Plan de área ciencias naturales




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PLAN DE ÁREA CIENCIAS NATURALES

BIOLOGÍA, FÍSICA Y QUÍMICA
INTRODUCCIÓN

Debido a los acelerados avances científicos y tecnológicos que han surgido en el mundo actual se hace necesario en la educación elaborar planes de área que respondan a esta situación y que sean coherentes con la legislación educativa nacional y con el contexto en el cual se desarrolla.

Proponemos el presente documento sobre el área de Ciencias Naturales y Educación Ambiental, con el propósito de señalar horizontes deseables que se refieren a aspectos fundamentales y que permitan ampliar la comprensión del papel de área en la formación integral de las personas, revisar las tendencias actuales en la enseñanza y el aprendizaje y establecer su relación con los desempeños para los diferentes niveles de educación formal.
Queremos así, ofrecer orientaciones conceptuales, pedagógicas y didácticas para el diseño y desarrollo curricular en el área, desde la básica primaria hasta la educación media. Buscamos, además, construir unos parámetros propios que respondan a nuestra realidad y expectativas sin dar la espalda a los avances y desarrollos que en materia curricular se vienen detectando en diferentes partes del mundo.

JUSTIFICACIÓN

Las ideas modernas sobre el plan de área de las ciencias naturales y educación ambiental toman como base el desarrollo iniciado de los conceptos básicos de las diferentes disciplinas.
Para cumplir con las anteriores finalidades se hace indispensable diseñar un plan de área de ciencias naturales y educación ambiental, donde estén interpretados e integrados una serie de elementos que permitan la formación integral del estudiante, aprovechando los recursos humanos y materiales propios del medio, y que responda a la Constitución Nacional, a la Ley General de Educación, a los lineamientos curriculares y a los estándares de calidad.
Los programas actuales en área de ciencias naturales propenden por una formación científica básica que permiten una construcción y del manejo del conocimiento a demás de una capacidad investigativa, curiosidad científica, planteamiento y solución de problemas y una solución ética en el estudiante. Es así, que para dar sentido al mundo que nos rodea y comprender los significados que otros construyen y cultivan, es necesario propiciar en el estudiante la formación para la actividad científica, la apropiación de conocimientos de las ciencias y la formación para la vida, los cuales se enmarcan en el proceso de construcción del conocimiento científico.

OBJETIVOS
GENERAL
Que el estudiante desarrolle un pensamiento científico que le permita contar con una teoría integral del mundo natural dentro del contexto de un proceso de desarrollo humano integral, equitativo y sostenible proporcionándole una concepción flexible de sí mismo, de sus relaciones con la sociedad y la naturaleza y con la preservación de la vida en el planeta
ESPECIFICOS


  • Observar y descubrir su entorno, los elementos que lo componen, como se relacionan los individuos y los sucesos que se presentan entre ellos.




  • Clasificar y comparar dos o más sucesos en los que tenga en cuenta conocimiento físico, químico, biológico y tecnológico y la relación entre estos y el medio.




  • Comparar procesos relacionándolos entre sí y describir diversos momentos de ellos, determinando sus causas y asociarlas con el ser humano, la tecnología y la naturaleza.




  • Predecir sucesos del entorno justificados desde los procesos físicos, químicos y biológicos mediante la experimentación y explicación de pequeñas teorías cualitativas.




  • Justificar algunos procesos (físicos, químicos, biológicos) presentes en el medio a través de la jerarquización y categorización de hipótesis que exijan la utilización de promedios de datos para su contrastación con los presaberes.




  • Construir teorías acerca del mundo natural.




  • Formular hipótesis derivadas de sus teorías.




  • Diseñar experimentos que pongan a prueba sus hipótesis y teorías.




  • Argumentar con honestidad y sinceridad en favor o en contra de teorías, diseños experimentales, conclusiones y supuestos dentro de un ambiente de respeto por la persona de sus compañeros y del profesor.




  • Imaginar nuevas alternativas, nuevas posibilidades en el momento de resolver un problema, de formular una hipótesis o diseñar un experimento.




  • Hacer observaciones cuidadosas.




