Haciendo ciencia en la escuela primaria: mucho más que recetas de cocina Por Melina Furman
Dra. en Educación en Ciencias
(Universidad de Columbia, EEUU) y Lic. En Ciencias Biológicas (UBA). Fue
coordinadora del programa de formación docente “Urban Science Education
Fellows” de la Universidad de Columbia y asesora de ciencias en escuelas
primarias de la ciudad de Nueva York. Es autora de los libros Ciencias
Naturales: Aprender a Investigar en la Escuela (Novedades
Educativas), La Ciencia en el
Aula (Paidós) y Experimentos en la Cocina (Chicos.net). Fue directora de
Experimentar, portal de ciencia para niños de la Secretaría de Ciencia y
Tecnología de la Nación. Actualmente forma parte de la Escuela de Educación de
la Universidad de San Andrés y del equipo de Diseño Curricular de la Provincia
de Buenos Aires. Es profesora del Posgrado en
Enseñanza de las Ciencias de
FLACSO y coordinadora de Expedición Ciencia, programa de campamentos científicos
para jóvenes.
Mirando por la ventana
Imaginen que
nos asomamos por la ventana de una clase de ciencias naturales en la escuela
primaria y vemos a chicos y chicas entusiasmadísimos mezclando sustancias de
colores, manipulando materiales exóticos, calentando, enfriando, filtrando,
purificando.
Una sensación
de felicidad nos recorre: ¡Al fin, chicos y chicas haciendo ciencia en la
escuela! Pero, de repente, una duda nos viene a la mente, ¿estaban haciendo
ciencia o simplemente jugando con materiales? Elegimos entonces algunos chicos
y chicas al azar y conversamos con ellos a la salida. Les preguntamos un poco más
acerca de qué hicieron y por qué. Y nuestra recién conseguida sensación de
felicidad desaparece en un santiamén: los alumnos tienen una noción bastante
vaga de qué estaban haciendo, por qué lo hacían y qué aprendieron en el camino.
¿Qué sucedió?
La escena
anterior es inventada. Sin embargo, se acerca bastante a muchas clases de
laboratorio en las que, con las mejores intenciones, se asume que los chicos
van a aprender a hacer ciencia simplemente siguiendo los pasos de un
procedimiento de laboratorio que les ha sido dado de antemano.
Pero si con
ir al laboratorio no alcanza para hacer ciencia en la escuela, ¿entonces qué?
En esta nota sostengo que enseñar a hacer ciencia en la escuela requiere que
propongamos a los alumnos experiencias que incluyan momentos concretos en los
que los docentes los guiemos en la construcción de estrategias de pensamiento científico.
En otras palabras, sostengo que para hacer ciencia en la escuela hace falta
mucho más que ir al laboratorio.
Y también,
paradójicamente, que se puede hacer ciencia en la escuela sin necesidad de
laboratorios.
¿Qué es eso de hacer ciencia en la
escuela?
Hacer ciencia
en la escuela implica que los alumnos se pongan en los zapatos de alguien que
ve un problema por primera vez y que intenten comprenderlo, explicarlo y
predecir qué va a suceder apelando a lo que saben, a lo que el docente les va
presentando y a lo que pueden deducir.
Este
recorrido no es el mismo que el que hacen los científicos profesionales en su
trabajo cotidiano, claro que no. Los científicos trabajan en la frontera de lo
que no se conoce buscando extender el conocimiento que la humanidad tiene sobre
ciertos temas. Los alumnos de escuela primaria, por el contrario, recorren un
camino guiados por el docente que los lleva a construir ideas y hábitos de
pensamiento que el docente ha planeado de antemano. Sin embargo, es posible
que, en este camino, los alumnos construyan algunas estrategias de pensamiento
análogas a las que usan los científicos cuando indagan el mundo natural.
Estas
estrategias de pensamiento, en conjunto, son lo que llamamos pensamiento
científico. Y comprenden, entre otras, la capacidad de (y también el gusto
por) observar, formular preguntas contestables empíricamente, diseñar
experiencias controladas, proponer explicaciones, analizar evidencias en
relación a una explicación propuesta y reformularla si no coincide con ellas y elaborar
argumentos en base a lo aprendido.
