1º – El marco teórico: es una reflexión y un posicionamiento teórico en el contexto de la
Didáctica de las Ciencias y, en particular en el tratamiento de las prácticas de laboratorio. No
pretendemos hacer aportación alguna a la Didáctica, tarea que les corresponde más a los
investigadores que a los docentes, pero sí situarnos en el marco de las actuales corrientes de
pensamiento, para que pueda comprenderse mejor desde qué óptica elaboramos este material
didáctico.
2º - Manual didáctico para el profesor: se trata de 36 protocolos para otras tantas
prácticas de laboratorio, dirigidos al profesor, en los que se dan orientaciones sobre los
objetivos que se pueden formular, los materiales necesarios, el fundamento científico de la
práctica, etc. Se trata, sobre todo, de un instrumento que ayuda a organizar rápidamente el
laboratorio y a solucionar aquellos problemas más comunes que se pueden plantear en cada
caso.
3º - Fichas de trabajo para los alumnos: cada práctica tiene un guión para fotocopiar y
entregar a los alumnos en el momento de realizar la práctica. Es un material de trabajo que
indica el procedimiento a seguir paso a paso, pero también deja campos "en blanco", que el
alumno tendrá que completar, y cuestiones sobre la práctica que tendrá que responder. No es
un material cerrado, sino que tiene un cierto grado de apertura y, en todo caso, cada profesor
puede modificarlo hasta donde estime oportuno.
4º – Elaboración de mezclas y reactivos: en este capítulo se recogen algunas fórmulas para
preparar soluciones, reactivos, colorantes y medios de cultivo de uso muy común en los
laboratorios. Pretendemos ayudar y orientar al profesor en la preparación de unos productos
químicos, que cuando no son los adecuados o no se encuentran en buen estado, son causa
frecuente del fracaso de la práctica.
ÍNDICE
1 . – EL MARCO TEÓRICO
o Un planteamiento constructivista de la enseñanza de las Ciencias
o Las prácticas de laboratorio en el marco de la enseñanza de las CIencias.
o Diversos tipos de prácticas de laboratorio.
o El grado de apertura de las prácticas de laboratorio.
2 . – MANUAL DIDÁCTICO PARA EL PROFESOR
o Reconocimiento de material de laboratorio.
o La lupa binocular.
o El microscopio óptico.
o Observación de microorganismos de agua dulce.
o Observación de células animales y vegetales
o Observación de epidermis vegetal.
o Ósmosis en células vegetales .
o Observación de mitosis en raíz de cebolla.
o Estudio de un moho.
o Simbiosis .
o Extracción y separación de pigmentos fotosintéticos
o Tinción de textiles con pigmentos vegetales
o Factores que condicionan la fotosíntesis
o Observación de anteras y germinación del grano de polen
o El desarrollo del renacuajo
o Estudio y disección de un erizo de mar
o Fecundación y desarrollo embrionario en el erizo de mar .
o Estudio y disección de un mejillón.
o Disección de un corazón de cerdo.
o Determinación del porcentaje de agua en la materia viva.
o Reconocimiento de la presencia de una sal mineral: carbonato cálcico
o Reconocimiento de azúcares reductores
o Reconocimiento de la presencia de un polisacárido: almidón
o Reconocimiento de lípidos
o Reconocimiento de proteínas
o Identificación de biomoléculas en soluciones problema
o Actividad enzimática de la catalasa
o Acción digestiva de la amilasa de la saliva sobre el almidón.
o Elaboración de jabones
o Estudio de la cristalización de sales
o Las propiedades de los minerales
o Estudio de las rocas
o Rocas y procesos geológicos externos
o Interpretación del mapa topográfico
o El perfil topográfico
o El tiempo en Geología
3 . – FICHAS DE TRABAJO PARA EL ALUMNO
o Reconocimiento de material de laboratorio.
o La lupa binocular.
o El microscopio óptico.
o Observación de microorganismos de agua dulce
o Observación de células animales y vegetales.
o Observación de epidermis vegetal
o Ósmosis en células vegetales.
o Observación de mitosis en raíz de cebolla
o Estudio de un moho.
o Simbiosis
o Extracción y separación de pigmentos fotosintéticos
o Tinción de textiles con pigmentos vegetales
o Factores que condicionan la fotosíntesis
o Observación de anteras y germinación del grano de polen.
o El desarrollo del renacuajo.
