# - Guia didàctica -

# Propuesta didáctica

Este recurso educativo abierto abre la serie que denominamos "Investigando", para la materia de Física y Química y desarrolla parte del currículo dirigido al alumnado de 2º de Educación Secundaria Obligatoria, así como al ámbito científico-tecnológico en la Educación Secundaria Obligatoria, en el caso de los centros que opten por una estructuración por ámbitos. Igualmente para el ámbito científico-tecnológico en los Programas de Diversificación Curricular. Igualmente para otras materias como Biología y Geología de 1º de ESO, y una parte, para Cultura Científica de 4º de ESO y Ciencias aplicadas a la actividad profesional, también de 4º de ESO. Parte de los retos o de las situaciones de aprendizaje que se presentan podrían ser también adaptadas en otros cursos con pequeñas modificaciones.

En él se desarrollan, fundamentalmente los saberes básicos correspondiente al bloque A (Las destrezas científicas básicas) de Física y Química así como al bloque A (Proyecto científico) de Biología y Geología.

Todos los REAs de la serie Investigando están centrados en el aprendizaje basado en la indagación (a menudo expresado en inglés americano como “inquiry-based learning”). con el que pretendemos ofrecer un sesgo distinto a los materiales habituales ya existentes potenciando el aprendizaje basado en la indagación pero constantemente guiado por el docente; dejando de lado la visión ingenua del aprendizaje por simple descubrimiento, y poniendo el foco en actividades que promuevan la argumentación y el pensamiento crítico.

No se trata de unidades didácticas al uso, ni de grandes proyectos, sino de situaciones de aprendizaje variadas, planteadas a modo de pequeños retos de algunas sesiones de duración. Cada reto se resuelve por medio de una serie de actividades investigativas guiadas y dirigidas a una producción.

Es muy importante recalcar que, a la hora de abordar un reto basado en la investigación, el conocimiento básico es imprescindible. El pensamiento que exige la actividad investigativa (emitir hipótesis, planificar la experimentación, interpretar resultados, argumentar las conclusiones, etc. ) no puede llevarse a cabo sin disponer de los conocimientos previos necesarios. La labor docente en cuanto a la construcción de forma activa de conocimientos (instrucción directa, la explicación conceptual, los ejemplos, las orientaciones, ejercitación, etc. ) es necesaria para que las técnicas de aprendizaje por medio de retos puedan producir un aprendizaje profundo.

La propuesta planteada responde a una “estructuración granular”. Así, la organización de los contenidos que lo forman pueden adaptarse, integrarse, combinarse y reutilizarse en la misma o diferentes materias y optimizar así el REA; sin perder de vista su unidad. Cada uno de estos retos puede ser considerado como una situación de aprendizaje competencial que se puede aplicar en clase directamente o adaptarse a una programación didáctica.

No obstante, la estructura propuesta puede constituir en sí misma un itinerario didáctico, un proyecto de aprendizaje, ya que abarca todos los saberes básicos del tema y dispone de de la coherencia de un proyecto global.

Descargar la propuesta didáctica en formato editable o en pdf

El aprendizaje basado en la indagación se trata de una metodología activa que comienza a través del planteamiento de preguntas de investigación adecuadas a la edad y desarrollo del alumnado. El alumnado siempre tendrá que obtener las pruebas que soporten sus conclusiones a través de la investigación desarrollada de acuerdo al método científico, explicar dichas conclusiones y conectar las conclusiones con el aprendizaje obtenido en otras previas o a partir de otras fuentes.

CARACTERÍSTICAS DE LOS RETOS

Los retos que forman parte de este proyecto ponen en contexto los contenidos curriculares y pueden servir al profesorado, bien para proporcionar ideas complementarias a sus clases, bien para su aplicación directa. Es el docente el que decide, ya que pueden aplicarse en distintos momentos del tema, elegir actividades sueltas o ir enlazados, abarcando todos los contenidos. Las propuestas son variadas: Investigaciones de laboratorio, simulaciones digitales, lecturas científicas, actividades lúdicas, manipulativas, debates y cuestiones de PISA.

En general, en todos ellos aparecen los siguientes elementos:

Planteamiento de la situación o problema
Al inicio de cada apartado se plantea una idea que puede ser investigada desde diferentes perspectivas. Se trata de una idea atractiva y cercana para el alumnado.

Pregunta inicial para generar el reto
Se concreta en una pregunta esencial que refleja el interés del tema.

Reto
La pregunta esencial sirve de detonante para iniciar una investigación, en este caso científica, donde los alumnos y alumnas elaboran una solución al mismo. Esta investigación requiere siempre de trabajo en equipo.

Preguntas, actividades y recursos guía
Son generados por los estudiantes y representan el conocimiento necesario para desarrollar exitosamente una solución y proporcionar los recursos para el proceso de aprendizaje.

Solución del reto
Los retos planteados pueden generar variedad de soluciones. De entre ellas se escoge la más trabajada y factible para que pueda ser implementada.

Puesta en común
Es conveniente que las distintas soluciones planteadas por los grupos se comuniquen y se debatan mediante una puesta en común. El alcance de ésta dependerá del tiempo y recursos.

Evaluación
Será continua a lo largo del proceso que dure el reto. Los resultados de la evaluación confirman el aprendizaje y apoyan la toma de decisiones a medida que se avanza en la implementación de la solución.

