Pedagogía en Ciencias Naturales

La presente tesis busca ayudar en la caracterización de una disciplina emergente que combina los conocimientos de la pedagogía y de la neurociencia para comprender los procesos de enseñanza-aprendizaje, y de qué forma poder optimizarlos en un contexto donde el trabajo del docente se encuentra constantemente rodeado de complejidades y exigencias profesionales que demanda una sociedad en constante cambio. En la primera parte de esta tesis se busca indagar en los conocimientos y capacidad de resolución de problemas que poseen los docentes de ciencias naturales en la disciplina de física, específicamente en los contenidos de óptica geométrica. La segunda parte de esta tesis aborda la percepción de los docentes y el problema de la motivación, la atención y la falta de interés por parte de algunos estudiantes en una asignatura ya considerada difícil y aburrida por su poca conexión con la realidad que aparenta poseer. En ese sentido la neurodidáctica se transforma en una incorporación novedosa que aporta soluciones al mundo de la pedagogía y a su vez, en un desafío de gran interés para los docentes que desean implementar estrategias que capten la atención de sus estudiantes, pero por sobre todas las cosas, les permita los estudiantes comprender y aprender conceptos que están íntimamente relacionados con la naturaleza que les rodea, como lo son los conceptos de óptica geométrica. Por lo tanto, esta investigación tiene por objetivo analizar el nivel de conocimiento en el contenido de óptica geométrica y la percepción pedagógica de los profesores de ciencias en la enseñanza y resolución de problemas de física implementando elementos neurodidácticos. El enfoque que se utilizó en esta tesis es cuantitativo, el estudio es de tipo observacional o no experimental, analítico, de cohorte transeccional o denominado transversal ya que tiene por objetivo describir la problemática de estudio en base a la información obtenida a través de cuestionarios realizados a 15 docentes de ciencias naturales de la región de Ñuble.

El presente estudio busca proponer momentos en los que se pueda reforzar la temática gases de acuerdo con las bases curriculares, considerando las concepciones alternativas de los estudiantes referentes al comportamiento de estos. Corresponde a un estudio centrado en un paradigma constructivista con enfoque cualitativo y un diseño de investigación - acción en donde se trabajó con la aplicación del test SAMM (Structure and Motion of Matter) en una muestra de sesenta y un estudiantes de nuevo ingreso en las carreras de Pedagogía en Ciencias Naturales e Ingeniería en Recursos Naturales con el fin de caracterizar sus concepciones referentes al comportamiento de los gases. Los resultados obtenidos arrojan que las concepciones alternativas coinciden en gran medida con las descritas en la literatura y en base a esto se considera necesario implementar en las bases curriculares un mayor número de instancias para trabajar el comportamiento de las partículas.

