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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
MINISTERIO DE EDUCACIÓNAv. De la Arqueología, cuadra 2 - San BorjaLima, PerúTeléfono 615-5800www.minedu.gob.pe
Tiraje: 0000
Propuesta de contenido:Homer Melgarejo
Revisión pedagógica:Elizabeth Quinteros
Traducción:Elisa de la Vega
Corrección de estilo:Esteban Rodríguez / Gerson Rivera / Jesús Reynalte
Diseño y diagramación: Hungria Alipio Saccatoma
© Ministerio de EducaciónTodos los derechos reservados. Prohibida la reproducción de este material por cualquier medio,total o parcialmente, sin permiso expreso de los editores.
Hecho el Depósito Legal en la Biblioteca Nacional del Perú: Nº 2015-xxxxx
Impreso en el Perú / Printed in Peru
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
ÍndicePresentación .................................................................................................................................. 5Introducción ................................................................................................................................... 7
1. Descripción del proyecto PISA y la competencia científica ..................................................... 8 1.1. Propósito del programa de evaluación de estudiantes ..................................................... 8
1.2. LaevolucióndeladefinicióndelaalfabetizacióncientíficaenPISA ................................ 9
1.3. DefinicióndelacompetenciasegúnPISA ......................................................................... 10
1.4 Prueba de ciencias PISA 2015 ........................................................................................... 18
2. Relación PISA 2015 y Rutas de Aprendizaje. ............................................................................ 32 2.1. Relación de PISA con las Rutas del Aprendizaje de Ciencia, Tecnología y Ambiente ........32
2.2. LaCompetenciacientíficaenPISA2015 ........................................................................... 34
2.3. Las competencias en las Rutas del Aprendizaje de Ciencia, Tecnología y Ambiente ........35
2.4. Puntos en común ............................................................................................................. 39
3. Propuesta didáctica para el desarrollo de la competencia científica ...................................... 41 3.1. ¿Qué podemos hacer para que nuestros estudiantes aprendan mejor? .......................... 41
3.2. Ejemplosdeactividadesdidácticasconítemsliberados .................................................. 41
Referencias ..................................................................................................................................... 55
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Presentación
Estimadosdocentes:
Elpresentedocumentohasidoelaboradoconlafinalidaddefacilitarlacomprensióndelmarcoconceptual del Programa Internacional de Evaluación de Estudiantes (PISA, por sus siglas en inglés) de la Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE).
La prueba PISA es una evaluación estandarizada internacional diseñada y aplicada en casi 70 países, quemideelniveldedesarrollodelosestudiantesencuatrocompetencias:lectora,matemática,científicayfinanciera.Estaevaluaciónseaplicacadatresañosyel2015serealizarálasextaedición,enlacualparticiparáelPerú.
Al inicio del documento, se fundamenta la importancia del desarrollo de una de las competencias antesmencionadas,sepresentasudefiniciónyelenfoqueprovistoporlaOCDE.Igualmente,seaborda la descripción de los aspectos evaluados: contenido (información), capacidades y contextos (en los que se aplica el conocimiento).
Asimismo,seexplicanlosformatosytiposdepreguntaqueseproponenenlaevaluaciónPISAysebrindan algunas recomendaciones sobre los aspectos a tener en cuenta para entender y trabajar los niveles de desempeño de la competencia.
Porotrolado,sepresentaenformadidácticalaarticulaciónexistenteentrelasRutasdelAprendizajedel VII ciclo (sus competencias y sus correspondientes capacidades) con las categorías en las que se organizan las competencias del área según el enfoque de PISA 2015. Además, se planteanrecomendaciones para incorporar este enfoque en el quehacer pedagógico.
Cabe resaltarqueenel casode las competenciasmatemática, lectora y científica, el presentematerial ha sido elaborado con base en documentos de trabajo producidos por la OCDE (ediciones 2015),constituyendounaadaptaciónynounatraducciónliteraldedichosdocumentos.Enelcasodelacompetenciafinanciera,lafuenteeseltextoenespañoldel2012,elaboradoporelMinisteriode Educación de España.
Si bien PISA es una evaluación que nos proporciona información acerca del nivel de desempeño que alcanzan los estudiantes en diversas competencias, es importante considerar que los logros que se obtengan en ella deben ser producto no de un trabajo que desarrolle destrezas para resolver una prueba, sino del esfuerzo por concretar en el aula un enfoque curricular orientado por el logro de competencias y capacidades, como indican las Rutas del Aprendizaje.
Contamos con ustedes para poner en práctica las orientaciones señaladas en el documento ycompartirconsuscolegaslosaprendizajes,dudas,ideasypropuestasquesurjandesulecturayreflexión,conelfindeayudaranuestrosestudiantesadesarrollarcompetenciasquelespermitiránenfrentar los actuales retos que el mundo les ofrece.
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Introducción
La comprensión de la ciencia y la tecnología resulta importante en el proceso de la educación formalparalavidadelosjóvenesenlaactualidad.Medianteella,lapersonapuedeparticiparplenamente en una sociedad en la que las ciencias y la tecnología desempeñan un papel fundamental.Eldesarrollodelascompetenciascientíficaspermitealaspersonasintervenirconcriterioeneldesarrollosocialimpulsandolapresenciadepolíticaspúblicasrelacionadasconeldesarrollocientíficoytecnológico.Ensuma,comprenderlascienciasylatecnologíainfluyedemanerasignificativaenlavidapersonal,socialyprofesionaldetodaslaspersonas.
Para mejorar su calidad de vida y contribuir al desarrollo social con criterio científico, losestudiantes,ensuprocesoeducativo,debenempoderarsedeconocimientosde laciencia, latecnología y el mundo natural, así como de los procedimientos implicados en ellos, cuyo dominio depende,además,delavoluntaddeparticiparentemasrelacionadosconlaciencia.
En este contexto, en los documentos relacionados con la prueba PISA 2015, se precisan los fundamentos de la alfabetización científica a través de las competencias, conocimientos yactitudes propias de la ciencia, y la demanda cognitiva que implica la complejidad de losprocesosdeaprendizajequerealizarán losestudiantesaldesarrollar lastareasplanteadasenlaspruebas.Losresultadosdeesteprocesoindicaránelniveldecompetenciascientíficasqueposeenlosestudiantesqueparticipanenestaevaluacióninternacional,locualservirátambiénparafortaleceroimplementarpolíticaspúblicasenlaeducacióncientífica.
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1.1 Propósito del programa de evaluación de estudiantesPISA (Programa Internacional de Evaluación de Estudiantes) es un estudio internacional comparativodeevaluaciónqueserealizaenciclostrianuales.Evalúanaestudiantesde15añosdeedad,enlascompetenciasdecomunicación,matemática,cienciayfinanciera.Enelaño2000sepusoénfasisencomunicación;enel2003,enmatemáticas;enel2006,enciencias;enel2009,encomunicación;enel2012,enmatemática,yenel2015sepondráénfasisenciencias.
LosprincipalescomponentesdelmarcodetrabajoPISA2015paralaalfabetizacióncientíficason:
PISAconsideraquelaformacióncientíficaesunobjetivoclaveenlaeducaciónydebelograrseduranteelperiodoobligatoriodeenseñanza,independientementedequeelestudiantecontinúeestudioscientíficosono,yaquelapreparaciónbásicaencienciasserelacionaconlacapacidaddepensarenunmundoenelquelacienciaylatecnologíainfluyenennuestrasvidas.Considera,porlotanto,quelaformaciónbásicaencienciasesunacompetenciageneralnecesariaenlavidaactual.
PISA 2000 (PERÚ)
PISA 2003 PISA 2006PISA 2009
(PERÚ)PISA 2012
(PERÚ)PISA 2015
(PERÚ)
Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura
Matemática Matemática Matemática Matemática Matemática Matemática
Ciencia Ciencia Ciencia Ciencia Ciencia Ciencia
COMPETENCIAS CONOCIMIENTO ACTITUDES Explicar fenómenos científicamente.
Evaluar y diseñar lainvestigacióncientífica.
Interpretar datos y pruebas científicamente.
Conocimiento del contenido:- sistemasfísicos- sistemas vivientes- sistemas
terrestres y espaciales
Conocimiento procedimental.
Conocimiento epistémico.
El interés por la ciencia.
Valoración de los enfoques científicosparalainvestigación.
La conciencia ambiental.
1. Descripción del proyecto PISA y la competencia científica
Competencia profundizada
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1.2 La evolución de la definición de la alfabetización científica en PISA
En PISA 2000 y 2003, la alfabetización científica se definió como “la capacidad de utilizar elconocimientocientíficoparaidentificarpreguntasyextraerconclusionesbasadasenpruebas,conelfindecomprenderyayudara tomardecisionessobreelmundonaturaly loscambiosrealizadosatravésdelaactividadhumana.”
Ladefiniciónde2006separóyexplicóeltérmino"conocimientocientífico”endoscomponentes:“conocimientodelaciencia”,yconocimiento“acercadelaciencia”.Además,mejoróladefiniciónañadiendo la relación entre la ciencia y la tecnología.
LadefinicióndelaalfabetizacióncientíficaPISA2015esunaevolucióndeestasideas.Laprincipaldiferenciaesquelanociónde"conocimientoacercadelaciencia"sehaespecificadoconmásclaridad y se ha dividido en dos componentes: el conocimiento procedimental y el conocimiento epistémico.
Porúltimo, loscontextospara laevaluaciónenPISA2015secambiaronde'personal,socialyglobal'enlaevaluaciónde2006a'personal,local/nacionalyglobal'parahacerlostítulosmáscoherentes.
Finalmente,laalfabetizacióncientíficaesentendidacomolacapacidaddeparticiparencuestioneseideasrelacionadasconlacienciacomounciudadanoreflexivo.Deahíque,unapersonaconconocimientoscientíficosbásicosestádispuestaaparticiparenundiscursorazonadosobrelacienciaylatecnología,yreconocequelaciencia,latecnologíaylainvestigaciónsonelementosesencialesdelaculturacontemporáneaqueenmarcagranpartedenuestropensamiento.
Organización del dominio
Para efectos de la evaluación, la definición de alfabetización científica PISA 2015 puedecaracterizarseporcuatroaspectosinterrelacionados,comosepuedeapreciarenelgráfico.
Contextos Personal, local, nacional y global.
Conocimientos Conocimiento del contenido. Conocimiento procedimental. Conocimiento epistémico.
ActitudesInterés en la ciencia, el sustento al cuestionamientocientífico y la responsabilidadpor el desarrollo sostenible.
CompetenciasExplicar fenómenos científicamente.
Evaluar y diseñar la investigacióncientífica.
Interpretar datos y pruebas científicamente.
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Cadaunodeestosaspectossedescribeacontinuación:
Contextos
Cuestiones personales, locales, nacionales yglobales, tanto actuales como históricos, que exigen una cierta comprensión de la ciencia y la tecnología.
Competencias
La capacidad de explicar fenómenos científicamente,evaluarydiseñarlainvestigacióncientífica e interpretar los datos y pruebascientíficamente.
Conocimientos
Una comprensión de los principales hechos, conceptosyteoríasexplicativasqueconstituyenlabasedelconocimientocientífico.Talconocimientoincluye el conocimiento del mundo natural y de artefactos tecnológicos (conocimiento del contenido), el conocimiento de cómo se producen tales ideas (conocimiento procedimental) y una comprensióndelosfundamentosylajustificaciónde su uso (conocimiento epistémico).
Actitudes
Un conjunto de actitudes hacia la ciencia indicaun interés en la ciencia y la tecnología; valoración de enfoques científicos para investigar dondesea apropiado, y la percepción y la conciencia de cuestionesambientales.
1.3 Definición de la competencia según PISA¿Qué contextos son los más adecuados para evaluar a los estudiantes de 15 años?Los contextos enmarcan situaciones relevantes e interesantes para la vida del estudiante. Son situaciones que involucran aspectos de la ciencia y la tecnología, como salud y enfermedad, recursos naturales, calidad ambiental, riesgos/amenazas y fronteras de la ciencia y la tecnología. Un aspecto importante de la evaluación de ciencias de PISA hace referencia al grado de compromisoconlacienciaenunadiversidaddesituaciones.Alahoradeabordarcuestionesdecaráctercientífico,laeleccióndelosmétodosyrepresentacionesdependedelassituacionesque se presentan.
La situación es la parte del universo del estudiante en la cual se sitúan los ejercicios que se han de realizar. Al respecto, conviene señalar que las preguntas de la evaluación no se limitan a las situaciones propias del entorno escolar, sino que se insertan en una serie de situaciones comunes de la vida real. Las preguntas están centradas en situaciones relacionadas con elestudiante mismo, con su familia y grupos de compañeros (personal), con su comunidad (social) y con la vida a escala mundial (global).
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Contextos para la evaluación de la alfabetización científica de PISA
PERSONAL SOCIAL GLOBAL
Salud y enfermedad
Conservación de la salud, accidentes y nutrición.
Control de enfermedades, transmisión social, alimentos y salud comunitaria.
Epidemias, propagación de enfermedades infecciosas.
Recursos naturales
Consumo personal de materiales y energía.
Mantenimiento de poblaciones humanas, calidad de vida, seguridad, producción y distribución de alimentos, abastecimiento energético.
Sistemas renovables y no renovables, crecimiento demográficoyusosostenible de las especies.
Calidad ambiental
Acciones ambientalmente amigables, uso y eliminación de materiales y dispositivos.