Se ha puesto énfasis en estrategias metodológicas que desarrollen la competencia STEM, sin olvidar el resto de las competencias clave.

- Investigaciones planteadas en forma de reto o situación problema.
- Dinámicas de aprendizaje cooperativo y trabajo en equipo.
- Rutinas del pensamiento.
- Dinámicas tipo "Walk Around" y trabajo por rincones.
- Juegos, actividades lúdicas y manipulativas.
- Trabajo sobre lecturas científicas.
- Utilización de simulaciones digitales.
- Debates.
- Trabajo con ítems de PISA.

Los retos generalmente se trabajarán en parejas o pequeño grupo, aplicando dinámicas cooperativas, si bien puede haber alguna actividad que sea individual. Se complementan con simulaciones digitales, lecturas científicas, actividades lúdicas y cuestiones de PISA.

El alumnado deberá tener un cuaderno de investigación y un diario de aprendizaje.

En el cuaderno se registrará la investigación, usándose, por tanto, para documentar las hipótesis, experimentos y análisis o interpretación de los resultados. Este cuaderno constituye un diario en el que se recogen todos y cada uno de los experimentos realizados, con las incidencias que se hayan producido. Su característica primordial es que debe decir, de forma clara e inequívoca, qué se hizo, cómo se hizo, quién lo hizo y cuándo lo hizo.

En el Diario de aprendizaje el alumnado escribirá sobre las distintas actividades y propuestas generadas en clase, sus ideas, opiniones y experiencias planteadas en el día a día, de forma que así se pone en marcha el proceso de metacognición, respondiendo a cuestiones como: ¿Estoy consiguiendo lo que me han pedido? ¿Conseguiré terminarlo? ¿Tengo que esforzarme más? ¿Mantengo mi plan o lo cambio?,¿Qué tenía que hacer y qué he hecho? ¿Voy bien de tiempo? Me he equivocado ¿qué voy a hacer? ¿Qué he aprendido de ello? etc. Será el profesorado en cada momento (inicial, durante el proceso, al acabar) quién determine algunas de las cuestiones que el alumnado debe recoger en su diario de aprendizaje.

# Referencias curriculares

## Competencias clave

- Competencia en comunicación lingüística (CCL)
- Competencia Plurilingüe (CP)
- Competencia en conciencia y expresiones culturales (CEC)
- Competencia digital (CD)
- Competencia personal, social y de aprender a aprender (CPSAA)
- Competencia ciudadana (CC)
- Competencia emprendedora (CE)