Cuando hablo
de hacer ciencia en la escuela, entonces, me refiero a desarrollar con los
alumnos actividades que promuevan la construcción de estrategias de pensamiento
científico. Y para eso, como veremos a continuación, no alcanza con ir al
laboratorio y seguir los pasos de un experimento. Es necesario incluir
deliberadamente momentos en los que los alumnos puedan construir este tipo de
estrategias.
Encontrar
experiencias atractivas para que los alumnos lleven a cabo en el aula no suele
ser demasiado complicado. El desafío pasa por adaptarlas de manera tal que los
chicos y chicas hagan ciencia en el aula. ¿Pero cómo? Para ejemplificar lo que
propongo voy a presentarles un procedimiento de laboratorio al estilo de una
“receta de
cocina” y, luego, a transformarlo para hacer ciencia en el aula.
Una receta de cocina: fabricando moco falso
La siguiente
experiencia está adaptada del libro Ciencias Naturales: Aprender a
investigar en la escuela (Furman y Zysman, 2001, Novedades
Educativas) y el sitio web Experimentar (www.experimentar.gov.ar). La elegí por
varios motivos: en primer lugar, porque en mi experiencia resulta
sumamente atractiva para los alumnos de escuela primaria. En segundo
lugar, porque no requiere de elementos sofisticados de laboratorio y
utiliza materiales de fácil acceso y bajo costo. Y, finalmente, porque
permite trabajar conceptos importantes del currículo de ciencias
naturales como las propiedades de los materiales y las mezclas. A
continuación la presento como una “receta de cocina”, indicando
simplemente los materiales y los pasos a seguir, de modo similar al que
podrán encontrar este tipo de experiencias en libros o sitios de
Internet.
Materiales
(para cada grupo de alumnos):
• Bórax (o
borato de sodio, se consigue en farmacias o en droguerías)
• Cola de
pegar escolar
• Témpera (opcional)
• Cucharas
soperas
• Agua
• 2 vasos
Procedimiento:
• Preparar en
uno de los vasos una solución saturada de bórax en agua: Colocar dos cucharadas
soperas de bórax y llenar el vaso con agua hasta la mitad. Revolver bien y
seguir agregando bórax hasta que quede un poco de soluto en el fondo que nunca
se termina de disolver.
• En otro
vaso, colocar dos cucharadas soperas de cola de pegar, agua y mezclar bien. La
cola tiene que quedar diluida pero no demasiado. Para fabricar moco de colores,
agregar una cucharadita de témpera a la cola.
• Verter el
líquido de la solución de bórax (sin el soluto que quedó en el fondo) en el
vaso de cola con agua. Revolver bien, ¡y listo el moco!
Breve
explicación:
¿Por qué
la cola con bórax y agua se convierte en moco?
La cola de
pegar está formada por moléculas largas y flexibles, como cadenas con muchos
eslabones. El bórax hace que esas “cadenas” que forman la cola de pegar se
entrelacen unas con otras, formando redes. Y por eso se forma el moco. Cuando
tiramos de la punta de una de las redes, todo el resto se mueve también. Eso es
lo que le da al moco su consistencia elástica.
Haciendo ciencia con moco falso
¿Cómo
transformamos esta receta de cocina en una actividad en la que los alumnos
hagan ciencia? Existen muchas formas de hacerlo, pero voy a elegir una a modo
de ejemplo.
Lo primero es
planificar qué conceptos queremos que los alumnos desarrollen y, sobre todo,
qué estrategias de pensamiento queremos que construyan a través de esta
actividad. Hago uno de los recortes posibles (imaginando una clase de dos
horas, para sexto y séptimo grado):
Mis
objetivos:
>Conceptos
que quiero que los alumnos desarrollen:
• Que la
composición de una mezcla determina sus propiedades (por ejemplo, su
elasticidad).
• Que la
elasticidad es la capacidad que un material tiene de deformarse cuando se le
aplica una fuerza, y luego volver a su forma original.
>Estrategias
de pensamiento (o procedimientos) que quiero que los alumnos desarrollen:
• Que
propongan hipótesis (posibles respuestas) a una pregunta científica formulada
por el docente.
• Que
formulen las predicciones que surgen de esa hipótesis.
• Que
propongan un diseño experimental sencillo para responder a la pregunta
formulada.
• Que distingan
la variable que quiero medir de aquellas condiciones experimentales que permanecen
constantes.
