xlix congresso nazionale a.i.f. "la didattica della fisica nei nuovi ordinamenti” 20-23...
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XLIX CONGRESSO NAZIONALE A.I.F."La didattica della fisica nei nuovi ordinamenti”
20-23 octubre de 2010, Salerno
Nuevas orientaciones en el currículum de física en la educación secundaria obligatoria
y en el bachillerato en España Nuovi orientamenti nei curricoli di fisica
nell’educazione secondaria obbligatoria e nelle scuole superiori in Spagna
Aureli Caamaño Universitat de Barcelona
Centre de Documentació i Experimentació de Ciències Col·legi de Llicenciats de Catalunya
Sistema educativo español(Ley Orgánica de Educación, LOE, 2006)
3-5 Educación Infantil 6-11 Educación primaria 12-16 Educación secundaria obligatoria (ESO) 1 ESO Ciencias de la Naturaleza (CN) (3 h)
2 ESO Ciencias de la Naturaleza (CN) (3 h) 3 ESO Ciencias de la Naturaleza (FQ 2h y BG 2h) 4 ESO Física y Química (optativa) (3 h)
17-18 Bachillerato científico-tecnológico /FP 1º Bach. Física y Química (4 h)
Ciencias para el Mundo Contemporáneo (2-3 h) 2º Bach. Física ( 4 h) / Química (4 h)
Sistema educativo en Cataluña (Ley Orgánica de Educación, LOE, 2006)
3-5 Educación Infantil6-11 Educación primaria 12-16 Educación secundaria obligatoria (ESO) 1 ESO Ciencias de la Naturaleza (CN) (3 h)
2 ESO Ciencias de la Naturaleza (CN) (3 h) 3 ESO Ciencias de la Naturaleza (FQ, 2h y BG, 2 h) 4 ESO Física y Química (3 h) (optativa)
17-18 Bachillerato científico-tecnológico /F.P. 1º Bach. Física 1 (4 h), Química 1 (4 h)
Ciencias para el Mundo Contemporáneo (2-3 h)
2º Bach. Física 2 (4 h), Química 2 (4 h)
1 ESO Ciencias de la Naturaleza (CN) (3 h) 2 ESO Ciencias de la Naturaleza (CN) (3 h)3 ESO Ciencias de la Naturaleza (FQ, 2h y BG, 2h) 4 ESO Física y Química (3 h) (optativa)
Situación actualde la Física y Química
en la ESO
12-16 Educación Secundaria Obligatoria (ESO)
Criterio que seguiremos para presentar los contenidos del currículum de ciencias (FQ)
de la ESO
Contenidos disciplinares
Contenidos CTS
frente a
más relevantes para la vida
personal social
Contenidos disciplinares Contenidos relevantes para la vida personal
Contenidos relevantes para la vida social o cívica.
El Universo y el Sistema Solar.
Universo, estrellas y galaxias, Vía Láctea, Sistema Solar.
La Tierra como planeta. Estaciones, día y noche, eclipses.
Propiedades generales de la materia.
Estados en los que se presenta la materia en el universo y sus características. Cambios de estado.
Utilización cuidadosa de los materiales e instrumentos básicos de un laboratorio. Utilización de técnicas de orientación. Observación del cielo diurno y nocturno.
Reconocimiento del papel protector de la atmósfera, de la importancia del aire para los seres vivos y para la salud humana, y de la necesidad de contribuir a su cuidado.
La importancia del agua en el clima, en la configuración del paisaje y en los seres vivos.
Contenidos 1º ESO (12-13 años) (RD enseñanzas mínimas)
Contenidos de Física y Química en 1º ESO (12-13 años)
Contenidos disciplinares Contenidos relevantes para la vida personal
Contenidos relevantes para la vida social o cívica
Identificación de mezclas y sustancias.
Caracterización de la composición y propiedades de la atmósfera. Variables que condicionan el tiempo atmosférico. Distinción entre tiempo y clima.
El agua en la Tierra en sus formas líquida, sólida y gaseosa. El ciclo del agua en la Tierra y su relación con el Sol como fuente de energía.