o Estudio y disección de un erizo de mar
o Fecundación y desarrollo embrionario en el erizo de mar
o Estudio y disección de un mejillón
o Disección de un corazón de cerdo
o Determinación del porcentaje de agua en la materia viva
o Reconocimiento de la presencia de una sal mineral: carbonato cálcico
o Reconocimiento de azúcares reductores
o Reconocimiento de la presencia de un polisacárido: almidón.
o Reconocimiento de lípidos
o Reconocimiento de proteínas
o Identificación de biomoléculas en soluciones problema
o Actividad enzimática de la catalasa
o Acción digestiva de la amilasa de la saliva sobre el almidón
o Elaboración de jabones
o Estudio de la cristalización de sales
o Las propiedades de los minerales
o Estudio de las rocas
o Rocas y procesos geológicos externos
o Interpretación del mapa topográfico
o El perfil topográfico
o El tiempo en Geología
4 .- PREPARACIÓN DE ALGUNAS MEZCLAS Y FÓRMULAS COMUNES
EN LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO
o Soluciones y reactivos
o Colorantes
o Medios de cultivo
1
– El marco teórico
Un planteamiento constructivista de la enseñanza de las Ciencias.
El modelo constructivista de la enseñanza/aprendizaje tiene su origen en las teorías cognitivas
de Piaget, Bruner y Vigotsky desde la primera mitad del S. XX, pero también otros han
apartado visiones diferentes que han contribuido a completarlo y concretarlo. Definir el
constructivismo no es una tarea fácil; tratando de buscar un consenso común, diremos que el
modelo se basa en los siguientes principios:
– Los conocimientos previos: lo que se adquiere a través del aprendizaje (cualquier situación
vital o experiencia personal puede producir aprendizaje) no constituye un cúmulo de datos
aislados e independientes, sino que se integran unos con otros formando una compleja red
de ideas y conceptos con múltiples relaciones entre sus partes. Este complejo esquema
cognitivo es lo que nos permite interpretar, comprender y dar sentido a nuestras
experiencias.
Todos los estudiantes tienen una idea previa, más o menos vaga, más o menos correcta,
sobre aquellos fenómenos objeto de estudio, es decir, se enfrentan a lo nuevo con un
esquema cognitivo previo, que les permite dar una interpretación personal del fenómeno. Lo
que se busca con la enseñanza es una mejora de la “calidad” de ese esquema cognitivo,
mejora que se consigue tanto por la incorporación de nuevas ideas como por la sustitución de
viejas concepciones por otras nuevas, o por un cambio en las relaciones entre ideas.
Los conocimientos previos de los estudiantes tienen mucho que ver con los errores
conceptuales que se mantienen incluso después de haber recibido enseñanza sobre el tema a
lo largo de varios cursos, así que el conocimiento del profesor sobre cuáles son estas ideas
previas es un punto de partida imprescindible para diseñar actividades y planificar un
proceso de enseñanza encaminado a poner en crisis estos preconceptos erróneos.
– El conflicto cognitivo: construir nuevos significados no es un proceso pasivo, por el
contrario, es necesario que lo que se va a aprender sea sometido a contraste con el esquema
cognitivo previo. El desequilibrio que se produce ante lo nuevo, ante lo que no se puede
explicar o comprender es un conflicto cognitivo. Si existe motivación suficiente y
expectativa razonable para resolver el conflicto cognitivo, se hará un esfuerzo para buscar
y asimilar nuevos conocimientos (aprendizajes). En caso contrario se abandonará, no se
producirá aprendizaje y no se resolverá el conflicto, que perdurará como algo carente de
sentido.
– El aprendizaje significativo: se aprende un nuevo contenido cuando este se asimila y
acomoda en el esquema cognitivo previo, es decir, cuando se relacionan con lo que ya se sabe,
siguiendo una lógica, con sentido, y no arbitrariamente. Si lo que se intenta aprender no
resulta irreconciliable con el esquema previo, puede ser incorporado y de ahí surgir un nuevo
significado en la mente de quien aprende. Para que se produzcan aprendizajes significativos
es preciso reunir las siguientes condiciones:
- Los nuevos contenidos deben presentarse y facilitarse bien estructurados y
organizados, de manera que no resulte difícil encontrar relaciones entre las nuevas
ideas y con los conocimientos previos. Lo que se pretenderá es la incorporación
coherente, no memorística, al esquema cognitivo del alumno.
