L’esquelet comú de les ciències. Conceptes transversals del NGSS.

Les diferents branques de la ciència, com la química, la física, la biologia, la geologia, etcètera comparteixen més que l’objectiu de trobar explicacions als fenomens naturals i un conjunt de procediments metodològics. En la base de cadascuna d’aquestes branques trobem una sèrie de conceptes que per universals o pràctics formen l’esquelet comú de les ciències. Aquests conceptes transversals donen a l’alumne un coneixement que connecta a través de els diferents disciplines i ajuden a entendre la ciència com a un tot.

Els NGSS (New Generation Science Standards) descriuen els set conceptes transversals següents:

C1. Patrons

Identificar els patrons que es donen en els fenomens naturals és el primer pas per a formular preguntes científiques sobre el per que d’aquests patrons. A més, la identificació de les semblances i les diferencies dels cossos o fenomens i el reconeixement dels patrons ens porta a la classificació a partir de l’observació.

C2. Causa i efecte

Per què passa un determinat fenomen? Sovint aquest tipus de preguntes es responen suposant que A produeix B. Aquestes relacions causals, tot i que a vegades no són gens simples, ajuden a l’elaboració d’explicacions científiques i a la predicció de futurs fenomens.

C3. Escala, proporció i quantitat

Per a estudiar un fenomen cal comprendre la importància de les seves magnituds (volum, temps, energia…) així com ser hàbil treballant amb les diferents escales i comprendre que la manera en com funcionen les coses pot canviar si parlem en una escala microscòpica o macroscòpica.

C4. Sistemes i models

La identificació i l’ús de sistemes permet l’estudi aïllat de fenomens que de considerar-los integrats en tot l’univers farien la tasca massa complexa. A partir del treball amb aquests sistemes es poden deduir models mentals que podrem aplicar a altres sistemes similars.

C5. Energia i matèria: fluxos, cicles i conservació

En un sistema, algunes magnituds com l’energia i la matèria es mantenen constant si no hi ha transferència de o cap a l’exterior del sistema. I al ser dos conceptes claus en la ciència, cal un llenguatge comú transversal a totes les disciplines per a treballar-hi.

C6. Estructura i funció

La forma i la funció són aspectes complementaris dels objectes, organismes i sistemes, i un pot ser explicat mitjançant l’altre i a la inversa.

C7. Estabilitat i canvi

Gran part de la ciència recau en estudiar com i per què un sistema canvia d’un estat a un altre. Els conceptes de estabilitat i canvi porten al concepte d’equilibri dinàmic i a parlar de com un sistema pot ser estable a una escala de temps o magnitud i inestable a una altra.

Anuncis

Ensenyar a superar un examen o educar per al futur

Fa ja uns quants anys anava a l’autoescola i feia pràctiques amb el cotxe. Giri a l’esquerra, estacioni quan pugui i tot això. Desprès d’unes quantes sessions pujaves a l’examen i amb més o menys intents aconseguies el carnet. Està força generalitzada la sensació de que en les pràctiques de l’autoescola t’ensenyaven a superar l’examen. Un cop tenies el carnet a la mà i la “L” al cotxe començaves a aprendre a conduir.

Aquests dies comença l’època d’examens finals i per a alguns alumnes s’apropa la temuda “selectivitat”. Em pregunto quants d’aquests alumnes, independentment de la nota numèrica que obtinguin en aquests exàmens, hauran adquirit realment els coneixements, en el sentit més ampli del terme, amb que la societat els ha volgut dotar a través de l’escola o l’institut.

Multiple-Choice-Exam-Preparation
Els exàmens i l’avaluació numèrica eclipsa l’aprenentatge real de l’alumne. En la meva opinió, no existeix una correlació clara entre la qualificació numèrica i les probabilitats d’èxit futur o la formació i qualitat com a persona social de l’alumne. Aquest tipus d’avaluació, per sistemàtica i còmode, predomina en el sistema educatiu, “avalada” per la tradició i reforçada per les pressions econòmiques de la societat.