• Que
comprendan la necesidad de usar métodos de medición adecuados y de ser
consistente en los métodos de medición.
• Que
comprendan la necesidad de mantener todas las condiciones de un experimento
constantes menos una.
• Que
analicen los resultados de un experimento en relación a la hipótesis formulada
y la descarten, acepten o refinen.
Una vez que
tengo claros mis objetivos, lo que sigue es pensar en qué momentos puedo
“abrir” los pasos de la receta de cocina de manera de dar oportunidades de
desarrollar estas estrategias de pensamiento. Continúo entonces con mi ejemplo:
Fabricando
moco elástico
• Introducción
Les mostramos
a los alumnos un “moco” fabricado por nosotros de antemano y les pedimos que lo
describan. Guiamos la discusión haciendo foco en sus propiedades elásticas y
tratando de definir con ellos qué implica concretamente que un material sea elástico.
• Paso 1: La pregunta
Les
presentamos los tres componentes con los que preparamos el moco y les decimos
que uno de ellos es el responsable principal de la elasticidad del moco. Les
preguntamos entonces: ¿Cómo podemos averiguar cuál de estos componentes hace
que el moco sea elástico?
• Paso 2: Proponer hipótesis y predicciones
Discutimos
con los alumnos cuáles serían las respuestas posibles a esta pregunta o, en
otras palabras, las hipótesis de nuestro experimento.
Por ejemplo,
una hipótesis posible es que la cola de pegar es el componente responsable de
la elasticidad del moco.
Y les pedimos
que propongan predicciones a partir de esta respuesta: ¿si fuera cierta, qué
tendría que pasar? ¿Y si fuera falsa?
El propósito
central es que puedan formular predicciones que se puedan poner a prueba con un
experimento. Y que antes de hacer el experimento tengan en claro qué les van a decir los resultados que obtengan sobre la
hipótesis que propusieron.
• Paso 3: ¿Qué y cómo vamos a medir?
Discutimos
ahora con los alumnos qué vamos a medir para responder a nuestra pregunta. En
este caso, los alumnos deberán concluir que hay que medir la elasticidad del
moco y proponer maneras de hacerlo. Un método posible es colocarlo sobre la
mesa y estirarlo con las manos todo lo posible hacia los costados, y luego medirlo
con una regla. Lo importante aquí no es que elijamos “el” método correcto sino
uno que tenga sentido y que, además, haya sido consensuado entre todos. Pueden
elegirse, también, diferentes métodos y reflexionar sobre sus ventajas y
desventajas al final de la experiencia.
• Paso 4: Diseñando el experimento
Para guiar a
los alumnos en este proceso tenemos que tener en cuenta dos cosas: qué
condiciones vamos a cambiar y cuáles vamos a dejar constantes. Es fundamental
aquí que los alumnos comprendan que solamente tienen que modificar aquel
componente que, de acuerdo a su hipótesis, es el responsable de la elasticidad
del moco.
Podemos
asignarles un componente determinado (agua, bórax y cola) a cada grupo para que
investiguen si es el responsable de la elasticidad del moco. Les preguntamos,
por ejemplo: ¿Cómo puedo averiguar si es la cola de pegar la que hace que el
moco sea elástico?
Si los
alumnos no proponen solos la necesidad de mantener el resto de los componentes
constantes menos el que quieren investigar, el docente deberá guiarlos hacia
ese concepto a través de preguntas que refieran concretamente a los diseños que
ellos mismos han propuesto. Por ejemplo, si cambian más de un componente (cola
y agua) a la vez, les preguntaremos: ¿Cómo sé si es la cola la que lo hace más
elástico y no el agua?
Este es
también un buen momento para discutir con los alumnos la necesidad de ser
consistente con las medidas (por ejemplo, si su unidad de medición son
“cucharadas de cola”, que esas cucharadas estén siempre llenas de igual
manera). Esto puede introducirse con preguntas como: ¿Cómo sé si la cucharada
que midió el grupo 1 es la misma que la que midió el grupo 2, o si la cantidad
que usó Pedro es la misma que usó María?
Lo que sigue
es un ejemplo de una guía de trabajo para los alumnos, a la que agregué las
posibles respuestas que un grupo podría haber dado.
¿Qué hace que el moco sea elástico?
Pregunta: ¿Es la cola
de pegar la responsable de la elasticidad del moco?
