Download DIMENSIONES DE LA COMPETENCIA CIENTÍFICA

La costumbre de indagar
Biología y Geología. Barcelona 2012
Juana Nieda
Indagar en lo cotidiano





Dos, piano, uno
Uno, espejo, dos
Uno, piano, cinco
Dos, fondo, cuatro
Dos, espejo, tres
¿Cómo introducir la indagación?
Proponer en el aula actividades
sencillas que aborden
diferentes tareas mentales que
se ponen en juego en el
proceso de indagación.
Categorías de tareas
1. Diferenciar problemas y explicaciones
científicas de otros que no lo son.
2. Reconocer los rasgos de la
investigación científica: Identificar
problemas, controlar variables, realizar
hipótesis, diseñar experiencias,
detectar regularidades, sacar
conclusiones y argumentar.
3. Carácter humano de la ciencia y
actitudes científicas.
1. Diferenciar
problemas y
explicaciones
científicos de otros
que no lo son.
Caries dental
Las bacterias que habitan en nuestra boca son las causantes de
la caries dental. La caries lleva siendo un problema desde que la
expansión del cultivo de caña de azúcar en el siglo XVIII
popularizó el consumo de azúcar.
Un determinado país tiene un alto porcentaje de personas con
caries.
¿Se puede responder a las siguientes preguntas sobre las
caries en ese país recurriendo a experimentos científicos?
1. ¿Qué efecto tendría sobre las caries añadir flúor al suministro
de agua?
2. ¿Cuál debería ser el coste de una visita al dentista?
PISA 2006 Marco Teórico
Una máquina copiadora
de seres vivos
Sin lugar a dudas, si hubiera habido elecciones para escoger el animal del año
1997, ¡Dolly hubiera sido la ganadora! Dolly es la oveja escocesa que es un clon
de otra oveja. Un clon significa: una copia. Clonar significa copiar a partir “de un
original”. Los científicos han conseguido crear una oveja (Dolly) que es idéntica a
otra oveja que hizo las funciones de “original”. El científico escocés Ian Wilmut fue
el que diseñó ”la máquina copiadora” de ovejas. De las células mamarias de una
oveja adulta se extrajo una célula somática a la que se le sacó el núcleo (oveja 1).
Después se introdujo el núcleo en un óvulo de otra oveja, a la que previamente
se le había eliminado su núcleo (oveja 2). Ian Wilmut implantó el óvulo
manipulado ya en la fase de embrión de la oveja 2 en otra oveja hembra (oveja 3).
Tras un periodo normal de gestación la oveja 3 tuvo un cordero: Dolly.
Algunos científicos piensan que, en pocos años, será también posible clonar
seres humanos. Pero muchos gobiernos ya han decidido prohibir por ley la
clonación. A continuación se mencionan dos posibles razones para esta decisión.
¿Son científicas estas razones?
1. Los seres humanos clonados podrían ser más sensibles a algunas enfermedades que
los seres humanos normales.
2. Las personas no deberían asumir el papel de un Creador.
PISA 2000 y 2003 Clonación
2. Reconocer los rasgos de la
investigación científica:
Identificar problemas, controlar
variables, realizar hipótesis,
diseñar experiencias, detectar
regularidades, sacar
conclusiones y argumentar.
Regularidades. Clasificación
dado el criterio
En el dibujo aparecen varios aparatos de
medida. Agrúpalos según la magnitud
que midan:
Actividades para evaluar ciencias en secundaria cátedra UNESCO 2004
Regularidades. Dada la
clasificación, detectar el criterio
Actividades para evaluar ciencias en secundaria
cátedra UNESCO 2004
Con estas 8 hojas se han hecho 3 grupos.
El primero está formado por la 2 y la 8.
El segundo por la 1, 3, 4, 5, 6 y 7.
El tercero por la 3, 4, 5 y 6.
Señala el criterio que se ha utilizado
en cada caso
a) Primero: ser más largas que anchas.
Segundo: tener los bordes dentados.
Tercero: ser simples.
b) Primero: ser compuestas.
Segundo: ser simples.
Tercero: ser más largas que anchas.
c)Primero: ser simples.
Segundo: ser compuestas.
Tercero: tener el borde dentado.
d) Primero: ser compuestas.