## Competencias específicas y criterios de evaluación

Competencia específica 1: Comprender y relacionar los motivos por los que ocurren los principales fenómenos fisicoquímicos del entorno, explicándolos en términos de las leyes y teorías científicas adecuadas, para resolver problemas con el fin de aplicarlas para mejorar la realidad cercana y la calidad de vida humana.
Criterios de evaluación 1.1. Identificar, comprender y explicar los fenómenos fisicoquímicos cotidianos más relevantes a partir de los principios, teorías y leyes científicas adecuadas, expresándolos, de manera argumentada, utilizando diversidad de soportes y medios de comunicación. 1.2. Resolver los problemas fisicoquímicos planteados utilizando las leyes y teorías científicas adecuadas, razonando los procedimientos utilizados para encontrar las soluciones y expresando adecuadamente los resultados. 1.3. Reconocer y describir en el entorno inmediato situaciones problemáticas reales de índole científica y emprender iniciativas en las que la ciencia, y en particular la física y la química, pueden contribuir a su solución, analizando críticamente su impacto en la sociedad.
Competencia específica 2: Expresar las observaciones realizadas por el alumnado en forma de preguntas, formulando hipótesis para explicarlas y demostrando dichas hipótesis a través de la experimentación científica, la indagación y la búsqueda de evidencias, para desarrollar los razonamientos propios del pensamiento científico y mejorar las destrezas en el uso de las metodologías científicas.
Criterios de evaluación 2.1. Emplear las metodologías propias de la ciencia en la identificación y descripción de fenómenos a partir de cuestiones a las que se pueda dar respuesta a través de la indagación, la deducción, el trabajo experimental y el razonamiento lógico-matemático, diferenciándolas de aquellas pseudocientíficas que no admiten comprobación experimental. 2.2. Seleccionar, de acuerdo con la naturaleza de las cuestiones que se traten, la mejor manera de comprobar o refutar las hipótesis formuladas, diseñando estrategias de indagación y búsqueda de evidencias que permitan obtener conclusiones y respuestas ajustadas a la naturaleza de la pregunta formulada. 2.3. Aplicar las leyes y teorías científicas conocidas al formular cuestiones e hipótesis, siendo coherente con el conocimiento científico existente y diseñando los procedimientos experimentales o deductivos necesarios para resolverlas o comprobarlas.
Competencia específica 3: Manejar con soltura las reglas y normas básicas de la física y la química en lo referente al lenguaje de la IUPAC, al lenguaje matemático, al empleo de unidades de medida correctas, al uso seguro del laboratorio y a la interpretación y producción de datos e información en diferentes formatos y fuentes, para reconocer el carácter universal y transversal del lenguaje científico y la necesidad de una comunicación fiable en investigación y ciencia entre diferentes países y culturas.
Criterios de evaluación 3.1. Emplear datos en diferentes formatos para interpretar y comunicar información relativa a un proceso fisicoquímico concreto, relacionando entre sí lo que cada uno de ellos contiene, y extrayendo en cada caso lo más relevante para la resolución de un problema. 3.2. Utilizar adecuadamente las reglas básicas de la física y la química, incluyendo el uso de unidades de medida, las herramientas matemáticas y las reglas de nomenclatura, consiguiendo una comunicación efectiva con toda la comunidad científica. 3.3. Poner en práctica las normas de uso de los espacios específicos de la ciencia, como el laboratorio de física y química, asegurando la salud propia y colectiva, la conservación sostenible del medio ambiente y el cuidado de las instalaciones.
Competencia específica 4: Utilizar de forma crítica, eficiente y segura plataformas digitales y recursos variados, tanto para el trabajo individual como en equipo, para fomentar la creatividad, el desarrollo personal y el aprendizaje individual y social, mediante la consulta de información, la creación de materiales y la comunicación efectiva en los diferentes entornos de aprendizaje.
Criterios de evaluación 4.1. Utilizar recursos variados, tradicionales y digitales, mejorando el aprendizaje autónomo y la interacción con otros miembros de la comunidad educativa, con respeto hacia docentes y estudiantes y analizando críticamente las aportaciones de cada participante. 4.2. Trabajar de forma adecuada con medios variados, tradicionales y digitales, en la consulta de información y la creación de contenidos, seleccionando con criterio las fuentes más fiables y desechando las menos adecuadas y mejorando el aprendizaje propio y colectivo.
Competencia específica 5: Utilizar las estrategias propias del trabajo colaborativo, potenciando el crecimiento entre iguales como base emprendedora de una comunidad científica crítica, ética y eficiente, para comprender la importancia de la ciencia en la mejora de la sociedad, las aplicaciones y repercusiones de los avances científicos, la preservación de la salud y la conservación sostenible del medio ambiente.
Criterios de evaluación 5.1. Establecer interacciones constructivas y coeducativas, emprendiendo actividades de cooperación como forma de construir un medio de trabajo eficiente en la ciencia. 5.2. Emprender, de forma guiada y de acuerdo a la metodología adecuada, proyectos científicos que involucren al alumnado en la mejora de la sociedad y que creen valor para el individuo y para la comunidad.
Competencia específica 6: Comprender y valorar la ciencia como una construcción colectiva en continuo cambio y evolución, en la que no solo participan las personas dedicadas a ella, sino que también requiere de una interacción con el resto de la sociedad, para obtener resultados que repercutan en el avance tecnológico, económico, ambiental y social.
6.1. Reconocer y valorar, a través del análisis histórico de los avances científicos logrados por hombres y mujeres de ciencia, que la ciencia es un proceso en permanente construcción y que existen repercusiones mutuas de la ciencia actual con la tecnología, la sociedad y el medio ambiente. 6.2. Detectar en el entorno las necesidades tecnológicas, ambientales, económicas y sociales más importantes que demanda la sociedad, entendiendo la capacidad de la ciencia para darles solución sostenible a través de la implicación de todos los ciudadanos.

## Saberes básicos

A. Las destrezas científicas básicas.

- Metodologías de la investigación científica: identificación y formulación de cuestiones, elaboración de hipótesis y comprobación experimental de las mismas.
- Trabajo experimental y proyectos de investigación: estrategias en la resolución de problemas y en el desarrollo de investigaciones mediante la indagación, la deducción, la búsqueda de evidencias y el razonamiento lógico-matemático, haciendo inferencias válidas de las observaciones y obteniendo conclusiones.
- Diversos entornos y recursos de aprendizaje científico como el laboratorio o los entornos virtuales: materiales, sustancias y herramientas tecnológicas.
- Normas de uso de cada espacio, asegurando y protegiendo así la salud propia y comunitaria, la seguridad en las redes y el respeto hacia el medio ambiente.
- El lenguaje científico: unidades del Sistema Internacional y sus símbolos. Herramientas matemáticas básicas en diferentes escenarios científicos y de aprendizaje.
- Estrategias de interpretación y producción de información científica utilizando diferentes formatos y diferentes medios: desarrollo del criterio propio basado en lo que el pensamiento científico aporta a la mejora de la sociedad para hacerla más justa, equitativa e igualitaria.
- Valoración de la cultura científica y del papel de científicos y científicas en los principales hitos históricos y actuales de la física y la química en el avance y la mejora de la sociedad.

| La Ciencia | El método científico | Paseo en el laboratorio | Notación científica | Magnitudes y pruebas PISA
CCL | X | X | X | X | X
CP |  |  | X |  |
STEM | X | X | X | X | X
CD | X | X | X | X |
CPSAA | X | X | X | X | X
CC | X | X | X | X | X
CE |  | X | X | X | X
CCEC | X | X | X |  | X
Competencia en comunicación lingüística (CCL), Competencia plurilingüe (CP), Competencia matemática, ciencia, tecnología, ingeniería (STEM), Competencia digital (CD), Competencia personal, social y de aprender a aprender (CPSAA), Competencia ciudadana(CC), Competencia emprendedora (CE), Competencia en conciencia y expresión culturales (CCEC)

