Competencias y prácticas científicas en el laboratorio de química : participación del alumnado de secundaria en la indagación

Esta investigación pretende contribuir al estudio de la participación del alumnado en las prácticas de la comunidad científica, en particular en las relacionadas con el diseño y puesta en práctica de investigaciones e interpretación de datos y establecimiento de conclusiones, así como al estudio de las operaciones epistémicas que el alumnado lleva a cabo en cada práctica. El estudio se enmarca en una perspectiva que considera el aprendizaje de las ciencias como un proceso de socialización dentro de la cultura científica (Driver, Newton & Osborne, 2010) e implica la participación de los estudiantes en las prácticas características de la comunidad científica. La participación del alumnado en las prácticas científicas (NGSS, 2013) implica construir el conocimiento científico y comprender por qué este se construye, examina y evalúa de una forma determinada (Reiser, Berland & Kenyon, 2012). El enfoque del aprendizaje basado en las prácticas guarda relación con el desarrollo de las competencias científicas, ya que ambas implican el desarrollo de operaciones similares.Aquesta recerca pretén contribuir a l'estudi de la participació de l'alumnat en les pràctiques de la comunitat científica, en particular en les relacionades amb el disseny i posada en pràctica de recerques i interpretació de dades i establiment de conclusions, així com a l'estudi de les operacions epistèmiques que l'alumnat duu a terme en cada pràctica. L'estudi s'emmarca en una perspectiva que considera l'aprenentatge de les ciències com un procés de socialització dins de la cultura científica (Driver, Newton & Osborne, 2010) i implica la participació dels estudiants en les pràctiques característiques de la comunitat científica. La participació de l'alumnat en les pràctiques científiques (NGSS, 2013) implica construir el coneixement científic i comprendre per què aquest es construeix, examina i avalua d'una forma determinada (Reiser, Berland & Kenyon, 2012). L'enfocament de l'aprenentatge basat en les pràctiques guarda relació amb el desenvolupament de les competències científiques, ja que ambdues impliquen el desenvolupament d'operacions similars.This research aims to contribute to the study of the participation of students in the practices of the scientific community, notably those related to the design and implementation of research and interpretation of data and establishment of conclusions, as well as to the study of operations epistemic students carry out in each practice. The study is part of an approach that considers the science learning as a process of socialization within the scientific culture (Driver, Newton & Osborne, 2010) and involves the participation of students in the characteristics of the scientific community practices. The participation of students in scientific practice (NGSS, 2013) means building scientific knowledge and understand why this is built, examines and evaluates a certain form (Reiser, Berland & Kenyon, 2012). Practice-based learning approach relates to the development of scientific competences, since both involve the development of similar operations

Análisis de las estrategias de apoyo elaboradas por futuros docentes de educación secundaria para guiar al alumnado en la indagación

El objetivo de este trabajo es examinar el diseño de estrategias de apoyo elaboradas por futuros docentes de educación secundaria para guiar al alumnado en la resolución de una actividad de indagación sobre enlace químico. Los participantes son 17 futuros docentes cursando la asignatura de didáctica de la física y la química del máster de formación de profesorado. Para ello se analizan las producciones escritas de los participantes en términos de adecuación de la información proporcionada a los estudiantes en el guión de la tarea y de las estrategias utilizadas para guiarlos en la indagación. Los resultados principales indican una tendencia general a guiar a los estudiantes en la utilización del contenido científico más que en la indagación.Palabras clave: Andamiaje; Indagación; Formación Inicial; Profesorado SecundariaAnalysis of the scaffolding strategies developed by pre-service secondary teachers to guide students in inquiry practicesThe goal of this study is to examine the teaching strategies developed by pre-service secondary teachers in order to guide students in solving an inquiry-based task about chemical bonding. The participants are 17 pre-service teachers attending a Physics and Chemistry Education course making part of the Master’s Degree in Teacher Training. To do so, participants’ written products are analysed in terms of the adequacy of the information provided in the handout of the task and of the strategies used to scaffold them in the inquiry process. The preliminary results point to a general tendency to guide students in the use of content knowledge rather than in inquiry.Keywords: Sscaffolding; Inquiry; Initial teacher-training, secondary teachers

