Applet sobre los gases de efecto invernadero

Os recomiendo la siguiente aplicación para entender el efecto invernadero. Es muy didáctica porque permite visualizar el comportamiento de los fotones en presencia de los gases de efecto invernadero (GEI). También presenta una pestaña en la que podemos observar el efecto de los distintos tipos de radiación en las moléculas de estos GEI, para entender que estas moléculas absorben la radiación y luego la reemiten.

The Greenhouse Effect

Click to Run

El problema de los gráficos que se suelen utilizar para representar este efecto es que se representan los GEI como si estuvieran en una capa, a determinada altura que, como si fuera un espejo, REFLEJA las radiaciones; lo que lleva a una idea errónea a los alumnos, idea que después es complicado eliminar. Sin embargo, este applet (diseñado en Java, este es su principal defecto en tiempos de HTML5) muestra el movimiento de los fotones de la luz solar (en amarillo, al ser de onda corta) y los fotones producidos por la radiación terrestre de onda larga (la Tierra emite en onda larga, infrarrojos, debido a su menor temperatura). Si nos fijamos bien, podemos observar cómo los fotones de onda corta son indiferentes a la presencia de estos gases, mientras que algunos de los fotones de onda larga cambian de dirección (debido a la absorción y reemisión por parte de los GEI). Como consecuencia de este comportamiento, la radiación infrarroja se mantiene durante mayor tiempo en la troposfera, calentándola.

Existe un termómetro que nos muestra la temperatura de la atmósfera y podemos variar la cantidad de diversos GEI, podemos incrementar o disminuir la cantidad de un solo GEI, para inferir su importancia relativa, o podemos recrear la composición atmosférica previa a la revolución industrial. Además, también podemos variar la cantidad de nubes, lo que además de contribuir al efecto invernadero, también afecta al albedo (radiación reflejada por la Tierra).

Así pues, nos encontramos ante un applet bien diseñado, completo, visualmente atractivo, un modelo que permite  diversidad de interacciones y que contribuirá a la manipulación de múltiples variables y a una comprensión holística de la relación del efecto invernadero con la temperatura terrestre.

Anuncios

Modelización matemática como método de resolución de problemas

Vamos a utilizar el método de modelización matemática para resolver un sencillo problema:

“En 1993 las reservas mundiales de gas natural se estimaron en 141,8 billones de metros cúbicos. Desde entonces se han consumido anualmente 2,5 billones de metros cúbicos. Calcula cuándo se acabarán las reservas de gas natural”.

Proceso de modelización matemática
Proceso de modelización matemática

Este problema se puede plantear para que los alumnos de primer curso de ESO realicen trabajo con ecuaciones. Proponemos la modelización matemática del problema mediante las siguientes fases:

 

Fase 1. Planteamiento del problema.

Se inicia con un problema dado en un entorno y un contexto del mundo real. En primer lugar, seleccionamos y organizamos los datos relevantes de ese problema:

Fecha de inicio (F0): 1993

Fecha actual (Ft): 2016

 

Reservas de gas natural (R0): 141,8 · 1012 m3

Consumo de gas (C): 2,5 · 1012 m3/año

Tiempo de agotamiento: t(Rf)?

Reservas actuales (Rt)?

 

Fase 2. Se establecen los conceptos, relaciones y estructuras matemáticas que permiten organizar y estudiar esos datos para dar respuesta a la cuestión inicial.

Tiempo de agotamiento: t(Rf) = R0 / C = 141,8 · 1012 m/ 2,5 · 1012 m3  = 56,72 años

Nota: Algunos de los datos del problema no son necesarios para obtener la solución, aunque nos podrían facilitar más información:

Tiempo transcurrido: t = Ft – F0 = 2016 – 1993 = 23 años 

Gas consumido: G = 23 · 2,5 · 1012 m3  = 57,5 · 1012 m3

Reservas actuales: Rt = R0 – G = (141,8 – 57,5) · 1012 m3  = 84,3 · 1012 m3

Fase 3. Resolución del problema dentro de la matemática, con todas las herramientas que ésta nos brinda.

¿Cuándo se agotará el gas natural?

t = 1993 año+ 56,72 años = 2049,72 año.

