modelización y argumentación en actividades prácticas de geología en secundaria

333 Pages·2015·30.77 MB·Spanish

(cid:3)
(cid:3)
Universidade de Santiago de Compostela
Facultade de Ciencias da Educación
Departamento de Didáctica das Ciencias Experimentais

MODELIZACIÓN Y ARGUMENTACIÓN
EN ACTIVIDADES PRÁCTICAS DE
GEOLOGÍA EN SECUNDARIA
TESIS de DOCTORADO

Autora: Paloma Blanco Anaya
Director: Dr. Joaquín Díaz de Bustamante
Programa de Doutoramento de Didáctica das Ciencias Experimentais e da
Matemática
Santiago de Compostela, Enero 2015
(cid:3)
(cid:3)

Universidade de Santiago de Compostela Facultade de Ciencias da Educación
Departamento de Didáctica das Ciencias Experimentais
El doctor Joaquín Díaz de Bustamante, profesor titular de Didáctica das Ciencias
Experimentais de la Universidade de Santiago de Compostela
HACE CONSTAR:
Que el trabajo de investigación que se recoge en la memoria titulada:
Modelización y argumentación en actividades prácticas de geología en
secundaria, desarrollado dentro de los proyectos del Ministerio de Educación,
Ciencia e Innovación: El desarrollo de las competencias científicas: progresión de
los componentes de la práctica y del metaconocimiento (código EDU2009-13890-
C02-01) y del Ministerio de Economía y Competitividad: progresiones de
aprendizaje en las competencias y prácticas científicas: contextualización de
modelos, uso de pruebas e indagación científica (código EDU2012-38022-C02-
01),
Fue realizado bajo mi dirección por la licenciada Paloma Blanco Anaya en el
Departamento de Didáctica das Ciencias Experimentais de la Universidade de
Santiago de Compostela,
AUTORIZA su presentación como Tesis de Doctorado para la obtención del
grado de doctora y poder optar a la mención europea por parte de la interesada

Santiago de Compostela, Enero 2015

Asdo Autora: Asdo Director:

Paloma Blanco Anaya Joaquín Díaz de Bustamante

(cid:3)