Trabajar la naturaleza de la ciencia en la formación inicial del profesorado planificando una investigación

En aquest article es presenta una activitat de laboratori per treballar aspectes de la naturalesa de la ciència des de la participació de l'alumnat en les pràctiques científiques, en particular, la construcció del coneixement científic a través de la planificació d'una investigació. L'activitat es realitza en la formació inicial de mestres i consisteix a respondre, ordenar i donar un nom a vuit targetes que contenen preguntes relacionades amb les tasques implicades en la planificació d'una investigació. S'examina: 1) el contingut de les respostes a les preguntes; 2) l'ordre de les preguntes a l'hora de dur a terme la planificació, i 3) el nom atribuït a cada pregunta.This paper presents a laboratory task that enables learning about nature of science through students’ engagement in scientific practices, in particular, about scientific knowledge construction through planning an investigation. The task is carried out in primary teacher education and it requires participants to answer, order and label eight cards containing questions about actions involved in planning an investigation. We examine: 1) the content of answers; 2) the order of questions when planning, and 3) the name given to each question.En este artículo se presenta una actividad de laboratorio para trabajar aspectos de la naturaleza de la ciencia desde la participación del alumnado en las prácticas científicas, en particular, la construcción del conocimiento científico a través de la planificación de una investigación. La actividad se realiza en la formación inicial de maestros y consiste en responder, ordenar y dar un nombre a ocho tarjetas que contienen preguntas relacionadas con las tareas implicadas en la planificación de una investigación. Se examina: 1) el contenido de las respuestas a las preguntas; 2) el orden de las preguntas a la hora de llevar a cabo la planificación, y 3) el nombre atribuido a cada pregunta

Desafíos planteados por las actividades abiertas de indagación en el laboratorio: articulación de conocimientos teóricos y prácticos en las prácticas científicas

S'analitzen les pràctiques de contextualització de tres petits grups d'alumnat de màster durant la realització d'una indagació en el laboratori que suposa la participació en pràctiques científiques. L'objectiu és examinar els desafiaments plantejats per una activitat oberta, a través de l'anàlisi del procés de contextualització, és a dir de connexió del coneixement teòric rellevant al context (com evitar l'enfosquiment en les pomes tallades), transformant-ho en decisions i accions pràctiques. Els resultats indiquen les dificultats dels participants per mobilitzar els coneixements teòrics rellevants i articular-los amb els coneixements pràctics. Es discuteixen implicacions per al disseny d'activitats obertes que pretenguin la immersió en pràctiques científiques, i per planificar el l’andamiatge.This paper analyses the contextualising practices of three small groups of master students engaged in an inquiry-based laboratory task, involving their participation in scientific practices. The objective is to examine the challenges involved in the process of contextualisation, in other words the process of connecting relevant theoretical knowledge to the context of an open task (to find a way to avoid browning in sliced apples), and transforming it into decisions and practical actions. The results show that participants had difficulties mobilising relevant theoretical knowledge and articulating it to practical actions. We discuss the implications, for the design of open tasks aimed at immersion in scientific practices and for planning adequate scaffolding.Se analizan las prácticas de contextualización de tres pequeños grupos de alumnado de máster durante la realización de una indagación en el laboratorio que supone la participación en prácticas científicas. El objetivo es examinar los desafíos planteados por una actividad abierta, a través del análisis del proceso de contextualización, es decir de conexión del conocimiento teórico relevante al contexto (cómo evitar el oscurecimiento en las manzanas cortadas), transformándolo en decisiones y acciones prácticas. Los resultados indican las dificultades de los participantes para movilizar los conocimientos teóricos relevantes y articularlos con los conocimientos prácticos. Se discuten implicaciones para el diseño de actividades abiertas que pretendan la inmersión en prácticas científicas, y para planificar el andamiaje.

