En este documento se describe el desarrollo e implementación de una propuesta metodológica para la enseñanza de la espectroscopia estelar dirigida a profesores de física en formación inicial. Se muestra inicialmente una indagación documental, necesaria para el diseño de la secuencia didáctica, sobre los siguientes componentes: enseñanza de la astronomía, espectroscopia estelar, nebulosas planetarias, temperatura de las nebulosas, telescopio remoto, entre otros, los cuales permitieron definir la siguiente estructura de dicha secuencia: portada, presentación, objetivos, propuesta metodológica de enseñanza, marco teórico, cuaderno de trabajo del estudiante, sugerencias de implementación y evaluación. La secuencia didáctica fue implementada a ocho estudiantes de la licenciatura en Física de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas y ocho estudiantes de la licenciatura en física de la Universidad Pedagógica Nacional. También se describe de forma detallada las etapas de realización de la propuesta, donde se emplea el telescopio remoto de la Universidad de la Punta –TULP- (TULP, 2014) y el Applet Planetary Nebula Spectra (Nebulae, 2014) y se muestran los resultados y análisis obtenidos a partir de la implementación de la propuesta. Por otro lado se presenta un instrumento de indagación validado por cinco profesores de Física en ejercicio evidenciando la necesidad e importancia de enseñar espectroscopia estelar en la formación inicial de profesores de física. A manera de cierre se presenta una reflexión general a partir de cuatro aspectos trasversales del desarrollo de la propuesta: (i) la construcción de la secuencia didáctica, (ii) la implementación de la secuencia, (iii) la versión final de la secuencia y (iiii) los alcances y limitaciones de esta secuencia dentro de la enseñanza de la espectroscopia estelar.

En el presente trabajo se analizaron los procesos de generalización (aritmética-algebraica) que desarrollan los estudiantes de grado octavo del Colegio Entre Nubes Sur Oriental IED, al enfrentarse a tareas de generalización de patrones de secuencias figurales, con el fin de potenciar el pensamiento algebraico. Las tareas planteadas tuvieron la intención que el estudiante analizara la forma como cambia, es decir, la forma como aumenta o disminuye los términos de la secuencia, en otras palabras, la estructura espacial y numérica; que los lleve a conjeturar la forma de los siguientes términos; por último, formular un procedimiento que permita establecer el patrón de comportamiento, a través de una actividad conjunta en diferentes grupos de trabajo, tomando como base la Teoría Cultural de la Objetivación, en la que se define el aprendizaje como “procesos sociales de toma de conciencia crítica en los que intervienen diferentes medios semióticos puestos en juego por los estudiantes (lenguaje, gestos, símbolos, artefactos, etc.)” (Miranda, Radford, & Guzmán, 2013)

Una de las principales finalidades educativas tiene que ver con el favorecimiento del desarrollo de habilidades de pensamiento que permitan al estudiante adoptar nuevas posturas intelectuales para acercarse positivamente hacia la resolución de problemas y para articularlos con su cotidianidad. Las habilidades de pensamiento se fundamentan en la cotidianidad del ser y permiten interactuar con la realidad desde múltiples perspectivas, favoreciendo la generación de opciones de respuesta a estímulos o a situaciones que conlleven a soluciones satisfactorias de problemáticas cotidianas o no cotidianas. Sin embargo, la práctica docente habitual del profesor de ciencias, a pesar de los avances en la investigación en didáctica de las ciencias, sigue dando prioridad a la transferencia de contenidos, en gran medida debido a que las exigencias legales implícitas en estándares educativos y a los resultados de las pruebas externas, limitan el desarrollo de actividades en el aula que se orienten al desarrollo de habilidades de pensamiento y de conceptualizaciones fuera de contexto. Lo anterior promueve una enseñanza acrítica de las ciencias, potenciando más la calificación que la valoración de los progresos intelectuales de los estudiantes, fomentando su dependencia a contenidos elaborados y cerrados en donde el modelo didáctico preponderante es el de la transferencia de temas por parte del profesor para la asimilación mecánica por parte de los estudiantes. En tal sentido, el propósito fundamental de esta investigación fue el identificar y en la medida de lo posible mejorar, por medio de la elaboración de secuencias didácticas apoyadas en resultados de la investigación contemporánea en didáctica de las ciencias, las dificultades que se evidencian en la enseñanza de la química en cuanto a la cuantificación de relaciones y que no favorecen el desarrollo de habilidades de pensamiento, en particular de análisis y síntesis en los estudiantes. La metodología en la que estuvo enmarcado el proyecto se fundamenta en la investigación cualitativa con estrategias metodológicas referentes a la investigación acción y se espera que los resultados de esta investigación fructifiquen y sirvan como derrotero para posteriores investigaciones. Para ello, se trabajó por medio de la técnica de grupo focal con tres estudiantes de grado 1002 del Colegio Isabel II, jornada tarde en la ciudad de Bogotá, D.C. (Colombia), reflexionando sobre las posibilidades que permiten mejorar sus capacidades por medio del desarrollo del análisis y la síntesis. Lo anterior exigió recontextualizar los contenidos disciplinares de la química desde perspectivas históricas y epistemológicas para favorecer enseñanzas que promuevan el desarrollo de habilidades de pensamiento en los estudiantes y lleven a la construcción de estrategias de mejoramiento para la enseñanza de la química. Los resultados finales consisten en generar una secuencia didáctica como herramienta para profesores de ciencias que les permita reconstruir actividades para favorecer del mejor modo posible el desarrollo de habilidades de pensamiento en estudiantes de educación media.