Malauradament, alumnes amb notes brillants simplement han estat ensinistrats per a superar un determinat model de pregunta coneguda i practicada repetidament. I el futur es ple de preguntes desconegudes. Com a docents ens hem d’ocupar en educar per al desconegut.

Què fa un científic/enginyer i per què li importa a l’educació? Procediments del NGSS

Científics i enginyers recorren camins paral·lels. La feina dels enginyers és necessària per a la feina dels científics, i aquesta dependència també funciona a la inversa. En poques paraules, la ciència comença amb una pregunta sobre un fenomen observable i la enginyeria comença amb un problema per resoldre. A partir d’aquest punt de partida, científics i enginyers fan servir un conjunt de mecanismes per tal de respondre a la pregunta o dissenyar una solució al problema. Els infants tenen una capacitat innata per fer preguntes i trobar solucions impensables als problemes des de el punt de vista dels adults. Per què l’educació no mira de potenciar aquestes habilitats?

Els Next Generation Science Standards (NGSS) dels quals us parlava en la passada entrada defineixen les practiques centrals que tot científic o enginyer desenvolupa en el seu dia a dia. Són un total de 8 procediments de la ciència i l’enginyeria que combinen el coneixement i les habilitats necessàries per a respondre una pregunta mitjançant la investigació científica o trobar la solució a un problema mitjançant el disseny.

http://blog.edmentum.com/examining-next-generation-science-standards-their-background-development-and-vision-part-2

P1: Fer preguntes i definir problemes

Són el punt de partida i el procediment bàsic de la ciència i la enginyeria. Fer bones preguntes sobre un fenomen per establir que sabem i que no i definir els criteris i requisits de les possibles solucions a un problema.

P2: Desenvolupar i fer servir models

Els models mentals ajuden a explicar i desenvolupar noves explicacions dels fenomens naturals. Ja siguin models matemàtics, virtuals, esquemàtics… Els models a més permeten fer prediccions i perfilar les respostes i els dissenys.

P3: Planificar i dur a terme investigacions

Tant científics com enginyers investiguen per arribar a l’objectiu de la seva feina. Han de discriminar les variables que importen i de les quals es poden extreure informació, a més a més de planificar com i de quina manera s’obtindran aquestes dades.

P4: Analitzar i interpretar dades

Un cop recollides les dades, s’han d’analitzar i interpretar per tal d’extreure-hi informació útil. Per fer-ho, els científics i els enginyers fan servir diverses eines com els gràfics o l’anàlisi estadístic per tal d’identificar els patrons i les relacions entre les variables.

P5: Utilitzar raonaments matemàtics i computacionals

Les matemàtiques i la computació estan estretament lligades a la ciència i l’enginyeria. Es fan servir tant per a la construcció de models i simulacions, l’anàlisi de les dates o per a comprovar l’efectivitat dels dissenys proposats com a solucions.

P6: Construir explicacions i dissenyar solucions

El principal objectiu, assolit a gracies als procediments i les eines comentades en els punts anteriors. Però això no vol dir que la tasca dels científics i els enginyers s’hagi acabat.

P7: Aportar arguments basats en evidencies

El raonament i una bona argumentació són eines que científics i enginyers han de cultivar ja que els permet veure les fortaleses i les debilitats de les seves explicacions o dissenys, així com avaluar amb criteri les explicacions i solucions alienes.

P8: Obtenir, avaluar i comunicar informació

I per últim, ni la ciència ni l’enginyeria pot avançar de manera aïllada a la resta de la societat. Les seves explicacions, idees i els seus avanços tecnològics s’han de comunicar. Per tant, cal també adquirir habilitats de comunicació i comprensió oral i escrita i saber extreure i comunicar la informació valuosa.

Aquests procediments que els NGSS plantegen serveixen també per a definir la tasca dels científics i els enginyers, i a més a més dels conceptes claus de la matèria, són el nucli de l’alfabetització científica a la qual ha d’aspirar l’educació.