAS INCORRECTAS 36 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación Figura 4-11: Función de los cinco sentidos del cuerpo humano Fuente: creación propia PREGUNTA 2: El objetivo de esta pregunta fue la identificación del órgano correspondiente al sentido del olfato partiendo de ejemplos comunes. En esta pregunta, como se evidencia en la Figura 4-12, 24 estudiantes, que equivalen al 83% del total, respondieron de forma correcta, lo que nos da a entender que a los 5 restantes se les dificultó relacionar el órgano con el sentido del olfato. Figura 4-12: Identificación del órgano del sentido del olfato Fuente: creación propia PREGUNTA 3: Esta pregunta tuvo como objetivo la identificación del sentido del olfato con un ejemplo de la vida diaria. Como se evidencia en la Figura 4-13, el 76% del total, que corresponde a 22 estudiantes, concuerdan en que el sentido utilizado es el olfato, a los 7 restantes se les dificultó evidenciar el sentido preguntado. 83% 17% Funciones de los cinco sentidos CORRECTA INCORRECTA 0 5 10 15 20 25 30 A B C D ¿cual es el sentido que identifica los olores? Resultados y Discusión 37 Figura 4-13: Identificación del sentido del olfato Fuente: creación propia PREGUNTA 4: Esta pregunta tuvo como objetivo evaluar la función del órgano encargado de la identificación de los olores. Como se evidencia en la Figura 4-14, el 69% del total de estudiantes, es decir 20, respondieron correctamente, a los 9 restantes se les dificultó identificar la función que cumple el sentido del olfato. Figura 4-14: Función del sentido del olfato Fuente: creación propia 0 5 10 15 20 25 A B C D ¿Qué sentido se utiliza cuando huelo mi comida favorita? 0 5 10 15 20 25 A B C D ¿Qué identifica la nariz? 38 El Aprendizaje de los Sentidos a través de la Experimentación En cuanto al sentido del olfato, se presenta un análisis general de las preconcepciones de los estudiantes, en la Figura 4-15, el 76% de las respuestas a las preguntas formuladas se respondió de manera acertada por parte de los estudiantes lo que nos sugiere que una gran parte de estudiantes logran relacionar
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