Ejemplos de materiales de interés y su utilización en la vida cotidiana.
Fenómenos atmosféricos.
Reservas de agua dulce en la Tierra: importancia de su conservación.
La contaminación, depuración y cuidado del agua. Agua y salud.
Importancia y utilidad de los minerales.
Importancia y utilidad de las rocas. Explotación de minerales y rocas.
Contenidos de Física 2º ESO (13-14 años)Contenidos disciplinares Contenidos relevantes para
la vida personalContenidos relevantes para la vida social o cívica
La energía como concepto fundamental para el estudio de los cambios. El calor como agente productor de cambios. Distinción entre calor y temperatura.Interpretación del calor como forma de transferencia de energía. Luz y visión: los objetos como fuentes secundarias de luz. Estudio cualitativo de la reflexión y de la refracción. Sonido y audición. Propagación y reflexión del sonido.
Análisis y valoración de las diferentes fuentes de energía, renovables y no renovables. Toma de conciencia de la importancia del ahorro energético. Valoración de las aplicaciones de la utilización práctica del calor. Valoración del problema de la contaminación acústica y lumínica.
Valoración del papel de la energía en nuestras vidas. Problemas asociados a la obtención, transporte y utilización de la energía.
Contenidos de Física y Química en 3º ESO (14-15 años)
Contenidos disciplinares Contenidos relevantes para la vida personal
Contenidos relevantes para la vida social o cívica
Contribución del estudio de los gases al conocimiento de la estructura de la materia.
Construcción del modelo cinético para explicar las propiedades de los gases.
Extrapolación del modelo cinético de los gases a otros estados de la materia.
Utilización cuidadosa de los materiales e instrumentos básicos de un laboratorio y respeto por las normas de seguridad en el mismo.
Contenidos de Física y Química en 3º ESO (14-15 años)Contenidos disciplinares para la vida
personalContenidos relevantes para la vida social o cívica
La teoría atómico-molecular de la materia. Revisión de los conceptos de mezcla y sustancia. La hipótesis atómico-molecular para explicar la diversidad de las sustancias (simples y compuestas). Modelos atómicos de Thomson y de Rutherford. Caracterización de los isótopos.
Interpretación macroscópica de la reacción química. Descripción del modelo atómico-molecular para explicar las reacciones químicas.
Electricidad. Corriente eléctrica.
Importancia en la vida cotidiana de las mezclas y sustancias.
Importancia de las aplicaciones de las sustancias radiactivas y valoración de las repercusiones de su uso para los seres vivos y el medio ambiente. Valoración de las repercusiones de la fabricación y uso de materiales y sustancias frecuentes en la vida cotidiana.Valoración de las repercusiones de la electricidad en el desarrollo científico y tecnológico y en las condiciones de vida.
Contenidos de Física y Química en 4º ESO (15-16 años)
Contenidos disciplinares Contenidos relevantes para la vida personal
Contenidos relevantes para la vida social o cívica
Carácter relativo del movimiento. Estudio cualitativo y cuantitativo de los movimientos rectilíneos y curvilíneos.Los principios de la Dinámica como superación de la física «del sentido común». Equilibrio de fuerzas.La presión. Principio fundamental de la estática de fluidosRuptura de la barrera cielos Tierra: la gravitación universal.La concepción actual del universo.
Identificación de fuerzas que intervienen en la vida cotidiana: formas de interacción.
Valoración del papel de la energía en nuestras vidas.
Importancia del telescopio de Galileo y sus aplicaciones.
Aplicaciones de los satélites.
Contenidos de Física y Química en 4º ESO (15-16 años)Contenidos disciplinares Contenidos
relevantes para la vida personal
Contenidos relevantes para la vida social o cívica
3.2. Conceptos de trabajo y energía. Estudio de las formas de energía: cinética y potencial gravitatoria. Potencia.
3.3. Ley de conservación y transformación de la energía y sus implicaciones.
3.4. Interpretación de la concepción actual de la naturaleza del calor como transferencia de energía.
3.5. Las ondas: otra forma de transferencia de energía.
4.1. La estructura del átomo. El sistema periódico de los elementos químicos.
5.4. La cultura científica como fuente de satisfacción personal
2.7. Valoración e implicaciones del enfrentamiento entre dogmatismo y libertad de investigación.
2.9. Valoración de avances científicos y tecnológicos.
5.1. Los problemas y desafíos globales a los que se enfrenta hoy la humanidad: contaminación sin fronteras, cambio climático, agotamiento de recursos, pérdida de biodiversidad, etc.