- Los nuevos contenidos no pueden estar muy alejados de lo que el alumno ya conoce. Si
las nuevas ideas están muy alejadas de sus conocimientos resultarán completamente
ininteligibles y no podrán ser acomodadas en su esquema mental.
- Es necesaria una buena motivación del alumno, pues sin ella no estará dispuesto a
buscar la manera de resolver el conflicto cognitivo que se le plantea. El cambio
conceptual es un proceso activo que requiere el esfuerzo de quien aprende y para ello
debe tener interés y creer que puede hacerlo.
Pese a la amplia difusión y aceptación del constructivismo a lo largo de las últimas décadas,
algunas voces muy cualificadas (Solomon, Jenkins, Shuchting...) se han alzado críticas contra el
denominado “modelo constructivista”, presentándolo como una moda, como una peligrosa
tendencia intelectual a la que todos se adscriben acríticamente por impregnación social, pero
que no constituye, sobre la práctica, un auténtico modelo de enseñanza/aprendizaje. No se
puede negar que el término “constructivismo” tiene diferentes significados desde diferentes
ópticas, lo que obliga a precisar con mayor exactitud de qué constructivismo estamos
hablando. Admitiendo las aportaciones de la psicología, el “consenso constructivista” en la
didáctica de las ciencias tiene un origen especifico en las numerosas investigaciones
publicadas sobre múltiples aspectos de la educación científica: las preconcepciones científicas,
los materiales curriculares de ciencias, los trabajos prácticos... Unas investigaciones cuyos
resultados van constituyendo el corpus teórico de la nueva didáctica de las ciencias de la que,
sin duda alguna, emerge un consenso basado en planteamientos constructivistas de la
enseñanza/aprendizaje de las ciencias. Esa base común, emanada de la investigación didáctica,
la expresa D. Gil como el acuerdo en aquello que debería evitarse en la práctica docente, por
conducir a una visión simplista y en exceso distorsionada de lo que es la construcción de
conocimiento científico. Se trata de un conjunto de deformaciones estrechamente
relacionadas y asociadas, socialmente admitidas, que la educación científica debe ayudar a
transformar:
- Visión descontextualizada, socialmente neutra: se ignoran las complejas relaciones Ciencia
/ Tecnología / Sociedad, como si la ciencia fuera un producto elaborado al margen de
intereses socioeconómicos de todo tipo, como si el progreso científico no estuviera
condicionado y al servicio de las sociedades que lo producen.
- Visión individualista y elitista: presenta la ciencia como la obra de genios, sumamente
capaces y sabios, que trabajan dentro de un inaccesible laboratorio repleto de extraños
instrumentos. Esta visión ignora el trabajo colectivo de los equipos investigadores y olvida
que el conocimiento científico es una construcción compleja que nace de las aportaciones de
muchos, desde varios ámbitos y con múltiples puntos de vista.
- Visión empirista y ateórica: resalta el papel de la observación y la experimentación como la
manera de construir el conocimiento científico, olvidando el papel de las hipótesis como
intentos de respuesta a un problema y sometiendo estas al contraste empírico. Son las
hipótesis quienes focalizan el trabajo científico y no la observación y experimentación
independientes, neutras.
- Visión rígida y algorítmica: presenta la ciencia como el resultado de un supuesto “Método
Científico” aplicable sistemáticamente, etapa tras etapa, y cuyos resultados son infalibles.
Esta visión ignora todo lo que la ciencia tiene de creatividad, de imaginativo en el
planteamiento de hipótesis de trabajo, de azar...
- Visión aproblemática y acabada: se produce al transmitir resultados y modelos científicos
acabados, sin mostrar cual ha sido su evolución histórica, los problemas que se han
planteado, ni mucho menos, las limitaciones actuales del modelo o las perspectivas abiertas.
- Visión acumulativa y lineal: presenta la evolución de los conocimientos científicos como una
sucesión de teorías que han conducido al modelo actualmente aceptado, pero olvidando las
frecuentes confrontaciones entre teorías alternativas, ni los complejos procesos de cambio
que han constituido auténticas revoluciones científicas y tecnológicas.
