Maestría en Informática para la Educación · 2022
Propuesta para el desarrollo de la competencia de indagación en ciencias naturales mediante el modelado y la simulación
El bajo desarrollo que se presenta en la competencia de indagación en Ciencias Naturales y que se evidencia en pruebas internas y externas, donde los estudiantes presentan dificultades como: construir explicaciones, evaluar y diseñar investigaciones, modelar fenómenos naturales basados en el análisis de variables y derivar conclusiones, fueron el punto de partida para esta investigación. Con el propósito de aportar a mejorar la competencia de indagación, se planteó el diseño de una propuesta, que permitiera resignificar las prácticas de aula mediante la integración de actividades afines al contexto del estudiante y laboratorios virtuales con modelado y simulación que promovieran la competencia en mención y la construcción de explicaciones científicas. Inicialmente se utilizó un cuestionario y una entrevista grupal que permitió seleccionar elementos adecuados para la formulación de la propuesta, la cual se ajustó a las características de una Institución Educativa rural del municipio de Lebrija donde se aplicó la experiencia con estudiantes de décimo grado y en cuya implementación se aplicaron como instrumentos de observación el diario de campo y las grabaciones en audio. Esta investigación se apoya en trabajos realizados por el grupo Lenguaje y Enseñanza de las Ciencias (LIEC) y el grupo SIMON de Investigaciones en Modelamiento y Simulación, así como en los aportes teóricos que diferentes autores han realizado desde el sistemismo, las TICC, el modelado y la simulación, los laboratorios virtuales, las competencias científicas, la competencia de indagación, la didáctica de ciencias naturales, las interacciones en el aula y la mediación docente. Para la experiencia se empleó el método de muestreo no probabilístico por conveniencia, la metodología de investigación acción desde el enfoque del grupo SIMON y con la información observada se realizó análisis categorial en Atlas.ti donde se evidenciaron avances significativos en habilidades propias de la indagación.
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Contenido
- Análisis y formulación del problemap. 13
- Justificaciónp. 16
- Objetivo generalp. 20
- Objetivos específicosp. 20
- Antecedentes de investigaciónp. 21
- Ámbito internacionalp. 22
- Ámbito nacionalp. 25
- Ámbito regionalp. 28
- Marco teóricop. 29
- Sistemismop. 29
- Tecnologías de la Información y las Comunicacionesp. 30
- Modelado y Simulación (MS)p. 31
- Laboratorios virtualesp. 32
- Explicaciones científicasp. 33
- Competencias científicas:p. 33
- Competencia de indagaciónp. 34
- Didáctica de las ciencias naturalesp. 35
- Mediación docente en el aprendizajep. 35
- Interacciones en el aulap. 36
- Contextualización de la investigaciónp. 36
- Muestra y método de muestreop. 37
- Fases de la investigaciónp. 37
- Fase 1. Detallar el problemap. 38
- Fase 2. Formular la propuestap. 39
- Fase 3. Contextualizar la propuesta general a instituciónp. 43
- Fase 4. Planear la experiencia escolarp. 45
- Fase 5. Implementar la experiencia escolarp. 50
- Instrumentos para la recolección de informaciónp. 50
- Diagnóstico competencia de indagación y entrevista inicialp. 52
- Desarrollo competencia de indagaciónp. 59
- Práctica docente en la enseñanza de ciencias naturalesp. 64
- Uso de recursos tecnológicosp. 69
- Análisis de la aplicación secuencia didácticap. 59
- Desarrollo competencia de indagaciónp. 59
- Práctica docente en la enseñanza de ciencias naturalesp. 64
- Uso de recursos tecnológicosp. 69
- Desarrollo competencia de indagación y percepciones sobre la experienciap. 71
- Desarrollo competencia de indagaciónp. 59
- Práctica docente en la enseñanza de ciencias naturalesp. 64
- Uso de recursos tecnológicosp. 69
- Tabla 1. Aclaraciones por cada momentop. 44
- Tabla 2. Análisis de resultados aplicando el instrumento NCIp. 57
- Tabla 3. Análisis de resultados aplicando el instrumento NCI cuestionario finalp. 75
- Tabla 4. Fundamentos diseño instrumento competencia de indagaciónp. 99
- Tabla 5. NPTAI, instrumento de evaluación de trabajos de indagación y sus rúbricasp. 108
- Tabla 6. Instrumento NCI y descripción de los cinco niveles de competenciap. 109
- Tabla 7. Escenarios hipotéticosp. 122
- Tabla 8. Instrumento RA-P-RP deforestaciónp. 125
- Tabla 9. Actividades aplicadas con estudiantes en la experienciap. 128
- Figura 1. Metodología IA en contexto de Sistemas Blandos (Checkland y Poulter, 2006)p. 38
- Figura 2. Imagen enriquecida situación actualp. 40
- Figura 3. Momentos propuesta para el desarrollo de la competencia de indagaciónp. 43
- Figura 4. Diagrama de influencias modelo poblacionalp. 46
- Figura 5. Diagrama flujos-niveles modelo poblacionalp. 46
- Figura 6. Diagrama de influencias modelo presa-depredadorp. 47
- Figura 7. Diagrama flujos-niveles modelo presa-depredadorp. 48
- Figura 8. Diagrama de influencias modelo deforestaciónp. 48
- Figura 9. Diagrama flujos-niveles modelo deforestaciónp. 49
- Figura 10. Diagrama de influencias modelo deforestación - reforestaciónp. 49
- Figura 11. Diagrama flujos-niveles modelo deforestación - reforestaciónp. 50
- Figura 12. Gráficas elaboradas juego entradas y salidasp. 62
- Figura 13. Tabla y gráfica elaborada juego de árbolp. 62
- Figura 14. Red semántica desarrollo competencia de indagaciónp. 65
- Figura 15. Red semántica práctica docente en la enseñanza de ciencias naturalesp. 68
- Figura 16. Red semántica uso de recursos tecnológicosp. 70
- Figura 17. Tabla registro datos y grafica juego del árbolp. 126
- Figura 18. Imágenes satelitales de apoyop. 127
- Figura 19. Elaboración memoria colectivap. 176
- Figura 20. Juego entradas y salidasp. 176
- Figura 21. Desarrollo laboratorios virtualesp. 176
- Figura 22. Juego del árbolp. 177
- Figura 23. Apoyo en imágenes satelitalesp. 177
- Figura 24. Recorrido veredalp. 178
- Figura 25. Imagen enriquecida situación deseadap. 183
- Apéndice A Carta notificación cambio de grado escolarp. 97
- Apéndice B. Asentimientos informadosp. 98
- Apéndice C. Instrumento línea base competencia de indagaciónp. 99
- indagación (NCI)p. 108
- Apéndice E. Instrumento entrevista grupalp. 111
- Apéndice F. Transcripción entrevista grupal inicialp. 114
- Apéndice G. Secuencia didácticap. 118
- Apéndice H. Aplicación actividades experienciap. 128
- Apéndice I. Diarios de campop. 131
- Apéndice J. Transcripción grabaciones de sesionesp. 140
- Apéndice K. Matriz análisis categorialp. 170
- Apéndice L. Evidencias fotográficas de las sesionesp. 176
- Apéndice M. Transcripción entrevista grupal finalp. 179
- Apéndice N. Situación deseadap. 182
- Apéndice O. Videos elaborados en stop motion por estudiantesp. 183