Por lo tanto, el gas natural se agotará en el año 2049,72.

 

Fase 4. Interpretación de la solución matemática en términos del problema original, con objeto de validar la bondad del modelo seleccionado y extraer conclusiones y consecuencias.

Esta última fase es la más importante porque los alumnos pueden evaluar los resultados y comprender el problema, dicha comprensión les facilita el aprendizaje significativo. Además, pueden detectar los desajustes de la modelización cuando detectan resultados del problema que no son esperables.

De acuerdo al modelo, si continúa el ritmo de consumo de los últimos 23 años, se prevé que se agoten las reservas de gas natural el año 2.049.

 

¿Cuál de las fases de la modelización cobra más importancia?

Como hemos comentado, la fase de interpretación de la solución matemática es la más importante, ya que dicha interpretación permite la reflexión por parte del alumnado, permite comprender las relaciones entre las variables de la realidad y permite abordar nuevas preguntas y problemas, como ¿podemos considerar el gas natural como un recurso no renovable en peligro de agotamiento? Además, permite detectar los errores del modelo.

¿Cuál es la fase más compleja?

Creo que la fase más compleja es la segunda, ya que se deben inferir las relaciones entre las variables a utilizar, supone un conocimiento de la situación real, para ello deben comprender bien el enunciado del problema y hacer una buena extracción de los datos.

¿En qué nivel educativo la aplicarías?

Como hemos comentado, este problema se puede plantear para que los alumnos de primer curso de ESO puedan trabajar con ecuaciones de primer grado.

 

Análisis del desarrollo de la competencia STEM en el proyecto ABP “Viaje al centro de la Tierra” (de Pilar Etxebarria)

En el panorama educativo español no hay tradición del desarrollo de la competencia STEM (ciencia-tecnología-ingeniería-matemática) y, en la materia de Biología y Geología habitualmente nos centramos en las competencias en ciencias y matemáticas. Cuando aplicamos la metodología ABP incluimos también la competencia en tecnología, necesaria en muchos casos para el diseño del producto final del proyecto. Mayores dificultades encuentro en el desarrollo de la competencia en tecnología, en muchas ocasiones por las propias carencias del profesorado, por ello, será necesario complementar la formación del profesorado en esta competencia. Considero que no se conseguirá el completo desarrollo de la competencia STEM a no ser que vayamos más allá de las asignaturas y optemos por el trabajo en ámbitos de conocimiento.

Pero, ¿qué entendemos por un alumno competente en STEM?

Morrison (2006) establece seis destrezas básicas que deben adquirir los estudiantes para considerarse hábiles en esta competencia y nosotros indicaremos desde qué áreas o materias es más fácil trabajar dichas destrezas:

  • Solucionadores de problemas: Destreza habitualmente trabajada en el área de Matemáticas, en Física y Química y en algunos bloques de contenidos de la Biología, ya que se da un sentido práctico a los contenidos cuando se aplican en la solución de problemas. Los alumnos deben ser capaces de plantear problemas del entorno, predecir soluciones, comprobarlas y analizar los resultados. Es decir, supone la aplicación del método científico, por lo que es perfectamente aplicable a las áreas de Ciencias de la Naturaleza.
  • Innovadores: Esta destreza está ligada al desarrollo de la creatividad y a la capacidad para reconocer las necesidades de la sociedad con la finalidad de plantear soluciones de ingeniería y, por ello es más aplicable a la Tecnología.
  • Inventores: Esta destreza también está ligada al desarrollo de la creatividad y a la capacidad para reconocer las necesidades de la sociedad. Por ello también se trabaja la competencia en ingeniería y es más aplicable a la Tecnología.
  • Autosuficientes: Esta destreza trata que el alumno desarrolle su autonomía y su iniciativa para logar un determinado objetivo. Se vincula con la competencia de autonomía e iniciativa personal. Se puede trabajar desde cualquier área cuando se utiliza la metodología ABP.
  • Pensadores lógicos: Esta destreza pretende llevar a la práctica procedimientos racionales y lógicos propios de las Ciencias, las Matemáticas y la Ingeniería. También se puede trabajar desde cualquier área para desarrollar el producto final propio de la metodología ABP.
  • Tecnológicamente cultos: Esta destreza pretende entender y explicar la naturaleza de la tecnología, desarrollar las habilidades necesarias y llevarlas a cabo en la tecnología de manera apropiada. Así pues, es una destreza más aplicable a la Tecnología, pero que se puede trabajar también en las áreas de Ciencias de la Naturaleza cuando se trabaje la historia del conocimiento científico.