Competencias e prácticas científicas no laboratorio de química: participación do alumnado de secundaria na indagación

Nesta tese examínase: a) o desenvolvemento da competencia científica de alumnado de secundaria a través da súa participación nas prácticas de planificación e posta en práctica de investigacións e de análise e interpretación de datos; e b) as estratexias docentes encamiñadas á transferencia de responsabilidade ao alumnado na indagación. O estudo lévase a cabo ao longo de dous cursos consecutivos (3º e 4º de ESO) e consiste na realización de cinco tarefas de laboratorio cunha duración dúas sesións cada unha e dunha tarefa final de lápiz e papel. Nas tarefas de laboratorio o alumnado traballa en pequeno grupo e na tarefa final de forma individual. As sesións de laboratorio grávanse en audio e vídeo e posteriormente transcríbense. As transcricións resultantes utilízanse para a análise dos desempeños dos participantes. Os resultados apuntan a: a) un modesto progreso dos desempeños do alumnado nestas prácticas ao longo do estudo; e b) unha serie de estratexias docentes que son máis axeitadas para promover a participación do alumnado na indagación

Análisis del proceso de familiarización de maestros de Primaria en formación con el diseño de investigaciones

En este trabajo se analizan los desempeños de diez pequeños grupos de maestros de educación primaria en formación relativos al diseño de investigaciones y su evolución a lo largo del curso. La secuencia se enmarca en una asignatura del segundo curso del grado de maestro de educación primaria en la que se aborda la enseñanza y el aprendizaje de contenidos sobre la naturaleza de la ciencia y el trabajo científico, materia y energía, así como tecnología y máquinas con un enfoque indagativo. Dicha secuencia consta de tres fases: introducción, familiarización y reflexión en las cuales se realizan distintas tareas encaminadas al aprendizaje sobre diseño de investigaciones científicas. Los resultados principales señalan una evolución positiva de los participantes en esta práctica

Analysis of high school students’ scientific competency: answers and justifications to PISA items

En este artículo se analiza el desarrollo de la competencia científica de alumnado de secundaria examinando: a) sus respuestas y justificaciones a ítems de opción de respuesta múltiple utilizados en la evaluación PISA; y b) el efecto que tiene la realización de actividades de laboratorio de indagación que abordan los desempeños evaluados en PISA sobre la adquisición de la competencia. Los participantes son 21 estudiantes de un centro público cursando la materia de Física y Química en 3º y 4º de ESO. Se analizan las respuestas escritas a los ítems PISA al principio y al final del estudio a través de una rúbrica relacionada con los niveles de desempeño establecidos en PISA (OCDE, 2008) para las competencias científicas de identificar cuestiones científicas y usar pruebas científicas. Se comparan los resultados obtenidos al inicio y al final del estudio en porcentajes de las opciones de respuesta seleccionadas y de las justificaciones a cada opción de respuesta. Se identifican diferencias en los resultados obtenidos en la selección de opción de respuesta correcta y en la justificación de la misma, así como en los resultados y justificaciones al principio y al final del estudio.This paper addresses students’ development of scientific competency by examining: a) their answers and justifications to PISA multiple choice items; and b) the effect of students’ engagement in inquiry-based laboratory tasks related to some performances assessed in PISA in their acquisition of scientific competency. The participants are 21 high school students attending Physics and Chemistry courses in 9th and 10th grades. Their written responses at the beginning and end of the study were analysed by means of a rubric based on the PISA scales of proficiency levels (OECD, 2008) for the competencies in identifying scientific issues and using scientific evidence. The results obtained in the pre and post-test are compared in terms of percentages and number of adequate justifications. Differences in the results have been identified both for the justifications versus choices to multiple choice questions and the results and justifications in the pre and post test

High school students’ performances in assessing scientific research in the context of dairy industry