5.2. Contribución del desarrollo tecno-científico a la resolución de los problemas. Importancia de la aplicación del principio de precaución y de la participación ciudadana en la toma de decisiones.
Contenidos de FQ en 4º ESO (15-16 años)Contenidos disciplinares Contenidos relevantes
para la vida personalContenidos relevantes para la vida social o cívica
El enlace químico: enlaces iónico, covalente y metálico. Interpretación de las propiedades de las sustancias. Introducción a la formulación y nomenclatura de los compuestos binarios según las normas de la IUPAC. Interpretación de las peculiaridades del átomo de carbono: posibilidades de combinación con el hidrógeno y otros átomos. Las cadenas carbonadas. Macromoléculas: importancia en la constitución de los seres vivos.
Valoración del papel de la química en la comprensión del origen y desarrollo de la vida.
Los hidrocarburos y su importancia como recursos energéticos. El problema del incremento del efecto invernadero: causas y medidas para su prevención.
Valoración de la educación científica de la ciudadanía como requisito de sociedades democráticas sostenibles
Competencias en el currículum
La OCDE, la Unión Europea y el proyecto PISA (Programa para la Evaluación Internacional de Alumnos) aconsejan que para el año 2010 los currículos de los distintos países estén organizados alrededor de las competencias, con la intención de conformar un marco educativo común europeo.
Siguiendo estas recomendaciones, en España la LOE, en el Real Decreto de enseñanzas mínimas, incorpora ocho competencias básicas.
• Una de ellas es la competencia científica (competencia en el conocimiento e interacción con el mundo físico), que implica:
• Ser capaz de utilizar el conocimiento científico en contextos cotidianos.• Saber aplicar los procesos que caracterizan a las ciencias y sus métodos de
investigación.• Ser consciente del papel que ejercen la ciencia y la tecnología en la sociedad
tanto en la solución de problemas como en la génesis de nuevos interrogantes. • Mostrar interés por las cuestiones científicas y tecnológicas, reflexionando
sobre su importancia desde una perspectiva personal y social. • Tener disposición para comprometerse con ellas.
Competencia científica
Indagación y experimentación en el campo de la ciencia
Indagación y experimentación
en el campo de la ciencia
Comprender procesos
de construcción del conocimiento
científico
Comprensión de la
naturaleza de la ciencia
Reconocer la cienciacomo elaboradora de modelos y diferenciarla de otras formas
de conocimiento
Comprender la interacción de procesos y
contextos sociales con la comunidad científica
Apropiarse de los conceptos y
modelos básicos de la ciencia
Aplicar el conocimiento para valorar
situaciones relacionadas con aspectos tecnológicos,
éticos, socialesy ambientales
Utilizar los conceptos y modelos
básicos para explicar y interpretar
el mundo físico
Comprensión y capacidad
de actuar sobre el mundo
fisicoquímico
Análisis del currículum de física y química de la ESO
• 1º y 2º ESO están bastante enfocados a la alfabetización científica.
• 3º y 4º ESO son excesivamente conceptuales o disciplinares.
• En 4º ESO no existe una opción de Física y Química de carácter más aplicado, para alumnos que piensen hacer formación profesional.
• Hay escasos contenidos referidos a la naturaleza de la ciencia.
• El trabajo práctico experimental no es obligatorio. De hecho se realiza TP de forma muy desigual según centros y Comunidades.