ABP “Viaje al centro de la Tierra” como situación de aprendizaje STEM

Maqueta de una zona de subducciónUtilizo el proyecto de ABP de Pilar Etxebarria “Viaje al centro de la Tierra” para Biología y Geología de 4º de ESO, con la finalidad de realizar una evaluación del proyecto desde el punto de vista del desarrollo de la competencia STEM, ya que pretendo utilizar esta situación de aprendizaje durante el curso 2016-17.

Es un proyecto muy completo en el que se tratan los contenidos de Geología propios de 4º de ESO, es decir, el estudio de nuestro planeta desde la perspectiva de la tectónica de placas, el origen de la energía interna de la Tierra,  la causa y la distribución de los orógenos, de los seísmos y de los volcanes. Básicamente se trabaja la competencia en ciencia y tecnología con una colección de actividades prácticas (distribución de las capas terrestre según su densidad, observación de corriente de convección, reconocimiento de rocas), cartográficas (para geolocalizar los focos sísmicos o los volcanes) y con una aplicación al origen de los orógenos en el caso de los Pirineos, que pretenden que nuestros alumnos sean solucionadores de problemas, También se realiza una interesante introducción histórica a través de la novela de Julio Verne homónima al proyecto y una conclusión en la que se comenta alguna teoría acientífica que obvia todas las pruebas aportadas por el conocimiento científico, una buena actividad para promover el pensamiento lógico y el espíritu crítico. Se proponen la elaboración de diversas maquetas que representen los modelos del interior terrestre, relacionándolo con el origen de la actividad geológica y un producto final del proyecto consistente en una muy completa exposición de los materiales creados a lo largo del proyecto, ambas propuestas pretenden que nuestros alumnos sean autosuficientes y tecnológicamente cultos.

Así pues, con esta variada oferta de actividades se consiguen trabajar todas las destrezas descritas por Morris (2006), excepto la innovación y la invección.

Mi propuesta de  situación de aprendizaje STEM con el ABP “Viaje al centro de la Tierra”

Los contenidos de Biología y Geología de 4º de ESO se concentran en tres bloques: geología interna, genética y evolución y ecología, que pueden distribuirse aproximadamente de manera trimestral. El próximo curso dedicaremos el primer trimestre a este proyecto, por lo que creo que se pueden añadir algunas actividades, que complementen las competencias que se intentan desarrollar con la competencia matemática y con la competencia en tecnología (o ingeniería, no sé exactamente).

320px-Scratch_Fr_DémoEn mi centro se oferta la Biología y Geología de 4º de ESO como una materia optativa en un itinerario formativo dirigido a alumnos que desean realizar el Bachillerato Científico; en este itinerario los alumnos cursan Física y Química, Matemáticas y pueden elegir, entre otras materias optativas, Tecnología o Informática. Sería necesario coordinarse, al menos, con los profesores de estos dos últimos departamentos, para iniciar la formación de la programación a partir de algún software sencillo, como Scratch (al cual nos introdujo Carlos Morales y el Observatorio Tecnológico) y que los alumnos que cursen estas optativas pudieran completar la exposición final programando una animación de los movimientos de las placas y sus consecuencias. De esta manera, podríamos extender este proyecto más allá del área de Biología.