La actividad experimental es uno de los aspectos determinantes en el proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias ya que contribuye con el desarrollo de las habilidades y destrezas para el trabajo experimental [1] y constituye un complemento valioso en los contenidos teóricos que se revisan en una asignatura en particular. Los prácticos de laboratorio brindan a los estudiantes la posibilidad de entender cómo se construye el conocimiento científico. Sin embargo, muchos de los prácticos tradicionales que se ejecutan en las distintas asignaturas de Química carecen de una contextualización asociada al entorno, la gran mayoría de ellos se basan en la síntesis y caracterización de compuestos y no de sus propiedades y potenciales aplicaciones en la resolución de problemas ambientales y tecnológicas. Las nuevas generaciones requieren de mayores elementos para el desarrollo de capacidades y habilidades que les permitan comprender el mundo natural en el que viven [2]. Corresponde ofrecer las herramientas necesarias para el desarrollo de estas capacidades en los procesos formativos de enseñanza. La actividad experimental en la enseñanza de las ciencias es utilizada principalmente para demostrar o comprobar una ley o una teoría, y el estudiante se ve obligado a cumplir con una guía o receta de pasos para alcanzar el resultado final de la demostración, dejando por fuera los procesos de desarrollo de pensamiento al diseñar, manipular, interpretar y explicar fenómenos. El presente trabajo propone por una parte la síntesis de materiales semiconductores capaces de degradar contaminantes orgánicos en sistemas acuosos y por otra, la búsqueda de materiales afines de fácil acceso o disposición para ser aplicados con el mismo fin. De esta forma se propone la ejecución de un practico donde los estudiantes visualicen la utilidad de algunos materiales y como estos pueden ser aplicados en la resolución de problemas de tipo tecnológico, ambiental o cotidiano. Para la correcta ejecución de este practico se sugiere que los estudiantes tengan dominio o conocimientos previos de los siguientes tópicos: 1. Estequiometria y balance de ecuaciones, 2. Química de coordinación, 3. Química del estado sólido )semiconductores), 4. Manejo teórico de la ley Lambert Beer y manejo instrumental de espectroscopia UV-visible, 5. Fotocatálisis heterogénea. La intención de este practico es ejecutarlo con materiales y reactivos básicos presentes en cualquier laboratorio de docencia y está adaptado en dos secciones: 1. Síntesis y evaluación fotocatalitica de materiales de CeO2, CeO2/CuO y, CeO2/NiO, 2. Diseño de fotocatalizadores caseros de Al2O3 y Cu en la degradación catalítica de tintas orgánicas. En el contexto de los procesos de oxidación avanzada, la fotocatálisis emerge como una estrategia alternativa en la degradación de diversos contaminantes orgánicos en aguas residuales. Esta estrategia consiste en el uso de un semiconductor (en polvo o en lamina) que es sumergido en una muestra acuosa a una determinada profundidad que le permita la absorción de luz para su excitación electrónica. Esta excitación genera la formación de portadores de carga que emigran hacia la superficie del material y toman contacto con las especies reactivas de oxígeno (O2, OH-) presentes en el agua para la generación de radicales que son las responsables en la degradación del contaminante. La finalidad de este trabajo consta de dos prácticos: 1. La síntesis y Foto-deposición de semiconductores en base a CeO2 puro y CeO2 mixtos con CuO y NiO, los cuales serán evaluados como fotocatalizadores en la degradación del tinte Verde brillante. 2. Proponer materiales de fácil adquisición tales como láminas de Aluminio y Cobre, los cuales serán evaluados como “Potenciales fotocatalizadores” en la degradación del tinte Verde brillante y Azul de metileno.

El presente estudio de carácter cualitativo persigue comprender las creencias y los conocimientos pedagógicos que poseen quienes estudian pedagogía en Ciencias Naturales para la implementación de la ESI en el ejercicio de la docencia. La información se recolectó mediante el uso de una entrevista semi estructurada, para lograr realizar un análisis mediante el programa de Atlas.Ti 23, guiado por tres dimensiones: creencias que tienen los profesores en formación en educación sexual y educación sexual integral, conocimiento que tienen respecto a los ejes de la ESI y formación inicial docente respecto a la ESI para la implementación en el contexto educativo. Resultando en que los profesores en formación de Ciencias Naturales poseen vago conocimiento sobre los ejes de la educación sexual integral, además que las creencias que presentan están mayormente ligadas al área biológica atribuyéndose principalmente a su formación académica, asimismo en una comparativa entre menciones se puede destacar que la mención biología presenta una leve ventaja de acuerdo con los programas de las asignaturas correspondientes a cada mención, concluyendo que la formación inicial debe generar instancias para que se pueda incorporar la educación sexual integral en el desarrollo de habilidades y competencias en los futuros docentes de Ciencias Naturales.

El presente estudio realiza un análisis comparatorio del desarrollo de la conciencia ambiental a través de la aplicación de dos estrategias didácticas (Clase experimental y Clase tradicional). Se trabajo bajo el paradigma positivista utilizando un enfoque de investigación cuasiexperimental. La muestra del estudio estuvo compuesta por dos cursos de primer año medio (secundaria) extraídos de la población de estudiantes de un colegio de la comuna de San Carlos de la región de Ñuble. El diseño del estudio consistió en la aplicación de un pre test, la aplicación de una estrategia didáctica durante una clase y la aplicación de un post test. La técnica aplicada para recolectar la información fue la aplicación de una encuesta que incluía el cuestionario NEP (New Environmental Paradigm) compuesto por 13 preguntas diferentes con el fin de medir las subcategorías de la conciencia ambiental (Ecocentrismo, Antropocentrismo y Conciencia limite). Los resultados determinaron que las diferencias luego de aplicar un tratamiento o clase no generaban un cambio significativo en el desarrollo de la conciencia ambiental en clases experimentales y tradicionales.