Cambios recientes en los currículos del Bachillerato científico
(Decret 142/2008 DOGC núm 5183)
Situación actualBACHILLERATO CIENTÍFICO
17-18 Bachillerato
Física en el bachillerato Los temas de Física tratados en el Bachillerato según el Real Decreto
1467/2007 (MEC, 2007) se muestran en la tabla
1º de bachillerato (17 años) 2º de bachillerato (18 años)
1. Contenidos comunes (procedimientos y actitudes)
2. Movimiento
3. Dinámica
4. La energía y su transferencia: trabajo y calor
5. Electricidad
1. Contenidos comunes (procedimientos y actitudes)
2. Interacción gravitatoria
3. Vibraciones y ondas
4. Óptica
5. Interacción electromagnética
6. Introducción a la Física moderna
Física en el bachillerato en Cataluña
1º de bachillerato 2º de bachillerato
1. Imatges (òptica geomètrica)
2. El moviment (cinemàtica)
3. L’univers mecànic (dinàmica)
4. L’energia
5. El corrent elèctric
1. Les ones i el so2. Planetes i satèl·lits
(gravitació universal)3. La nova imatge de
l’univers (física moderna)4. Màquines
electromagnètiques5. El camp elèctric
Análisis del nuevo currículum de física del bachillerato
• Presenta un enfoque contextualizado. • Se destacan de forma explícita los trabajos
prácticos que deben ser realizados.• Se promueve el uso de las TIC (equipos de sensores,
animaciones, simulaciones, etc.). • Se observan escasos contenidos referidos a la
naturaleza e historia de la física.• A excepción de los centros que usan el proyecto
Física Salters, el resto de centros no trabajan los contextos.
• No hay datos sobre el trabajo práctico que se realiza, pero se puede suponer que es escaso, dado que no se requiere para las pruebas de acceso a la universidad.
Física Salters
• Adaptació Adaptación para el bachillerato del proyecto Física
Salters
Un proyecto de Física en contexto para el bachillerato
Plantea la enseñanza de la Física desde una perspectiva CTS
Proyecto original Salters Horners Advanced Physics (SHAP)
Science Education Group de la Universidad de York (SEG, 2001)
Relaciona los conceptos con las aplicaciones tecnológicas actuales
Contextualizalos contenidos
de la FísicaBusca otros elementos de contexto
interesantes para los alumnos
Características Pretende fomentar el interés de los alumnos presentando situaciones
en las que la Física es útil
SALTERS HORNERS ADVANCED PHYSICS
1. Més alt, més ràpid, més fort
2. Satèl.lits a l’espai
3. El so de la música
4. Excavant el passat
5. Prou bo per menjar
6. Cirurgia reparadora
1. Transport ferroviari
2. El medi és el missatge
3. Sondejar el cor de la
matèria
4. Construir o destruir
5. Objectiu: les estrelles
Presentar la física como una ciencia que da
respuesta a problemas de nuestra
realidad cotidiana
Enfatizar el carácter experimental
de la física
Adaptar los contenidos al tiempo disponible
Y a los recursos disponibles en
los centros
Utilizar las TIC en el proceso de
enseñanza-aprendizaje
Objetivos del proyecto adaptado
Adaptar los contenidos al currículum de Cataluña
FÍSICA SALTERS (2007, 2009)
Física Salters (Física en contexto)
2º edición, 2009 “Física en contexto”
Primer curso
1. La luz
2. Más alto, más rápido, más fuerte
3. Satélites en el espacio
Segundo curso
4. Música y sonido
5. Planetas y estrellas
6. Un viaje alucinante
7. Trenes
8. Aceleradores de partículas
1. Más alto, más rápido, más fuerte
Contextos Conceptos
Correr Carreras de atletismov, a, MRU, MRUA, leyes de Newton
Escalada Alpinismo Fuerzas y equilibrio
Calcular el trabajoZapatillas deportivas, esquí, levantamiento de pesos
Ep, Ec, Em, W, E, P
Conservación y rendimento
Estirar y encoger Ponting, salto de perchaEp(elástica), W con fuerzas no constantes
Saltar y lanzarPruebas de salto y de lanzamiento
Tiro parabólico
Última vuelta Síntesis Recapitulación
2. Satélites en el espacio
Apartados Contextos Conceptos
Satélites en el
espacio
Utilidad y problemas de
los satélites
Fuentes de energía primarias
y secundarias
Células solares y
circuitos eléctricos
Diseño de un panel
solar
I, Q, V, serie y paralelo, fem, resistencia, P, fuentes de alimentación
Control y
transferencia de
energía
Dimensiones y orientaciones de los paneles solares. Control de la temperatura
Flujo radiante, R i T, Modelos
para los materials
conductores. Transferencia de
energía térmica.