En cuanto a las tareas sugeridas, aunque ya digo que la oferta inicial es extensa y variada, para completar el desarrollo de la competencia STEM propongo añadir actividades de entre las que se podrían incluir algunas para trabajar la competencia matemática, la competencia digital y reforzar la competencia en tecnología. Todas estas actividades las he trabajado en clase, aunque con una metodología más tradicional, veamos:

  • Algunas actividades sobre el tiempo geológico podrían servir para trabajar la competencia matemática (como la actividad sobre datación absoluta).
  • Se podría añadir la representación del tiempo geológico mediante una línea del tiempo, para lo cual existen varias propuestas en internet, pero a mí me gusta más trabajar con un papel de 5 metros (de una caja registradora) en el que se representen los aspectos más importantes de la historia geológica del planeta a una escala de un millón de años por milímetro, como se puede observar en la actividad 5 metros de historia.
  • Se podría añadir alguna actividad sobre la dinámica terrestre en la que se trabajara la competencia digital y la competencia en ciencia y tecnología, como la investigación con el monitor sísmico IRIS o la investigación sobre terremotos, en la que destacaría la realización de un mapa de isosistas, por su valor histórico. Por último, siempre me gusta trabajar alguna actividad de comprensión lectora, para lo cual no encuentro mejor texto que La deriva de los continentes de Didier Gille, en el cual se trata la vida de Alfred Wegener.
  • Por último, se podría trabajar la competencia matemática por medio de actividades en las que se deba representar el plano de Benioff o la edad de los fondos oceánicos utilizando los gráficos de una hoja de cálculo y la competencia en tecnología usando Google Earth para geolocalizar los volcanes activos y los seísmos ocurridos durante los últimos 10 años y comprobar que su distribución coincide con los bordes de las placas tectónicas, así como visualizar la distribución de los focos de los terremotos en un área de subducción en Alaska, para inferir la existencia del plano de Benioff. Estas actividades las encontraremos en el documento sobre las consecuencias de la tectónica de placas.

Proyectos que desarrollan las competencias STEM

Recientemente he visitado la página del CEDEC de EDUCALAB, en la que he leído el post 6 proyectos de aula para ciencias en la ESO, de Pilar Etxebarría. En este artículo, Pilar nos presenta hasta seis situaciones de aprendizaje guiadas por tareas en las que se desarrolla una investigación dirigida a la elaboración de un producto final que los grupos de alumnos deben comunicar al resto de compañeros.

Estos proyectos están centrados en las materias de Ciencias Naturales y pretenden desarrollar las competencias STEM, pero también sociales, de comunicación, emprendimiento, creatividad y pensamiento crítico. Estos son los seis proyectos mencionados:

  • “Cuaderno de bitácora estelar” (1º de ESO): Se trabajan los contenidos del Universo desde un contexto de ficción en el que se representan tareas individuales y en grupo en forma de misiones espaciales, como si los alumnos se encontraran dentro de una película del espacio. Se investiga sobre las pseudociencias, al tratar la validez del zodiaco, se trabaja la competencia matemática abordando las escalas del Universo y las potencias de 10, se trabaja la historia de la astronomía, la tecnología se aborda desde el uso de Google Maps (competencia digital) o la orientación espacial en mapas de coordenadas y el estudio de los husos horarios y de las mareas. Sólo se echa en falta la elaboración de algún artefacto tecnológico como producto final del proyecto, lo cual se podría solucionar añadiendo la elaboración de una maqueta del sistema Sol-Tierra-Luna, a partir del que poder exponer los movimientos del planeta Tierra y los eclipses, como propongo en mi propuesta de ABP sobre el tema: La Tierra, un planeta habitado.
  • “Ciencias paseando” (1º de ESO):  Es una proyecto en el que se trabajan las competencias en ciencias y matemáticas. Se trabajan contenidos sobre los seres vivos, minerales y rocas, biodiversidad, números, geometría y simetría en el contexto del paisaje urbano, para lo cual se planifica y realiza una ruta por el entorno próximo, en dicha planificación se trabaja la competencia digital con el uso de Google Maps. El producto final del ABP es una “guía natural y matemática” de su ciudad, a partir de la que se realizará un álbum fotográfico digital y una exposición fotográfica en forma de postales realizadas por los alumnos. Se podría completar la competencia tecnológica con la construcción de una maqueta con goma eva a partir de mapas topográficos. Se puede realizar una propuesta interdisciplinar de este proyecto incorporando al departamento de Ciencias Sociales. Mi propia propuesta para estos temas consiste en tres rutas por el entorno próximo de mi ciudad (NaturAltea), en la que estudiamos el entorno geológico y natural de Altea.
  • El caso del profesor Julius
    El caso del profesor Julius