Segundo: ser simples.
Tercero: tener el mismo tipo de nerviación
Detección de regularidades
“En la naturaleza hay minerales que brillan como metales,
como son la galena y la pirita, y otros tienen otros brillos,
como la calcita, el cuarzo y el yeso. La dureza también es
distinta, ya que algunos se rayan con la uña, como el yeso,
otros se rayan con la navaja, como la galena y la calcita, y
otros no se pueden rayar con la navaja, como la pirita y el
cuarzo.”
Según el texto: ¿De qué mineral me puedo comprar
un collar si quiero que no tenga brillo metálico, y que
sea más duro que la navaja?
Actividades para evaluar secundaria Cátedra UNESCO 2004
El problema de la polinización.
Causas, consecuencias y medidas
Lee el siguiente texto y contesta a las preguntas.
Ya existen problemas de polinización en Norteamérica y también en
Europa. Se observa que hay campos que productivamente rinden
poco: las plantas están bien lucidas con flores, pero no hay frutos.
Esto es debido a que hay pocos insectos que vayan de flor en flor
llevando el polen.
Para paliar el problema, se están importando abejas, incluso se
necesitan personas que ayuden a polinizar. De modo que todo esto
significa que determinadas cosas con las que no habíamos contado
hasta ahora deben empezar a ser valoradas. Hay animales que ni
siquiera sabemos que existen y juegan un papel crucial para
nosotros.
En este sentido circula un cálculo, un poco burdo, sobre el valor
económico de los servicios ecosistémicos que se estima en dos
veces y medio el producto global bruto. Es decir que, sin pagar
nada, estamos ahorrando dos o tres veces el dinero que se mueve
en todo el mundo
Adaptado del texto de Miguel Delibes de Castro. Revista RACE, octubre 2003
Cuestiones
1.
2.
3.
4.
5.
6.
¿Qué problema plantea el texto?
¿Cuál es la causa?
¿Cuál es la consecuencia?
Indica qué medidas se han tomado para
disminuir esta dificultad.
Señala cuáles son las palabras del
texto o marcadores textuales que
ayudan a contestar las cuestiones.
Teniendo en cuenta lo que dice el texto
señala el significado de servicios
ecosistémicos
Datos e hipótesis
El científico inglés Fleming descubrió un antibiótico llamado penicilina. Fleming
estaba un día examinando una placa de vidrio en la que tenía un cultivo de
bacterias y observó que un moho había crecido también en la placa. Fleming
observó con más cuidado y se dio cuenta que había un espacio alrededor del
moho donde no habían crecido bacterias. Pensó que el moho podía producir
algún tipo de sustancia que impedía el crecimiento de las bacterias. Se tardó
muchos años en extraer del moho una valiosa sustancia llamada penicilina que
sirvió para curar algunas infecciones bacterianas
De las cuatro frases siguientes del texto, señala la que indique una
hipótesis:
a) Un moho había crecido en la placa
b) Alrededor del moho no habían crecido bacterias
c) Se tardaron muchos años en extraer la penicilina del moho, que sirvió para
curar muchas infecciones bacterianas
d) El moho debía de producir algún tipo de sustancia que impedía el crecimiento
de bacterias.
Evaluación de competencias 4º ESO Ed. Oxford 2008
Emitir hipótesis
En el gráfico de barras se representa la intensidad de la
contaminación por dióxido de azufre (SO2) en una gran ciudad, a
lo largo de los doce meses del año.
Interpreta el gráfico y señala una razón posible que tenga
que ver con la acción humana, que explique el aumento de
contaminación en los meses que se indican en la gráfica
Actividades para evaluar ciencias en secundaria cátedra UNESCO 2004
E v o lu c ió n m e n s u a l d e l S O
SO
2
(p p m )
2
1 0 0
8 0
6 0
4 0
2 0
0
E N E
F E B
M A R
A B R
M A Y
J U N
J U L
A G O
S E P
O C T
N O V
D IC
Datos, conclusiones y emisión de hipótesis
Las bacterias que habitan en nuestra boca son las causantes de la caries
dental. Las caries son un problema desde que se popularizó el consumo
del azúcar en el siglo XVIII
2. Emite una hipótesis que explique por qué distintos países con igual consumo de azúcar
tienes porcentajes tan diferentes de nº de caries por persona. PISA 2006 Marco teórico
Diseño experimental
Para detectar la existencia de dióxido de carbono (CO2), los químicos
usan una disolución de cal en agua. En presencia de CO2, el agua de
cal se vuelve turbia.