Distribución de la población, eliminación de residuos, impacto ambiental.
Biodiversidad, sostenibilidad ecológica, control de la contaminación, generación y pérdida de suelos/biomasa.
Riesgos
Evaluación de riesgos deestilodevida.
Cambiosrápidos(p. ej.: terremotos, tormentas, entre otros), cambios lentos y progresivos (p. ej.: erosión, sedimentación, entre otros) y evaluación de riesgos.
Cambioclimático,impacto de las modernas técnicas bélicas.
Frontera de la ciencia y tecnología
Interés por las explicaciones científicasdelosfenómenos naturales, aficionesdecaráctercientífico,deportey ocio, música, tecnología personal.
Nuevos materiales, aparatos y procesos, manipulación genética,tecnología armamentística,transportes.
Extinciónde especies, exploración del espacio, origen y estructura del universo.
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¿Qué competencias se espera que tengan los estudiantes de 15 años?
Una persona con conocimientos científicos básicos está en la capacidad de participar enactividadesyproyectossobrelacienciaylatecnología,paralocualserequierenlassiguientescompetencias:
Competencias Procesos
Explicar fenómenos científicamente.
Reconocer, evaluar y ofrecer explicaciones de diversos fenómenos naturales y tecnológicos demostrando la capacidad de: Recordaryaplicarelconocimientocientíficoapropiado. Identificar,utilizarygenerarmodelosexplicativosy
representaciones. Haceryjustificarprediccionesadecuadas. Plantearhipótesisexplicativas. Explicarlasimplicacionesdelconocimientocientíficoparala
sociedad.
Evaluar y diseñar la indagación científica.
Describiryevaluarlasinvestigacionescientíficasyproponerformasdeabordarpreguntascientíficamente,demostrandolacapacidad de: Identificareltemaexploradoenunestudiocientíficodeterminado. Distinguirlaspreguntasquesonposiblesdeinvestigarcientíficamente.
Proponermanerasdeexplorarcientíficamenteunapreguntadeterminada.
Evaluar formas de explorar una pregunta determinada científicamente.
Describiryevaluarunavariedaddeformasqueloscientíficosusanparaasegurarlaconfiabilidaddelosdatos,ylaobjetividadygeneralización de las explicaciones.
Interpretar datos y pruebas científicamente.
Analizaryevaluarinformacióncientífica,enunciadosyargumentos en una variedad de representaciones y sacar conclusiones apropiadas, demostrando la capacidad de: Transformar los datos de una representación a otra. Analizareinterpretarlosdatosysacarconclusionespertinentes. Identificarlossupuestos,laspruebasyelrazonamientoentextos
relacionados con la ciencia. Distinguirentrelosargumentosquesebasanenlaevidenciacientíficaylateoría,yaquellosbasadosenotrotipodeconsideraciones.
Evaluarargumentoscientíficosylaevidenciadediferentesfuentes(por ejemplo, periódico, internet, revistas).
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Competencia 1: Explicar fenómenos científicamente
El logroculturalde lacienciahasidoeldesarrollodeunconjuntodeteoríasexplicativasquetransformó nuestra comprensión del mundo natural, como la idea de que el día y la noche son causados por el movimiento de rotación de la Tierra, o la idea de que las enfermedades pueden ser causadas por microorganismos invisibles. Además, este conocimiento nos ha permitidodesarrollartecnologíasparamantenerlavidahumana,permitiendo,porejemplo,laprevenciónde enfermedades y la rápida comunicaciónhumana en todo elmundo. El poder de explicarfenómenoscientíficosy tecnológicosdepende,por lo tanto,del conocimientodeestas ideasimportantesyexplicativasdelaciencia.
Explicar fenómenos científicos, sin embargo, requiere más que la capacidad de recordar yutilizarteorías,ideasexplicativas,informaciónyhechos(conocimientodelcontenido).Ofrecerexplicaciones científicas también requiere una comprensión de cómo se ha obtenido eseconocimientoyelniveldeconfianzaquepuedeasegurarcualquierafirmacióncientífica.Paraestacompetencia,elindividuotienequedisponerdeunconocimientodelasformasyprocedimientosestándaresutilizadoseninvestigacióncientíficaparaobtenereseconocimiento(conocimientoprocedimental)yunacomprensióndesurolyfuncióndejustificarelconocimientoproducidopor la ciencia (conocimiento epistémico).
Competencia 2: Evaluar y diseñar la investigación científicaElconocimientocientíficoimplicaquelosestudiantesdebentenerunaciertacomprensióndelosobjetivosdelainvestigacióncientíficaparagenerarconocimientofiablesobreelmundonatural(Ziman, 1979). Los datos recopilados y obtenidos mediante la observación y la experimentación, yaseaenellaboratoriooenelcampo,permiteneldesarrollodemodelosehipótesisexplicativasque les permiten hacer predicciones que pueden ser probados experimentalmente.
Sedestacaeltrabajoorganizadoporgruposdeinvestigaciónoequiposqueparticipanenampliacolaboraciónconcolegas, tantoanivelnacional como internacional.Nuevasafirmacionesdeconocimientosiempresepercibencomoalgotemporalypuedencarecerdejustificacióncuandosesometenarevisióncríticadesuspares.
Por lo tanto, los científicostienenun compromisodepublicaro informar sushallazgos y losmétodosutilizadosparaobtenerpruebas.
Esta competencia se basa en el conocimiento del contenido, el conocimiento de procedimientos comunes que se utilizan en la ciencia (conocimiento procedimental) y la función de estosprocedimientosparajustificarcualquierafirmacióndesarrolladaporlaciencia(elconocimientoepistémico). Los conocimientos procedimentales y epistémicos cumplen dos funciones. En primerlugar,evaluarlasinvestigacionescientíficasydecidirsisesiguieronlosprocedimientosadecuados y si las conclusiones están garantizadas. En segundo lugar, ofrecer, al menos entérminosgenerales,cómounacuestióncientíficapuedeserinvestigadaadecuadamente.
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Competencia 3: Interpretar datos y pruebas científicamenteLainterpretacióndedatosesunaactividadfundamentalencienciasquecomienzaconlabúsquedadepatrones,laconstruccióndetablassimplesyvistasgráficas,comográficoscirculares,gráficosdebarras,gráficosdedispersiónodiagramasdeVenn.Serequieredelmanejodeconocimientoscientíficosparainterpretarsiunapruebaesconfiableyválidaysilaformadepresentarlosdatosesapropiada.Loscientíficostomandecisionesacercadecómorepresentarlosdatosengráficos,tablasy,cadavezmás,enlassimulacionescomplejasovisualizaciones3D.Todoestosebasaenun cuerpo de conocimiento procedimental.
No es suficiente entender los procedimientos que se han aplicado para obtener cualquierconjuntodedatos.Lapersonaalfabetizadacientíficamentetienequesercapazdejuzgarsisonapropiadosysisejustifican(conocimientoepistémico).Porejemplo,muchosdatossepuedeninterpretardediversasformas,siendoimportantes,laargumentaciónylacríticaparadeterminarlas conclusiones.
Los estudiantes deben disponer de conocimientos que les permitan dar respuesta a sus interrogantesyplantearalternativasdesoluciónaproblemasdesucontexto.Asítenemosqueloshechos,conceptosyteoríasexplicativasformanlabasedelosconocimientoscientíficos.Estosconocimientos incluyen los conocimientos tecnológicos y del mundo natural (conocimientos del contenido), el conocimiento de cómo se producen (conocimiento procedimental) y una comprensión de los fundamentos de estos procedimientos (conocimiento epistémico). Por lo tanto,lascompetenciasquesenecesitanparalograrlaalfabetizacióncientíficarequierendelastresformasdeconocimientoquesedescribenacontinuación.
Conocimiento del contenidoPara la evaluación PISA 2015 es importante tener en claro los criterios para la selección de los conocimientosquesevanaevaluar.Estossonseleccionadosdelosprincipalescamposdelafísica,la química, la biología, las ciencias de la Tierra y del espacio, de manera que el conocimiento: Debe tener relevancia para situaciones de la vida real. Debe representar un concepto científico importante o una teoría explicativa que tieneutilidad.
Debe ser apropiado para el nivel de desarrollo de estudiantes de 15 años de edad.
Por lo tanto, se espera que los estudiantes logren conocimientos y comprensión de las principales ideasyteoríasexplicativasdelaciencia,lahistoriadelaciencia,laexplicacióndeluniverso,elmodelodepartículasdelamateriaylateoríadelaevoluciónporselecciónnaturalendiversoscontextos (personal, local, nacional y mundial). Cabe precisar que estos son solo ejemplos y para mayorinformaciónpodemosrevisar,acontinuación,elcuadrodeconocimientodelcontenidode la ciencia en PISA 2015.
¿Qué conocimientos se espera que tengan los estudiantes de 15 años?
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Conocimiento del contenido de la ciencia en PISA 2015
Sistemas físicos que requieren conocimiento
de:
Los sistemas que requieren el conocimiento
de la vida:
Sistemas de la Tierra y del espacio que requieren
conocimiento de:
Estructura de la materia (p. ej.: el modelo de partículas,átomos,etc.).
Propiedades de la materia (p. ej.: cambios de estado, conductividadtérmicayeléctrica, entre otras).
Los cambios químicos de la materia (p. ej.: las reacciones químicas, la transferencia de energía, ácidos/bases,entreotros).
Movimiento y fuerzas (p. ej.: velocidad, fricción, etc.) y la fuerzas de atracción (p.ej.:fuerzasmagnéticas,gravitacionales, electrostáticas,etc.).
Energía y su transformación (p. ej.: la conservación, la disipación, reacciones químicas, etc.).
Las interacciones entre la energía y la materia (p. ej.: la luz y las ondas de radio, el sonido y las ondas sísmicas, entre otras).
Células (p. ej.: las estructuras y funciones, ADN, plantas, animales, etc.).
El concepto de un organismo (p. ej.: unicelulares y multicelulares).
Seres humanos (p. ej.: salud y nutrición; subsistemas tales como la digestión,larespiración,la circulación, excreción, reproducción y su relación, etc.).
Poblaciones (p. ej.: las especies, la evolución, la biodiversidad, la variación genética,etc.).
Ecosistemas (p. ej.: la cadenaalimenticia,lamateria,elflujodeenergía, etc.).
Biosfera (p. ej.: servicios de los ecosistemas, la sostenibilidad, etc.).
Estructuras en los sistemas de la Tierra (p. ej.: la litósfera, la atmósfera, la hidrosfera, etc.).
Energía en los sistemas de la Tierra (p. ej.: las fuentes, el clima global, etc.).
Cambios en los sistemas de la Tierra (p. ej.: la tectónica de placas, ciclos geoquímicos, fuerzasconstructivasydestructivas,etc.).
Historia de la Tierra (p. ej.: los fósiles, origen y evolución, etc.).
La Tierra en el espacio (p. ej.: la gravedad, sistemas solares, galaxias, etc.).
La historia y la escala del universo y su historia (p. ej.: años luz, la teoría del Big Bang, etc.).
Conocimiento procedimental
Unobjetivofundamentaldelacienciaesgenerarexplicacionesdelmundomaterial.Losintentosdeexplicacionespuedenserinicialmentetentativosyluegoevaluadosatravésdeinvestigacionesempíricas.Lainvestigaciónempíricadependedeciertosconceptosbienestablecidos,talescomolanocióndevariablesdependienteseindependientes,variablesdecontrol,tiposdemedición,formas de error, los métodos para minimizar el error, los patrones comunes observados en los datos y los métodos de presentación de datos. Este conocimiento de los conceptos y procedimientos,quesonesencialesparalainvestigacióncientífica,seapoyaenlarecopilación,elanálisiseinterpretacióndelosdatoscientíficos.Estasideasformanuncuerpodeconocimientoprocedimentalquetambiénhasidollamado"pruebadeconceptos”(Gott,Duggan,yRoberts,2008;Millar,Lubben,Gott,yDuggan,1995).
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Losejemplosquesepresentanacontinuacióntransmitenlosrasgosgeneralesdeconocimientoprocedimental que pueden ser probados.
Conocimiento procedimental
Conocimiento de procedimientos
El concepto de variables que incluyen variables dependientes, independientes y de control.Los conceptos de medición, por ejemplo, cuantitativos (medidas),cualitativos(observaciones),elusodeunaescala,variablescategóricasycontinuas.Formasdeevaluar yminimizar la incertidumbre, como la repetición ypromediando mediciones.Los mecanismos para asegurar la replicabilidad (grado de concordancia entre lasmedidas repetidas de lamisma cantidad) y exactitud de losdatos (grado de concordancia entre una medida y un valor verdadero de la medida).Las formasmás comunes de la abstracción y la representación de losdatosmediantetablas,gráficosycuadros;ysuusoapropiado.El control de variables y su papel en el diseño experimental o el uso de ensayoscontroladosaleatoriamenteparaevitarresultadossubjetivoseidentificarposiblesmecanismoscausales.Lanaturalezadeundiseñoapropiadoparaunapreguntacientífica. Lanaturaleza de un diseño apropiado para una pregunta científica dadapor ejemplo, experimental, de campo o buscando patrón pudiendo ser experimental, de campo o buscando patrón.
Conocimiento epistémico
Es el conocimiento de constructos y rasgos definitorios de la ciencia
Lanaturalezadelasobservacionescientíficas,hechos,hipótesis,modelosy teorías.
