HIstoria de la Tierra y de la vida. Relato de un caso.

Comunicación al VI Encuentro Iberoamericano en Argentina.

 Autoras:

Martín Martínez R. M, Picó Berenguer M. L, Sempere Molina P. ( Alicante , España).

Presentación.

Desde hace más de 20 años un grupo de profesoras y profesores de todos los niveles educativos, aunque mayoritariamente de secundaría, nos reunimos con el deseo de trabajar en la didáctica de un modo diferente al modelo tradicional transmisivo; para ello constituimos el grupo La Illeta, nombre que recibe el paraje en donde celebramos nuestras reuniones.

Todos nosotros queríamos hacer algo distinto, y nos dábamos cuenta de que solos era bastante difícil conseguirlo. A partir de ese momento, organizamos reuniones quincenales para buscar juntos otra forma de trabajar. Dedicamos los primeros tiempos a documentarnos sobre los diferentes modelos didácticos y otros textos que nos pudieran ayudar; más tarde elaboramos diferentes materiales didácticos que cada uno de nosotros ponía en práctica en sus aulas, para después comentar y reflexionar juntos nuestras experiencias. El grupo pronto formó parte del grupo IRES (Investigación y Renovación Escolar). Desde entonces, hemos participado en todas las reuniones anuales.

El modelo didáctico que tenemos como referente es el constructivista e investigativo ( PORLAN ARIZA, R. 1993)

En esta metodología se consideran nueve momentos específicos :

1) Prediseño de una unidad, que es el objeto de estudio por parte del profesorado. Esta unidad puede ser seleccionada por el profesor o por la profesora, o ser el resultado de una negociación con el alumnado. En esta ocasión fue seleccionada por mi.

2) Actividades de expresión y ampliación del campo de intereses del alumnado en relación con la unidad. Se busca crear un clima apropiado para participar sin inhibiciones en la expresión, discusión y contrastación de ideas, argumentos y puntos de vista. Desde el principio, planteo a mis alumnos/as que el trabajo más interesante es el que se realiza durante la puesta en común. Este es un momento enriquecedor para todos, en el que pueden expresar libremente sus conocimientos o creencias, pues lo que importa es el razonamiento y que manifiesten sus pensamientos. Lo que se valora realmente es la participación; no la coincidencia con el conocimiento científico establecido.

3) Actividades de selección y caracterización de problemas significativos relacionados con la unidad.

4) Actividades de expresión y análisis de los esquemas previos del alumnado. Para diagnosticar las ideas e hipótesis de mis alumnos en relación con el problema planteado, suelo comenzar realizando algunas preguntas acerca de dicho problema, que deben contestar sin consultar el libro.

5) Modificación y concreción del diseño por parte del profesorado. En función de los datos obtenidos en los apartados anteriores, puedo decidir en qué medida debo modificar mi diseño o hipótesis de trabajo en el aula, y también si debo reelaborar las actividades diseñadas previamente con el fin de promover la reestructuración de las concepciones de mis alumnos.

6) Actividades de contraste entre los propios alumnos y alumnas. Durante la puesta en común se explicitan las diferentes concepciones del alumnado; podremos con ello organizar actividades para que los alumnos puedan seguir investigando.

7) Actividades de planificación de la investigación de los problemas seleccionados y comprobación de las diferentes hipótesis si las hubiera.

8) Actividades de investigación de los problemas y de contraste con otras fuentes de información.

9) Actividades de estructuración, ampliación y generalización. Para asegurar y afianzar los cambios conceptuales o procedimentales producidos, se plantean actividades nuevas para que puedan poner en practica los conocimientos adquiridos.