La propuesta presentada se enfoca en el pensamiento de diseño como una estrategia tecnológica que, mediante la implementación de una Actividad Tecnológica Escolar (ATE), permite combinar varios aspectos de la cotidianidad del ser humano relacionados con el diseño, la construcción de artefactos mecánicos y la intervención en la resolución de problemas. El objetivo principal de esta investigación es determinar elementos conceptuales y prácticos del Pensamiento de Diseño que le son pertinentes a una actividad tecnológica centrada en la conceptualización, análisis y fabricación de artefactos para así, lograr su construcción y posterior validación por parte de expertos. Este proyecto está enmarcado dentro del enfoque cualitativo con un carácter interpretativo y descriptivo generado por el interés de analizar a los sujetos y su influencia en la construcción del conocimiento y de la realidad, a partir de las acciones asumidas por cada uno de ellos. En el informe presentado, se da cuenta de la participación de 32 estudiantes en etapa escolar (undécimo grado) en el desarrollo de la ATE propuesta, teniendo en cuenta las recomendaciones dadas en el transcurso de cada sesión de trabajo, de donde se obtuvieron los datos analizados, a través de la triangulación de instrumentos, que le dan garantía a la pertinencia de esta investigación. Como resultado, se confirma que, al involucrar en la educación en tecnología el pensamiento de diseño, se desarrollan habilidades relacionadas en la innovación y la interacción con su propio contexto en la resolución de problemas, reconociendo el proceso cognitivo que se debe asumir entre la convergencia y la divergencia de las acciones proyectadas. Se destaca también, los planteamientos de Papert y Harel (1991) sobre manipular, fabricar y transformar los objetos, los de Nessler (2016) sobre el proceso de diseño y los de Koh, Chai, Wong y Hong, (2015) sobre los episodios cognitivo, metacognitivo, tecnológico, sociocultural y de producción del pensamiento de diseño, esenciales en la construcción, validación y desarrollo de la ATE, la cual fue asumida como un instrumento didáctico crucial de la educación en tecnología.

La investigación realizada se inscribe en la didáctica de las ciencias, debido a la necesidad de comprender la relación de la enseñanza en las construcciones y habilidades argumentativas que surgen del enfrentamiento de los estudiantes a una situación problema enmarcada en el fenómeno de la compatibilidad sanguínea, como estrategia de aproximación a una de las dimensiones presentes en la comunidad científica, como lo es: el papel de la argumentación en la negociación y contrastación de las evidencias con los modelos, representaciones y teorías para validar un conocimiento (Sanmartí, 1997; Sutton, 1997) desde el aula de ciencias, estableciéndose de este modo, el objetivo de promover las habilidades argumentativas en los educandos del ciclo IV de la básica secundaria del programa volver a la escuela del Colegio Liceo Nacional Agustín Nieto Caballero. Para tal propósito, se construyó una secuencia didáctica a partir del enfoque de resolución de problemas, que fomentara la construcción de escritos argumentativos basados en la elección de pruebas, modelos y/o teorías necesarias para comprender el fenómeno de compatibilidad sanguínea no obstante, el desarrollo de la secuencia didáctica presentó por una parte, la construcción del conocimiento y por otra, la adaptación del patrón argumentativo de Toulmin «TAP» como estrategia de formulación de los textos argumentativos, presentados al finalizar cada sesión. Paralelamente, se construyeron categorías de análisis que determinaron los niveles argumentativos por donde se movilizaron los estudiantes, tomando como ejes la propia anatomía del argumento y el lenguaje utilizado en él. De esta forma, se evidenció en los textos finales la predominancia de palabras-puente «lenguaje de transición» en las explicaciones correspondientes a: la naturaleza de la nomenclatura sanguínea, la reacción de aglutinación desde la fijación de los aglutinógenos con las aglutininas, el concepto de donador y receptor universal, como a su vez, se presentó en el patrón estructural «anatomía del argumento» el abandono de construcciones cotidianas por aquellas que se establecen en las categorías de transición y científico escolares, debido a la necesidad de incorporar en sus explicaciones, modelos y teorías que le permitieran comprender más a fondo el fenómeno de compatibilidad sanguínea. De igual forma, se identificó que uno de los problemas más recurrentes presentado por los estudiantes, corresponde a las relaciones teóricas enmarcadas en los respaldos de las justificaciones, como resultado del bajo nivel de la selección y reducción de la información pertinente suministrada desde diferentes áreas del conocimiento, que en vez de converger, terminan separándose como si se tratara de fenómenos distintos.

