23 de febrero La S en STEM

¿Cuáles son algunas parejas famosas que se te ocurren? Mantequilla de maní y mermelada, Fred y Ginger, zapatos y calcetines, Microsoft y Apple... la lista continúa. ¿Y las ciencias y las matemáticas? A menudo se habla de ellas como dos disciplinas complementarias, pero lo que los expertos en educación le dirán es que su superposición puede ocultar distinciones importantes.

Las visitas de entrenamiento de T2T-I a la escuela William M. Botnan en la ciudad montañosa de Santa Avelina, Guatemala, normalmente se centran en las matemáticas. Así que estábamos emocionados de que nuestro viaje reciente incluyera Profesor Dan Levin, que enseña a los estudiantes de la Universidad de Maryland sobre estrategias y prácticas de educación científica. Escrito por el Dr. Levin, aquí hay un vistazo detrás de escena de cómo destacó la S en STEM.

Día 1

El objetivo general de este seminario fue ayudar a los maestros a planificar lecciones para obtener el razonamiento matemático y científico de sus alumnos. Se presentó a los maestros la metáfora de una moneda, donde un lado de la moneda representa el pensamiento y el habla de los estudiantes, y el otro lado enfatiza al maestro. escuchando al pensamiento y al hablar de los alumnos. Los estudiantes razonan, exploran y explican, mientras el maestro los escucha y los guía si es necesario. Ambos elementos son necesarios para una instrucción eficaz.

los exploración-antes-de-la-explicación taller tenía tres partes principales. Los maestros:

1. Participar en una lección donde los profesores locales experimentan las dos caras de la moneda, pensando y hablando mientras el equipo T2T escuchaba y respondía
2. Discutir el pensamiento que los profesores expresaron durante la lección
3. Comience a planificar lecciones aplicar esta estrategia de pensar/escuchar en las aulas de los profesores

Empecé por plantear una pregunta de ciencia para despertar la discusión entre los maestros mientras asumían el papel de estudiantes. Me gusta abrir de esta manera porque es divertido y porque nos recuerda que la ciencia se trata de exploración, descubrimiento, emoción y comprensión. Es educación física para la mente. Además, si esperamos que los profesores de ciencias impulsen a sus alumnos a razonar, debemos brindarles oportunidades para que se exijan a sí mismos.

Había comprado algunos suministros básicos durante nuestra parada nocturna en Chichicastenango. Balanceé una cuenta en el extremo de un trozo de cuerda y pregunté: "Si tuviera que balancear esta cuenta de un lado a otro de esta manera y cortarla cuando llega a su punto más alto, justo cuando está a punto de volver a bajar, ¿Qué pasará con la cuenta?

(¡Para divertirse un poco, puede tomarse un momento aquí para considerar cuál podría ser su respuesta!)

Después de hablar brevemente en parejas, las ideas de los maestros comenzaron a fluir rápidamente. Un maestro sugirió que la cuenta volaría de regreso en la dirección de donde vino en ángulo. Le pregunté al resto del grupo qué pensaban sobre esa idea, recordándoles que la ciencia avanza a través del desacuerdo y el debate. Discutir sobre explicaciones científicas crea una mayor comprensión.

Un segundo maestro afirmó que dado que la cuenta tiene su propia fuerza e impulso, volaría en la dirección en la que se dirigía. El profesor de informática señaló entonces que cuando la cuenta estaba lista para volver a bajar, no tenía ninguna fuerza actuando sobre ella excepto la gravedad. Por lo tanto, caería directamente al suelo.

Al debatir estas diferentes soluciones, los maestros se basaron fácilmente en su experiencia de estar en un columpio. Cuestionaron exactamente cuándo se corta la cuerda y qué condiciones ideales se suponen. Mi siguiente paso fue dar a cada pareja de profesores una cuenta en un hilo para probar diferentes ideas y revisar sus explicaciones. Finalmente, volvimos a estar juntos y discutimos nuestro pensamiento.

Al final de nuestra investigación, alguien me pidió la respuesta. Primero, les recordé a los maestros que encontrar la "respuesta correcta" podría no ser necesariamente nuestro único objetivo en el salón de clases. Sin embargo, antes de explicar más sobre eso, expliqué lo que diría un "físico" en el problema idealizado: cuando la cuenta está a punto de volver a bajar, no tiene velocidad ni momento, y la única fuerza que actúa sobre ella es la gravedad. .

Pero ¿Cómo definir una respuesta correcta en una lección de ciencias? ¿Es simplemente lo que le sucedería a la cuenta? ¿O es la respuesta correcta la aplicación de los conceptos de fuerza, cantidad de movimiento, velocidad y gravedad por parte de los estudiantes en su búsqueda de una explicación?

Y cuando ¿Es importante la respuesta correcta? ¿Los estudiantes tienen que saber la respuesta correcta al final de la clase? ¿O podrían tener tiempo para reconsiderarlo, revisar los argumentos, probar cosas nuevas y cuestionar su propio entendimiento? En lugar de revelar la respuesta correcta, si hubiéramos seguido trabajando en este problema, podría haberlos enviado a casa para pensar o escribir al respecto.