R. Porlán. La metodología en un modelo constructivista e investigativo 

Justificación del trabajo.-

Los contenidos curriculares en los libros de texto están, por lo general, organizados de forma muy fragmentada. Cada bloque de contenidos sigue la lógica disciplinar; apenas existe relación entre ellos: están completamente descontextualizados. Después de muchos años de experiencia docente, he comprobado que esta forma de trabajar proporciona al alumnado una visión de los contenidos inconexa, así como un considerable desconocimiento de cómo se realiza el trabajo científico.

Para el curso 2010-2011 nos hemos planteado comenzar con el último tema de los temarios oficiales de 4º de ESO (Educación Secundaria Obligatoria) que es “La historia de la Tierra y de la Vida”. El objetivo consiste en contextualizar el conocimiento, pues estamos convencidas de que esto puede ayudar a que éste sea más significativo.

Por otro lado, tanto los contenidos relacionados con las teorías evolutivas como los de la teoría de la tectónica de placas, que aparecen en el currículo oficial, pueden tener más sentido dentro de este marco conceptual, mucho más amplio.

Como los acontecimientos acaecidos a lo largo de 4550 m.a serían inabordables, hemos seleccionando en cada una de las eras geológicas los aspectos que nos parecían más interesantes, teniendo en cuenta el desarrollo cognitivo de nuestros alumnos y alumnas y los sucesos más relevantes de cada una de las Eras geológicas.

El tipo de actividades así como los problemas elegidos pueden variar en función de los intereses tanto de los profesores como de los alumnos, de las posibilidades del centro, de la imaginación, etc.

Presentamos este trabajo como un relato de caso (BALLENILLA, F. y otros 1995), pues consideramos que es una buena manera de dar a conocer un estilo de trabajo en el aula. Esto es lo ocurrido en una de nuestras aulas. No pretende ser un modelo a seguir, sino tan sólo brindar la posibilidad de que su lectura pueda resultar motivadora para otros compañeros.

 

Relato de un caso:

“Fragmento de la secuencia didáctica utilizada para desarrollar la Historia de la Tierra y de la Vida.”

El conjunto de actividades realizadas en el aula intenta ser coherente con el modelo didáctico investigativo. Con estas tareas o rutinas alternativas (BALLENILLA, F y otros, 1998), se pretenden que el alumnado sea protagonista del aprendizaje, que poco a poco consiga ser más autónomo, que no tenga miedo a expresar sus ideas. Al mismo tiempo, promueven tanto su autoevaluación como la del profesor; permiten reconocer el conocimiento científico como algo provisional y construido socialmente. La dinámica del aula facilita la participación democrática del alumnado.

El trabajo en el aula se realiza en grupos de dos o tres personas. Siempre comienzo la sesión con alguna pregunta, que me proporcione información acerca de lo que conocen sobre el problema planteado. En la medida de lo posible, intento que establezcan relaciones con su vida cotidiana o con conceptos de otras disciplinas.

 

Primer problema: ¿Cómo se organizar el tiempo en geología?

Para abordar este problema planteo las siguientes preguntas:

¿Cómo los humanos hemos divido el tiempo, cuando nos referimos a la historia de la humanidad? ¿Cómo organizamos el tiempo para la historia de nuestra vida?

Después de poner en común sus respuestas, es fácil reconocer la necesidad de establecer periodos de tiempo, con el fin de poder estudiar los acontecimientos geológicos y biológicos ocurridos durante los 4550 m.a. que abarca la historia de la Tierra.

Comenzamos por definir tiempo geológico y por determinar las diferentes subdivisiones: eón, era, periodos, etc.

A continuación les entrego un cuadro sinóptico en el que aparecen los principales acontecimientos geológicos y biológicos acaecidos durante el Eón Precámbrico.

 

Segundo problema: ¿Cómo surgieron las diferentes capas de la Tierra?

Para resolver este problema consultan la información del libro de texto y realizan un pequeño resumen. ¿Por qué la hidrosfera primitiva tenía una concentración tan baja en sales minerales si la comparamos con la hidrosfera actual? Con esta segunda pregunta, quiero que, utilizando lo conocimientos anteriores, hagan sus propias deducciones.