Misión cumplida Síntesis Recapitulación
3. Historia del Sol
Apartados Contextos Conceptos
¿Qué edad tiene el sistema solar?
¿Cómo podemos saber cuándo comenzó el sistema solar?
Isótopos, Z,A, radioactividad, ec. nucleares, período de semidesintegración, datación
¿De dónde obtiene la energía el Sol?
El origen de la energía solar
Fusión, energía de enlace por nucleón, fisión, equivalencia massa-energía, defecto de masa.
La energía del Sol en la Tierra
Aplicaciones de la energía nuclear
Reacciones de fisión y de fusión nucleares, centrales nucleares, proyecto Iter
Aplicaciones médicas
Radiodiagnóstico y radioterapia
Trazas material radioactivo, penetración de la radiación
4. De lo más pequeño a lo más grande
Apartados Contextos Conceptos
Dentro del átomoEl interior del átomo Fuerzas electrostáticas, ley de
Coulomb, E, V, líneas de campo, Ep eléctrica
Planetas y estrellasMovimento de
estrellas y planetas
Ley de gravitación universal, Leyes de Kepler, campo gravitatorio, dinámica de órbitas circulares, energía del campo
Conseguir imágenesLos CCD y los
diferentes tipos de
pantallas
Condensadores, E dipolos, W sobre una cárga, relación E-V, campo uniforme
Viaje alucinanteDel Big-Bang a los
quarks
Fuerzas fundamentales y
modelo estándar
5. TrenesApartados Contextos Conceptos
Circuito de señalización ferroviaria
Seguridad ferroviaria
Campo magnético, experimentos de Oersted, Biot y Savart, fuerza magnética sobre una corriente, movimiento partículas cargadas en campos B y E
MotoresLos motores de los trenes
Motor eléctrico
Inducción e-m, leyes de Faraday y de Lenz, corrientes inducidas
Alternadores y transformadores
Arrancar y frenarTrazado de las
vías
Cantidad de movimento e impulso, 2a ley de Newton, ecuaciones de movimento, MCUA, velocidad máxima en las vueltas
Seguridad y emociones fuertes
Prevención de
colisiones
Choques elásticos e inelásticos. Conservación
de p. Explosiones. Conservación de la energía
6. Se oye y se ve Apartados Contextos Conceptos
Fabricar sonidos
El sonido y la músicaMHS, ondas, tipos de ondas, principio de superposición, interferencias, ondas estacionarias
El ruidoRuido y
contaminación
acústica
Flujo de energía sonora, umbral de audición, intensidad sonora, difracción
El lector de CD
Funcionamento de un
CD. Lectura óptica
Refracción, reflexión y leyes,
espejos, ángulo límite, reflexión
total, naturaleza de la luz, efecto
fotoeléctrico
Una mirada al ojo
Defectos de la visión y
su corrección
Lentes y diagramas de rayos, luz
polarizada
Último bis Síntesis Recapitulación
Un ejemplo de unidad: Más alto, más
rápido, más fuerte
Texto y cuestiones
Texto y actividades
Hoja de actividad
Hoja con una actividad complementaria
Centros experimentales (2005-2008)
Opiniones de los profesores SE CONSIDERA QUE:
Se adapta bien al nuevo currículum de bachillerato y a las Pruebas de Acceso a la Universidad (PAU).
Se trabajan una gran variedad de procedimientos a través de las actividades (especialmente las TIC), aunque no se realizan todas por falta de tiempo o de recursos.
Se producen cambios metodológicos que se transfieren a otras asignaturas.
Es muy positivo el intercambio de experiencias entre los docentes a través de las reuniones presenciales mensuales y, en menor grado, a través de los fórums virtuales.
Produce una mayor participación y autonomía del alumnado en clase.
Da lugar a un aumento de la motivación del alumnado.