Ladiferenciaentreelpropósitoylosobjetivosdelaciencia(paraproducirexplicaciones del mundo natural) con los de la tecnología (para producir unasoluciónóptimaalasnecesidadeshumanas);loqueconstituyeunapreguntaeinformaciónapropiadas,enelcampocientíficootecnológico.
Los valores de la ciencia, por ejemplo, un compromiso con la publicación, laobjetividadylaeliminacióndeprejuicios.
Conocimiento epistémico
Este conocimiento define características esenciales para el proceso de conocimiento de laciencia e incluye una comprensión de las preguntas, observaciones, teorías, hipótesis, modelos yargumentosenlaciencia,loscualesjustifica.Losquetienentalconocimientopuedenexplicar,conejemplos,ladiferenciaentreunateoríacientíficayunahipótesis.Reconocenquelaconcepcióndeuna"teoría"comoseutilizaenlostemascientíficosnoeslamismaquelanocióndeuna“teoría”enellenguajecotidiano,dondeseutilizacomosinónimodeunaconjetura.
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La naturaleza del razonamiento utilizado en la ciencia, por ejemplo,inductivo, deductivo, la inferencia a la mejor explicación (abducción)analógico y basado en el modelo.
Elroldeestasconstruccionesylascaracterísticasseenfocanenjustificarel conocimiento producido por la ciencia.Es decir: Cómolasafirmacionescientíficasseapoyanenlosdatosyrazonamientos
propios de la ciencia. La función de las diferentes formas de investigación empírica en elestablecimientodelosconocimientos,suobjetivo(paraponerapruebahipótesisexplicativasoidentificarpatrones)ysudiseño(observación,experimentos controlados, estudios de correlación).
¿Cómo afecta el error de medición del grado de confianza en elconocimientocientífico?
Elusoyelpapeldelafísica,elsistemaylosmodelosabstractosysuslímites.
Elpapeldelacolaboraciónylacríticaylaformaderevisiónporparesayudanaestablecerconfianzaenlasafirmacionescientíficas.
El papel de los conocimientos científicos, junto con otras formas deconocimiento, identificando y dirigiendo temas de la sociedad ytecnológicos.
¿Qué actitudes se espera que evidencien los estudiantes de 15 años?
Lasactitudesdelaspersonashacialacienciadesempeñanunpapelimportanteensuinterés,atención y respuesta a la ciencia y la tecnología, en función de las preguntas que les afectan demodoparticular.Unodelosobjetivosdelaeducacióncientíficaesdesarrollaractitudesquellevena losestudiantesa comprometerseconcuestionescientíficas.Estasactitudes tambiénapoyan laposterioradquisiciónyaplicacióndelconocimientocientíficoy tecnológicoparaelbeneficiopersonal,local,nacionalyglobal;yconducenaldesarrollodelaautoeficacia(Bandura,1997).Lasactitudesformanpartedelaconstruccióndelaculturacientífica.Esdecir,laalfabetizacióncientíficadeunapersonaincluyeciertasactitudes,creencias,orientacionesmotivacionales, laautoeficaciayvalores.Así, laevaluaciónPISA2015evaluará lasactitudesde losestudianteshacia lacienciaen tresáreas:El interéspor la ciencia y la tecnología, la concienciaAmbiental y la valoraciónde losenfoquescientíficospara la investigaciónqueseconsideranbásicopara laconstrucciónde laculturacientífica.
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Actitud Esta es una actitud que se caracteriza por tener:
Interés por la ciencia y la tecnología
Una curiosidad por las ciencias y en temas relacionados con la ciencia.
La voluntad para adquirir conocimientos y habilidades científicasadicionales, usando una variedad de recursos y métodos.
Un interés en la ciencia, incluyendo consideraciones a las carreras relacionadas con la ciencia.
Conciencia Ambiental
Una preocupación por el ambiente y la vida sostenible.
Una disposición para asumir y promover de manera sostenible, comportamientos de manera ecológica.
Valoración de los enfoques científicos para la investigación
Un compromiso con la evidencia sobre la base del entendimiento para brindar explicaciones del mundo material.
Un compromiso del enfoque científico para investigar cuando seaapropiado.
Unavaloracióndelacríticacomounmedioparaestablecerlavalidezde cualquier idea.
1.4 Prueba de ciencias PISA 2015
Niveles de desempeño Los resultados se presentan en niveles de desempeño y agrupan a los estudiantes, en función de las habilidades y tareas que son capaces de realizar.Lascompetenciassearticulanmedianteunaseriedetérminosquedefinenlademandacognitivaa través del uso de capacidades como reconocer, interpretar, analizar y evaluar. Sin embargo, estascapacidadesnoindicannecesariamenteunordenjerárquicodedificultad,puesdependedelniveldeconocimientosnecesariospararesponderalademandacognitiva.
Los descriptores de los niveles
Los descriptores de los niveles son cualitativos en relación con las demandas cognitivasexpresadas en ítems referidos a las competencias en PISA 2015. Los factores que determinan la demanda de ítems para evaluar ciencia incluyen:
Elgradodecomplejidaddelconocimientoexigidoporelartículo. Elniveldefamiliaridadyelconocimientoprevioquelosestudiantestienendeloscontenidos,
del conocimiento procedimental y del conocimiento epistémico. Eldesarrollocognitivorequerido;porejemplo,elanálisis,laevaluación,entreotros. Laestructuracióndeunarespuestadependedelosmodelosoabstraccionescientíficas.
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Nivel Descriptores con parámetros por niveles de competencias.
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En el nivel 6, los estudiantes son capaces de utilizar el conocimiento delcontenido, procedimental y epistémico para proporcionar de forma coherente las explicaciones, evaluar y diseñar investigaciones científicas e interpretar losdatos en una variedad de situaciones complejas de la vida que requieren un altoniveldedemandacognitiva.Puedensacarconclusionesadecuadasdeunagama de diferentes fuentes de datos complejos en una variedad de contextos yproporcionarexplicacionesderelacionescausalesdemúltiplespasos.Puedendiferenciardemaneraconsistentelaspreguntascientíficasdelasnocientíficas,explicar lospropósitosde investigación yel controlde variables relevantesenunainvestigacióncientíficadeterminada,otodoeldiseñoexperimentalpropio.Pueden transformar las representaciones de datos, interpretar datos complejos y demostrarunacapacidadparaelaborarjuiciosadecuadosacercadelafiabilidady exactitud de cualquier afirmación científica. En el nivel 6 los estudiantesdemuestran, de forma consistente, el pensamiento científico avanzado y elrazonamiento que requiere el uso de los modelos y las ideas abstractas, en situaciones no familiares y complejas. Pueden desarrollar argumentos para criticaryevaluarexplicaciones,modelos,interpretacionesdelosdatosydiseñosexperimentales propuestos en una gama de contextos personales, locales y globales.
5
Enelnivel5,losestudiantessoncapacesdeutilizarelconocimientodelcontenido,procedimiento y epistémico para proporcionar explicaciones, evaluar y diseñar investigacionescientíficaseinterpretardatosenunavariedaddesituacionesdelavida (enalgunoscasosperonoen todos)dealtademandacognitiva.Sacaninferencias de fuentes de datos complejos en una variedad de contextos y pueden explicar las relaciones causales de múltiples pasos. En general, ellos puedendiferenciarlaspreguntascientíficasdelasnocientíficas,explicarlospropósitosdeinvestigaciónycontrolarlasvariablesrelevantesenunainvestigacióncientíficadeterminada, o cualquier diseño experimental propio. Pueden transformar algunas representaciones de datos, interpretar datos complejos y demostrar habilidad para emitir juicios adecuados sobre fiabilidad y la precisión de lasafirmaciones científicas. Los estudiantes del nivel 5 muestran evidencia depensamientoyrazonamientocientíficoavanzadorequiriendoelusodemodelose ideas abstractas y el uso de tal razonamiento en situaciones complejas no familiares.Puedendesarrollarargumentosparacriticaryevaluarexplicaciones,modelos, interpretaciones de datos y diseños experimentales propuestos en algunos pero no en todos los contextos personales, locales y globales.
Escala de Rendimiento de competencias para PISA 2015
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
4
En el nivel 4, los estudiantes son capaces de utilizar los conocimientos delcontenido, procedimental y epistémico para proporcionar explicaciones, evaluar ydiseñar investigacionescientíficase interpretar losdatosenunavariedaddesituaciones de vida que requieren principalmente un nivel medio de demanda cognitiva.Puedenhacersuspropiasinferenciasapartirdediferentesfuentesdedatos en una variedad de contextos y pueden explicar relaciones causales. Pueden diferenciarpreguntascientíficasynocientíficasycontrolarvariables,enalgunosperonoentodaslasinvestigacionescientíficasoenundiseñoexperimentalpropio.Pueden transformar e interpretar datos y tener un cierto conocimiento acerca delaconfianzaquesetieneenlasafirmacionescientíficas.Losestudiantesdelnivel4muestranevidenciadelpensamientoyrazonamientocientíficovinculadoy puede aplicar esto a situaciones no conocidas. Los estudiantes también pueden desarrollar argumentos simples para preguntar y analizar críticamente lasexplicaciones, modelos, la interpretación de los datos y diseños experimentales propuestos en algunos contextos personales, locales y globales.
3
En el nivel 3, los estudiantes son capaces de utilizar los conocimientos delcontenido procedimental y epistémico para proporcionar explicaciones, evaluar ydiseñar investigacionescientíficase interpretar losdatosenunavariedaddesituacionesdelavidaquerequieren,comomáximo,unnivelmediodedemandacognitiva.Soncapacesdeextraeralgunasinferenciasapartirdediferentesfuentesde datos en una variedad de contextos y pueden describir y explicar parcialmente lasrelacionescausalessimples.Puedendiferenciaralgunaspreguntascientíficasdelasnocientíficasycontrolaralgunasvariablesenunainvestigacióncientíficadada o en un diseño experimental propio. Pueden transformar e interpretar datos simples y son capaces de hacer comentarios sobre la confianza de lasafirmaciones científicas. Los estudiantes del nivel 3 muestran evidencia delpensamiento y razonamiento científico vinculado, por lo general aplicado asituaciones conocidas. Los estudiantes pueden desarrollar argumentos parciales alaspreguntasyanalizarcríticamenteexplicaciones,modelos,interpretacionesde datos y diseños experimentales propuestos en contextos personales, locales y globales.
2
En el nivel 2, los estudiantes son capaces de utilizar los conocimientos delcontenido procedimental y epistémico para proporcionar explicaciones, evaluar y diseñarinvestigacionescientíficaseinterpretardatosenalgunassituacionesdelavidafamiliarquerequieren,sobretodo,unbajoniveldedemandacognitiva.Ellossoncapacesdehaceralgunasinferenciasapartirdediferentesfuentesdedatosen algunos contextos y pueden describir relaciones causales simples. Pueden diferenciar algunas preguntas científicas simples y preguntas no científicas,así comodistinguir entre las variables dependientes e independientes en unainvestigación científica dada o en un diseño experimental sencillo y propio.Puedentransformarydescribirdatossimples,identificarerroressencillosyhaceralgunoscomentariosválidossobrelaconfiabilidaddelasafirmacionescientíficas.Los estudiantes pueden desarrollar argumentos parciales para cuestionar ycomentar en virtud a las explicaciones contradictorias, interpretaciones de los datos y diseños experimentales propuestos en algunos contextos personales, locales y globales.
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1a
Enelnivel1a,losestudiantessoncapacesdeutilizarunpocodeconocimientosdelcontenido procedimental y epistémico para proporcionar explicaciones, evaluar y diseñar investigaciones científicas e interpretar datos en pocas situacionesdelavidafamiliarquerequierenunbajoniveldedemandacognitiva.Ellossoncapacesdeutilizaralgunasfuentessimplesdedatosenpocoscontextosypuedendescribir algunas relaciones causales muy simples. Pueden distinguir algunaspreguntascientíficasynocientíficaseidentificarlavariableindependienteenunainvestigacióncientíficadadaoenunsimplediseñoexperimentalpropio.Puedentransformar parcialmente y describir datos simples y aplicarlos directamente a pocas situaciones familiares. Los estudiantes pueden comentar en virtud a las explicaciones competitivas, a las interpretaciones de los datos y a los diseñosexperimentales propuestos en algunos contextos personales familiares, locales y globales.
1b
Enelnivel1b,losestudiantesdemuestranunaescasaevidenciaparautilizarelconocimiento del contenido procedimental y epistémico para dar explicaciones, evaluar y diseñar investigaciones científicas e interpretar los datos en algunassituacionesdelavidafamiliarquerequierenunbajoniveldedemandacognitiva.Soncapacesdeidentificarpatronessimplesenfuentessimplesdelosdatosencontextos conocidos y pueden intentar describir relaciones causales simples. Puedenidentificarlavariableindependienteenunainvestigacióncientíficadadao en diseño simple. Intentan transformar y describir datos simples y aplicarlos directamente a algunas situaciones familiares.
Tipos de pregunta Las preguntas de ciencias se presentan agrupadas en unidades. Cada unidad comienza con la presentacióndeuntextointroductoriorelacionadoconunasituacióncientíficadelavidareal.Aeste texto le siguen las preguntas o ítems que los estudiantes deben responder.LosformatosdePISA2015paraevaluarlascompetenciasylosconocimientoscientíficosserán:
Selección múltiple simple. Los ítems son: Selección de una sola respuesta entre cuatro opciones. Seleccióndeun"puntoreferente",unarespuestaqueesunelementoseleccionabledentrodeungráficootexto.