 

Tercer problema: ¿Cómo se produjo la evolución de la atmósfera primitiva?

Para poder abordar este problema necesitan recordar las diferencias entre los organismos procariotas y eucariotas, anaerobios y aeróbicos y, por último, autótrofos y heterótrofos.

Una vez recordado, les propongo que expliquen por qué los primitivos organismos fueron anaerobios y heterótrofos.

No nos detenemos en el estudio del origen de la vida, porque considero que todavía no están suficientemente preparados. Creo que el tema es más adecuado para un primero o un segundo de bachillerato.

Llamo, sin embargo, su atención sobre la cantidad de millones de años transcurridos desde la consolidación del planeta hasta la aparición de los primeros restos fósiles.

Para abordar el problema de la evolución de la atmósfera, dedicamos, asimismo, un tiempo a recordar el proceso de la fotosíntesis.

A partir de un documento gráfico sencillo y de una pequeña explicación, les propongo que elaboren un texto explicativo de cómo se produjo dicho cambio y de las consecuencias de la aparición del oxígeno para la gran mayoría de los organismos existentes. Este texto me lo deben entregar en la próxima clase. He comprobado que el trabajo de pasar la información de un tipo de texto a otro nos ofrece la oportunidad, tanto al alumnado como a mi, de saber en qué medida la información ha sido comprendida. Este tipo de actividades las suelo proponer con frecuencia a lo largo del curso; con ellas he conseguido muy buenos resultados. Como aún desconozco a la mayor parte del alumnado, me interesa saber cuanto antes en qué medida mi propuesta de trabajo es adecuada, o si debo introducir algunas modificaciones. Para ello aprovecho la lectura de los textos elaborados por mis alumnos.

Por primera vez observan que a un periodo de tiempo en el que se produce una gran extinción le sigue una gran diversificación de nuevos organismos, en este caso, los primeros eucariotas. Este hecho será una constante a lo largo de la evolución de la vida en la Tierra, fenómeno que no deben olvidar.

Del mismo modo que en el caso anterior, prestamos atención al tiempo transcurrido desde la aparición de las primeras bacterias (procariotas), hasta la aparición de los organismos eucariotas.

En el segundo trimestre, abordaremos el tema de la evolución. Considero importante no perder de vista tanto el tiempo transcurrido, como los cambios ambientales que han favorecido la evolución de la vida. Espero que de esta forma puedan entender mejor las diferentes teorías evolutivas propuestas.

Para finalizar con el estudio de esta Era, deben buscar en Internet imágenes de los primeros seres pluricelulares y de la situación de los continentes al final de la era Proterozoica. Dichas informaciones deben adjuntarlas a su trabajo de clase.

Dado que abordamos los problemas por separado, es necesario, en otro momento, organizar la información.

Como ya hemos terminado el estudio de la Era Proterozoica, les proporciono un índice con los contenidos trabajados en clase. El objetivo es que, al finalizar la siguiente Era, sea el alumnado quien elabore el índice de contenidos, teniendo el mismo como referente.

 

Cuarto problema: ¿Cuáles fueron los principales acontecimientos biológicos que se produjeron durante la era Paleozoica?

Igual que para el estudio de la Era anterior, les proporciono un cuadro sinóptico sobre los principales acontecimiento biológicos y geológicos; a partir del mismo tendrán que elaborar un texto que resuma dichos acontecimientos.

 

Quinto problema: ¿Cómo evolucionaron los diferentes tipos de plantas?

Considero más interesante, por su relativa sencillez, abordar la evolución de las plantas y no la de los animales.. Para ello les entrego un documento gráfico que explica la reproducción de los musgos. En clase deben verter esta explicación en un texto escrito. Para que puedan hacerlo, es necesario recordar la diferencia entre mitosis y meiosis. Pese a haber sido aclarados estos conceptos, tienen dificultades para realizar su trabajo: les cuesta entender la diferencia entre los conceptos anteriormente citados.