Finalmente, presentamos las herramientas que pensamos que los maestros podrían usar para planificar lecciones de ciencias. Por ejemplo, describí el modelo de instrucción 5E — participar, explorar, explicar, elaborar y evaluar. El equivalente español es emocionar, explorar, explicar, evaluar y elaborar.

Si bien no es un formato de plan de lección mágico, esta secuencia permite a los maestros considerar las oportunidades para que los estudiantes razonen (la cara de la cruz de la moneda) antes de que ellos o el maestro lo expliquen. No necesariamente debemos esperar que los estudiantes descubran todo el conocimiento por sí mismos, cuando la historia nos dice que el conocimiento científico y la teoría se han desarrollado y refinado a lo largo de los siglos. Después de todo, Aristóteles sabía menos sobre la variedad de elementos químicos que el estudiante de octavo grado de hoy en Santa Avelina. Sin embargo, los estudiantes deben hacer el razonamiento y los maestros deben ayudarlos a usar su razonamiento para comprender el conocimiento y la práctica científica.

El resto del día se dedicó a presentar herramientas didácticas adicionales y planificar lecciones de ciencias. Cada maestro tuvo la oportunidad de describir su plan de lección. Les dimos retroalimentación y les pedimos que se dieran retroalimentación unos a otros, utilizando una lista de preguntas como guía. Me entusiasmó saber que todos los maestros planeaban usar la lección que acababan de construir en sus aulas al día siguiente.

Dia 2

Visité la clase de sexto grado al día siguiente para observar una lección sobre la enseñanza de prácticas de investigación científica experimental. En nuestro taller del día anterior, el maestro, con la ayuda de un colega, había diseñado una lección para enseñar a los estudiantes elementos particulares de la práctica científica, como cuestionar, formular hipótesis y concluir, haciéndoles primero explorar un fenómeno.

Comenzó explicando a los estudiantes que todos tenemos preguntas, y que las preguntas son importantes en la ciencia. Preguntó a los estudiantes qué tipo de preguntas tenían. Estaba claro por su atención que valoraba las ideas de sus alumnos.

Los resultados: un huevo flota en agua salada

Luego le dijo a la clase que tenía una pregunta que quería que exploraran: ¿qué pasaría si pusiera un huevo en agua dulce y qué pasaría si lo pusiera en agua salada? Los estudiantes propusieron varias ideas. Algunos pensaron que flotaría en agua salada o agua dulce, mientras que otros pensaron lo contrario. Algunos pensaron que podrían pasar otras cosas, como que el huevo explotara.

Nuevamente el maestro se mostró receptivo a todas las ideas. Tenía un punto más importante que si los estudiantes tenían razón o no. Quería que entendieran que habían estado haciendo hipótesis.

El resto de la clase continuó de manera similar. Los estudiantes observaron el huevo en ambas condiciones y confirmaron que el huevo flotó en agua salada y se hundió en agua dulce. El maestro identificó esto como sus resultados. Luego les pidió que explicaran por qué el huevo flota en agua salada y se hunde en agua dulce. En colaboración, la clase llegó a un acuerdo en que el huevo se hunde en el agua dulce porque es más densa que el agua dulce, y lo contrario ocurre en el agua salada. Esta explicación, reveló, fue su conclusión.

El Dr. Levin continuó observando las otras aulas de nivel de grado, reuniéndose con cada maestro individualmente para responder preguntas y ofrecer impresiones. T2T-Me gustaría agradecer con entusiasmo al Dr. Levin por brindar su tiempo a los maestros en Santa Avelina. Con una instrucción científica más efectiva, los 167 estudiantes de la escuela William M. Botnan tendrán oportunidades abiertas para ellos que estaban cerradas a las generaciones pasadas.

Otras lecturas

Bybee, RW, Taylor, JA, Gardner, A., Van Scotter, P., Powell, JC, Westbrook, A. y Landes, N. (2006). El modelo de instrucción BSCS 5E: Orígenes y efectividad. Colorado Springs, Co: BSCS, 5, 88-98.

Hammer, D. y van Zee, E. (2006). Ver la ciencia en el pensamiento de los niños: estudios de casos de investigación de estudiantes en ciencias físicas. Libros educativos de Heinemann.

Levin, DM, Hammer, D., Elby, A. y Coffey, J. (2012).  Convertirse en un maestro de ciencias receptivo: Centrarse en el pensamiento de los estudiantes en ciencias secundarias. Arlington VA: NSTA Press.

Consejo nacional de investigación. (2013). Estándares de ciencia de próxima generación: para estados, por estados. Washington, DC: Prensa de las Academias Nacionales.

Robertson, AD, Scherr, RE y Hammer, D. (Eds) (2016) Enseñanza receptiva en ciencias. Londres: Rutledge.

Wiggins, GP y McTighe, J. (2005). Comprender por diseño. ASCD.