En la presenta investigación se pretende dar respuesta a la siguiente pregunta: ¿Qué elementos del razonamiento estadístico son observables cuando los estudiantes de grado décimo (10°) emplean las principales medidas de dispersión al desarrollar un proyecto de trabajo estadístico? Para esto se diseña un proyecto de trabajo estadístico alrededor de las principales medidas de dispersión en torno al tiempo que tardan los estudiantes al bañarse y para el análisis ser proponen cinco categorías a partir de los elementos planteados frente al razonamiento estadístico por Wild & Pfannkuch (1999). Las categorías son: tratamiento de datos, interpretación y relación de las representaciones estadísticas, percepción de la variación, lenguaje estadístico usado e integración de la estadística y el contexto.

Este trabajo de grado, en la modalidad de profundización, presenta el diseño, la implementación y los análisis correspondientes al desarrollo de cuatro talleres de enseñanza de la física, fundamentados en la comprensión integral del circuito eléctrico simple, aplicados en un curso de grado 11 del Colegio Nuevo Chile IED. Los talleres estuvieron precedidos por una encuesta de intereses de los estudiantes sobre el circuito eléctrico, así como por la revisión documental acerca de las problemáticas en la enseñanza de la electricidad y el circuito eléctrico. La metodología de indagación se apoyó en los principios básicos de la investigación - acción. En la implementación de los diferentes talleres se evidencian transformaciones en las habilidades para la construcción práctica de los circuitos, lo mismo que avances en la comprensión de los fenómenos asociados al circuito eléctrico simple, tales como el campo electromagnético responsable de la transmisión de la energía. En este sentido, los resultados del proyecto se constituyen en un aporte para la consolidación de una didáctica de la electricidad que, en el caso de los circuitos eléctricos, integre al campo electromagnético en las explicaciones fenomenológicas correspondientes.

El aprendizaje del concepto de área ha sido abordado por diferentes autores y en diferentes épocas, posibilitando que los profesores tengamos a disposición herramientas de tipo didáctico y metodológico, que nos ayuden al desarrollo de dicho concepto de una manera práctica y significativa, que redunde en los desempeños académicos de los estudiantes en aspectos de tipo espacial y geométrico. En esta experiencia se trabajó un conjunto de tareas encaminadas al desarrollo del concepto de área en estudiantes de grado séptimo, observando las dificultades que estos encuentran frente al manejo de dicho concepto y a partir de algunos aspectos identificados como relevantes para su enseñanza. La metodología utilizada se enmarcó dentro de la investigación cualitativa, en la investigación-acción. El trabajo práctico y colaborativo estuvo presente durante el desarrollo de la experiencia, cuyo objetivo principal era posibilitar la conceptualización del área por parte de los estudiantes. Para ello se tomaron referentes básicos de la Educación Matemática Realista (EMR), particularmente desde los trabajos de Freudenthal (1983) y Puig (1997), en los cuales se plantea la importancia de abordar los objetos matemáticos a partir de objetos mentales que se van constituyendo como organizadores de fenómenos. Desde esta perspectiva, reconociendo aspectos y procesos fundamentales asociados a la enseñanza y el aprendizaje del concepto de área (Del Olmo, Moreno y Gil, 1993), así como de una propuesta de enseñanza (Corberán, 1996), se realizó la elección del conjunto de tareas que orientaron el desarrollo de la intervención en el aula, las cuales estuvieron encaminadas al reconocimiento de la superficie como magnitud, a la observación y comprobación de la conservación de la superficie bajo transformaciones, a la realización de procesos de composición y descomposición de superficies, al trabajo de procesos de medición y medida, y a la construcción de unidades de medida de superficie.

El presente trabajo de investigación, de carácter cualitativo, sustenta una experiencia de aula en el colegio Veintiún Ángeles I.E.D. de la ciudad de Bogotá, con estudiantes de sexto grado de básica, esta propuesta es la de gestionar una secuencia de actividades para promover el desarrollo de la interpretación de la fracción como razón en los estudiantes. Los objetivos propuestos son los de aplicar una estrategia didáctica para que los estudiantes comprendan que las fracciones también son medidas de razón como relación, que fracciones diferentes pueden representar cantidades iguales y que las fracciones equivalentes tienen razón constante. Además desarrollar habilidades para el manejo de razones internas y externas que permitan al estudiante interpretar, comprender y abordar situaciones que requieren del empleo de la fracción como razón.

Esta propuesta de investigación aborda la enseñanza-aprendizaje del álgebra en educación primaria, previa al lenguaje alfanumérico y a partir de la generalización de patrones como herramienta potenciadora. Desde una perspectiva sociocultural de la educación matemática, y apoyados en la metodología multimodal se investiga la evolución de fórmulas corpóreas, como indicativo de pensamiento algebraico, hacia formas más sofisticadas en generalización de secuencias de patrones. El análisis se realiza desde los tres problemas de la generalización (epistemológico, fenomenológico y semiótico), apoyados en la idea que los gestos, movimientos y señalamientos evidencian formas de pensamiento algebraico que tienen intenciones frente a una labor de generalización de patrones.