Para el estudio de la reproducción de lo helechos, deben realizar la misma tarea. En esta ocasión, el trabajo les resulta más fácil.

La información acerca de la reproducción de las coníferas la obtienen de la consulta de libros de texto. En este caso, se trata de trabajar al la inversa: deben transformar la explicación del texto en una explicación gráfica.

Observamos en clase diferentes musgos y hojas de helechos con sus esporangios, y las piñas femeninas y masculinas de los pinos. Una vez terminado, les propongo que elaboren y me entreguen un documento donde expliquen las principales diferencias en cuanto a la reproducción de estos tres grupos de plantas.

Prestamos también atención a la existencia de vasos conductores en helechos y coníferas, debido a la importancia que ha tenido esta adquisición para la evolución y la conquista del medio terrestre.

Les formulé una última pregunta relacionada que con este problema: ¿Qué grupo de plantas presentes en la actualidad aún no han aparecido? Aunque sus características las estudiaremos más adelante, considero interesante que lo tengan muy en cuenta.

 

1ª Evaluación del trabajo realizado para la modificación y concreción del diseño.

Durante todo el desarrollo del trabajo de clase, voy comprobando dónde aparecen las principales dificultades; por otro lado, la lectura de los documentos producidos por mis alumnos, también me permite hacer una valoración de mi propuesta. Considero que éste puede ser un buen momento para realizar una prueba escrita, que nos indique, tanto al alumnado como a mi, qué es lo que han aprendido y qué contenidos siguen presentando problemas.

Para estos alumnos, este modo de trabajar en clase no es el habitual, porque la mayoría de los profesores (en general, en España) utilizan un libro de texto; van explicando los contenidos tal y como aparecen en el mismo, y siguen una lógica disciplinar. Esta metodología no suele ser motivadora, pues el trabajo del alumnado consiste en estudiar y repetir, de la mejor forma posible, los contenidos explicados. En mi propuesta vamos siguiendo los acontecimientos tal y como han ido apareciendo a lo largo de la Historia de la Tierra y de la vida. Los textos utilizados son variados; también las actividades que debe realizar el alumnado: muchos de los contenidos provienen de los textos elaborados por ellos mismos. Se puede constatar que el cambio de modelo didáctico es lo suficientemente importante como para que al principio estén un poco despistados.

El resultado de la prueba, en cuanto a las calificaciones, fue de un gran porcentaje de alumnos que se queda próximo al aprobado. Unos pocos suspendidos vienen a ser los que no han trabajado durante la clase. Cuatro alumnos obtuvieron notable. Esto es, más o menos, lo que espero al llegar a este punto de nuestro trabajo. El comentar los resultados con el alumnado ha servido para que tomen conciencia de la importancia de su tarea en clase; de la necesidad de prestar atención y de participar durante la puesta en común.

 

Sexto problema: ¿Cómo ha ido cambiando el clima durante la era Paleozoica?

Aunque las posibles causas del los cambios climáticos acaecidos son, en muchos casos, imprecisas y algunas de ellas de difícil comprensión para este nivel de enseñanza, sin embargo, algunas propuestas sí se pueden plantear; entre ellas, considero importante, por la relación con nuestro mundo actual, centrarnos en los cambios sobrevenidos en la concentración del dióxido de carbono y como los mismos han influido en el clima. Conocer las consecuencias que dichos cambios tuvieron en el pasado nos puede ayudar a ser más conscientes de lo que puede ocurrir en la actualidad.

Para abordar este problema, les proporciono un texto explicativo, a partir del cual irán dibujando, a modo de viñeta, la relación entre las glaciaciones, el aumento o disminución de la concentración de dióxido de carbono, el gran desarrollo de las plantas terrestres y las formaciones de carbón en el periodo carbonífero.