Hipótesis: Si fuera la
cola de pegar, entonces a mayor cantidad de cola el moco sería más elástico.
Vamos a
medir: La
elasticidad del moco. La cantidad de los componentes a usar.
Forma en que vamos a medir:
• Elasticidad: Estirando el moco en
la mesa lo más posible y midiendo la longitud con una regla. Siempre lo hace la
misma persona.
• Cantidad de cada componente: Cucharadas
llenas al ras. Vaso lleno hasta el borde.
¿Qué cambia
en el experimento?: La cantidad de cola.
¿Qué queda
constante?: La
cantidad de los otros dos componentes, la temperatura, la cantidad de veces que
mezclamos cuando juntamos los componentes.
Diseño
experimental:
Vaso
|
Cola
|
Agua
|
Bórax
|
Elasticidad del moco
|
1
|
1
cucharada
|
Un
vaso
|
2
cucharadas
|
|
2
|
2
cucharadas
|
Un
vaso
|
2
cucharadas
|
|
3
|
3
cucharadas
|
Un
vaso
|
2
cucharadas
|
|
4
|
4
cucharadas
|
Un
vaso
|
2
cucharadas
|
|
¿Los
resultados confirman la hipótesis que ustedes propusieron? ¿Por qué?: Nuestros
resultados no confirman la hipótesis que propusimos porque al variar la
cantidad de cola no cambió la elasticidad del moco.
·
Paso 5:
Realización del experimento y análisis de los resultados
Los grupos
deberán presentar su diseño experimental al docente o a otros grupos (en este
tipo de actividad la crítica entre pares resulta una excelente estrategia).
Luego de que esté aprobado, harán su experimento y completarán la tabla con sus
resultados.
Finalmente,
los grupos presentarán sus resultados al resto de la clase, explicando cómo
realizaron el experimento, qué sucedió y cómo sus resultados confirman o
refutan la hipótesis propuesta.
• Paso 6: Puesta en común y debate
A partir de
lo obtenido por los diferentes grupos se discutirá entre todos la respuesta a
la pregunta: ¿Hay un solo componente de la mezcla responsable de la elasticidad
del moco? ¿Hubo diferencias entre los resultados de los grupos? ¿A qué pudieron
deberse? Si hubo diferencias, ¿qué otros experimentos podrían proponerse para
resolverlas y cuál de los grupos estaba en lo cierto? ¿Hubo métodos de medición
mejores que otros? ¿Por qué?
Cierre: hacer ciencia en el aula no es moco
de pavo
Con este
ejemplo busqué demostrar que para que una experiencia dé a los alumnos
oportunidades de hacer ciencia en el aula es necesario incluir instancias
concretas en las que puedan formular hipótesis, diseñar experiencias que las
pongan a prueba y analizar sus resultados, entre otras muchas estrategias de
pensamiento asociadas al quehacer científico. Y, también, que si bien hacer ciencia
con los alumnos no es proponerles seguir los pasos a la manera de una receta de
cocina, tampoco requiere que dejemos que los alumnos “descubran” por sí solos
los conceptos o procedimientos que queremos que aprendan.
La actividad
del moco falso es lo que se conoce como investigación guiada. En ella el
docente guía muy de cerca el proceso de construcción de estrategias de
pensamiento de los alumnos y, al mismo tiempo, les da espacios en los que deben
tomar decisiones por sí mismos. En este caso, es el docente quien formula la
pregunta que da origen a la investigación, pero no siempre es así. Del mismo
modo, en esta actividad son los alumnos los que diseñan el experimento, pero
otras indagaciones pueden incluir experimentos ya diseñados por el docente y
pedir a los alumnos que analicen y debatan sus resultados. ¿Cómo guiar a los
alumnos de cerca y, al mismo tiempo, fomentar que piensen por sí mismos? Llegar
a este balance no es ningún moco de pavo, y aprender esto lleva años de
experiencia. Pero, sobre todo, requiere estar atento a lo que hacen y dicen los
alumnos de manera de ser capaces de guiar el proceso de aprendizaje a medida
que va transcurriendo. Y, también, de que podamos acompañarlos en el proceso de
exploración del mundo, poniéndonos junto con ellos en el lugar del que aprende
y mirando la realidad con ojos frescos.
Deberán elaborar un informe de la experiencia que se trabajó en clase.