Selección múltiple compleja. Los ítems son: Lasrespuestasaunaseriede"Sí/No",preguntasquesontratadasparalapuntuacióncomounúnicoelementorelacionado(formatotípicoenel2006).
Seleccióndemásdeunarespuestadelalista. Culminación de una respuesta mediante la selección de opciones desplegables para llenar múltiplesespaciosenblanco.
Respuestas"arrastrarysoltar",permitiendoalosestudiantesmoverelementosenlapantallapara completar una tarea de adaptación, pedidos o categorización.
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Respuesta construida: ítems que requieren respuestas escritas o dibujadas. Loselementosderespuestaconstruidaenlaalfabetizacióncientíficanormalmenterequierenunasrespuestasporescrito,quevandesdeunafrasehastaunpárrafocorto(porejemplo,dedos a cuatro frases de explicación).
Además, para el 2015 se ofrecen varios formatos de preguntas, incluyendo animaciones ysimulacionesinteractivas.Estomejorarálavalidezdelapruebaylafacilidaddesuaplicación.
Preguntas liberadas como recurso didáctico en el área de ciencias Actualmente, se encuentran disponibles en Internet diversas páginas donde podemos hallarpruebas liberadas de PISA. De ellas, las que correponden a la evaluación de las ciencias han sido utilizadas en los estudios realizados en los años 2006, 2009 y 2012. La publicación deestaspruebasrequieredifusiónyconocimientopúblico,puestoqueelobjetivofundamentalesfacilitaraldocentesuutilizacióncomorecursodidácticoduranteeldesarrollodelassesionesdeaprendizaje y mediante estrategias de aprendizajes que faciliten el desarrollo de las competencias.
UnconceptoclavedelmarcoteóricodelestudioPISA2015esladefinicióndenivelesdedificultado ‘exigencia cognitiva’. La dificultaddeunapregunta reside en su gradode complejidad, delconocimientoquesetengadelcontenido,ydelasoperacionescognitivasqueserequieranparaprocesardichapregunta.Así,setienenencuentatresniveles:
BajoSe requiere un solo paso; por ejemplo, recordar un hecho, un vocablo, un principio o un concepto, olocalizarciertainformaciónsencillaenungráficooenunatabla.
MedioSe usa y aplica conocimiento conceptual para describir o explicar fenómenos, seleccionar procedimientosadecuadosqueimplicandosomáspasos,organizaromostrardatos,interpretaro usar conjuntos de datos.
AltoSe analiza información y datos complejos, sintetiza y sopesa las pruebas, justifica y razonapartiendo de diversos tipos de fuentes, desarrolla un plan o una secuencia de pasos paraenfrentarse a un problema.
Ejemplo de preguntas de ciencias de PISA
En el Marco de trabajo PISA 2015 se encuentran tres ejemplos de unidades de ciencias, cuales sehanconsideradoenestedocumentocomomediodeapoyodidácticoparaeldocenteysuposterior desarrollo en las aulas. La primera es de PISA 2006, que se incluye para demostrar el vínculo entre los marcos 2006 y 2015. Las preguntas de la unidad se muestran en el formato en papel original y también cómo podrían transponerse y ser presentados en pantalla. El segundo ejemploesunanuevaunidadenpantallaquemuestraelmarcodelaalfabetizacióncientífica2015.Eltercerejemploilustraunentornodeinvestigacióncientíficainteractivoysimuladoquepermite la evaluación dentro de un marco contextual. Elejemplodenominado“Invernadero”tratasobreelincrementodelatemperaturapromedio
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de laatmósferade laTierra.Elmaterialdeestímulo incluyeun textobreveque introduce laexpresión “Efecto invernadero” e información gráfica sobre la temperatura promedio de laatmósfera de nuestro planeta y la emisión del dióxido de carbono sobre la Tierra a lo largo del tiempo.
Ejemplo 1: INVERNADERO
Lee el texto y responda las siguientes preguntas.
EL EFECTO INVERNADERO: ¿REALIDAD O FICCIÓN?
Losseresvivosnecesitanenergíasolarparasobrevivir.Laenergíaquemantienelavidaenla Tierra procede del Sol, que al estar muy caliente irradia energía al espacio. Una pequeña proporción de esta energía llega hasta la Tierra.
La atmósferade la Tierra actúa comouna capaprotectorade la superficiedenuestroplaneta,evitandolasvariacionesdetemperaturaqueexistiríanenunmundosinaire.
La mayor parte de la energía irradiada por el Sol pasa a través de la atmósfera de la Tierra. LaTierraabsorbeunapartedeestaenergíayotraparteesreflejadaporlasuperficiedelaTierra.Partedeestaenergíareflejadaesabsorbidaporlaatmósfera.Comoresultadode todoello, la temperaturapromedioporencimade lasuperficiede laTierraesmásaltadeloqueseríasinoexistieraatmósfera.LaatmósferadelaTierrafuncionacomouninvernadero, de ahí el término efecto invernadero.
Se dice que el efecto invernadero se ha acentuado durante el siglo XX.
Es un hecho que la temperatura promedio de la atmósfera ha aumentado. En los periódicos ylasrevistasseafirmaconfrecuenciaquelaprincipalcausaresponsabledelaumentodela temperatura en el siglo XX es la emisión de dióxido de carbono.
Un estudiante llamado Andrés se interesa por la posible relación entre la temperatura promedio de la atmósfera de la Tierra y la emisión de dióxido de carbono en la Tierra.
En una biblioteca se encuentra con losdosgráficossiguientes
A partir de estos dos gráficos, Andrés concluye que es cierto que el aumento de latemperatura promedio de la atmosfera de la Tierra se debe al incremento de la emisión del dióxido de carbono.
Emisión de dióxido de carbono (miles de millones de toneladas al año)
Temperatura media de la atmósfera de la Tierra (°C)
Años
Años
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Pregunta 1: INVERNADERO
¿QuéhayenlosgráficosqueapoyelaconclusióndeAndrés?
Categorización del Marco para la pregunta 1 sobre invernadero
Categorías del Marco Marco 2006 Marco 2015
Tipo de conocimiento El conocimiento acerca de la ciencia
Epistémico
Competencia Explicar fenómenos científicamente
Explicar fenómenos científicamente
Contexto Ambientales, Globales Ambientales, Globales
Demanda cognitiva No aplicable Medio
Esta pregunta 1 demuestra como el Marco 2015 mapea en gran parte las mismas categorías queenelMarco2006,utilizandolasmismascompetenciasycategorizacionesdecontexto.ElMarco2006incluíadoscategorizacionesdeconocimientocientífico:conocimientodelaciencia(refiriéndose al conocimiento del mundo natural a través de los principales campos de laciencia)yelconocimientosobrelaciencia(refiriéndosealosobjetivosymediosdelaciencia).El Marco 2015 profundiza en estos dos aspectos subdividiendo conocimiento sobre la ciencia en conocimientos procedimentales y epistémicos. La pregunta 1 requiere que los estudiantes no solocomprendancómoserepresentanlosdatosenlosdosgráficossinotambiénconsiderasilaevidenciajustificacientíficamenteunaconclusióndada.Estaesunadelascaracterísticasdeconocimiento epistémico dentro del Marco 2015. La categorización del contexto es Ambiental – global. Una nueva característica de este últimoMarco es la consideración de la demandacognitiva. Esta pregunta requiere una interpretación de gráficos que implican algunos pasosvinculados, categorizados como demanda cognitiva media, empleando los descriptores delMarco.
Pregunta 2: INVERNADEROOtraestudiantellamadaJuananoestádeacuerdoconlaconclusióndeAndrés.Ellacomparalosdosgráficosyafirmaquehaypartesdelosgráficosquenoapoyanestaconclusión.PonunejemplodeunaseccióndelosgráficosquenoapoyelaconclusióndeAndrés.Explicaturespuesta.
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Categorías del marco Marco 2006 Marco 2015
Tipo de conocimiento El conocimiento sobre ciencia
Epistémico
Competencia Explicar fenómenos científicamente
Explicar fenómenos científicamente
Contexto Ambientales, Globales Ambientales, Globales
Demanda cognitiva No aplicable Medio
Categorías del Marco Marco 2006 Marco 2015
Tipo de conocimiento El conocimiento sobre la ciencia Procedimental
Competencia Explicar fenómenos científicamente
Explicar fenómenos científicamente
Contexto Ambientales, Globales Ambientales, Globales
Demanda cognitiva No aplicable Medio
Categorización del Marco para la pregunta 2 sobre invernadero
La pregunta 2 requiere que los estudiantes cuestionen los dos gráficos detalladamente. Elconocimiento,competencia,contextoydemandacognitivaestánenlasmismascategoríasquela pregunta 1.
Pregunta 3: INVERNADEROAndrés insiste en su conclusión de que el incremento de la temperatura promedio de la atmósfera de la Tierra se debe al aumento de la emisión del dióxido de carbono. Sin embargo, Juana piensa quesuconclusiónesprematura.Elladice:“Antesdeaceptarestaconclusión,debesasegurartedequelosotrosfactoresquepudieraninfluirenelefectoinvernaderosemantienenconstantes”.Menciona uno de los factores que Juana quiere decir.
Categorización del Marco para la pregunta 3 sobre invernadero
La pregunta 3 requiere que los estudiantes consideren las variables de control en términos de revisióncríticadepruebasparaapoyarafirmaciones.Estoescaracterizadocomoconocimientoprocedimental en el marco de PISA 2015.
Lasimágenesquesepresentanacontinuaciónilustrancómolaspreguntasdelefectoinvernaderoseríanpresentadasenversióndigital.El textoy losgráficosenesencianohancambiado, losestudiantes usan los iconos que sirven para cambiar de páginas y se presentan en la partesuperiorderechadelapantallaquesirveparavisualizargráficosytextossegúnseanecesario.
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Como las preguntas originales fueron respuestas abiertas, la versión digital también requiere un formatoderespuestaabiertaconlafinalidaddereplicarlaversiónenpapelenlamayormedidaposible, asegurando comparabilidad entre los modos de entrega y, por lo tanto, manteniendo la tendencia de protección.
EFECTOINVERNADERO,presentacióndigital(página1delestímulo)
EFECTOINVERNADERO,presentacióndigital(página2delestímulo)
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EFECTO INVERNADERO, presentación digital: (pregunta 1)
EFECTO INVERNADERO, presentación digital (pregunta 2)
EFECTO INVERNADERO, presentación digital (pregunta 3)
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Ejemplo 2: FUMAR Esta nueva unidad explora diversas formas de pruebas, relacionadas con los efectos dañinos de fumar y a los métodos empleados para ayudar a la gente a dejar de fumar. Los ítemsparalanuevaalfabetizacióncientíficasolosedesarrollarándemaneravirtualenlacomputadora. Por eso, este ejemplo solo se muestra en un formato virtual.
TodoslostiposdepreguntasestándarpresentadosenpantalladePISA2015tienenunapantallaverticaldivididaendospartes.Enel ladoderechopresentaeltemamotivadorque busca la respuesta y en el lado izquierdo, los mecanismos de preguntas y respuestas.
Pregunta 1: FUMAR
Esta pregunta requiere que los estudiantes interpreten la evidencia empleando sus conocimientos científicos. Para ello, los estudiantestienenque leer la información en el estímulo sobre lasrecientesinvestigacionessobrelosefectosdañinosdefumar,yacontinuación,seleccionardosopciones en el menú para responder la pregunta.
Pregunta 1
En un proyecto del colegio, Juan y Rosa realizan una investigación sobre las consecuencias defumar cigarrillos.
En la lectura, Juan establece los criterios de las implicancias del cigarro.
Selecciona 2 razones, de las proposiciones que se presentan a continuación, sobre la pregunta¿porquélascompañíasdecigarrillosafirmanquefumarnocausabacáncerenloshumanos?
Loshumanossoninmunesalalquitrán.
Los experimentos se realizaron con ratones.
La composición química de los cigarrillos reducen los efectosdelalquitrán.
Los humanos reaccionan diferente que los ratones.
Losfiltrosdeloscigarrillosremuevenelalquitránalfumar.
Enestapregunta,losestudiantestienenqueaplicarlosconocimientosdelcontenidousandolacompetenciadeexplicarfenómenoscientíficamente.Elcontextoestácategorizadocomosalud y enfermedadenunentornolocal/nacional.Lademandacognitivarequiereelusoyaplicacióndelosconocimientosconceptualesyporlotantoseclasificacomounnivelmediodedemanda.
En los años 1950, en las investigaciones realizadas se
encontró que los cigarrillos causaban cáncer en ratones. Las compañías de tabaco informaron que no había evidencias de que fumar causaba
cáncer en los humanos. Estas compañías empezaron a producir
filtros de cigarro.
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Categorización del Marco para el tema FUMAR (pregunta 1)
Categorías del marco Marco de trabajo 2015
Tipo de conocimiento Contenido
Competencia Explicarfenómenoscientíficamente
Contexto Salud y enfermedad , Local / Nacional
Demanda cognitiva Medio
Pregunta 2: FUMAR
Esta pregunta explora la comprensión de la información de los estudiantes. El lado derecho de la pantallamuestradatosrealesdelconsumodecigarrillosylasmuertesporcáncerdepulmónenloshombres,enunperiododeterminadodetiempo.Alosestudiantesselespideseleccionarelmejor descriptor de los datos, haciendo un clic en una de las viñetas que se encuentran junto a las respuestas en el lado izquierdo de la pantalla.