 

Séptimo problema: ¿Cuál fue la evolución de Pangea I?

Les propongo que busquen imágenes en Internet de la evolución de Pangea I y de las principales plantas terrestres que se diversificaron en la Era Paleozoica. Estas imágenes las añaden a su cuaderno de trabajo. En este momento, considero que lo más importante es que vayan tomando conciencia de que, a lo largo de la historia de la Tierra, todo evoluciona y que se han producido grandes extinciones que, en gran medida, han tenido que ver con el cambio climático. El conocimiento de acontecimientos pasados nos debe, con inteligencia, permitir asumir los retos del presente.

 

Octavo problema: ¿Qué animales fueron apareciendo durante esta era?

Les propuse un ejercicio en el que tenían que poner tres ejemplos de cada uno de los grandes grupos animales actuales. Una vez realizada la puesta en común, el siguiente problema consistía en comprobar si todos esos grupos tenían representantes en el pasado y en que orden fueron apareciendo. También debían señalar si algún grupo actual aún no había aparecido.

 

Noveno problema: ¿Cómo sabemos que organismos han vivido en el pasado? 

Esta pregunta nos lleva al concepto de fósil, ya es conocido por la mayoría de mis alumnos y alumnas, aunque lo que no tienen claro es cómo se produce proceso de fosilización.

Para abordar dicho proceso, les propongo, en primer lugar, que si tienen fósiles los traigan al Centro, para mostrarlos juntamente con una pequeña colección que tenemos en el Instituto.

En el laboratorio realizamos una simulación del proceso de fosilización, utilizando conchas, hojas y frutos, arcilla y escayola. De este modo podemos comprobar cómo se forma la huella y el molde.

Debido a la persistencia de los trilobites durante toda esta Era, puesto que sobrevivieron a grandes extinciones y los últimos desaparecieron a finales del Pérmico, les propongo que los consideremos como el grupo emblemático de la Era Paleozoica.

 

Décimo problema: ¿Qué son las teorías científicas? ¿Cómo se explica en la actualidad la evolución de Pangea II?

“Es frecuente que los profesores de ciencias demos una visión del conocimiento científico como algo acabado. Esta imagen de la ciencia es irreal” (DUSCHL R, 1997) Los científicos, a lo largo de su trabajo, en muchas ocasiones dan respuestas poco acertadas, hasta que, por consenso, se elabora una teoría que es la mejor explicación que se puede dar, a un hecho, en un contexto determinado y con unos conocimientos básicos concretos. Por esta razón, las explicaciones científicas siempre están abiertas a nuevas interpretaciones.

Antes de abordar cómo se elaboró la teoría de la tectónica de placas, dedicamos algún tiempo a conocer cómo se han llegado a formular algunas teorías, con la finalidad de que conozcan las características del conocimiento científico y no se entienda el mismo como algo dogmático. Con este fin nos centramos en los antecedentes, el contexto histórico y los conocimientos básicos de la época, que permitieron a Wegener elaborar la Teoría de la deriva continental.

Me interesa, como de costumbre, saber la idea que tienen mis alumnos acerca de qué es una teoría y cómo se elabora. Además es importante que el alumnado aprendan a distinguir entre los datos (argumentos); en este caso, los que llevaron a Wegener a proponer su teoría y la propia teoría; es decir, la relación que estableció entre los datos observados. No podemos tan poco olvidar los deficientes conocimientos básicos sobre los fondos oceánicos y la estructura del interior de la Tierra en los años que el célebre meteorólogo estableció su teoría, ya que esto nos permitirá entender por qué no pudo dar una explicación satisfactoria acerca de las fuerzas que mueven los continentes y sobre qué se desplazan.