Estas diferentes visiones de la ciencia, que no son independientes, sino que aparecen asociadas
entre si para transmitir una idea demasiado simplista de la ciencia, constituyen un serio
obstáculo en la renovación de la educación científica, por lo que se impone una reflexión para
superar “lo que siempre se ha hecho” y evolucionar, paso a paso, hacia una enseñanza de la
ciencia apoyada en actividades más abiertas, que exijan más implicación de los estudiantes
8
Prácticas de Biología y Geología El marco teórico
para emitir y comprobar conjeturas razonadas sobre hechos o fenómenos naturales objeto de
estudio, en la línea de lo que D. Gil (1992) ha denominado “tratamiento de situaciones
problemáticas abiertas que los estudiantes puedan considerar de interés”.
Las prácticas de laboratorio en el marco de la enseñanza de las ciencias.
Gran parte del trabajo de los científicos tiene lugar en los laboratorios, donde se diseñan y
ejecutan complejos experimentos a través de los cuales se logra progresar sobre las hipótesis
planteadas en la investigación. Si la enseñanza de las ciencias ha de promover la adquisición de
conocimientos, habilidades y actitudes “científicas”, es indudable que no cabe una enseñanza
de las ciencias que no incluya los trabajos prácticos en el laboratorio como actividad de
aprendizaje de capital importancia.
Siempre se les ha otorgado un gran valor a las prácticas de laboratorio en la
enseñanza/aprendizaje de las ciencias, pero no ha existido el mismo acuerdo en cuanto al papel
que estas deben jugar en el currículo y así, el enfoque que se les ha dado a las prácticas de
laboratorio ha evolucionado de forma paralela a como lo han hecho los diferentes modelos
didácticos.
Bajo el modelo de enseñanza por transmisión/recepción, las prácticas de laboratorio se han
utilizado preferentemente para ilustrar y comprobar leyes o modelos previamente explicados
por el profesor, y para adquirir ciertas habilidades en el manejo de aparatos y técnicas de
laboratorio. Bajo esta óptica es el profesor quien diseña la práctica y quien la dirige, mientras
que el papel del alumno queda relegado a ser el ejecutor de un conjunto de instrucciones
previamente establecidas, muchas veces reducidas al manejo más o menos correcto de ciertos
instrumentos, con un nivel de autonomía e indagación nulo.
Con el apogeo, a lo largo de la década de los setenta, del modelo de enseñanza por
descubrimiento, que ponía el énfasis en el trabajo del alumno más que en el del profesor, se
potenció un planteamiento de las prácticas de laboratorio como actividades de descubrimiento
de hechos, leyes y principios a los que el alumno llega mediante el empleo de los
procedimientos de la ciencia (observación sistemática, diseño experimental, contraste de
hipótesis, etc).
El surgimiento de una concepción constructivista de la enseñanza/aprendizaje de las ciencias
ha cambiado el énfasis por el descubrimiento por el énfasis en la construcción del
conocimiento, reforzando el papel de los conocimientos previos de los alumnos y el valor de las
prácticas de laboratorio como instrumentos para motivar, generar conflictos cognitivos y dar
origen a nuevas ideas. No se trataría tanto de descubrir como de construir nuevo conocimiento
a través de la confrontación de las ideas propias con las de los demás y con la experiencia,
sabiendo que la interpretación siempre se hace a través de nuestras propias concepciones.
Obviamente el enfoque que se les de a las prácticas de laboratorio depende en gran medida de
las concepciones epistemológicas y pedagógicas del docente, pero en todo caso es necesario
explicitar cuáles son los objetivos que se persiguen, y en esto se encuentra una enorme
diversidad. A. Caamaño (1992) propone un esquema integrador de los diferentes tipos de
objetivos que se pueden plantear desde diferentes ópticas:
- Objetivos de tipo conceptual: son objetivos encaminados a mostrar los fenómenos
naturales, hacer concretos los conceptos más abstractos y facilitar la comprensión de los
principios que constituyen el saber científico. Pueden ser:
o Relacionados con el conocimiento vivencial de los fenómenos en estudio.
o Relacionados con la comprensión de conceptos, leyes y teorías.
o Relacionados con la elaboración de modelos y teoría a través del contraste de
hipótesis.
o Relacionados con el desarrollo tecnológico.
- Objetivos de tipo procedimental: son objetivos que buscan enseñar el “modo de hacer” de
los científicos. Pueden ser:
o Relacionados con habilidades prácticas (destrezas, técnicas, etc) y estrategias de
investigación (control de variables, tratamiento de datos, etc).
o Relacionados con la adquisición del conocimiento en un contexto científico
(observación sistemática, inferencia, emisión y contraste de hipótesis, etc).
o Relacionados con la comunicación científica (buscar, analizar y presentar información
diversa, comunicar resultados, etc).