Esta unidad pone a prueba los conocimientos de contenido, utilizando la competencia deinterpretardatosypruebascientíficas.El contexto es la salud y la enfermedad aplicado a un contexto local / nacional. Como los estudiantes tienen que interpretar la relación entre dos gráficos, la demanda cognitiva secategoriza como medio.
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Categorización Marco para FUMAR (pregunta 2)
Categorías del marco Marco de trabajo 2015Tipo de conocimiento Contenido
Competencia Interpretardatoypruebascientíficamente
Contexto Salud y enfermedad, local / nacional.
Demanda cognitiva Medio
Ejemplo 3: Recipiente refrigerante
Esta nueva unidadmodelo 2015 demuestra una nueva característica de la evaluaciónde la ciencia para el 2015: el uso de tareas interactivas utilizando simulaciones dela investigación científica para explorar y evaluar conocimientos y competencias dealfabetizacióncientífica.
Estaunidadsecentraenunauténticocontenedorderefrigeracióndebajocostollamado“olla Zeer”,desarrolladopara lasnecesidades localizadasenÁfrica,utilizando recursoslocales disponibles. El costo y falta de electricidad limita el uso de refrigeradoras en esas regiones,mientrasquedadoel climacálidode la regiónhaceque se requieraque losalimentos se mantengan fríos para preservarlos del crecimiento de las bacterias antes que se conviertan en un riesgo para la salud.
La primera captura de pantalla de esta simulación presenta la forma de una olla Zeer y cómo funciona. No se espera que los estudiantes comprendan el proceso de evaporación que causa el enfriamiento, sino simplemente que este lo hace.
OLLA ZEER: Tema
Empleandoestetemamotivador,sepidealosestudiantesqueinvestiguenlascondicionesqueproduciránefectosdeenfriamiento(4°C)paramanteneralimentos frescosen laollaZeer.Elsimulador mantiene ciertas condiciones constantes (la temperatura del aire y la humedad),
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Categorías del Marco Marco de trabajo 2015
Tipo de conocimiento Procedimental
Competencia Evaluarydiseñarlainvestigacióncientífica.
Contexto Recursos naturales
Demanda cognitiva Alto
Cuando los estudiantes han puesto sus condiciones (las que alteran la presentación visual de la olla Zeer en pantalla) ellos presionan el botón de registro de datos que luego ejecuta la simulación y completa la tabla de datos. Ellos necesitan ejecutar un número de simulaciones de datosypuedeneliminardatosorepetircualquiersimulaciónqueseanecesaria.Estapantallaregistrasurespuestaalacantidadmáximadealimentosquesemantienenfrescosa4°C.Susaproximacionesaldiseñoylaevaluacióndeestetipodeinvestigacióncientíficapuedenevaluarseen preguntas posteriores.
La categorización del conocimiento para este ítem es procedimental y la competencia es Evaluar e Investigar la investigación científica. La categorización del contexto es Recursos Naturales,aunque también tiene enlaces para la categorización de Salud y Enfermedad. La demandacognitiva de esta pregunta se categoriza como alta, porque a los estudiantes se les da unasituación compleja yellosnecesitandesarrollaruna secuencia sistemáticade investigacionespara responder la pregunta.
Olla Zeer: Pregunta 1.
Categorización del Marco para recipiente refrigerante. Pregunta 1
peroincluyeestainformaciónpararesaltarelescenarioauténticodelcontexto.Enlaprimerapregunta,sepidealosestudiantesqueinvestiguenlascondicionesóptimasparamantenerlacantidadmáximadealimentosfrescosenlaollaZeer,alterandoelgrosordelacapadearenaylas condiciones de humedad.
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
2. Relación PISA 2015 y Rutas del Aprendizaje
2.1 Relación de PISA con las Rutas del Aprendizaje de Ciencia, Tecnología y AmbienteNuestrasociedadexigeciudadanosalfabetizadosenelámbitodelacienciaylatecnología,quedérespuestaalosretosydesafíosdelasociedad.EnestesentidolasRutasdelAprendizajehansidoelaboradasbajounenfoqueporcompetenciasyesprecisamenteeneláreacurriculardeCiencia,Tecnología y Ambiente que se enmarca el enfoque de indagación científica y alfabetizacióncientífica y tecnológica, cuyo propósito es desarrollar en los estudiantes competencias ycapacidades que les permitan comprender conceptos, hechos, teorías y leyes para conocer el mundonatural,explicarfenómenosnaturales,darsolucionestecnológicas,cuestionaryasumirunaposicióncríticasobrelacienciaylatecnología.
Como se observa, existe una relación directa con los propósitos de la evaluación PISA, porque tantolasRutasdelAprendizajecomoelproyectoPISA2015estánorientadosamedireldesarrollode competencias en los estudiantes de 15 años.
En el siguiente cuadro se puede observar la relación que existe entre los propósitos PISA 2015 y lasRutasdelAprendizajedeláreacurriculardeCiencia,TecnologíayAmbiente.
PISA 20152 RUTAS DE APRENDIZAJE DE CTA3
COMPETENCIAS PROCESOS COMPETENCIAS CAPACIDADES
Explicar fenómenos científicamente.
Recordar y aplicar el conocimientocientíficoapropiado.
Identificar,utilizarygenerarmodelosexplicativosyrepresentaciones.
Haceryjustificarprediccionesadecuadas.
Plantearhipótesisexplicativas. Explicar las implicancias del conocimientocientíficoparalasociedad.
Explica el mundofísico,basado en conocimientos científicos.
Comprende y aplica conocimientos científicosyargumenta científicamente.
1 OECD.(2013).PISA2015DraftScienceFramework.Recuperadode http://www.oecd.org/pisa/pisaproducts/Draft%20PISA%202015%20Science%20Framework%20.pdf2 Ministerio de Educación del Perú. (2015). Rutas del Aprendizaje.
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
Evaluar y diseñar la investigación científica.
Identificareltemaexplorado en un estudio científicodeterminado.
Distinguirpreguntasquesonposiblesdeinvestigarcientíficamente.
Proponer maneras de explorarcientíficamenteuna pregunta determinada
Describir y evaluar una variedad de formas que loscientíficosusanparaasegurarlaconfiabilidaddelosdatos,laobjetividady la generalización de las explicaciones.
Indaga, mediante métodos científicos,situaciones que pueden ser investigadaspor la ciencia.
Problematizasituaciones. Diseña estrategias para
hacer una indagación. Genera y registra datos e
información. Analiza datos o
información. Evalúa y comunica.
Diseña y produce prototipostecnológicos para resolver problemas de su entorno.
Plantea problemas que requieren soluciones tecnológicas y selecciona alternativasdesolución.
Diseñaalternativasdesolución al problema.
Implementa y valida alternativasdesolución.
Evalúa y comunica laeficiencia,laconfiabilidadylosposibles impactos de su prototipo.
Construye una posición críticasobrela ciencia y la tecnología en sociedad.
Evalúa las implicancias del saber y del quehacer científicoytecnológico.
Tomaposicióncríticafrente a situaciones
sociocientíficas.
Interpretar datos y pruebas científicamente
Transformar datos de una representación a otra
Analizar e interpretar datos y proponer conclusiones adecuadas
Identificarsupuestos,evidencias y razonamientos en textos relacionados con la ciencia.
Distinguirentreargumentosbasados en evidencia científicayteoríasdeaquellas basadas en otro tipodeconsideraciones.
Evaluar argumentos y evidenciascientíficasde diversas fuentes (por ejemplo: periódicos, Internet, revistas).
Indaga, mediante métodos científicos,situaciones que pueden ser investigadaspor la ciencia
Problematizasituaciones Diseña estrategias para
hacer indagación Genera y registra datos e
información. Analiza datos o
información Evalúa y comunica.
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
2.2 La Competencia científica en PISA 2015Primera competencia: “Explicar fenómenos científicamente”Lacompetenciadeexplicarfenómenoscientíficamenterequierequelosestudiantesutilicenelconocimientoapropiadoenunasituacióndada.Esteconocimientotambiénpuedeserutilizadoparagenerarhipótesisexplicativasencontextosdondeexisteunafaltadeconocimientoodedatos.Unapersonaconconocimientoscientíficosbásicosdebetenerlacapacidaddeexplicarfenómenoscotidianos,como,porejemplo:¿Porquélosantibióticosnomatanlosvirus?¿Cómofunciona un horno de microondas? ¿Por qué los gases son compresibles, a pesar de no ser líquidos? Todas estas preguntas nos llevan a realizar predicciones. Esta competencia incluye la capacidad de describir o interpretar fenómenos y predecir posibles cambios.
COMPETENCIAPROCESO. Reconocer, evaluar y ofrecer explicaciones de diversos fenómenos naturales y tecnológicos demostrando la capacidad
para:
Explicar fenómenos científicamente.
Recordaryaplicarelconocimientocientíficoapropiado.
Identificar,utilizarygenerarmodelosexplicativosyrepresentaciones.
Haceryjustificarprediccionesadecuadas.
Plantearhipótesisexplicativas.
Explicarlasimplicanciasdelconocimientocientíficoparalasociedad.
COMPETENCIAPROCESO. Describir y evaluar las investigaciones científicas y proponer formas de abordar preguntas científicamente
demostrando capacidad para:Evaluar y diseñar la investigación científica.
Identificareltemaexploradoenunestudiocientíficodeterminado.Distinguirlaspreguntasquesonposiblesdeinvestigarcientíficamente.ProponermanerasdeexplorarcientíficamenteunapreguntadeterminadaEvaluarformasdeexplorarunapreguntadeterminadacientíficamente.Describiryevaluarunavariedaddeformasqueloscientíficosusanparaasegurarlaconfiabilidaddelosdatos,laobjetividadygeneralizacióndelasexplicaciones.
Segunda competencia: “Evaluar y diseñar la investigación científica”
Lacompetenciadeevaluaciónydiseñodelainvestigacióncientíficaestácentradaenevaluarlosinformesdelosresultadoscientíficosylasinvestigacionesdemaneracrítica.Estacompetenciarequiere conocimientos claves de una investigación científica, por ejemplo, paramedir, quévariables se deben cambiar o controlar, o qué medidas deben adoptarse para recoger datos exactos y precisos. Una persona con una cultura científica debe ser capaz de reconocer laimportanciadelainvestigación.Porejemplo,lavacunacontralamalariahasidounprogramadeinvestigacióncientíficadesdehacevariasdécadas.Estacompetenciarequierequelosestudiantesposean tanto el conocimiento procedimental y epistémico.
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
COMPETENCIAPROCESO. Analizar y evaluar información científica, enunciados
y argumentos en una variedad de representaciones y sacar conclusiones apropiadas, demostrando la capacidad de:
Interpretar datos y pruebas científicamente.
Transformar los datos de una representación a otra.
Analizareinterpretarlosdatosysacarconclusionespertinentes.
Identificarlossupuestos,laspruebasyrazonamientosentextosrelacionados con la ciencia.
Distinguirentrelosargumentosquesebasanenlaevidenciacientíficaylateoríayaquellosbasadosenotrotipodeconsideraciones.
Evaluarargumentoscientíficosylaevidenciadediferentesfuentes(porejemplo, periódicos, internet, revistas).
Tercera competencia: “Interpretar datos y pruebas científicamente”
Los que poseen esta competencia deben ser capaces de interpretar y explicar la evidencia científicayargumentarconsuspropiaspalabras,usandodiagramasuotrasrepresentaciones,segúncorresponda.Estacompetenciarequiereelusodeherramientasmatemáticasparaanalizaroresumirlosdatos,ylacapacidaddeutilizarmétodosparatransformarlosdatosendiferentesrepresentaciones. También puede consistir en evaluar conclusiones utilizando la evidencia;dandorazonesafavoroencontradeunaconclusiónutilizandoelconocimientoprocedimentalo epistémico.
2.3 Las competencias en las Rutas del Aprendizaje de Ciencia, Tecnología y Ambiente
EláreadeCiencia,TecnologíayAmbiente(CTA)tienecomofinalidadquelosestudianteslogren:aplicar conocimientos científicos y tecnológicos para comprender, apreciar y aprovechar elmundo; contribuir a la sostenibilidad del ecosistema; mejorar su calidad de vida; tomar decisiones informadas; y proponer soluciones a situaciones en diversos contextos, asumiendo una postura críticaantelacienciaylatecnología.
Competencias y capacidades
EnlasRutasdelAprendizajedeláreadeCTA,lascompetenciassedefinencomounsaberactuarenuncontextoparticularenfuncióndeunobjetivoolasolucióndeunproblema.Esunactuarque se vale de una diversidad de saberes propios o de recursos del entorno.
Lascompetenciasquepermitiránanuestrosestudianteshaceryaplicarlacienciaylatecnologíaen la escuela son aquellas relacionadas a la indagación científica y elmanejo de conceptos,teorías, principios, leyes y modelos de las ciencias naturales para explicar el mundo que los rodea. Son también las relacionadas con el diseño y producción de objetos o sistemas tecnológicos y aldesarrollodeunaposturaquefomentelareflexiónyunaconvivenciaadecuadayrespetuosaconlosdemás.
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
Estascompetenciassonlasmismasalolargodetodalaeducaciónbásicaregularyseorganizanencapacidades.Por lanaturalezadel áreadeCiencia, Tecnología yAmbiente,es importanteseñalarque lascapacidadessedesarrollandemaneradinámica.Esdecir, sepueden trabajarenel aulamediantediversas actividades,dependiendodelpropósitodel aprendizaje yde lacompetenciaquesepretendedesarrollarconlaactividad.