    “El caso del profesor Julius” (2º de ESO): Es un proyecto de ABP en el que se trabaja desde la perspectiva de la gamificación; el alumnado se pone en el papel de un detective que debe investigar el caso de la muerte del profesor Julius, para lo cual debe planificar, analizar las pruebas recogidas en el laboratorio, obtener resultados y presentar un informe final escrito y oral en un juicio, defendiendo o culpando a una persona sospechosa (producto final del ABP). Se trabajan las competencias matemática y en ciencias, no tanto las competencias en tecnología y en ingeniería. Los contenidos trabajados giran en torno a la composición de la materia, las mezclas, métodos de separación y disoluciones. Se introducen actividades para el emprendimiento, la creatividad y el pensamiento crítico.

  • “Celulamanía” (3º de ESO): En este proyecto la doctora Margulys nos presenta una secuencia de tareas que trabaja los contenidos relacionados con la célula, su estructura y función, desde la perspectiva de la gamificación, ya que los estudiantes van resolviendo diferentes pruebas para llegar a la meta. El producto final es un exposición de maquetas de células. Se utilizan prácticas de laboratorio, fichas de orgánulos y se reflexiona sobre las escalas celulares. Me interesa mucho este proyecto porque complementa a mi ABP para trabajar los contenidos relacionados con la célula en primer curso de ESO (de acuerdo a la normativa LOMCE).
  • “La playa en el bolsillo” (3º de ESO): Las asignaturas de ciencias de 3º de ESO solo tienen dos horas semanales, lo que significa el sacrificio de una parte de los contenidos exigidos por la ley; en Biología y Geología se suele obviar el estudio de la geomorfología y de los ecosistemas, centrándonos en el cuerpo humano. Este proyecto permite desarrollar algunos de esos contenidos que nunca podemos abarcar desde el estudio del ecosistema litoral y de su problemática medioambiental, de forma teórica, a través de juegos digitales y de roles y mediante una ruta al entorno próximo. Se presenta una infografía en Pinterest y se realiza una pequeña  campaña informativa sobre los problemas ambientales. se trabajan prácticas de laboratorio, el uso de la brújula desde una aplicación para el móvil durante la excursión y se construyen sencillos instrumentos de medida.
  • “Viaje al centro de la tierra” (4º de ESO): Este proyecto trata los contenidos relacionados con la geología interna desde la tectónica de placas mediante un viaje virtual a través de los distintos bordes de las placas. Me gusta mucho que se introduzca el tema con la novela de Julio Verne “Viaje al centro de la Tierra”, así como el uso de un mapa digital, que dirige a los alumnos a varios puntos claves donde se les plantean diversas tareas a resolver. Se realizan prácticas de laboratorio sobre rocas, densidad y corrientes de convección, estudio de simulaciones digitales, exposiciones fotográficas, se realizan maquetas sobre bordes de placa, fallas o volcanes, se utiliza un enfoque práctico al estudiar el riesgo sísmico y volcánico del entorno próximo  y, como, producto final , un diario de viaje y una exposición en el centro. Una propuesta muy interesante que podríamos completar con la representación de una línea del tiempo geológico en un papel de 5 metros (de calculadora), con el trabajo de mapas de isosistas o de localización de focos de terremotos en un borde de placa, utilizando Google Earth, para visualizar y representar gráficamente, en una hoja de cálculo y en el mapa, la distribución de los focos sísmicos en el plano de Benioff (actividades que realizamos en mi centro y que trabajan la competencia matemática) y una propuesta que complementa el estudio geomorfológico que iniciamos en nuestro centro con las actividades de NaturAltea.

Solo nos queda agradecer a Pilar Etxebarria su magnífico trabajo y su generosidad al compartir estos proyectos bajo licencia Creative Commons.