# Itinerario

Fases | Objetivo | Sesiones
La Ciencia La caja misteriosa El científico loc(o) Dibujando la ciencia | Reconocer e identificar las características del método científico. Poner de manifiesto la naturaleza investigadora de la ciencia. Conocer la forma de obtención de datos con observaciones indirectas. Trabajar los estereotipos en ciencias usando vídeos e imágenes. Caracterizar la naturaleza de la ciencia. | 4 sesiones
El método científico ¿Se cumple la ley de Murphy? Diseñamos un experimento Martín en marciano | Emplear las metodologías propias de la ciencia en la investigación de fenómenos a partir de cuestiones a las que se pueda dar respuesta a través de la indagación, la deducción, el trabajo experimental y el razonamiento lógico-matemático. Realizar una lectura cooperativa sobre el método científico, con actividades gráficas de comprensión. Leer algunos textos sobre el método científico Fomentar la participación y la interacción dentro de un grupo. Compartir nuestras opiniones y sensaciones sobre los textos leídos. Escuchar y respetar las intervenciones de nuestros compañeros y compañeras. | 5 sesiones
Paseo en el laboratorio Paseo de laboratorio Rima las normas | Reconocer los materiales, e instrumentos básicos presentes del laboratorio de Física y en de Química. Conocer la utilidad, funcionamiento y limpieza del material de laboratorio. Valorar la importancia de tener siempre el material en perfecto estado de limpieza y conservación. Conocer y respetar las normas de seguridad y de eliminación de residuos para la protección del medioambiente. | 2 sesiones
Notación científica Lo grande y lo pequeño Tamaño en línea | Utilizar adecuadamente y ejercitarse en el uso de las unidades de medida, las herramientas matemáticas y la notación científica. | 2 sesiones
Magnitudes y pruebas PISA ¿Viajamos a Nueva York? Protectores solares | Aplicar los conocimientos sobre unidades de medida para organizar un viaje. Comprender y aplicar el método científico: hipótesis, elección de variables e interpretación de los resultados de la experimentación. | 3 sesiones

Algunas de las tareas se pueden realizar en colaboración con la materia de Biología y Geología por ser un bloque de saberes básicos que de una u otra manera se trabaja en todas las materias científicas y este enfoque interdisciplinar favorecerá una asimilación más profunda de la actividad científica, al extender sus raíces hacia otras ramas del conocimiento.

# Evaluación

Debido a la estructura singular de este REA, conformado por retos y actividades diversas que incluso pueden solaparse entre sí, facilitamos, para cada uno de ellos, una propuesta de evaluación concreta, por medio de escalas de valoración.

El profesorado, una vez elegido el itinerario que va a emplear, deberá integrarla en otra más amplia, donde también tendrán cabida, como no, los controles tradicionales, la valoración del portafolio de cada alumno y alumna, y la de otros trabajos o producciones que puedan realizarse durante la secuencia didáctica.

La implementación del Aprendizaje Basado en Retos también debe incorporar elementos metacognitivos en su evaluación que permitan al alumno y alumna reflexionar sobre los aprendizajes logrados o no durante el proceso. En este sentido la implementación de estrategias para autorregular el aprendizaje (como, por ejemplo, los diarios de aprendizaje, las bases de orientación o la aplicación de rutinas del pensamiento) favorecen que el alumnado se haga consciente de sus logros y dificultades.

La propuesta evaluativa cumple con todos los criterios de evaluación curriculares y se ha querido destacar con especial atención que en todas las actividades investigativas se tendrán en cuenta explicitamente unos indicadores de evaluación comunes que tienen que ver con los conceptos, procedimientos y actitudes respecto al trabajo y método científico:

1. Desarrolla pequeños trabajos de investigación en los que pone en práctica la aplicación del método científico: identifica problemas científicamente investigables, formula hipótesis para explicar fenómenos cotidianos, recoge, organiza e interpreta los datos experimentales y emite explicaciones razonadas orientadas hacia la confirmación o no de la hipótesis.
2. Elabora informes, a modo de recapitulación, para extraer conclusiones a partir de observaciones o experiencias, utilizando correctamente el vocabulario científico adecuado a su nivel.
3. Identifica, selecciona e interpreta la información relevante en un texto de divulgación científica.
4. Selecciona y categoriza el material básico de laboratorio haciendo correcto uso del mismo.
5. Reconoce y respeta las normas de seguridad en el laboratorio, y cuida los instrumentos y el material empleado-
6. Muestra creatividad en la búsqueda de respuestas a los interrogantes planteados.
7. Muestra esfuerzo y autonomía en el trabajo personal, con una actitud activa y responsable en las tareas.
8. Denota una disposición favorable hacia el trabajo en grupo, muestra actitudes de cooperación y participación responsable en las tareas.
9. Participa activamente en debates aportando razones y respetando los turnos y opiniones.
10. Demuestra curiosidad e interés por conocer los fenómenos naturales.
11. Analiza críticamente las contribuciones de la ciencia en contextos personales y sociales de medio ambiente.
12. Valora el trabajo de las personas que se dedican a la ciencia y reconoce la visión estereotipada de las mismas.