Lascompetenciasplanteadasenestaáreacurriculartienencomobaseunconjuntodecapacidadesy conocimientos fundamentales que los estudiantes deben construir y adquirir progresivamente enlaescuela.Estosconocimientossedenominan“Lasdiezgrandesideascientíficas”,lascualesestáncomprendidasenlosfascículosdelasRutasdelAprendizajedeláreadeCiencia,Tecnologíay Ambiente, correspondientes a los ciclos VI y VII.
Cadacapacidaddefinidapresenta indicadoresqueorientanyevidencianelprogresoencadaciclo, tanto para el logro de la competencia a la que pertenecen como para la comprensión de un conjunto de conocimientos seleccionados y recomendados para el ciclo.
Veamoselesquemageneraldeestaáreacurricular:
Diseña y produce
prototipos.
Construye una posicióncríticasobre ciencia y
tecnología.
Explica el mundofísico,
basado en conocimientos científicos.
Indaga mediante métodos científicos.
CIENCIA, TECNOLOGÍA Y
AMBIENTE
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Campos temáticos del ciclo VI
Primer año de Educación Secundaria Segundo año de Educación Secundaria Las células: Seres vivos: características y niveles de
organización. Nivel celular, la célula, estructura de la célula
y diferencia de la célula procariota y célula eucariota.
Nivel macromolecular: glúcidos, proteínas, lípidosyácidosnucleicos.
Materia y su estructura: Teoría atómica actual y estructura atómica. Propiedades de la materia: generales y específicas.
Clasificación de la materia: los elementosquímicos.
Estados de la materia y sus cambios y fuerzas moleculares.
Laenergía:tipos,formasyfuentes. Conservación y transformación de la energía. Energía, trabajo y potencia. Calor y temperatura en los cuerpos.
Biodiversidad: Clasificacióndelosseresvivos. ReinoMonera,características. ReinoProtista,características. ReinoFungí,características. Reino Plantae, características, clasificación,reproducción,nutriciónyfloraenelPerú.
ReinoAnimalia,características,clasificacióny fauna en el Perú.
El ecosistema: Característicasycomponentesambientales. Transferencia de energía en el ecosistema: cadenasyredestróficas.
Relacionesenunecosistema:intraespecíficaseinterespecíficas.
Ciclos de la materia: nitrógeno, carbono, fósforo y agua.
Universo: el sistema solar: La radiación solar. Los movimientos de la Tierra. La atmósfera, características, propiedadesfísicasdelaireyfenómenosatmosféricos.
Lahidrósfera:características,propiedadesydistribución.
Lalitosfera:característicasytiposderocasyformaciónytiposdesuelo.
Las células: Teoríacelular.Lacélula,unidadbásicadelser
vivo. Tipos de célula Membrana celular y funciones. Tejidos y órganos. Principios inmediatos. Las biomoléculas. Orgánicos: carbohidratos, lípidos,proteínasyácidosnucleicos.
Inorgánicos:aguaysalesminerales. Complementos: las vitaminas. La nutrición.
Movimiento, fuerza y calor: Elmovimiento.Elementosytipos. La fuerza. Tipos de fuerza: gravitatoria, magnética,electromagnética,mecánica.
Leyes de Newton: la inercia y la aceleración y la acción y reacción.
El calor y la temperatura. El Sol como fuente de energía. La radiación solar.
El calor y la electricidad. La electricidad en la naturaleza.
Energía renovable y no renovable. Contaminaciónambientalycambioclimático:
Los fenómenos naturales. Equilibrio ecológico. Movimiento de placas tectónicas.
Digestiónycirculación: Aparatodigestivohumano. El sistema cardiovascular humano. Respiración y excreción humana. La respiración en animales y plantas. La excreción en el ser humano. La excreción en animales y plantas.
Coordinación nerviosa-endocrina. Sistema de coordinación nerviosa. El sistema endocrino. El sistema nervioso en los animales y plantas.
Reproducción y sexualidad: La reproducción sexual y asexual. Sistema de reproducción humano. La fecundación y la gestación. La reproducción en animales y plantas.
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Campos temáticos del ciclo VII
Tercer grado de Educación Secundaria
Cuarto grado de Educación Secundaria
Quinto grado de Educación Secundaria
Propiedades de la materia: Mezclas y sustancias.
Modelos atómicos: Estructuradelátomo. Configuraciónelectrónica.
Organizaciónsistemáticadela tabla periódica: Descripción de la tabla
periódica. Propiedades periódicas.
Enlaces químicos: Iónicos, covalentes y metálicos.
Fuerzas intermoleculares. Estequiometría unidades
químicas: Mol, N.° de Avogadro.
Obtención de Compuestos químicosinorgánicos: Óxidos, anhídridos, hidróxidos,ácidos.oxácidos,salesoxisales.
Funciones químicas: Reacciones químicas.
Corteza terrestre: Procesos geológicos
internos. Proceso y agentes
externos. Recursos mineros en el
Perú.
Bioelementos: Primarios, secundarios y
oligoelementos. Biomoléculasinorgánicas:
agua y sales minerales. Biomoléculasorgánicas:
carbohidratos, lípidos, proteínasyácidosnucleicos (ADN y ARN).
Niveles de organización de la materia viviente.
Tipos de células: Procariotas y eucariotas. Composición celular. Ciclocelular,fasesytipos
de metabolismo. La función de nutrición:
Alimentación, respiración, circulación y excreción.
Mecanismos de regulación: sistema nervioso, central y periférico y sistema endocrino.
Reproducción: Reproducción asexual en
plantas y animales. Reproducción sexual en
plantas y animales. Sistema reproductor
humano: aparato reproductor masculino, femenino y ciclo menstrual.
Desarrollo embrionario, gestación y parto, ITS y métodosanticonceptivos.
Medicionesfísicas: Métodos de medición
Teoría de errores. Vectores y escalares.
Movimiento: MRU. MRUV. Movimientovertical.
Estática: Equilibrio de traslación. Equilibrio de rotación.
Dinámica Trabajo, potencia y energía: Trabajomecánico. Potenciamecánica. Energíamecánica,cinética
y potencial. Ondas:
Tipos, elementos, reflexión,refracción,difracción, modelos, aplicacionescuantitativas.
Electricidad: Electricidad: Ley de
Coulomb y diferencia de potencial eléctrico; corriente eléctrica y resistencia, y circuitos eléctricos.
Energía hidroeléctrica, undimotriz, mareomotriz, eólica, geotérmica, y sus transformaciones. Modelos, aplicaciones cuantitativas.
Calentamiento global.
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El carbono en la naturaleza: Propiedadesdelátomo
del carbono. Cadenas carbonadas. Hidrocarburos. Composición de los seres
vivos. Biomoléculasorgánicas. Microorganismos.
Magnetismo Electricidad y electromagnetismo: Generación y consumo de
energía eléctrica.
Genes: Transmisióngenética:
leyes de Mendel y otras explicaciones.
Mutaciones. Transgénicos.
Origen de la vida: Evolución. Tiempo geológico. Evolución humana.
Estructuradinámicadelecosistema: Desarrollo sostenible. Impacto en el medio
ambiente.
Electromagnetismo: Campomagnético. Inducción electromagnética
Fluidos: Hidrostática:elprincipio
de Pascal, presión hidrostática.
Principio de Arquímedes. Física en el siglo XX: Teoríadelarelatividad
especial. Físicacuántica. Energía nuclear.
2.4 Puntos en común La competencia de PISA 2015 “Explicar fenómenos científicamente” se relaciona con lacompetencia “Explica elmundofísico, basadoen conocimientos científicos”de lasRutasdelAprendizaje 2015, dado que ambas contemplan la construcción y comprensión de argumentos, representaciones o modelos; y también la explicación de diferentes hechos o fenómenos dando razonesyusandodiferentesconceptos,principios,teoríasyleyescientíficas.Estacompetenciadescritaen lasRutasdelAprendizaje2015sevinculaespecíficamentecon lacompetenciadePISA 2015 cuando se desarrollan sus dos capacidades:
Comprendeyaplicaconocimientoscientíficos Argumentacientíficamente.
Además,estacompetenciadePISAserelacionacon lacompetencia“Construyeunaposicióncríticasobrelacienciaylatecnologíaensociedad”,cuandosedesarrollansusdoscapacidades:
Evalúalasimplicanciasdelsaberydelquehacercientíficoytecnológico.
Tomaposicióncríticafrenteasituacionessociocientíficas
Lacompetencia“Evaluarydiseñarlainvestigacióncientífica”dePISA2015serelacionaconlacompetencia“Indaga,mediantemétodoscientíficos,situacionesquepuedenser investigadasporlaciencia”delasRutasdelAprendizaje,debidoaquelasdoscompetenciasponenenjuegolacomprensióndeconocimientoscientíficosyaqueambasseinterrogansobrecómoselleganaobtenerdichosconocimientos,paraasíresponderadiversoscuestionamientos.Estacompetencia
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
delasRutadelAprendizajedeCiencia,TecnologíayAmbientesevinculaespecíficamenteconlacompetencia de PISA 2015 cuando se desarrollan dos de sus cinco capacidades:
Problematiza situaciones: cuestiona los hechos, interpreta situaciones y emite posiblesrespuestas e hipótesis.
Diseña estrategias para hacer una indagación: selecciona información, métodos, técnicas e instrumentos para explicar las relaciones entre los diversos factores que responden a la hipótesis.
Además,serelacionaconlacompetencia“Diseñayproduceprototipostecnológicospararesolverproblemasdesuentorno”,dadoquebuscasolucionesaproblemasdesurealidadcercana,paramejorar su calidad de vida o mejorar diversos procesos de producción. Esta competencia descrita enlasRutasdelAprendizajedeCiencia,TecnologíayAmbientesevinculaespecíficamenteconlacompetencia de PISA 2015 cuando se desarrollan dos de sus cuatro capacidades:
Plantea problemas que requieren soluciones tecnológicas y selecciona alternativas desolución: selecciona y describe una o varias alternativas de solución,mediante el uso deconocimientoscientíficosytecnológicosdemaneraarticulada.
Diseñaalternativasdesoluciónalproblema:representalasposiblessoluciones,considerandomateriales,herramientas,presupuesto,tiempo,manodeobra,espacio,etc.
Lacompetencia“Interpretardatosypruebascientíficamente”dePISA2015serelacionaconlacompetencia“Indaga,mediantemétodoscientíficos,situacionesquepuedenser investigadasporlaciencia”delasRutasdelAprendizajeespecíficamentecuandosedesarrollalacapacidad:
Analiza datos o información: compara los datos con la hipótesis planteada y con la información recogidaconelfindeestablecerconclusiones.(AunqueenPISA2015noseevidenciaelusode graficadores ni hojas de cálculo, sí se evidencia el análisis a partir de datos recogidosexperimentalmenteporotrosinvestigadores).
Además, se relaciona con la competencia, también de las Rutas del Aprendizaje, “Explica elmundo físico, basado en conocimientos científicos”, al construir y comprender argumentos,representaciones o modelos y al explicar (dando razones) diferentes hechos o fenómenos, usandodiferentesconceptos,principios,teoríasyleyescientíficas.Sinembargo,específicamenteesta relación se da cuando se desarrollan sus dos capacidades:
Comprendeyaplicaconocimientoscientíficos:establecerelacionesyorganizalosconceptos,principios, etc.
Argumenta científicamente: elabora y justifica sus proposiciones, fundamentadas enevidencias.
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
3. Propuesta didáctica para el desarrollo de la competencia científica
La propuesta didáctica está orientada a desarrollar capacidades orientadas al logro de lascompetencias del área curricular de Ciencia, Tecnología y Ambiente y su relación con lascompetenciasdePISAenelmarcodelenfoquecurriculardeindagacióncientíficayalfabetizacióncientíficaytecnológica.Ensudesarrollosehanconsideradodiversasestrategiasdeaprendizaje.
3.1 ¿Qué podemos hacer para que nuestros estudiantes aprendan mejor?En el área curricular de CTA es importante propiciar el desarrollo de diversas estrategiasde aprendizaje, que generen la participación activa del estudiante en la construcción de suaprendizaje.Paraellosedeberátenerenconsideraciónlosiguiente: Planificaractividadesdeinteréscomoproyectosdeaprendizaje,visitasdeestudioydecampo,ferias,congresos,debates,conversatorios,pasantías.
Inducirprocesosdediscusiónacercadesituacionessociocientíficasconpuntosdevistadivergentesyconvergentes,ysostenerlosenunadirecciónconstructivayproductivaquelespermitasustentarlas conclusiones a las que arriban.
Enfatizarmásenelprocesodediscusiónqueenelarribodeunaconclusión. Propiciarquecadaestudianteargumentesuspuntosdevistademanerareflexiva,conelusodetérminosyconceptoscientíficosytecnológicos.
Crearunambientedepermanenteinteracciónconlamayorparticipaciónposibledenuestrosestudiantes.
Emplear un repertorio variado de preguntas que movilicen los conocimientos (¿qué ocurre?, ¿cómo ocurre?, ¿por qué ocurre?).
Orientaranuestrosestudianteshacialavalidacióndesusideasyproporcionarlesalternativasconfundamentocientífico.