Análisis DAFO sobre la incorporación a mi centro de las competencias matemática y ciencia y tecnología

Competencia STEM
Competencia STEM

Tras repasar las tres subcompetencias en ciencias y tecnología y las siete en matemáticas publicadas por la OCDE (2013), hemos constatado que estas forman un proyecto muy ambicioso, difícil de desarrollar, sobre todo si se utiliza una metodología tradicional y si se pone demasiado énfasis en el cumplimiento íntegro del temario recogido en un currículo inmenso, repleto de contenidos. También es complicado para el alumnado el acceso a la información, la selección del método adecuado, el descubrimiento de los términos y rasgos clave, así como la elaboración de argumentaciones y conclusiones, debido a que han estudiado con una metodología tradicional. En cuanto a las subcompetencias matemáticas, reconozco las limitaciones que los profesores de Ciencias podemos tener en algunos casos. Ahora bien, ya ponemos énfasis en la interpretación de representaciones gráficas, en las valoraciones de los resultados o en la utilización de instrumentos de medición y herramientas informáticas. Frecuentemente nos echamos las manos a la cabeza cuando, en un problema de genética, un alumno obtiene una probabilidad mayor que uno y no se percata del error; pero, posiblemente no hayamos trabajado correctamente la subcompetencia correspondiente.

En estos últimos años hemos intentado, de manera autodidáctica, construir actividades con las que se desarrollen las competencias, pero todavía tenemos dudas sobre cómo evaluarlas, por lo que al final volvemos a la metodología tradicional, al menos en cuanto a la evaluación.

En cuanto a la composición del Departamento, nos encontramos con un continuo trasiego anual de profesores interinos, la mayor parte de ellos jóvenes, con ganas de trabajar y muy abiertos a las innovaciones, pero la falta de continuidad dificulta la implantación de un proyecto. Y resulta muy complicado imponer una metodología a un profesor recién llegado.

Otro problema de nuestro centro se encuentra en la falta de proyecto educativo de una directiva impermeable a propuestas de cambio que supongan un esfuerzo de adaptación, como podría ser la organización del centro en aulas materia, que muestra pereza para convocar las reuniones necesarias para poner en marcha nuevos proyectos, una directiva que ha hecho perder la ilusión a los profesores, la mayor parte de los cuales cumplen su trabajo, y punto. Tenemos un claustro pasivo, desganado y harto de recortes y del desprecio social.

En cuanto a los colegios de primaria de los que nos llegan alumnos, los maestros del último ciclo son los de mayor edad, menos dados a las revoluciones y que se sienten más cómodos con metodologías tradicionales, siguiendo la guía del libro de texto, en los que las competencias se tratan exclusivamente como la actividad final de cada tema. Esto lleva a que los alumnos no trabajen por competencias cuando más lo necesitan. Los alumnos están acostumbrados a trabajar los contenidos de un libro, pero poco  habituados a la reflexión crítica propia de la ciencia.

Respecto a los padres y madres estos son excesivamente protectores, no quieren que los profesores investiguemos con la educación de sus hijos; les suena el tema de las competencias, pero lo consideran una moda pasajera. Una gran parte de los padres de la educación pública fracasaron en su proceso educativo, lo que les ha llevado a desconfiar del sistema educativo. Prefieren ayudar a sus hijos de la forma clásica: estudiar de memoria y deberes.

Pero no todo está perdido, el centro está bien equipado, aunque se deba hacer un esfuerzo en actualizar los equipamientos; por otra parte un grupo de 1º de ESO y otro de 2º de ESO agrupan sus asignaturas en ámbitos, a pesar de que en estos cursos se han agrupado alumnos con grandes carencias, produciendo un proceso de segregación, impropio de la educación del siglo XXI.

Además, está abierto el procedimiento para el cambio de directiva y la nueva candidatura muestra una ilusión renovada y es más permeable a propuestas de mejora y a las nuevas tendencias educativas, como el desarrollo de las competencias.

También veo positiva la implicación de dos profesores de los dos departamentos de Ciencias (FQ y BG) en este proyecto. Profesores con amplia experiencia en uso de herramientas de la web 2.0, con cursos desarrollados en plataformas como Moodle desde hace años y que quieren dar un paso más allá; con experiencia también en la redacción de materiales propios (actividades, apuntes…) y en la curación de contenidos (lecturas, cuestionarios, juegos, presentaciones, animaciones…)

Es de destacar también la continua actualización científica y didáctica del Departamento, a partir de artículos científicos y de blogs de divulgación.