AGRADECIMIENTOS
A mi director, Joaquín Díaz de Bustamante, por saber ser director y compañero,
darme ánimos cuando los necesitaba y sabios consejos que me permitieron llevar
este trabajo a su fin. Si bien es cierto que la vida del doctorando es dura, el haber
realizado este trabajo con él ha roto mis ideas previas acerca de las complicadas
relaciones entre doctorandos y directores, pues puedo decir que he aprendido,
disfrutando durante el proceso gracias al respeto mutuo y a la empatía que hemos
mantenido durante estos años, que estoy segura que tendré siempre como ejemplo
para mi profesión.
A Marilar, por haberme dado la oportunidad de iniciarme en mi carrera como
investigadora en el proyecto europeo “KidsINNscience (KIS): turning kids on to
science” financiado por el séptimo programa marco, código SIS-CT-2010-
244265, y en el proyecto del Ministerio de Economía y Competitividad
“Progresiones de aprendizaje en las competencias y prácticas científicas:
contextualización de modelos, uso de pruebas e indagación científica” (código
EDU2012-38022-C02-01).
A mis compañeras, Blanca, Bea Crujeiras y Bea Bravo, siempre dispuestas a
echarme una mano y demostrar que sí se puede trabajar en grupo. A Isabel
García-Rodeja por sus conversaciones en contextos distendidos. Así como a los
demás compañeros del departamento que de un modo u otro fueron de gran apoyo
en este proceso.
A Rosária Justi, con quien tuve la oportunidad de discutir los resultados en varias
ocasiones y poder mejorarlos, así como aprender en el proceso.
A los profesores y profesoras, que por motivos de privacidad mantengo en el
anonimato, los cuales me han abierto sus aulas para que realizase en ellas mi
investigación. Sin su buena predisposición y ayuda en la elaboración de las tareas
esta tesis no tendría los mismos resultados. Para una futura profesora es todo un
lujo llegar a un instituto y que te reciban con los brazos abiertos dispuestos a
ayudarte en lo necesario, cuando lo que más te interesa es aprender de su práctica
docente y saber cómo mejorar aquello a lo que te dedicas, la investigación
educativa. También es de agradecer la actitud de los estudiantes, participantes de
este estudio, primero por aceptar ser objeto de estudio, y segundo por prestar
atención y empeño en la resolución de las actividades propuestas.
A mis padres, quienes con sus variadas discusiones en la sobremesa sobre
educación y las tardes jugando en la escuela unitaria han hecho suficiente mella
como para que quiera mantener el oficio familiar, dedicarme a la educación;
también a mi hermana, pues su apoyo ha sido importante en la realización de la
tesis. Junto a ellos a Cortés, por saber ser paciente ante mis cambios de humor y
entender los sacrificios que requiere un trabajo de este tipo.
“Progresamos si administramos dos saberes: ciencia y
creencia, y entendemos la educación como crecer en el
saber” (Gonzalo Anaya)
INDICE
SUMMARY .......................................................................................................... 11
I FUNDAMENTACIÓN ...................................................................................... 21
CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN ..................................................................... 23
1.1 Antecedentes del estudio .............................................................................. 23
1.2 Objetivos, preguntas de investigación y relevancia del estudio ................... 26
1.3 Organización de la tesis ............................................................................... 28
CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO .................................................................. 31
2.1 Introducción ................................................................................................. 31
2.2 La competencia científica ............................................................................ 32
2.3 Explicación de fenómenos de forma científica y modelización................... 40
2.4 Uso de pruebas y argumentación ................................................................. 52
2.5 La articulación de la modelización y de la argumentación .......................... 64
CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA DEL ESTUDIO .......................................... 71
3.1 Introducción ................................................................................................. 71
3.2 Investigación cualitativa y estudio de caso .................................................. 72
3.3 Análisis del discurso .................................................................................... 74
3.4 Contexto, participantes y toma de datos ...................................................... 76
3.5 Análisis de los datos ..................................................................................... 79
3.5.1 Análisis del proceso de modelización ................................................... 82
3.5.2 Análisis de la argumentación ................................................................ 85
3.5.3 Niveles de desempeño de la competencia científica ............................. 88
3.5.4 Análisis de la modelización y la argumentación ................................... 94
CAPÍTULO 4. DISEÑO DE LAS UNIDADES DIDÁCTICAS ....................... 97
4.1 Introducción ................................................................................................. 97
4.2 La transposición didáctica ............................................................................ 97
4.3 Dificultades de aprendizaje de la geología................................................... 99
4.4 Diseño de unidades didácticas ................................................................... 102
4.4.1 Secuencia de actividades para 4º de ESO ........................................... 104
4.4.2 Secuencia de actividades para 1º de Bachillerato ............................... 113
(cid:3)
II RESULTADOS .............................................................................................. 125
CAPÍTULO 5. EL DESEMPEÑO DE LA DIMENSIÓN DE
“EXPLICACIÓN DE FENÓMENOS DE FORMA CIENTÍFICA” Y
LA MODELIZACIÓN ...................................................................................... 129
5.1 Introducción ............................................................................................... 129
5.2 El proceso de modelización por el que los estudiantes elaboran y
emplean los modelos para generar las explicaciones. ..................................... 131
5.2.1. El proceso de modelización en la actividad “¿A qué nos
referimos cuando hablamos de estratos?” (4º ESO). ................................... 131
5.2.2. El proceso de modelización en la actividad “Reconstruyendo la
cuenca sedimentaria de As Pontes” (1º Bachillerato).................................. 146
5.3 La “explicación de fenómenos de forma científica” por los estudiantes ... 167
5.3.1. Niveles de desempeño en 4º ESO de la “explicación de
fenómenos de forma científica”. .................................................................. 167
5.3.2. Niveles de desempeño en 1º Bachillerato de la “explicación de
fenómenos de forma científica”. .................................................................. 175
5.4 Discusión y conclusiones parciales sobre la modelización y la
explicación de fenómenos. .............................................................................. 179
CAPÍTULO 6. EL DESEMPEÑO DE LA DIMENSIÓN “USO DE
PRUEBAS” Y LA ARGUMENTACIÓN ........................................................ 185
6.1 Introducción ............................................................................................... 185
6.2 El proceso mediante el cual los estudiantes elaboran y evalúan los
argumentos. ..................................................................................................... 188
6.2.1 El proceso de argumentación durante la actividad “Las icnitas de
Soria” en 4º de ESO ..................................................................................... 188
6.2.2 La transformación del dato en una prueba durante la resolución
de “¿Quiénes fueron los protagonistas?” en 4º ESO. .................................. 210
6.2.3 La transformación las pruebas en datos: primera parte de la
actividad “Historieta de icnitas” en 1º bachillerato. .................................... 217
6.2.4 El proceso de argumentación: segunda parte de la actividad
“Historieta de icnitas” en 1º bachillerato. .................................................... 228
6.3 El “uso de pruebas” desempeñado por los estudiantes. ............................. 243
6.3.1. Niveles de desempeño en 4º de ESO del “uso de pruebas” ............... 243
6.3.2. Niveles de desempeño en 1º de bachillerato del “uso de pruebas” ... 247
6.4 Discusión y conclusiones parciales sobre la argumentación y el uso de
pruebas. ....................................................................................................................... 250
CAPÍTULO 7. LA ARTICULACIÓN DE LAS PRÁCTICAS DE
MODELIZACIÓN Y ARGUMENTACIÓN ................................................... 259
7.1 Introducción ............................................................................................... 259
7.2 La integración de modelos en las justificaciones para generar una
explicación ....................................................................................................... 262
7.3 La contribución del proceso de argumentación a la modelización ............ 270
7.4 Discusión y conclusiones parciales ............................................................ 280
III CONCLUSIONES E IMPLICACIONES EDUCATIVAS ....................... 285
CHAPTER 8. CONCLUSIONS AND EDUCATIONAL
IMPLICATIONS ............................................................................................... 287
8.1. Introduction ............................................................................................... 287
8.2. Conclusions ............................................................................................... 288
8.3. Educational implications ........................................................................... 299
8.4. Final considerations .................................................................................. 303
8.4.1. Limitations of the thesis ..................................................................... 303
8.4.2. Future lines of research ...................................................................... 304
IV REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................... 307
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................. 309
ANEXOS ............................................................................................................. 331
Anexo I ............................................................................................................. 331
Anexo II ........................................................................................................... 332