  • Trabajar serio y dedicadamente en la prueba de una hipótesis, en el diseño de un experimento, en la toma de medidas y en general en cualquier actividad propia de las ciencias.




  • Desarrollar el amor por Ia verdad y el conocimiento.




  • Argumentar éticamente su propio sistema de valores a propósito de los desarrollos científicos y tecnológicos en especial a propósito de aquellos que tienen implicaciones para la conservación de la vida en el planeta.




  • Contribuir con el desarrollo de una emocionalidad sana que Ie permita una relación armónica con Ios demás y una resistencia a las frustraciones que puedan impedirle la culminación de proyectos científicos, tecnológicos y ambientales




  • Contribuir con la construcción de una conciencia ambiental en el estudiante que Ie permita tomar parte activo y responsable en toda actividad a su alcance dirigida a la conservación de la vida en el planeta.




  • Contribuir con el desarrollo de una concepción en el estudiante de la técnica y la tecnología como productos culturales que pueden y deben ser utilizados para el beneficio humano dentro del contexto de un desarrollo sostenible.


MARCO TEORICO

El plan de área en Ciencias Naturales y Educación Ambiental se enfatiza en procesos de pensamiento y acción encaminados al desarrollo del pensamiento científico, necesita de unas concepciones que forjen y sustenten su formulación:
Epistemología de la ciencia. Es necesario hacer un recuento de cómo los filósofos y epistemólogos conciben la construcción del conocimiento científico, lo cual permite visualizar como podría desarrollarse el pensamiento científico en los estudiantes. Los positivistas consideraban que el hombre de ciencia propone enunciados o sistema de enunciados, para ello construye hipótesis o sistemas de teorías y las contrasta con la experiencia por medio de observaciones y experimentos; esta posición supone que la existencia es la fuente fundamental del conocimiento científico y que toda experiencia debe comenzar con la observación. La ciencia se basa en lo que se puede ver, oír, y tocar, las imaginaciones especulativas no tienen cabida en la ciencia; el conocimiento científico es conocimiento fiable porque es conocimiento objetivamente probado.
Hume plantea que las ciencias empíricas se caracterizan por emplear métodos inductivos. Se llama inductiva a una inferencia cuando pasa de enunciados singulares a enunciados universales. Por su parte Popper1 hace una crítica a la lógica inductiva ya que considera que los enunciados universales están basados en inferencias inductivas establecidas por un principio de inducción, el cual es un enunciado con cuya ayuda se puede determinar la verdad de las teorías científicas que no proporciona un criterio de demarcación apropiado. Popper se opone a la lógica inductiva con la teoría del método deductivo ya que considera que el trabajo del científico es proponer teorías y contrastarlas. La contratación deductiva de las teorías se da cuando al presentar una nueva idea, se extraen de ella conclusiones por medio de una deducción lógica; estas deducciones se comparan entre sí y con otros enunciados pertinentes, con el objeto de hallar las relaciones lógicas que existan entre ellas. El sentido de un enunciado es el método de su verificación, por tanto planteó la falsación de los sistemas como criterio de demarcación; ha de ser posible refutar por la experiencia un sistema científico empírico ya que las teorías no son nunca enteramente justificables o verificables pero si contrastables. De esta forma le da validez a la existencia de un sistema de enunciados, el cual para que se distinga de alguna manera de otros sistemas semejantes por ser el que represente nuestro mundo de experiencia, debe someterse a contraste y resistir las contrastaciones.
La contribución más significativa de Popper a la ciencia fue su caracterización del método científico; analiza los métodos a través de los cuales avanza la ciencia mediante la falsación de hipótesis (Las teorías científicas son hipótesis a partir de las cuales se pueden deducir enunciados comprobables mediante la observación; si las observaciones experimentales adecuadas revelan como falsos esos enunciados, la hipótesis es refutada).
Para Kuhn2 un paradigma es un sistema conceptual, con leyes técnicas para su aplicación, el mismo que es predominante en un determinado momento histórico y que permite a los científicos interpretar los problemas de una determinada disciplina.
Los períodos donde el paradigma permite la comprensión y el desarrollo tecnológico, son denominados por Kuhn como "ciencia normal"; cuando surgen problemas o demandas técnicas que la ciencia normal no puede resolver, ésta genera la necesidad de una "revolución científica" o cambio de paradigma que implica el abandono de un paradigma y la adopción de otro nuevo por parte de la comunidad científica en su totalidad. Cuando el nuevo paradigma posee un mayor poder explicativo y supera al paradigma anterior, ofrece la visión de nuevos problemas de investigación así como de nuevas técnicas. Para Kuhn, la ciencia es una actividad colectiva en la que existe una "comunidad científica" que realiza su trabajo compartiendo un mismo paradigma.