Experiencia. Se preparan cuatro campanas de vidrio.
Debajo de la 1 se introduce un saltamontes vivo dentro de una jaulita
para que no toque el vaso con agua de cal que también se introduce
bajo la campana.
Debajo de la campana 2 se sitúa una maceta con una planta de hojas
verdes, acompañada también de un vaso con agua de cal y se tapa
toda la campana con un trapo negro.
En la 3 se colocan unos cuantos champiñones y el correspondiente
vaso con agua de cal.
En la 4 se mete una roca cualquiera y al lado el vaso con agua de cal.
Al cabo de un tiempo se observa que el agua de cal de los tres vasos
colocados en las campanas 1, 2 y 3 se ha vuelto turbia. El agua de cal
situada debajo de la campana 4 no ha sufrido modificaciones.
¿Qué se quiere demostrar con esta experiencia?
Evaluación de competencias 4º ESO Ed. Oxford 2008
Diseño experimental
En una habitación iluminada realizo la siguiente experiencia: en
un tubo de cristal coloco en su interior una tira de papel secante
húmedo cuya longitud es igual a la del tubo. Cubro por fuera la mitad
del tubo con un papel de estaño. Introduzco una cochinilla y tapo el
tubo dejando orificios para la entrada del aire. Observo y apunto el
comportamiento de la cochinilla. Repito la experiencia con varias
cochinillas y cambio la posición del papel de estaño.
¿Qué estoy investigando? Actividades para evaluar ciencias en secundaria cátedra UNESCO 2004
Diseño experimental
María y Luis están haciendo una experiencia. En cuatro macetas
echan la misma cantidad de tierra de la misma calidad y siembran
en cada una de ellas cinco lentejas procedentes de la misma
cosecha. A cada maceta la someten a diferentes condiciones de
riego de agua, como se indica en el dibujo. Diariamente observan lo
que sucede en cada tiesto.
¿Qué quieren investigar María y Luis con esta experiencia?
1 sin regar
2 poco regada
3 regada
adecuadamente
4 encharcada
Selección del diseño
experimental adecuado
Para hacer la masa del pan, un cocinero tiene que mezclar
harina, agua, sal y levadura. Una vez realizada la mezcla, la
masa se deja reposar durante varias horas en un recipiente
para que tenga lugar el proceso de fermentación. Durante la
fermentación, la masa experimenta un cambio químico: la
levadura (un hongo unicelular) hace que los almidones y
azúcares presentes en la harina se trasformen en dióxido de
carbono y alcohol. A las pocas horas de haber mezclado la
masa, el cocinero la pesa y advierte que ha disminuido de
peso.
¿Qué dos experimentos del dibujo siguiente debería
comparar el cocinero para comprobar si la acción de la
levadura es la causante de la pérdida de peso?
PISA 2006 Marco teórico
(continuación) El peso de la masa es el
mismo al comienzo de cada uno de los 4
experimentos que figuran a continuación
Obtención de conclusiones a
partir de datos
La eficacia del proceso de fotosíntesis en las plantas se puede
medir por la cantidad de O2 que son capaces de desprender.
Observa la gráfica e indica si el aumento de la temperatura
es un factor que favorece el proceso de la fotosíntesis.
Actividades para evaluar ciencias en secundaria cátedra UNESCO 2004
m m 3 de O 2 /hora
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0
T
e
5
m
p
e
r
a
t
u
r
a
10
15
20
º
C
Tem peratura (ºC)
25
30
35
40
Conclusiones de una
experiencia
Tengo varias lentejas de la misma cosecha. La
mitad la coloco a luz, encima de un algodón. La
otra mitad la entierro en un tiesto. Diariamente
humedezco el algodón y riego el tiesto. Al cabo
de unos días los dos grupos de lentejas germinan
originando nuevas plantas.
¿Qué consecuencias se obtienen de esta
experiencia sobre los factores determinantes
que inciden en el proceso de germinación?