En este estudio se analizan los desempeños de estudiantes de 2.º, 3.º y 4.º de ESO (14, 15 y 16 años) que cursan la asignatura de física y química, cuando evalúan el diseño de una investigación sobre un problema de precipitación identificado en la industria láctea. Los desempeños se examinan por separado para cada dimensión del diseño: identificación de la cuestión a investigar, formulación de hipótesis, planificación de la investigación y selección del criterio de finalización. Para el análisis de resultados, se recogen sus propuestas, en las que han de estar desarrolladas las siguientes tareas: seleccionar la mejor opción, justificar su elección y modificar la opción alternativa para convertirla en correcta. Los resultados menos adecuados corresponden a las dos últimas dimensiones citadas.In this paper we analyse the performance of 8th, 9th and 10th grade students (14, 15 and 16 years old respectively), attending Physics and Chemistry lessons, when assessing the design of scientific research on a precipitation problem identified in the dairy industry. Students’ performances are examined separately for each dimension involved in the design: identifying the issue to be investigated, posing the hypotheses, planning the research and selecting the ending criterion. For the analysis, we collect participants’ individual proposals, which have to include the following tasks: selecting the best option, justifying their choice and modifying the alternative option so that it will be correct. The less adequate results correspond to the last two dimensions.Proyecto EDU2017-82915-R del Plan Nacional de la Agencia Estatal de Investigación; Fondo Europeo de Desarrollo Regional (AEI/FEDER, UE)S

Assessing the potential of handout-embeded scaffolding to engage high school students in planning a scientific investigation

Este trabajo examina la utilidad del andamiaje insertado en el guion de una actividad de indagación para promover la participación del alumnado en la práctica del diseño de investigaciones. Los participantes son 61 estudiantes de educación secundaria de 2º, 3º y 4º curso que se corresponden con alumnado de 14, 15 y 16 años respectivamente cursando la asignatura de física y química. La tarea utilizada para el análisis se enmarca en el contexto de la industria láctea, en particular en un problema de precipitación de la leche fresca, para el cual los estudiantes tienen investigar las causas, a través del diseño y puesta en práctica de una investigación en el laboratorio escolar. Para la toma de datos se recogen las producciones escritas de los estudiantes, las cuales se analizan comparándolas con la respuesta de referencia para resolver la cuestión. Los resultados principales muestran una baja eficacia del andamiaje utilizado.This study analyses the potential of the handout-embedded scaffolding to support high school students in planning a scientific investigation. The participants are 61 high school students from three different grades (8, 9 and 10) corresponding to 14, 15 and 16 years old respectively attending Physics and Chemistry lessons. The task is framed in the context of dairy industry, in particular in a problem of precipitation in fresh milk, for which students should plan an investigation to find out what caused the lumpy precipitate. For data analysis, we examine students’ written plans and compare each performance to a reference framework for solving the task. The main results point to a low efficiency of the handout-scaffolding provided.Agradecimiento al proyecto EDU2017-82915-R financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad.S

A cooperative inquiry experience for learning Science through the engagement in scientific practices

En este trabajo se describe una experiencia de indagación cooperativa encaminada a promover la participación del alumnado de secundaria en las prácticas científicas y se analizan los desempeños del alumnado relativos a la práctica de indagación. La actividad consiste en averiguar cuál sería la mejor pelota saltarina para ganar un concurso y se lleva a cabo en un aula de 4º de ESO durante tres sesiones de 50 minutos encaminadas a la preparación de la experiencia, su realización y la comunicación de los resultados. Para el análisis se examinan las producciones escritas de los estudiantes utilizando una rúbrica. Los resultados principales muestran bajos niveles de desempeño en los grupos, especialmente aquéllos relacionados con la planificación de la investigación y el establecimiento de conclusiones.This research describes a cooperative inquiry experience aimed at engaging high school students in scientific practices and analyses students' performances related to the practice of inquiry. The task consists of investigating which ball would be the best to win a bouncing contest and it is carried out in three 50-minute sessions aimed at preparing the experience (planning), its implementation and communicating the obtained results. For the analysis students’ written responses are examined by means of a rubric. The main results highlight low levels of performance, especially those related to planning the investigation and drawing conclusions