- Objetivos de tipo actitudinal: son objetivos que buscan la motivación del alumno y el
afianzamiento de actitudes positivas hacia la ciencia. Pueden ser:
o Relacionados con la motivación (interés por la ciencia, confianza en la capacidad propia
para resolver problemas, etc).
o Relacionados con los “valores” propios de la actividad científica (objetividad,
perseverancia, colaboración, etc).
Es necesario tener presente esta clasificación en el momento de planificar las prácticas de
laboratorio para un curso o una etapa, y buscar un equilibrio adecuado entre los tres tipos de
objetivos, teniendo en cuenta que cualquier fenómeno natural que podamos abordar en el
laboratorio se puede planificar adaptándolo al tipo de objetivo que se desee y al aprendizaje
que se pretenda.
Diversos tipos de prácticas de laboratorio.
No es posible que un solo tipo de práctica de laboratorio cubra todos los objetivos definidos
más arriba. Woolnoug y Allsop (1985) proponen una clasificación de las actividades prácticas
en función de los objetivos atribuibles a cada tipología:
o Experiencias: son actividades que pretenden familiarizar perceptivamente al alumno con
un fenómeno natural. Se trata de proporcionar una experiencia personal y un conocimiento
tácito del fenómeno. Son ejemplos: la observación de propiedades físicas de los minerales,
la observación de células animales y vegetales, la germinación de una semilla, la
observación de microorganismos de vida acuática, etc.
o Experimentos ilustrativos: son prácticas que pretenden ejemplificar principios,
comprobar leyes o facilitar la comprensión de determinados conceptos. Son más complejas
y menos directas que las anteriores, y es frecuente que requieran control de variables,
realización de medidas, tratamiento de datos y otras habilidades básicas. Como ejemplos
podemos citar: la influencia de la luz en la producción de almidón por fotosíntesis en las
hojas de una planta, la comprobación de los cambios de turgencia celular al cambiar la
concentración salina del medio, la influencia del factor tiempo en la formación de cristales
de sal por precipitación química, etc.
o Ejercicios prácticos: son actividades dirigidas a desarrollar habilidades prácticas
(medida, manipulación de instrumentos, técnicas de laboratorio, tratamiento de datos, etc)
o habilidades intelectuales (observación, clasificación, diseño experimental, formulación y
contraste de hipótesis, comunicación de resultados, etc). Son ejercicios prácticos
frecuentes: las técnicas de microscopía, los métodos para reconocimiento de moléculas
orgánicas, los ejercicios de cartografía geológica, la separación de sustancias por
cromatografía, la construcción de gráficas, la redacción de informes, etc.
o Investigaciones: son actividades complejas que dan a los alumnos la oportunidad de
trabajar como científicos en la resolución de un problema que se plantea completamente
abierto y que debe resolverse mediante la planificación y desarrollo de un método
experimental. En estas prácticas no se busca ilustrar o demostrar un principio o ley, sino
involucrar a los estudiantes en una investigación conducida en gran medida por su propia
iniciativa, procurando la máxima implicación personal en la búsqueda de la solución. Algunos
ejemplos de problemas abiertos para plantear una investigación son: ¿Qué moléculas
orgánicas contiene la leche? ¿Cómo influye la hormona tiroxina en la metamorfosis del
renacuajo? ¿Cuánto agua hay en la materia viva?
Al plantearse el estudio práctico de un fenómeno natural podemos diseñar la actividad como
una experiencia, un experimento, un ejercicio o una investigación según lo que se pretenda.
Así, por ejemplo, la cristalización de la sal común puede plantearse como:
o Una experiencia, si sólo pretendemos que los estudiantes observen cómo a partir de una
disolución concentrada puede precipitar un sólido cristalino.
o Un experimento ilustrativo, si pretendemos demostrar que los cristales son más grandes si
crecen lentamente.
o Un ejercicio práctico, si lo que nos interesa es aprender una técnica de separación de
soluto y disolvente.
o Una investigación, si pretendemos conocer la cantidad de sal que hay el agua de mar.