Imre Lakatos3 plantea que los logros científicos no se dan por una hipótesis comprobadas sino por la existencia de un programa de investigación conformado por un núcleo firme donde está un conjunto de hipótesis o teorías irrefutables por decisión metodológica de sus defensores y un cinturón protector conformado por un conjunto de hipótesis auxiliares que pueden ser modificadas para adecuar el programa a los hechos. Además el programa está acompañado de una heurística que asimila las anomalías presentes en las teorías, las cuales se puede o no tenerlas en cuenta o incorporarlas al cinturón protector e incluso convertirlas en evidencia positiva, quedando así el núcleo a salvo; La heurística negativa en un programa de investigación permite que el núcleo durante el desarrollo del programa siga sin modificar y la heurística positiva permite que el cinturón protector sea modificado para explicar y predecir los fenómenos reales, de esta forma las hipótesis auxiliares se transforman para soportar el núcleo firme. Todo programa de investigación tiene una característica común que es la de predecir hechos nuevos, hechos que no se habían pensado antes o que habían sido refutados por programas previos, por ello un programa de investigación es progresivo cuando presupone hechos nuevos y algunas de estas presuposiciones son corroboradas o regresivo cuando no predice hechos nuevos o los previstos no son corroborados, los programas progresivos sustituyen a los regresivos. Para que un programa de investigación sea valorado debe poseer coherencia entre el núcleo, el cinturón protector y la metodología y debe conducir al descubrimiento de nuevos fenómenos, si no es así puede ser modificado por otro programa rival que lo supere.
Gastón Bachelard Plantea el problema del conocimiento científico en términos de obstáculos epistemológicos los cuales se incrustan en el conocimiento no formulado, uno de ellos es la opinión la cual convierte necesidades en conocimiento de ahí que la ciencia la rechaza, “el espíritu científico jamás se siente impedido de variar las condiciones, en una palabra de salir de la contemplación de lo mismo y buscar lo otro, de dialectizar la experiencia” 4 el espíritu científico impide tener opinión sobre cuestiones que no se formulan claramente, al contrario exige dar respuesta a problemas planteados por medio de preguntas que permiten generar conocimientos, analizando todas las perspectivas posibles. Plantea a su vez como la necesidad del hombre es la de saber más para interrogarse mejor.
Otro obstáculo para el conocimiento es el desarrollo histórico del pensamiento científico, ya que todo lo que se encuentra en la historia del conocimiento dista mucho de servir efectivamente a la evolución de este pensamiento, por ello se requiere que el epistemólogo los analice desde la experiencia científica, relacionando los conceptos científicos en efectivas síntesis progresivas, estableciendo una escala de conceptos, mostrando cómo un concepto produce otro, cómo se vincula con otro y de inmediato el obstáculo se presentará como vencido.
Otros obstáculos para el conocimiento científico son: la experiencia básica o la observación básica; es necesario que el pensamiento abandone al empirismo inmediato encarando el fenómeno con otro punto de vista hasta convertir las objeciones en objetos y las críticas en leyes, el obstáculo verbal: la falsa explicación de un concepto en lugar de implicarlo en una síntesis racional, y el sustancialismo; explicación de las propiedades de las sustancias. De esta forma Bachelard plantea como los obstáculos no permiten desarrollar un pensamiento científico y por lo tanto no permiten generar conocimiento científico.
Es importante determinar que toda cultura científica debe comenzar con una catarsis intelectual, para poner la cultura científica en movilización permanente donde se pase de un conocimiento cerrado y estático a un conocimiento abierto y dinámico. El estudiante llega a la escuela con conocimientos empíricos ya construidos, que son obstáculo para la construcción del conocimiento, pero el trabajo de la escuela no es entrarlo en una cultura experimental sino derrumbarlos generando crisis cognitivas que permitan analizar el conocimiento científico.
EL DESARROLLO DEL PENSAMIENTO CIENTIFICO
De acuerdo a lo planteado en los lineamientos curriculares de ciencias Naturales y Educación Ambiental para la construcción del pensamiento científico, este se desarrolla en tres períodos: período preteórico, período teórico restringido y período teórico holístico en los cuales se puede construir pensamiento científico.