Observarelentornoytratardetransformarlodemaneracreativa,conscienteyresponsable. Considerarlasideasprevias,estilosyritmosdeaprendizajedenuestrosestudiantesy,segúnel
contexto, sus conocimientos locales y tradicionales. Aplicar estrategias de aprendizaje y enseñanza pertinentes con el enfoque de indagación yalfabetizacióncientíficaytecnológica.
Fomentarunaactitudcríticayreflexivaacercadelosproblemasquesepresentanenelmundo. Crear oportunidades para analizar los objetos o sistemas tecnológicos, comprender su
funcionamiento y familiarizarse con los avances tecnológicos. Promoverunpuntodevistapersonalfrentealosefectos,positivosynegativos,quelatecnología
produce en la sociedad y en el ambiente. Orientarlabúsquedadeinformaciónnecesariaparaplanificaryejecutarproyectostecnológicos.
3.2 Ejemplos de actividades didácticas con ítems liberados. A continuación, se presentan ejemplos de actividades didácticas, las cuales se desarrollanteniendoencuentacompetenciasycapacidadesdeláreacurriculardeCTA,paralocualsehatomadocomoreferenciaestímulosdepruebasliberadas.Suaplicacióndependerádelcontextoenelquesedesarrollalapráctica.Asimismo, debemos recordar que son propuestas, por lo tanto, podemos recrearlas, adaptarlas o aplicar otras que contribuyan al logro de los aprendizajes.
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
GUÍA DE ACTIVIDAD PARA EL DOCENTEDinámica de un ecosistema
GRADO: CUARTO
PISA 2015 APRENDIZAJES ESPERADOS - RUTAS DEL APRENDIZAJE
COMPETENCIA COMPETENCIAS CAPACIDADES INDICADORES
Interpretar datos y pruebas científicamente.
Explica el mundo físico,basadoenconocimientos científicos.
Comprende y aplica conocimientos científicos.Argumenta científicamente.
Justificaquelosecosistemas son sistemas donde se produce el intercambio de energía.
SECUENCIA DIDÁCTICA
El docente menciona las normas de convivencia que rigen en el aula. Se forman equipos de trabajo de cinco integrantes y les hace entrega de tarjetas. Eldocentepresentalassiguientesimágenesylascolocaenlapizarra:
El docente preguntará: “¿Qué representa cada imagen? ¿Qué relación se presentaentre los animales mostrados en la imagen B? ¿Qué relación existe entre la imagen A y laimagenB?”
Los estudiantes escriben sus respuestas en las tarjetas y las colocan en la pizarra debajo delasimágenesmostradas.
El docente subraya las ideas clave escritas en las tarjetas y presenta el propósito de la sesión.
Eldocentemencionaque,enlasrelacionesinterespecíficas,existeunarelaciónentreespecies diferentes generadas por la obtención de alimentos.
Inicio
Desarrollo
A B
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
Eldocentepresentaelvideo(Redestróficas) (https://www.youtube.com/watch?v=qrcEchCdOyw), tiene una duración de 4: 46
minutos. Al terminar, los estudiantes deben responder en sus cuadernos las siguientes preguntas: ¿Qué factor une a los seres vivos de un ecosistema? ¿Cómoseinicialacadenaalimenticia? ¿Cómofluyelaenergíaenunecosistema?
El docente entrega a cada equipo el siguiente diagrama (anexo 1). Los estudiantes debeninterpretareldiagramayresponderalasiguientepregunta¿quésignificanlasflechasqueseñalancalorenelflujo?,paralocualutilizaránlainformaciónobtenidadelvideo,delapágina242y243delLibrodeCiencia,TecnologíayAmbientede4togradodeEducaciónSecundaria(anexo2)yanexo3titulado,PapeldelosOrganismos.
Eldocenteindicaquecadaequipo,apartirdelainterpretacióndeldiagramaydelainformaciónobtenida,elaboreenunpapeloteunaredtróficaeidentifiqueelflujodeenergía que se produce en ella.
Eldocentesolicitaráacadaequipodeestudiantessocializarsustrabajosyexplicarlosutilizandolosconocimientoscientíficosadquiridos.Eldocenterefuerzalaimportanciadelflujodeenergíadelascadenastróficas.
Eldocenteentregaalosestudianteslalectura:“labiodiversidad”.Veranexo4,apartirdelcualresponderánalaspreguntasensucuaderno.
Los estudiantes analizan la información y dan respuestas a las preguntas. Los estudiantes comunican sus conclusiones.
Cierre
LosestudiantesdebendesarrollarlasactividadesN.°2,3,6y7propuestasenlapágina243 del Libro de Ciencia, Tecnología y Ambiente de 4° grado Educación Secundaria.
- Ministerio de Educación del Perú (2012). Libro de Ciencia, Tecnología y Ambiente de 4° gradodeEducaciónSecundaria.Lima:GrupoEditorialSantillana.
- Anexos 1,2,3 y 4.- TVyreproductordeDVDoproyectormultimedia.- Cuaderno de CTA.
Tarea a trabajar en casa
Materiales o recursos a utilizar
Consumidores primarios
Consumidores secundarios
Consumidores terciarios
Productores
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
Anexo 1
Productores
Descomponedores
Consumidores
Nutrientes Inorgánicos
Calor Calor
Calor
SOL
Anexo 2Cadenas y redes tróficas
¿Quécaracterizaladinámicadeunecosistema?
Los conocimientos fundamentales para caracterizar a los ecosistemas son el flujo de energía a través de las cadenas y redes tróficas, y el reciclaje de nutrientes a través de los ciclos biogeoquímicos.
Cadena trófica
Lascadenas tróficassonseries lineales de organismos vivos por las que fluye la energía. Esta energía es originalmente captada por los seres autótrofos. Cada eslabón de la cadena representa a un individuo que se alimenta de quien lo procede y, a la vez, sirve de alimento para quien lo sucede.
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
Prod
ucto
res
Los organismos autótrofos que captan la energía luminosa o químicaysintetizanmateriaorgánicaapartirdesustanciainorgánica.Incluyedesdelosárbolesgigantesdelaselvahasta helechos miniatura, algas ybacteriasquimiosintéticas.Constituyenelprimer nivel trófico de la cadena.
Cons
umid
ores
Consumidores primarios o de primer orden. Organismos herbívoros que se alimentan directamente de los productores. Constituyenelsegundo nivel trófico.
Consumidores secundarios o de segundo orden. Organismos carnívoros que se alimentan de los consumidores primarios o herbívoros.Constituyeneltercer nivel trófico.
Consumidores terciarios o de tercer orden. Animales carnívoros que se alimentan de otros carnívoros. Según la diversidad del ecosistema, podemos encontrar grandes depredadores que se alimentan de consumidores de tercerorden.Constituyenelcuarto nivel trófico.
Desc
ompo
nedo
res
Organismos vivos que descomponenlamateriaorgánicade los organismos muertos para obtener nutrientes y energía, como los carroñeros.Utilizantambiénlas sustancias conectadas en los residuos y excreciones de otros seres vivos. Por esto se los conoce como detritívoros. Permiten el reciclaje de los elementos químicos que pueden volver a otros organismos. Por ejemplo, son descomponedores los hongos y las bacterias.
Krill
Generalmente,lascadenastróficaspresentantresniveles.Cadaeslabónconstituyeunniveltrófico.
Microalgas
Productor
Cardumen
Tiburón
Mero
Microorganismos
Consumidor primario
Consumidor terciario
Descomponedores
Consumidor secundario
Consumidor cuaternario
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
Redes tróficas Lasredestróficassonrelacionesalimenticiasentre los individuosdeunecosistema.Estáncompuestasporvariacadenastróficas,quesegraficaninterconectadasconflechas.Las cadenas tróficas no ocurren demanera aislada en los ecosistemas: sonmuchosmáscomplejas. Un mismo individuo puede participar en diversas cadenas alimenticias o endiferentesnivelestróficos.
Descomponedores
Productor
Consumidores
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Actividades 2. Identifica:cuáleslafuentedeenergíaymateriaparatodoslosorganismosproductores.¿Y
para los consumidores?3. Analizaqueconsecuenciastendríaenelecosistemalaeliminacióndealgunacadenatrófica.6. Infiereporquéhaymásproductoresqueconsumidoresentodoslosecosistemas.7. Explica por qué el número de eslabones en una cadena no puede ser limitado.
Anexo 3
Losorganismospuedenserproductoresoconsumidoresencuantoalflujodeenergíaatravésde un ecosistema. Los productores convierten la energía ambiental en enlaces de carbono, comolosencontradosenelazúcarglucosa.Losejemplosmásdestacadosdeproductoressonlas plantas; ellas usan, pormedio de la fotosíntesis, la energía de la luz solar para convertirel dióxido de carbono en glucosa (u otro azúcar). Las algas y las cianobacterias también son productoresfotosintetizadores,comolasplantas.Otrosproductoressonlasbacteriasquevivenenalgunasprofundidadesoceánicas.Estasbacteriastomanlaenergíadeproductosquímicosprovenientes del interior de la Tierra y con ella producen azúcares. Otras bacterias que viven bajotierratambiénpuedenproducirazúcaresusandolaenergíadesustanciasinorgánicas.Otrotérmino para productores es autótrofos.
Los consumidoresobtienensuenergíadelosenlacesdecarbonooriginadosporlosproductores.Otro término para un consumidor es heterótrofo.Esposibledistinguir4tiposdeheterótrofosenbase a lo que comen:
Consumidor Nivel trófico Fuente alimenticia
1. Herbívoros primario plantas
2. Carnívoros secundario o superior
animales
3. Omnívoros todos los niveles
plantas y animales
4.Detritívoros detrito
Elniveltróficoserefierealaposicióndelosorganismosenlacadenaalimenticia,estandolosautótrofos en la base. Un organismo que se alimente de autótrofos es llamado herbívoro o consumidor primario; uno que coma herbívoros es un carnívoro o consumidor secundario; un carnívoro que coma carnívoros que se alimentan de herbívoros es un consumidor terciario, y así sucesivamente.
Papel de los Organismos
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
Es importanteobservarquemuchosanimalesnotienendietasespecializadas.Losomnívoros(como los humanos) comen tanto animales como plantas. Igualmente, los carnívoros (excepto algunosmuyespecializados)nolimitansudietasoloaorganismosdeunniveltrófico.Lasranasy sapos, por ejemplo, no discriminan entre insectos herbívoros y carnívoros; si es del tamaño adecuadoyseencuentraaunadistanciaapropiada,laranalocapturaráparacomérselosinqueimporteelniveltrófico.
(…)
Laenergía"fluye"atravésdelecosistema.Cuandoocurrerespiración,esteprocesoliberaenergía,la que es usada por el organismo (para mover sus músculos, digerir alimento, excretar desechos, pensar, etc.) o perdida en forma de calor. En los ecosistemas se presenta un movimiento constante deestaenergíaqueprovienedelsol,yqueeldestinofinaldetodalaenergíaesperderseenforma de calor. ¡La energía no se recicla en los ecosistemas!
Los nutrientes inorgánicos son el otro componente, Algunos de estos nutrientes inorgánicosson el fósforo en sus dientes, huesos; el nitrógeno en sus aminoácidos (las piezas básicasde las proteínas); y el hierro en su sangre (para nombrar solamente unos pocos nutrientes inorgánicos).Elflujodelosnutrientesserepresentaconflechasclaras.Losautótrofosobtienenestosnutrientesinorgánicosdel'almacén'denutrientesinorgánicos(usualmenteelsuelooelaguaquerodealaplanta).Estosnutrientesinorgánicossonpasadosdeorganismoaorganismocuandounoesconsumidoporotro.Alfinal,todoslosorganismosmuerenyseconviertenennutrientesinorgánicos,alimentoparalosdescomponedores.Enestaetapa,laenergíarestanteesextraída(yperdidacomocalor)ylosnutrientesinorgánicossonregresadosalsuelooaguaparaserutilizadosdenuevo.Losnutrientesinorgánicossonreciclados,laenergíano. Educaciónambiental.RepúblicaDominicana(2009).FlujodeEnergíayCadenaTrófica.Fechadeconsulta: 9/3/2015<http://www.jmarcano.com/nociones/trofico.html>.
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
Anexo 4La biodiversidad
Leeesteartículodelperiódicoycontestalassiguientespreguntas.
Unecosistemaquemantieneunabiodiversidad alta (es decir, una amplia variedaddeseres vivos) se adapta con mayor probabilidad a los cambios medioambientales causados por el hombre que un ecosistema con poca biodiversidad.Consideremoslasdosredestróficasrepresentadaseneldiagrama.Lasflechasvandesdeelorganismoqueescomidohastaelqueselocome.Estasredestróficassonmuysimplesencomparaciónconlasredestróficasdelosecosistemasreales,peroaunasíreflejanunagrandiferenciaentrelosecosistemasmásdiversosylosmenosdiversos.LaredtróficaBrepresentaunasituaciónconbiodiversidadmuybaja,dondeenalgunosniveleselflujodealimentoincluyesolountipodeorganismo.LaredtróficaArepresentaaunecosistemamásdiversoy,porlotanto,conmásalternativasenlosflujosdealimento.En general, la pérdida de biodiversidad debería ser considerada seriamente, no solo porquelosorganismosqueseestánextinguiendorepresentanunagranpérdidatantoporrazoneséticascomoutilitarias(beneficiosútiles),sinotambiénporquelosorganismosquesobrevivanseránmásvulnerablesalaextinción,enelfuturo.