PROBLEMAS No está del todo lograda la integración de la parte conceptual y la parte
contextualizada.
Trabajar el contexto requiere mucho tiempo, por lo que a veces no se hace en profundidad.
Conclusiones de la investigación realizada sobre la adaptación y experimentación de la
Física Salters
• Las actividades TIC es uno de los motivos básicos por los que el profesorado aplica el proyecto.
• La prueba externa PAU (Prueba de Acceso a la Universidad) condiciona el modelo de enseñanza-aprendizaje seguido, renunciándose a veces a trabajar suficientemente la contextualización por falta de tiempo.
• No se observan cambios metodológicos importantes en las estrategias de aula utilizadas, a excepción de un mayor uso de las TIC.
Un proyecto de Física en contexto para el bachillerato
Adaptación del proyecto Salters Horners Advanced Physics
En conclusión
En general aumenta la motivación de los alumnos
Al principio produce inseguridad del profesorado, pero satisfacción después
Requiere formación y apoyo al profesorado
Los estudiantes obtienen resultados similares en las pruebas PAU
Física Salters
Bibliografía De Pro (coord.) (2007) Los nuevos currículos en
la ESO. Alambique, 53. De Pro (cord.) (2008). Los nuevos currículos en
bachillerato. Alambique, 56. AAVV (2008). Los nuevos currículos de física,
química y biología en el bachillerato en Cataluña, Alambique, 56, p.51-70.
Caamaño, A. (2007). Los nuevos currículos de física y química en la educación secundaria obligatoria en Inglaterra y Gales, Portugal, Francia y España. Alambique, 53, pp. 22-37.
Bibliografía Plana, O., Caamaño, A. et al (2005). La Física
Salters: un proyecto para la enseñanza contextualizada de la física en el bachillerato. Alambique, 46, pp.93-102.
Caamaño, A. (2005). Contextualizar la ciencia. Alambique, 46.
Caamaño, A.(coord.) (2008). La evaluación PISA en ciencias. Alambique, 57.
Cañas, A., Martín-Díaz, M.J., Nieda, J. (2007). Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico. La competencia científica. Madrid: Alianza editorial.
ALAMBIQUE Didáctica de las ciencias experimentales
www.grao.comAlgunos temas abordados en los monográficos
• Diseño y desarrollo curricular• Enfoques de la educación científica • Didáctica de la biología • Didáctica de la física • Didáctica de la química• Divulgación científica y ciencia fuera del aula • Concepciones/ Modelos • Comunicación/Lenguaje • Trabajos prácticos y resolución de problemas • Tecnologías de la información y la comunicación • Evaluación de los aprendizajes • Actitudes • Investigación didáctica e innovación• Formación del profesorado • Intercambio de experiencias
Alambique Monografías
• Trabajos prácticos en física y química• La enseñanza de las ciencias en Europa• Aprendizaje informal de la ciencia • Aprender con fósiles• Intercambio de experiencias • Contextualizar la ciencia • Los trabajos prácticos en biología y geología• Viejos temas, nuevos enfoques • Ciencia en el mundo contemporáneo • Internet en la enseñanza de las ciencias • Enseñanza de las ciencias: perspectivas iberoamericanas • Enseñar y aprender investigando • Los nuevos currículos en la ESO• Los nuevos currículos en el bachillerato• La evaluación PISA en ciencias
Revistas con relaciones de colaboración • ASTER (Francia)
• BUP Bulletin de la UdPPC (Francia)
• Bulletin APPPC (Bélgica)
• MNU (Alemania)
• Física nella scuola (Italia)
• Química nella scuola (Italia)
• Química nova na escola (Brasil)
• Educación Química (México)
• Holanda
Centro de Documentació i Experimentació en Ciències
www.cdec.catRecursos per a l’ensenyament de la física, la
química i la biologíaFísica Salters, Química Salters, Biologia
SaltersSeminari Permanent de Física i Química Seminari de Formació per a l’Ensenyament de
les Ciències
Molte grazie per l´attenzione
Aureli Caamaño
Centre de Documentació i Experimentació en Ciències
Associació de Professors de Física i Química de Catalunya