## Al inicio del proceso

- Se facilita al alumnado información detallada sobre las competencias que se espera puedan desarrollar en cada reto y los criterios de evaluación de tal manera que ellos puedan verificar por sí mismos sus conocimientos previos sobre el tema-

## Durante el proceso

- Autoevaluación del propio alumnado, estableciendo momentos para la reflexión y toma de conciencia acerca de sus propios aprendizajes y de los factores que en ellos intervienen.
- Evaluaciones docentes con listas de control que incluyen, no solo conceptos , sino también observación de actitudes.
  Preguntas orientadoras para debates y reflexiones personales, a modo de diarios de aprendizaje.
- Las plantillas de análisis y observación sirven para constatar los conocimientos previos del alumnado acerca de diferentes contenidos trabajados.
- Las listas de control sirven, en diferentes momentos, como herramientas de evaluación formativa y procesual para guiar el trabajo del alumnado.
- Las plantillas de coevaluación sirven para realizar la evaluación entre iguales a partir de unos criterios dados.
- El "Diario de aprendizaje" donde volcar la reflexión y autoevaluación del propio proceso de aprendizaje (sus avances y dificultades). Este diario es también una herramienta muy útil para mostrar al docente todo el proceso de trabajo llevado por el alumnado.
- A su vez el Portafolio sirve como herramienta de autoevaluación ya que el alumnado elige qué muestras de su trabajo quiere guardar, argumentando por qué, y a su vez recoge sus propios productos intermedios.

## Al final del proceso

- Se propone una escala de valoración para cada uno de los retos planteados como herramientas de evaluación formativa y procesual para guiar el trabajo del alumnado. .

# Recomendaciones para los docentes

Orientaciones didácticas para cada uno de los retos abordados en los diferentes apartados.

## La Ciencia

En este apartado hemos abordado las claves de la Ciencia con tres restos diferentes. Presentamos a continuación las orientaciones de cada una de los retos:

## La caja misteriosa

Esta actividad permite poner de manifiesto la naturaleza investigadora de la ciencia y cómo pueden obtenerse datos con observaciones indirectas. Admite muchas variantes. Se puede completar con una discusión en la que pueden salir temas como la aplicación del método, los errores, la utilidad, las creencias etc. Las cajas deben prepararse previamente, de forma que cada una contenga en su interior un garbanzo y un camino para que la canica solo pueda moverse por un lugar. Esto se puede hacer con placas Petri forradas con papel aluminio y cerradas con cello. En su interior se hacen, con cartón, los recorridos y se pegan a sus paredes, por ejemplo:

Una variante más simple se puede realizar con botes de té o cajas de cereales e introducir, en cada una, varios objetos. Los objetos deben tener diferente forma, tamaño y peso. Puede haber canicas, tuercas, monedas, un corcho, un palillo de dientes, un lápiz, una piedra etc. A partir de los análisis, infieren qué objetos pueden ser y cómo han llegado a esa conclusión:

¿Es pequeño o grande?
¿Pesado o ligero?
¿Redondo o plano?
¿De forma geométrica o irregular?
etc.

La tarea se evalúa con la siguiente escala genérica de evaluación de debates sobre ciencias (descargar en formato editable, odt, y en pdf).

## El científico loc(o)

Para hablar de ciencia hoy en día y ofrecer una visión real de la misma, es imprescindible trabajar los estereotipos. Nuestros alumnos y alumnas viven en un medio social donde todavía existen muchas visiones estereotipadas sobre las personas que se dedican a la actividad científica. Esta actividad no se centra, como es más habitual, en dar a conocer grandes científicos/as, sino en algo más cercano a los estudiantes, como son el cine, la TV o los cómics.

Es importante que, una vez extraídas algunas conclusiones, se haga un pequeño debate en el aula.

## Dibujando la Ciencia

Se trata de hacer una aproximación a las características fundamentales de la naturaleza del pensamiento y quehacer científicos. El trabajo en los grupos debe de ser constantemente apoyado por el docente, ya que el tema es complejo.

Para ordenar las ideas, se usa un organizador gráfico, denominado Frayer. Quedan mucho más bonitos si los hacemos con una aplicación informática, por ejemplo https://www.storyboardthat.com/. Un ejemplo: Cambio físico

.

## El método científico

En este apartado hemos abordado las claves del método científico con tres retos diferentes. Presentamos a continuación las orientaciones de cada una de los retos:

## ¿Se cumple la ley de Murphy?

Partiendo de uno de los ejemplos más conocidos de la aplicación de las leyes de Murphy, el de “la tostada y la mantequilla”, se propone al alumnado emplear el método científico para investigarlo.

Se trata de que el alumnado aplique los pasos del método científico mediante un ejemplo atractivo, ya que es un tema en el que se va a trabajar profundizar más durante el curso, mediante otras investigaciones. El docente guiará el proceso cuando sea necesario.

Cada grupo hará un informe de su investigación y sus conclusiones, y las expondrá brevemente en el aula.

COMPLEMENTAR: Generar una discusión en la que pueden salir temas como la aplicación del método, los errores, la utilidad, las creencias etc.