Actividades para evaluar ciencias en secundaria cátedra UNESCO 2004
Sacar conclusiones a partir
de datos
Observa esta tabla de datos sobre la cantidad de hierro que
necesitan las personas en su dieta.
¿Qué conclusiones se obtienen?
Necesidad de hierro
(en mg)
Hombre
Mujer
Embarazada
Adolescente
0,5-1
0,7-2
2-4,8
1-2
a) Que los adolescentes son los que más hierro necesitan.
b) Que las mujeres embarazadas son las que necesitan mayor
cantidad de hierro.
c) Que los hombres necesitan mucho más hierro que las mujeres.
d) Que a medida que aumenta la edad, todos, tanto hombres como
mujeres, necesitamos más hierro.
Actividades para evaluar ciencias en secundaria cátedra UNESCO 2004
Sacar conclusiones
Lee el siguiente texto:
“Aunque dejar de desayunar pueda parecer una forma fácil de perder
peso, una investigación ha demostrado que la mayoría de las personas
que consiguen adelgazar y mantener su nuevo peso, desayunan todos
los días. Si se desayuna, disminuye la sensación de hambre que es la
causa de la sobrealimentación. Se han investigado los casos de 3000
personas, en su mayoría mujeres, que han logrado adelgazar y que han
mantenido su nuevo peso durante más de un año. Los resultados han
sido que: el 86% había desayunado los 7 días de la semana; el 5%
desayunaba 6 días a la semana; otro 5% 5 días a la semana. Sólo el 4%
de las personas que adelgazaron no desayunaba ningún día”.
¿Qué conclusiones se obtienen de esta investigación?
Actividades para evaluar ciencias en secundaria cátedra UNESCO 2004
Toma de decisiones
En este dibujo aparecen datos
sobre los porcentajes de
consumo de agua en las
casas.
Según
esta
información:
¿Cuáles serían las medidas
más prioritarias de ahorro
en las que habría que
concienciar a la población?
Actividades para evaluar ciencias en secundaria Cátedra UNESCO
Argumentar
El autobús de Raimundo, como la mayoría de los
autobuses, funciona con un motor diesel. Estos autobuses
contribuyen a la contaminación del medio ambiente. Un
compañero de Raimundo trabaja en una ciudad donde se
usan trolebuses que funcionan con un motor eléctrico. El
voltaje necesario para este tipo de motores eléctricos es
suministrado por cables eléctricos (como en los trenes
eléctricos). La electricidad procede de una central que
utiliza carbón.
Los partidarios del uso de trolebuses en la ciudad
argumentan que este tipo de transporte no contribuye a la
contaminación del aire.
¿Tienen razón los partidarios del trolebús? Explica tu
respuesta
PISA 2000-2003
Argumentar con
conocimientos científicos
En las grandes ciudades existe mucha
contaminación por dióxido de carbono (CO2) que
procede de la combustión de las gasolinas de los
coches y del carbón de las calefacciones. Las
asociaciones de vecinos solicitan al ayuntamiento
que aumente las zonas verdes y argumentan que
los barrios que tienen más zonas verdes
presentan menores niveles de contaminación por
CO2
¿Tienen razón los vecinos? Explica por qué.
Actividades para evaluar ciencias en secundaria Cátedra UNESCO
Conclusiones basadas en
datos y argumentación
María tiene en su casa dos hánsters A y B y quiere conocer cuáles son los alimentos
que prefieren. Elige cuatro alimentos (hojas de espinaca, pera, avena y galleta) y en un
terrario rectangular coloca cada uno de los productos en una esquina. Cada día observa
el comportamiento de los hánsters durante 30 minutos, después les quita los alimentos y
los vuelve a poner al día siguiente a la misma hora, frescos y en la misma cantidad.
Observa el comportamiento de sus animales durante 7 días y anota las
observaciones en una tabla.
Hánster A y B
Avena
Galletas
A
B
D1.
X
X
D2
X
X
D3
X
X
D4
X
X
D5
X
D6
X
D7
X
X
Peras
A
B
X
X
X
X
X
X
X
X
A
Espinacas
B
A
B
Conclusiones basadas en datos
(Continuación)
A la vista de los datos María saca las siguientes conclusiones:
1- Durante los siete días de la experiencia los dos hánsters no comieron
ni pera ni hojas de espinaca.