¿Qué tipo de prácticas de laboratorio debemos programar? De todos los tipos, según la
situación en que nos encontremos y las pretensiones que tengamos, siendo conscientes de las
características que presenta cada una: asi, las experiencias, breves y directas, pueden
proporcionar al alumno la primera vivencia de un fenómeno que difícilmente tendría significado
para él si no lo observa nunca de un modo práctico. Muchas de ellas apenas requieren
instrumental y pueden realizarse en poco tiempo, en el mismo aula y en el contexto de una
explicación teórica, con la ventaja de la inmediatez que eso supone. Los experimentos
ilustrativos son las prácticas más frecuentes en los centros docentes, se emplean para
mejorar la comprensión de leyes y principios abstractos y, por lo tanto, contribuyen
enormemente al desarrollo de lo conceptual. Los ejercicios prácticos son actividades más
centradas en el laboratorio y el trabajo experimental, favorecen un manejo instrumental
preciso y desarrollan capacidad para elaborar conjeturas razonadas, para manejar datos y
presentar resultados. Las investigaciones son propuestas de trabajo muy abiertas, planteadas
para trabajar emulando un equipo de investigadores científicos, con autonomía para diseñar el
método experimental, sacar conclusiones y presentar resultados. El desarrollo de una
investigación requiere utilizar los conceptos teóricos, las habilidades prácticas, las
estrategias de investigación y las habilidades de comunicación, por eso tienen un gran valor
formativo, pero también hay enormes dificultades para realizarlas de modo regular. En todo
caso, una investigación exige del profesor un seguimiento muy cercano del trabajo de los
alumnos, orientándolos y ayudándolos en todo momento, pero al tiempo, evitando un excesivo
dirigismo de la actividad que la convertiría en otra cosa, y también asegurando que los
estudiantes llegan a un resultado coherente.
El grado de apertura de las prácticas de laboratorio.
La enseñanza de las ciencias en la E. Secundaria debe proporcionar a los alumnos una visión del
papel de la ciencia y del desarrollo tecnológico de las sociedades, lo que se consigue a través
de la enseñanza de los hechos científicos, de las teorías y modelos que constituyen el
conocimiento científico del mundo. Pero la formación en ciencias también debe favorecer las
actitudes científicas, debe transmitir el valor del pensamiento científico y de sus
|
procedimientos como forma de exploración de la naturaleza, y esto se consigue colocando a los
estudiantes en situación de explorar e investigar para resolver problemas de un modo similar a
como lo hacen los propios científicos. En esta línea, se trata de utilizar las prácticas de
laboratorio para plantear cuestiones abiertas a las que hay que dar respuesta a través de una
pequeña investigación.
Diversos autores (Herron, 1971; Tamir, 1989) han propuesto un marco de análisis para
determinar el nivel de apertura de una práctica de laboratorio en función de quién acote el
problema, quién diseñe el método experimental y quién proporcione la respuesta.
Las actividades de nivel 0 no suponen ninguna investigación, se trata de observaciones o
demostraciones en las que es nulo el grado de indagación del alumno. Se encuadran dentro de
este nivel casi todas las actividades de tipo experiencias, y tienen valor cuando los alumnos
tienen poca autonomía en el laboratorio, para motivar, proporcionar vivencias, adquirir técnicas
o demostrar principios teóricos.
Las actividades del nivel 1 permiten cierto nivel de indagación, puesto que otorgan autonomía al
alumno para interpretar unos resultados y encontrar una respuesta después de haber seguido
las instrucciones proporcionadas por el profesor o el libro de texto. Se engloban en este nivel
las experiencias más abiertas, los experimentos ilustrativos y aquellos ejercicios prácticos que
se centran en habilidades prácticas (medida, manipulación de instrumentos, técnicas de
laboratorio, tratamiento de datos, etc). Potencian la capacidad de resolver preguntas
aplicando un método o técnica previamente establecido.
Las prácticas de nivel 2 representan un salto cualitativo en el grado de apertura e indagación
al dejar en manos del alumno el diseño del método experimental, lo que supone emitir hipótesis
y establecer experimentos para poder contrastarla, sacar conclusiones y comunicar el
resultado de forma precisa. Se englobarían en este nivel aquellos ejercicios prácticos más
centrados en habilidades intelectuales (diseño experimental, contraste de hipótesis,
comunicación, etc) y las investigaciones propuestas por el profesor o el libro de texto.