El profesor/a puede explicar lo importante que es el nivel de profundización, el rigor y las técnicas empleadas, poniendo el ejemplo del estudio del científico Robert Matthews, de la Aston University, que en 1995, después de más de 10.000 ensayos fue capaz de probar su teoría, concluyendo que no es mala suerte, sino física. La tostada siempre caía por el lado de la mantequilla no por el peso de la tostada como muchas personas piensan, sino por la altura de la mesa. En una mesa convencional, la tostada tiene tiempo suficiente para dar media vuelta, pero no una vuelta entera. Si las mesas tuvieran tres metros, asegura Matthews que este problema desaparecería.

Para saber más.

- Ley de Murphy
- Edward A. Murphy
- Arthur Bloch
- Método científico
- Premios IgNobel
- La paradoja del gato y la tostada

EVALUACIÓN: se calificará el cuaderno de grupo, la exposición en clase y las intervenciones en el debate.

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN:

1. El trabajo en el laboratorio por medio de la escala genérica de valoración para el trabajo en el laboratorio (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
2. La investigación se evalúa con la siguiente escala de valoración para un trabajo de investigación científica (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
3. Para el debate final, utilizaremos la escala de valoración para participar en un debate científico (descargar en formato editable, odt y pdf).

## Diseñamos un experimento

Buscamos unos contextos cotidianos para que el alumnado vea que el método científico puede aplicarse también en la vida diaria.Cada grupo de alumnos/as recibe un sobre cerrado con unas instrucciones. Cada grupo tiene un problema y debe aplicar el método científico para resolverlo, exponiendo brevemente los pasos que daría.

Cada grupo resolverá su reto y expondrá brevemente en el aula qué experimento ha diseñado para hacerlo. Los demás le harán preguntas (incluido el docente) y valorarán su trabajo.

COMPLEMENTAR: Generar una discusión en la que pueden salir temas como la aplicación del método, los errores, la utilidad, las creencias etc.

EVALUACIÓN: Cada grupo recibirá una lista de control para valorar la exposición del resto. Esta coevaluación se entregará al profesor/a. La tarea se evalúa con la siguiente escala de valoración para un trabajo de investigación científica (descargar en formato editable, odt, y en pdf).

## Martín el marciano

"Martín el marciano" es un texto clásico que se emplea para ver los pasos y el procedimiento del método científico. Se recomienda hacer una lectura cooperativa del mismo, para luego pensar y responder a las preguntas. Se puede completar con una discusión en la que pueden salir temas como la aplicación del método, los errores, la utilidad, las creencias, etc.

La tarea se evalúa con la siguiente escala de valoración de una lectura científica (descargar en formato editable, odt, y en pdf).

## Paseo en el laboratorio

En este apartado hemos abordado las claves para realizar el trabajo en el laboratorio con dos retos diferentes.

## Paseo de laboratorio

Es una actividad rápida que sirve para repasar el material del laboratorio. Está organizada a modo de “Walk Around”, es decir, las tarjetas se disponen por las paredes del aula y es el alumnado el que, individualmente y con una hoja de definiciones, las va emparejando con el material correspondiente. Al final, en grupo, se autocorrigen y hacen una pequeña clasificación.

Se puede hacer en el aula o, mejor, en el propio laboratorio, después de explicar el material in situ.

Otra opción sería, sin definiciones, que los alumnos/as intenten hacerla, es decir, que piensen para qué puede servir ese instrumento. Posteriormente tendrían que verlo en el laboratorio.

La tarea se evalúa con la siguiente escala de coevaluación de actividades lúdicas (descargar en formato editable, odt, y en pdf).

SOLUCIONES

Nº | Material | Definición
1 | Embudo | Se emplea para trasvasar líquidos o disoluciones de un recipiente a otro y también para filtrar,en caso de que se coloque un filtro de papel cónico o plegado.
2 | Cristalizador | Es un recipiente de vidrio, donde al añadir una disolución se intenta que el soluto cristalice.
3 | Tubo de ensayo | Recipiente estrecho de vidrio de volumen variable. Sirven para recoger muestras y se disponen en una gradilla.
4 | Probeta | Recipiente de vidrio graduado para medir volúmenes. Las hay de varias capacidades:10, 25, 50 y 100 ml.
5 | Bureta | Material de vidrio para medir volúmenes. Incorpora una llave para regular el líquido de salida.
6 | Embudo decantación | Es un embudo con forma de un globo y una llave. Se utiliza para separar líquidos inmiscibles.
7 | Matraz aforado | Contenedor de vidrio, que se estrecha en su boca. Se emplea para la preparación de disoluciones y para medir volúmenes con gran precisión.
8 | Matraz Erlenmeyer | Es un matraz de vidrio donde se pueden agitar disoluciones,calentarlas.Es el recipiente sobre el cual se vacía la bureta.
9 | Pinzas de nuez | Son pinzas que permiten una sujeción ajustable de diferentes objetos de vidrio (embudos, buretas...) o realizar montajes más elaborados.
10 | Varillas | Son varillas de vidrio estrechas y compactas, que sirven para agitar componentes de una disolución o mezcla.
11 | Cucharas | Las cucharas de laboratorio son de metal, sirven para coger muestras y suelen llevar incorporada una espátula en su otro extremo.
12 | Frasco lavador | Son recipientes de plástico con un pitorro parecido a una pajita. Se usan para verter algún solvente (agua, alcohol…) o bien para limpiar otros instrumentos.
13 | Pipeta | La pipetas son instrumentos estrechos y graduados, para medir volúmenes con mucha precisión. Las hay de tamaños muy variados. El líquido se succiona mediante una pequeña bomba en su extremo.
14 | Vaso de precipitados | Es un recipiente de vidrio, con forma de vaso, que se utiliza muy comúnmente en el laboratorio para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos.
15 | Vidrio de reloj | Lámina de vidrio cóncava, que se emplea para pesar los sólidos y como recipiente para recoger e introducir en un desecador o una estufa.
16 | Trípode y rejilla | Soporte de tres patas, que permite hacer montajes, sobre todo acompañado de una rejilla, para calentar.
17 | Pinzas de madera | Son unas pinzas que se usan para sostener tubos de ensayo que estén calientes.