2- Los dos hánsters comieron más días avena que galleta.
3-Los dos primeros días los animales prefirieron comer sólo avena pero a
partir del tercer día empezaron a comer galleta, y siguieron comiéndola
varios días.
4- Estos ratones prefieren los alimentos que se puedan roer y por eso
toman avena y galleta y desprecian la pera y las hojas de espinaca
porque son más blandas y tienen más agua.
5- A los hánsters no les gusta comer ni fruta ni verdura
a) De las cinco conclusiones obtenidas por María, señala las que se
derivan de los datos recogidos. Razona la respuesta.
b) Fíjate en la cuarta afirmación de María ¿es una dato, una conclusión o
una hipótesis que es necesario demostrar? Razona la respuesta
c) Luis, un compañero de María, le dice que no está de acuerdo con su
última conclusión. ¿Tiene razón? Explica por qué
Demuestra tu competencia. Ed. Oxford 2010
3.
Carácter humano
de la ciencia y
actitudes científicas
Los intereses sociales
condicionan la investigación
En el periódico aparece una noticia que dice:
SOLO EL 10% DE LA INVESTIGACIÓN MÉDICA SE DEDICA A
LOS MALES QUE CAUSAN EL 90% DE LAS MUERTES.
¿Qué conclusiones se sacan de estos datos?
a) Que las prioridades de la investigación médica no están en relación con
las necesidades de salud de la mayoría de la población.
b) Que la investigación médica necesita mucho más presupuesto para poder
dedicarse a investigar todos los males.
c) Que no existen suficientes investigadores médicos que puedan investigar
todos los males existentes en el mundo.
d) Que muchas enfermedades no se investigan, porque su estudio presenta
mucha dificultad.
Actividades para evaluar Ciencias en Secundaria. Cátedra UNESCO
Sobre el trabajo de los
científicos
Sobre el trabajo de los científicos se tienen muchas opiniones,
indica la que te parezca más adecuada:
1. Los científicos realizan su trabajo en laboratorios, aislados de la
sociedad e investigando en el tema que quieran.
2. Los científicos necesitan dinero para poder investigar y, por tanto, no
pueden investigar libremente en el tema que quieren.
3. Los científicos reciben siempre dinero al margen del tema en el que
realicen su investigación
4. Los científicos, en la actualidad, trabajan individualmente y, por tanto,
los avances de la ciencia se deben a personas individuales.
Actividades para evaluar Ciencias en Secundaria. Cátedra UNESCO
Ciencia y publicidad
Según el investigador Juan Miguel Campanario la ciencia se usa en la
publicidad de la misma forma que se utiliza a un actor famoso o a un cantante,
como respaldo de calidad de un producto. Si se dice en un anuncio que un
producto está probado científicamente se supone que es algo verdadero; se
cree que el conocimiento científico está probado más allá de toda duda, lo que
es erróneo. Además, los publicistas se aprovechan de que la sociedad no tiene
los conocimientos mínimos para entender lo que se dice en los anuncios, por lo
tanto no sabe si es cierto o no.
Lee el texto e indica cuál sería el título más adecuado.
1. El conocimiento científico está probado más allá de toda duda.
2. La sociedad no tiene conocimientos científicos y no entiende la publicidad.
3. La publicidad utiliza a la ciencia para vender los productos que anuncia.
4. Debía prohibirse utilizar a la ciencia en los anuncios.
Actividades para evaluar Ciencias en Secundaria. Cátedra UNESCO
Actitudes de los científicos.
Lee el texto y contesta a las preguntas.
Fleming, descubridor de la penicilina y premio Nobel en 1945, era un
trabajador infatigable, aunque sabía divertirse y tenía mucho sentido
del humor. Poseía un gran poder de observación, gracias al cual ningún
detalle importante se le escapaba, una percepción extraordinaria para
determinar las causas implicadas en un determinado hecho
comprobado y un arte especial para clarificar un problema y descubrir
en él sus principales aspectos. Además desde muy joven, jamás
insistía en una idea preconcebida cuando la experiencia la desmentía.
(André Maurois. Biografía de Fleming)
De la descripción de Fleming que se hace en el texto, selecciona la
frase que significa ser una persona antidogmática.
Actividades para evaluar Ciencias en Secundaria. Cátedra UNESCO