PERIODO

PRETEORICO

Nivel nº 1

Cómo es el mundo

PERIODO TEORICO

RESTRINGIDO

Nivel nº 2

cómo sería el mundo en determinadas circunstancias

PERIODO

HOLISTICO

Nivel nº 3

Coherencia entre construcción de conocimiento de sistemas matemáticos y construcción del conocimiento de los procesos biológicos, químicos, físicos y ambientales


Confusión entre descripción y explicación.

Fase nº1: el estudiante hace descripciones entre objetos y sucesos.

Fase nº2: el estudiante es capaz de distinguir las explicaciones de las descripciones de una situación particular relacionándolo con lo general, explicaciones subjuntiva.


El estudiante hace explicaciones acudiendo a conceptos teóricos y a relaciones entre leyes interconectadas lógicamente. Las explicaciones se mantienen en el fenómeno explicado.

Etapa nº1: explicaciones generales: el estudiante es capaz de hacer explicaciones acudiendo a conceptos y a relaciones entre leyes interconectadas lógicamente, estableciendo relaciones entre los campos de la disciplina, integrando el conocimiento disciplinar mediante una teoría general.

Etapa nº2: explicaciones generales holísticas; el estudiante hace explicaciones generales estableciendo relaciones entre diversas teorías generales, conformando una teoría holística del mundo natural y social, ubicándose en el contexto.


NIVELES DE DESARROLLO DEL PENSAMIENTO CIENTÍFICO.

La estructura curricular presentada en los lineamientos curriculares en el desarrollo de los procesos de pensamiento y acción plantea los niveles de desarrollo del pensamiento científico, los cuales son progresivos ya que va aumentando su nivel de complejidad a medida que se aumenta de grado, determinando lo que puede y debe saber el sujeto en su proceso de construcción de conocimiento.
¿CÓMO ES EL MUNDO?
NIVEL Nº 1: periodo preteórico:

GRADOS ( 0º,1º,2º,3º)



SUBNIVEL Nº 1

SUBNIVEL Nº 2

SUBNIVEL Nº 3

Se centra en el mundo físico y en la descripción de sucesos.

- Se señalan similitudes o diferencias entre objetos.

- La descripción se da entre dos o más objetos avanzando hacia la comparación.

La comparación de procesos que se da en los sucesos.



Aumenta el nivel de complejidad

(Descripción, explicación y comparación)
NIVEL Nº 2: Periodo teórico restringido:

¿CÓMO SERIA EL MUNDO EN DETERMINADAS CIRCUNSTANCIAS?

( 4º,5º,6º)



SUBNIVEL Nº

SUBNIVEL Nº

SUBNIVEL Nº 3

Implica contar ya con una teoría sencilla del mundo para plantear hipótesis en diferentes circunstancias

Formular hipótesis que exijan la utilización de promedios de datos para su contrastación

Hace énfasis en la formulación de hipótesis en términos de relaciones ordinales o cualitativas.



Es progresivo y envolvente
NIVEL Nº 3: Período teórico

7°,8°,9°
Las relaciones se expresan en términos cualitativos, por tanto se busca coherencia entre la construcción del conocimiento matemático y la construcción del conocimiento de los procesos físicos, químicos y biológicos.



SUBNIVEL Nº 1

SUBNIVEL Nº 2

Puede expresar relaciones cualitativas en términos de ecuaciones lineales, por tanto plantea modelos algebraicos dando muestra la relación entre dos o más Variables en un proceso. (físico, químico, biológico)

Se utilizan modelos algebraicos más complejos, donde el estudiante hace deducciones de estos modelos en forma de hipótesis las cuales son contrastadas mediante la experimentación



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