Las prácticas de nivel 3 permiten el máximo grado de indagación, al ser los propios alumnos
quienes tienen que acotar el problema y plantearlo en términos que permitan abordarlo como
un verdadero trabajo de investigación para, a partir de ahí, decidir todo el diseño
experimental, ejecutarlo y encontrar soluciones o nuevos problemas que investigar. Entran en
esta categoría las actividades prácticas definidas como investigaciones, en la línea de lo que D.
Gil (1992) ha denominado “Tratamiento de situaciones problemáticas abiertas que los alumnos
puedan considerar de interés”.
Es evidente que las investigaciones son las prácticas de laboratorio que mayor grado de
apertura presentan y parecen tener un mayor potencial para aumentar la motivación y el
interés de los estudiantes al estar directamente involucrados en el planteamiento y resolución
de la actividad, y en este sentido serían el tipo de actividades hacia las que deberíamos dirigir
los esfuerzos, como muchas publicaciones han aconsejado en los últimos años, pero ¿pueden
investigar nuestros alumnos? Los expertos sostienen que son muchas las dificultades que
hacen posible una investigación en el contexto de la E. Secundaria. La mayoría de los autores
apuntan a las siguientes:
A - Dificultades relacionadas con el grado de autonomía en el diseño experimental: acotar el
problema en términos que permita abordarlo en el laboratorio requiere identificar
variables que influyen, diseñar algún tipo de prueba y decidir qué instrumentos utilizar y
qué medidas hacer. Todo esto es una tarea compleja que muchas veces los estudiantes no
resuelven por sí solos, asi que esto llevará al profesor a orientar, dar instrucciones,
corregir, etc, asi que poco a poco, si nuestros estudiantes no son autónomos, la
investigación se transformará en una actividad más o menos guiada, es decir, más cerrada.
B - Dificultades relacionadas con los conceptos: no podemos olvidar que la capacidad del
alumno para afrontar una investigación depende del grado de dominio de los conceptos
implicados en ella. Las hipótesis que formulen los estudiantes siempre estarán en función
del conocimiento que tengan sobre el fenómeno estudiado. Si el conocimiento teórico que
tienen los estudiantes es pequeño, la investigación debe proponerse sobre problemas con
muy poca carga conceptual y muy familiares, de forma que esta carencia no suponga un
obstáculo infranqueable. Como consecuencia podemos vernos investigando sobre
cuestiones de muy poco interés más allá de la manipulación de aparatos y la realización de
medidas.
C - Dificultades relacionadas con la complejidad procedimental: derivan del tipo y número de
variables involucradas en la investigación. Si hay más de una variable y además son de tipo
continuo (por ejemplo: temperatura y tasa de actividad biológica), será necesario
construir un dispositivo experimental que puede ser demasiado complejo para nuestros
estudiantes, así que nos veremos obligados a trabajar con una variable, que deberá ser la
mayoría de las veces, de tipo discreto (por ejemplo: presencia / ausencia). Esto limitará
mucho el tipo de investigaciones que podamos plantear.
D – Dificultades derivadas de la exigencia programática: desarrollar una investigación sobre
un problema concreto es un trabajo lento que se extiende mucho en el tiempo, así que
cuando los programas de las áreas y materias son amplios y pocas las sesiones semanales
asignadas a las clases de ciencias, la realización de investigaciones supondría un recorte
importante de los contenidos recogidos en el programa. El recorte de contenidos puede
ser algo asumible en favor de un mejor aprendizaje, hasta un cierto punto pero, como
profesionales docentes, también debemos garantizar unos mínimos que permitan el
progreso adecuado de los estudiantes a lo largo de los cursos y las etapas educativas.
Antes de lanzarnos a transformar todas nuestras prácticas de laboratorio en investigaciones
debemos reflexionar sobre las dificultades y limitaciones que implican y sobre el papel que
también deben jugar en el currículo las actividades más dirigidas y expositivas, tan
desprestigiadas en los últimos años, pero que están siendo rehabilitadas en muchas
publicaciones recientes. Tal vez convenga reconvertir algunos experimentos ilustrativos en
investigaciones, o plantearlos de modo menos cerrado, pero tampoco olvidemos que otras
actividades, menos abiertas, también tienen un indudable valor educativo. En cualquier caso, la
condición fundamental para que una práctica de laboratorio no se reduzca a un simple
entretenimiento es que sea relevante para los estudiantes, que se impliquen en ella y que
puedan realizar sus aportaciones en el desarrollo de la misma, evitando actitudes pasivas.
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