Por último, consideramos que para poder desarrollar estas competencias será imprescindible el uso de la metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos, que ya se ha puesto en marcha este curso con un proyecto ABP en Biología y Geología en 1º de ESO y otro en Anatomía Aplicada de 1º de Bachillerato.

Negativos Positivos
Factores Internos Debilidades

Un análisis riguroso de las subcompetencias nos las muestra muy ambiciosas, complejas, difícilmente abordables cuando no hay experiencia previa en el tratamiento de las competencias

Profesorado de Biología con limitaciones en el tratamiento de las subcompetencias matemáticas.

Dudas en cuanto a la evaluación

Tendencia al desorden de los profesores del Departamento

Creencia en que las competencias constituyen una moda pasajera

Más profesores interinos que definitivos en el Departamento, lo que supone un constante cambio anual del profesorado, que debe adaptarse a una forma de trabajar para la que no están preparados, que desconocen o simplemente con la que no se encuentran cómodos.

Fortalezas

Implicación de profesores de dos departamentos (FQ y BG), conexión entre ambos y buena relación con profesor de Matemáticas, muy activo y coordinador TIC

Amplia experiencia en uso de herramientas de la web 2.0

Actualización científica del Departamento.

Experiencia en la preparación de materiales propios

PLN rico, con rigor científico y escepticismo

Puesta en marcha de un proyecto ABP en Biología en 1º de ESO durante el curso actual y otro en Anatomía Aplicada de 1º de Bachillerato

Reflexión sobre la implementación de las competencias en el proyecto de ABP y desarrollo de actividades para trabajar las subcompetencias.

Factores Externos Amenazas

Incertidumbre legal respecto a la derogación de la LOMCE, puede llevar al abandono de las competencias, como si fueran una moda pasajera, aunque ya se incluyeran en la LOE.

Directiva impermeable a propuestas de cambio que supongan un esfuerzo de adaptación.

Claustro pasivo, desganado y harto de recortes y del desprecio social.

Maestros tradicionales en los colegios próximos, con carencias en matemáticas y ciencias, que se encuentran más cómodos con la guía del libro de texto, en los que las competencias se tratan exclusivamente como la tarea final de cada tema.

Padres/madres hiperprotectores, desconfían de los cambios y del sistema educativo. Prefieren ayudar a sus hijos de la forma clásica: estudiar de memoria y deberes.

Alumnos acostumbrados a trabajar los contenidos de un libro, poco  habituados a la reflexión crítica de la ciencia.

Ausencia de aulas materia.

Los grupos en que las asignaturas se desarrollan en ámbitos son de alumnos con grandes carencias y ACNESS. Lejos de realizarse una integración efectiva se está produciendo un proceso de segregación.

Oportunidades

Un grupo de 1º de ESO y otro de 2º de ESO agrupan sus asignaturas en ámbitos.

Cambio de directiva, en este momento la dirección es permeable a propuestas de mejora.

Se está desarrollando la página web del Departamento, además de los numerosos cursos en Moodle

Cambio político en la administración educativa.

De momento, las competencias están de moda.
Disponemos de ordenador, proyector y conexión a internet en todas las aulas; también de aulas de Informática y de laboratorios de ciencias.

Comentarios: Consideramos que podemos establecer una estrategia ofensiva (FO), ya que valoramos muy positivamente el cambio de directiva, la permeabilidad de la nueva dirección a las propuestas de nuevas ideas y el cambio en la administración. Aprovecharemos que las competencias están de moda, el trabajo en equipo por parte de profesores de dos departamentos, así como la experiencia previa del profesorado en el ABP y en la elaboración de actividades variadas a partir de las competencias a desarrollar.

Competencia STEM

La LOMCE, ley que actualmente rige el destino de la educación en nuestro país, afirma que “toda la reforma educativa se basa en la potenciación del aprendizaje por competencias”. Sin embargo, la ley es una retahíla de contenidos ordenados por asignaturas y pone énfasis en la cultura del esfuerzo en lugar de hacerlo en la creatividad o en el desarrollo de las competencias, a las que limita  a la aplicación de los contenidos. De hecho, el punto más conflictivo en Secundaria es la prueba final de evaluación individualizada que comprobará “el logro de los objetivos de la etapa y el grado de adquisición de las competencias”, que está vinculada con las materias del currículo.