## Rima las normas

En esta actividad se trata de aprender las normas más básicas del laboratorio haciendo rimas con ellas. Primero vemos un vídeo y después, sobre una imagen con los errores más comunes, vamos tecleando los números. El primero es un ejemplo y los demás los deben de completar los alumnos/as en su cuaderno haciendo rimas.

Se eligen las mejores rimas entre toda la clase y se escriben en un cartel.

Vídeo de AsapSCIENCE : Lab Rules

Dirección web del juego: Rima las normas

La tarea se evalúa con la siguiente escala genérica de valoración para hacer rimas sobre el laboratorio (descargar en formato editable, odt, y en pdf).

## Notación científica

En este apartado hemos abordado las claves para trabajar la notación científica con dos retos diferentes.

## Lo grande y lo pequeño

Son dos simulaciones que sirven para trabajar la notación científica. Por supuesto, no excluyen el trabajo sistemático con ejercicios en papel, sino que los completan.

Pueden realizarse en distintos momentos. La primera sirve para ejercitarse en el manejo de la notación científica y puede aplicarse individualmente. La segunda está más dirigida a que el alumnado observe el valor y la aplicación de esta notación en contextos reales y se puede trabajar en parejas. El número de preguntas puede reducirse o ampliarse a la medida de la sesión y el nivel de la clase. Algunas de ellas se resuelven simplemente con una observación, otras son pequeños problemas.

La tarea se evalúa con la siguiente escala de coevaluación de actividades lúdicas (descargar en formato editable, odt, y en pdf).

## Tamaño en línea

Se trata de un juego de 25 cartas sencillo que sirve para repasar la notación científica. Es un buen complemento a los ejercicios clásicos. La forma más sencilla de jugar es como “a los seises”, es decir, colocando sobre la mesa una carta de inicio e ir completando la serie por arriba y por debajo de los valores. Admite también otras alternativas.

Al final del juego, en grupo, se autocorrigen con las soluciones.

La tarea se evalúa con la siguiente escala de coevaluación de actividades lúdicas (descargar en formato editable, odt, y en pdf).

Soluciones:

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Diámetro de un protón | 1 fm | 1x 10-15 m
Longitud de onda de los rayos Gamma | 1 pm | 1x 10-12 m
Diámetro de un átomo de carbono | 160 pm | 1.6x 10-10 m m
Longitud de onda de los rayos X | 500 pm | 5x 10-20 m
Diámetro de una molécula de glucosa | 800 pm | 8x 10-10
Longitud de un fosfolípido | 2.5 nm | 2.5x 10-9 m
Anchura del ADN | 3 nm | 3x 10-9 m
Diámetro del virus de la Hepatitis | 42 nm | 4.2x 10-8 m
Longitud de onda ultravioleta | 60 nm | 6x 10-8 m
Diámetro de un bacteriófago | 200 nm | 2x 10-7 m
Longitud de la E. Coli | 2 µm | 2x 10-6 m
Diámetro de una mitocondria | 4 µm | 4x 10-6 m
Diámetro de un glóbulo rojo | 7 µm | 7x 10-6 m
Longitud de onda de los rayos infrarrojos | 15 µm | 1.5x 10-5 m
Diámetro de un óvulo humano | 120 µm | 1.2 x 10-4 m
Longitud del ácaro del polvo | 300 µm | 3x 10-4 m
Diámetro de una moneda | 25 mm | 2.5x 10-2 m
Longitud de un colibrí | 10 cm | 1x 10-1 m
Longitud de un T. rex | 7 m | 7x 10 0 m
Altura de la torre Eiffel | 320 m | 3.2x 10 2 m
Profundidad de la fosa de las Marianas | 10.9 Km | 1.09x 10 4 m
Diámetro de Plutón | 2.300 Km | 2.3x 10 6 m
Distancia de la Tierra a la Luna | 384 Mm | 3.84x 10 8 m
Distancia de la Tierra al Sol | 150 Gm | 1.5x 10 11 m
Diámetro de la Vía Láctea | 100.000 años luz | 1x 1021 m

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## Magnitudes y pruebas PISA

A continuación ofrecemos las orientaciones didácticas de las dos pruebas PISA que se han incluido en el proyecto:

## Viajamos a Nueva York

Circuito por grupos con diversas pruebas por rincones. Las estaciones de aprendizaje son una estrategia didáctica desarrollada por el profesor Roland Bauer en 2009. Se trata de organizar el aula, distribuyendo las mesas, en diferentes rincones. En cada uno de ellos se plantea una actividad distinta, pero, entre todas las estaciones se compone un circuito completo de aprendizaje. Permite trabajar un mismo contenido desde diversas perspectivas o competencias o a modo de yincana. Se trabaja siempre en grupo. Edwin Ortiz nos lo explica en su vídeo "Tecnica de trabajo grupal: Trabajo por estaciones"

Se trata de aplicar lo aprendido sobre unidades mediante un circuito con pruebas dónde se trabaja con un tema real.