Ministerio de Educación. Unidad de Medición de la Calidad (2012). Pruebas Liberadas de laevaluaciónPISA.AlfabetizaciónCientífica.Fechadeconsulta:25/2/2015.
<http://www2.minedu.gob.pe/umc/PISA/Preguntas_Liberadas/Ciencias_preguntas_PISA_liberadas.pdf>.
LA BIODIVERSIDAD ES LA CLAVE PARA LA GESTIÓN DEL MEDIO AMBIENTE
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
Pregunta 1: LA BIODIVERSIDAD
Enelartículosediceque“LaredtróficaArepresentaunecosistemamásdiversoy,porlotanto,conmásalternativasenlosflujosdealimento”.
ObservalaREDTRÓFICAA.Solodosanimalesdeestaredtróficatienentresfuentesdirectasdealimentación, ¿qué animales son?
A. Elgatomarsupialylaavispaparásita.B. El gato marsupial y el cuervo.C. Laavispaparásitaylacigarrillasaltadora.D. Laavispaparásitaylaaraña.E. Elgatomarsupialyelpájarodelamiel.
Pregunta 2: LA BIODIVERSIDAD
LasredestróficasAyBseencuentranenlugaresdiferentes.Supónqueloscigarrillossaltadoresseextinguieronenamboslugares.¿Cuáldelassiguientesseríalamejorpredicciónyexplicacióndelefectoquetendríaestehechoenlasredestróficas?
A. ElefectoseríamayorenlaredtróficaAporquelaavispaparásitasolotieneunafuentedecomida en la red A.
B. Elefectoseríamayoren la red tróficaAporque laavispaparásitatienevarias fuentesdecomida en la red A.
C. ElefectoseríamayorenlaredtróficaBporquelaavispaparásitasolotieneunafuentedecomida en la red B.
D. Elefecto seríamayoren la red tróficaBporque laavispaparásitatienevarias fuentesdecomida en la red B.
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
GUÍA DE ACTIVIDAD PARA EL DOCENTELas ondas mecánicas
GRADO: QUINTO
PISA 2015 APRENDIZAJES ESPERADOS RUTAS DE APRENDIZAJE
COMPETENCIA COMPETENCIAS CAPACIDADES INDICADORES
Explicar los fenómenos científicamente.
Explica el mundo físico,basadoenconocimientos científicos.
Comprende y aplica conocimientos científicos.Argumenta científicamente.
Sustenta que una ondamecánicaesuna perturbación de las propiedades mecánicasdeunmedio material que se propaga en el medio.
SECUENCIA DIDÁCTICA
El docente pide a los estudiantes que observen el siguiente video, donde se observa “unaecografía”deunfeto(bebéendesarrolloenelvientredesumadre).
Despuésdequelosestudianteshayanobservadolasimágenes,eldocentepregunta:“¿Hanvistoalgunavezestetipode imagenanteriormente?¿Puedenidentificarquétipodeimagenes?”.Recibiendoalgunasrespuestasiniciales,eldocentemencionaquehoyestudiaremossituacionesrelacionadasconlasondasmecánicas.
Seguidamente, el docente precisa el propósito de esta sesión: se quiere que los estudiantessustentenqueunaondamecánicaesunaperturbacióndelaspropiedadesmecánicasdeunmediomaterialquesepropagaenelmedio.
Inicio
VideosBabyplusLatino.(2011,Setiembre,3).Recuperadodehttps://www.youtube.com/watch?v=FpGCmn8-Uk4
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
Lamédicautilizaunasondayladesplazasobreelabdomendelamadre.Lasondasdeultrasonidopenetranenelabdomendelamadreysereflejanenlasuperficiedelfeto.Estasondasreflejadassoncaptadasdenuevoporlasondaytransmitidasaunamáquinaque produce la imagen.
Pregunta 1 ¿Quésonlasondasmecánicas?¿Quédiferenciaexisteentreel infrasonido,elespectroaudible y los ultrasonidos?
Pregunta 2 Paraformarlaimagen,lamáquinadeultrasonidosnecesitacalcularladistanciaentreelfeto y la sonda. Las ondas de ultrasonido se mueven a través del abdomen a una velocidad de 1 540 m/s. ¿Quétienequemedirlamáquinaparapodercalcularladistancia?
Pregunta 3 ¿Pueden las exploraciones con ultrasonidos realizadas a las madres embarazadas responder a las siguientes preguntas? Marca con un círculo la respuesta, Sí o No, en cada caso.
¿Puede una exploración con ultrasonidos responder a esta pregunta?
¿Sí o No?
¿Haymásdeunbebé? Sí / No
¿De qué sexo es el bebé? Sí / No
¿De qué color son los ojos del bebé? Sí / No
¿Tiene el bebé el tamaño adecuado? Sí / No
Enmuchospaísessepuedentomarimágenesdelfeto(bebéendesarrolloenelvientredesumadre)utilizandoimágenestomadasporultrasonidos(ecografía).Losultrasonidosseconsideran seguros tanto para la madre como para el feto.
ULTRASONIDOS
Comprendeyaplicaconocimientoscientíficosyargumentacientíficamente. El docente invita a los estudiantes a organizarse en equipos de trabajo y a tomar anotaciones,ensucuadernodeCTA,detodoloquesetrabajaráeldíadehoy.
El docente invita a los estudiantes a revisar la siguiente información:
Desarrollo
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El docente pide a los estudiantes, por equipos de trabajo, que argumenten sus respuestas.Paraelloutilizaránlasiguienteestructuradeargumentaciónsugerida.
El docente propicia un debate en relación con las preguntas planteadas, actuando comomoderadoreneldebatequellevaránacabolosequiposdetrabajo.
Los estudiantes sustentan sus respuestas a las preguntas planteadas teniendo en cuenta la estructura argumentativa considerada. Adicionalmente, responden laspreguntas que puedan surgir en el momento del debate.
Estructura argumentativa
Idea de partida
Eslaafirmaciónsobrelaqueseorganizala argumentación.
Miideadepartidaes…
Datos
Cifras, hechos, observaciones o evidenciasqueapoyanunaafirmación.
Los datos en que se basa son…
Justificaciones
Frases que explican la relación entre los datosylaideadepartida.Puedenincluirconocimientos teóricos en los que se basalajustificación(fundamentos).
Estos datos apoyan mi idea porque…(justificaciones)
Conclusiones
Ideafinalquesededucedelaargumentación. Puede no coincidir con la ideadepartida,perotienequederivarsedel cuerpo de la argumentación.
En consecuencia…(conclusiones)
Losestudiantesrespondenlaspreguntasplanteadasatravésdelconocimientocientíficodeondasmecánicas:sonido.
- Ministerio de Educación del Perú. (2012). Ciencia, Tecnología y Ambiente de 5° grado deEducaciónSecundaria(pp.161–162;pp.166–168).Lima:SantillanaS.A.
- Pineda Villaseñor, C., Macías palacios, M., & Bernal Gonzales, A. (2012). Principios físicos básicos de ultrasonido. Investigación en discapacidad, 1 (1). Recuperado dehttp://www.medigraphic.com/pdfs/invdis/ir-2012/ir121e.pdf
- WegenerTesla.(2013,Marzo,9).Sonido,energíayondas(EA).Recuperadodehttps://www.youtube.com/watch?v=xu0Z_hx4ZTQ
- Física.(2012,Junio,29).Ondasmecánicasyelsonidoproblemasresueltosyteoríaconejemplos.Recuperadodehttps://www.youtube.com/watch?v=Ohes9bkTq4c
- Otrasfuentesdeinformaciónqueeldocenteconsiderepertinentes
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- Ministerio de Educación del Perú (2012). Libro de Ciencia, Tecnología y Ambiente de 5° gradodeEducaciónSecundaria.Lima:SantillanaS.A.
- Diccionario.- Plumones.- Papelote.- Internet.
Materiales o recursos a utilizar
Para mayor información acerca del tema, revise la siguiente página web: - http://www2.minedu.gob.pe/umc/PISA/Preguntas_Liberadas/Ciencias_preguntas_PISA_
liberadas.pdf- http://umc.minedu.gob.pe/wp-content/uploads/2014/07/Folleto-Pisa-2015.pdf- http://umc.minedu.gob.pe/wp-content/uploads/2014/08/Folleto-Pisa-2015-VFINAL1.pdf- http://recursos.perueduca.pe/rutas/index.php?usr=14170484- http://jec.perueduca.pe/?page_id=242
Parafinalizarlaclaseeldocentepreguntaalosestudiantes:“¿Quéaprendimoshoy?¿Laactividadrealizadatehaparecidosignificativaparalacomprensióndelasondasmecánicas?¿En qué situaciones se puede evidenciar las ondas mecánicas? ¿Quédificultadeshastenidomientrasrealizabaslasactividadesdeaprendizaje?”.
Para finalizar, el docente menciona que las ondas mecánicas se evidencian ensituaciones, por ejemplo: las ondas en el agua, las ondas sobre una cuerda, las ondas sísmicas, o las ondas sonoras.
Cierre
Losestudiantesrespondenlaspreguntas19,21y23delapágina175dellibrodeCTAdel5° grado de Secundaria.
Tarea a trabajar en casa
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- Bandura,A. (1997). Self-efficacy:Theexerciseof control.NewYork:W.H.FreemanandCompany.
- Física.(2012,Junio,29).Ondasmecánicasyelsonidoproblemasresueltosyteoríaconejemplos.Recuperadodehttps://www.youtube.com/watch?v=Ohes9bkTq4c
- Gott,R.,Duggan,S.,&Roberts,R.(2008).Conceptsofevidence.UniversityofDurham.Downloaded from http://www.dur.ac.uk/rosalyn.roberts/Evidence/cofev.htm, Sept 23,2012.
- Longino, H. E. (1990). Science as Social Knowledge. Princetown, NJ: Princetown University Press.
- Marzano, R. J. and J. S. Kendall (2007). The new taxonomy of educational objectives.ThousandOaks,CA,CorwinPress.
- Millar,R.(2006).TwentyFirstCenturyScience:InsightsfromtheDesignandImplementationof a Scientific Literacy Approach in School Science. International Journal of ScienceEducation,28(13),1499-1521.
- Millar,R.,&Osborne,J.F.(Eds.).(1998).Beyond2000:ScienceEducationfortheFuture.London:King’sCollegeLondon.
- Millar,R., Lubben,F.,Gott,R.,&Duggan,S. (1995). Investigating in theschool sciencelaboratory:conceptualandproceduralknowledgeandtheir influenceonperformance.ResearchPapersinEducation,9(2),207-248.
- Ministerio de Educación de España. (2011).Evaluación general de diagnóstico 2010.Educación Secundaria Obligatoria. Segundo curso. Informe de resultados. Recuperado de http://goo.gl/aFKOiw
- Ministerio de Educación de España. (2010). Ciencias en PISA pruebas liberadas. Madrid: Ministerio de educación.
- Ministerio de Educación del Perú. (2012). Ciencia, Tecnología y Ambiente de 2° grado de Educación Secundaria. Lima: Grupo Editorial Norma.
- Ministerio de Educación del Perú. (2012). Libro de Ciencia, Tecnología y Ambiente de 4° gradodeEducaciónSecundaria.Lima:GrupoEditorialSantillana.
- Ministerio de Educación del Perú. (2012). Ciencia, Tecnología y Ambiente de 5° grado de EducaciónSecundaria(pp.161–162;pp.166–168).Lima:SantillanaS.A.
Referencias
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LA COMPETENCIA CIENTÍFICA EN EL MARCO DE PISA 2015 | ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
- Ministerio de Educación del Perú. (2013). PISA 2012. Primeros resultados. Informe nacional del Perú. Serie evaluaciones y factores asociados. Lima 2013
- Ministerio de Educación del Perú. Preguntas PISA de ciclos anteriores (PISA 2000 – PISA 2006).AlfabetizaciónCientífica.Recuperadode
http://www2.minedu.gob.pe/umc/PISA/Preguntas_Liberadas/Ciencias_preguntas_PISA_liberadas.pdf
- Ministerio de Educación del Perú. (2015). Rutas del Aprendizaje. ¿Qué y cómo aprenden nuestrosestudiantes?VICiclo.ÁreaCurriculardeCiencia,TecnologíayAmbiente.1°y2°grados de Educación Secundaria. Lima. Ministerio de Educación del Perú
- Ministerio de Educación del Perú. (2015). Rutas del Aprendizaje. ¿Qué y cómo aprenden nuestrosestudiantes?VIIICiclo.ÁreaCurriculardeCiencia,TecnologíayAmbiente.3°,4°y5° grados de Educación Secundaria. Lima: Ministerio de Educación del Perú
- OECD.(2013).PISA2015DraftScienceFramework.Recuperadode
http://www.oecd.org/pisa/pisaproducts/Draft%20PISA%202015%20Science%20Framework%20.pdf
- PinedaVillaseñor,C.,Macíaspalacios,M.,&BernalGonzales,A.(2012).Principiosfísicosbásicosdeultrasonido.Investigaciónendiscapacidad,1(1).Recuperadodehttp://www.medigraphic.com/pdfs/invdis/ir-2012/ir121e.pdf
- WegenerTesla.(2013,Marzo,9).Sonido,energíayondas(EA).Recuperadodehttps://www.youtube.com/watch?v=xu0Z_hx4ZTQ
- Ziman, J. (1979). Reliable Knowledge. Cambridge: Cambridge University Press.