Evolución en una placa de petri
by graduate students in the Gregory Lab at the University of Guelph;

Además, desdobla la materia de Ciencias Naturales en Biología y Geología y en Física y Química. Desde el punto de vista de un profesor de Ciencias, esta reforma resulta desalentadora, como si para saber Biología no se necesitase comprender la Química, la Física o no se utilizasen las Matemáticas o se usaran modelos y aplicaciones tecnológicas. Como si lo único importante fueran las leyes científicas, en lugar del método. Algo no han comprendido los legisladores respecto a la continua evolución y revisión del conocimiento científico.

Las materias y asignaturas tienen una carga horaria que representan la importancia que el legislador les asigna, pero que no se refleja en el grado de desarrollo de las capacidades y competencias por parte del alumnado, por ejemplo, las matemáticas pueden constituir la asignatura que más carga horaria tiene y, sin embargo, los resultados de las evaluaciones externas en la competencia matemática dejan mucho que desear. Y los alumnos no comprenden para qué sirven todos esos contenidos matemáticos que estudian. ¿No estaremos confundiendo el método?

La OCDE, a través de su proyecto de evaluación PISA, apuesta por la integración de la competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología, en una competencia conocida por su acrónimo inglés STEM (en Ciencias, Tecnología, Ingeniería y Matemática) para afrontar los retos de la economía y del mercado laboral. Si bien me desagrada esta visión mercantilista de la educación, sí que creo conveniente la visión holística de la competencia STEM, ya que, como he comentado, no puedo comprender el conocimiento científico aislado por materias. Ni que los alumnos vean las asignaturas como compartimentos estancos no relacionados y se olviden de los contenidos impartidos durante un curso el año siguiente.

La educación tradicional se centra en la transmisión de conocimientos ya elaborados, es un simple proceso de transferencia unidireccional de información; pero el conocimiento científico debe desarrollar el pensamiento crítico y el escepticismo del alumno, debe basarse en la búsqueda de soluciones a los problemas, en la búsqueda de información a través de diversas fuentes, en el trabajo colaborativo y en la comunicación de la información. Deberíamos enseñar ciencia, tecnología y matemáticas de manera integral, para que lo que se aprenda en una materia se pueda reforzar en otras; deberíamos enseñar ciencias en base a problemas concretos, a ser posible en base a problemas locales, que ayuden a valorar la utilidad social de la ciencia, que puedan contribuir a mejoras locales y que pongan de manifiesto la funcionalidad de los contenidos trabajados.

Pero para afrontar este reto, se debe realizar una reflexión sobre los contenidos del currículo, optando por currículos menos extensos, enfocados hacia el desarrollo de las grandes ideas científicas; y se debe producir un cambio metodológico, optando por la metodología del Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP), por la resolución de problemas de la vida real mediante un enfoque interdisciplinario a través de modelos; o agrupando las asignaturas en ámbitos para que los alumnos no vean las asignaturas como compartimentos estancos no relacionados.

Referencias bibliográficas:

Uzcanga, I. Margarita Gómez, M. y Duque, M. “Llevando las Ciencias, la Ingeniería, la Tecnología y la Matemática a la Escuela: Pequeños Científicos”: http://www.laccei.org/LACCEI2015-SantoDomingo/RefereedPapers/RP084.pdf

BOSCH, H., PELEM, M., PEREZ, M., RAMPAZZI, M., SCALELLA, G., STERZOVSKY, M. “Laboratorio integral de ciencias” (Congreso Iberoamericano de Ciencia, Tecnología, Innovación y Educación): http://www.oei.es/congreso2014/memoriactei/2.pdf

Baum, G. Nemirovsky, A y Sabelli, N.  “La educación en ciencia y tecnología como derecho social en la economía del conocimiento”: http://www.trabajo.gov.ar/left/estadisticas/descargas/revistaDeTrabajo/2008n05_revistaDeTrabajo/2008n05_a03_gBaum_aNemirovsky_nSabelli.pdf