Cada grupo hará su plan de viaje y lo expondrá brevemente en el aula.

COMPLEMENTAR: se puede proponer a los alumnos/as que sean ellos mismos los que propongan las pruebas y traigan el material.

EVALUACIÓN: se valorará el plan de viaje de cada grupo.

La tarea se evalúa con la siguiente escala de evaluación de estaciones de trabajo (descargar en formato editable, odt, y en pdf).

## Protectores solares

“Protectores solares es un ítem liberado de PISA. Esta pregunta requiere al alumnado una buena comprensión del método científico, hipótesis, elección de variables e interpretación de los resultados de la experimentación. Se incluye en el área de “Explicaciones científicas, conocimiento acerca de la ciencia” y “identificar y utilizar pruebas científicas.

RESPUESTAS CORRECTAS

1.- Respuesta correcta opción D: El aceite mineral y el óxido de zinc son las dos sustancias de referencia.

Esta pregunta requiere que los y las estudiantes entiendan la esencia de una pregunta científica en general y reconozcan cómo la efectividad de protectores solares se mide haciendo referencia a dos substancias en los extremos del efecto medido. La aplicación es sobre la protección de los rayos UVA y el contexto es personal. Además de reconocer el cambio y las variables medidas de una descripción del experimento, los y las estudiantes que obtienen la máxima puntuación pueden identificar el método utilizado para cuantificar la variable medida.

2.-Respuesta correcta opción A: ¿Qué protección proporciona cada protector solar en comparación con los otros?

Esta pregunta exige a los y las estudiantes la capacidad de identificar la pregunta que la investigación trata de responder; es decir, tienen que reconocer las variables que se están midiendo de la descripción del experimento. El centro principal de la pregunta está en la metodología científica y está clasificada, por lo tanto, como “Pregunta científica”. La aplicación es sobre la protección de los rayos UVA y el contexto es personal.

3.-Respuesta correcta opción D: Para que las gotas fueran del mismo grosor.

Esta pregunta implica la técnica utilizada para controlar una variable en una pregunta científica. Los y las estudiantes tienen que reconocer que el objetivo de la técnica descrita es asegurar que los protectores solares tienen el mismo espesor. Ya que la metodología de la investigación es el centro de la pregunta, está clasificada en “Pregunta científica”. La aplicación es sobre la protección de los rayos UVA y el contexto es personal. La respuesta correcta a la pregunta indica que los y las estudiantes se dan cuenta de que el espesor del protector solar influenciaría el resultado y que hay que considerar ese hecho al diseñar el experimento.

4.- Respuesta correcta opción A. Posibles explicaciones:

- Explica que la mancha de ZnO permanece gris oscura (porque impide que pase la luz) Y TAMBIÉN que la mancha AM cambia a blanco (porque el aceite mineral absorbe muy poca luz).
- El ZnO bloqueó la luz solar como estaba previsto y el AM la dejó pasar.
- He elegido A, porque el aceite mineral debe ser el más claro y el óxido de zinc debe ser el más oscuro.

Esta pregunta es un ejemplo de la capacidad de utilizar evidencia científica. Los y las estudiantes tienen los resultados de un experimento y se les pide interpretar un patrón de resultados y explicar su conclusión. La pregunta les exige que demuestren que entienden los diagramas y que son capaces de hacer la elección correcta. Responder a la pregunta correctamente requiere emparejar las sombras grises del diagrama con la evidencia de los estímulos de la pregunta y la unidad. Los y las estudiantes tienen que asociar las tres unidades de datos para llegar a una conclusión: (1) que el aceite mineral deja traspasar casi toda la luz solar y que ZnO bloquea casi toda la luz; (2) que el papel sensible a la luz se aclara al exponerlo a la luz solar; y (3) que sólo un diagrama cumple los dos criterios. Si se exige sacar una conclusión lógica utilizando los datos que se tienen, esta pregunta se sitúa en la categoría de "Explicaciones científicas".

La tarea se evalúa con la siguiente escala genérica de evaluación de debates sobre ciencias (descargar en formato editable, odt, y en pdf).

# Bibliografía

- Alper Christi (2018). En Edutopia. Embracing Inquiry-Based Instruction.
- Álamo Taravillo, Javier (2017). Blog Evidencia en la escuela: Promoviendo el aprendizaje profundo.
- AAVV (2011). Confederación de Sociedades Científicas de España (COSCE y Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN). Informe ENCIENDE.
- Berritzegune Nagusia (2018). Archivo de situaciones didácticas Física y Química.
- Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (2016). Aprendizaje basado en retos.
- Romero-Ariza, Marta (2017). En Revista Eureka. . El aprendizaje por indagación: ¿existen suficientes evidencias sobre sus beneficios en la enseñanza de las ciencias?

# Tasca

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