Por todo lo expuesto, comenzamos con las siguientes preguntas: ¿Qué es para ti una teoría? ¿Qué ejemplos de teorías conoce? ¿Consideras que la Teoría de la deriva continental y de la tectónica de placas son la misma? Después de la puesta en común, les propongo que, consultando el libro de texto, elaboren un resumen de los argumentos de Wegener. Compruebo que, aunque la mayoría lo ha realizado, realmente no entienden el valor que tienen dichos argumentos para poder defender la teoría de la deriva continental. Por esto, les planteo nuevas preguntas: ¿Qué intenta el científico demostrar con los argumentos? ¿Se fija en datos reales? ¿De qué forma interpreta los datos observados? El objetivo principal de estas preguntas es que vayan observando de qué manera se construye una teoría.

Terminada la puesta en común, les propongo que resuman las ideas principales de dicha teoría, qué indiquen sobre qué suponía Wegener que se movían los continentes, qué es lo que no pudo explicar de un modo convincente, qué datos le faltaban para poder determinar la fuerza que producía el desplazamiento continental y, por último, qué importancia tuvo para la posteridad su teoría.

Al mismo tiempo que en clase vamos centrándonos en este tema, el alumnado debe recoger información, con la finalidad de realizar un mural por grupo o una presentación en power point, sobre los amonites y belemnites, algunos dinosaurios, el arqueopteris, las primeras aves y los primeros mamíferos. Posteriormente presentarán toda esta información a sus compañeros, y se colocará en las paredes del aula por algún tiempo. Durante las exposiciones, el resto de compañeros irán situando en un mapa del Mundo los lugares en donde se han encontrados los fósiles correspondientes de cada trabajo y, además completarán, tras sacar información de Internet, otro mapa de España con la localización de yacimientos de fósiles de dinosaurios.

El tema de los dinosaurios siempre ha sido muy sugestivo para ellos, por lo que no desaprovechar la ocasión para que conozcan a los grandes saurios un poco mejor, puesto que en esta Era reinaron y se extinguieron. Más adelante dedicaremos un tiempo a estudiar las principales hipótesis relacionadas con su extinción.

 

2º Evaluación del trabajo realizado para la modificación y concreción del diseño.

Les propongo un nuevo ejercicio escrito sobre los contenidos trabajados. Los resultados, tal y como yo esperaba, son mucho mejores: un 25% obtiene sobresaliente, un 33% notable, un 30% bien o suficiente; tan sólo un 12% no supera la prueba.

Volviendo al problema anterior, con ayuda del libro de texto, deben resumir qué intereses hicieron posible que en 1940 se iniciara una investigación de los fondos oceánicos, qué avances tecnológicos se utilizaron y cómo los nuevos conocimientos básicos, alcanzados sobre los mismos y el conocimiento de la estructura del interior de la Tierra, permitieron proponer una nueva explicación de la fuerza que mueve a los continentes.

El planteamiento vuelve a ser el mismo que en la Teoría de la deriva continental. Deben buscar información de los nuevos datos encontrados sobre los fondos oceánicos (dorsales y fosas), la distribución de terremotos y volcanes, la profundidad de los hipocentros... y la estructura interna de la Tierra, para después centrarnos en las relaciones que se establecieron para elaborar la Teoría de la tectónica de placas y considerarla de nuevo cómo la mejor explicación posible en ese momento. Para ello, después de recoger la información, deberán elaborar un cuadro con dos columnas; en la primera pondrán los datos obtenidos; en la segunda, las relaciones para llegar a la Teoría de la expansión del fondo oceánico. Por último, relacionando otros datos, llegaremos a conocer la Teoría de la tectónica de placas.

 

Consideraciones finales.

Este trabajo se ha realizado durante todo el primer trimestre.

Con esta propuesta la secuencia didáctica tiene como marco de referencia la propia evolución de la Tierra y de la vida.

El tratamiento de los problemas se aborda con materiales diversos y con distintas estrategias. Esto nos permite trabajar con una considerable diversidad de aptitudes y de intereses del alumnado.

Como los problemas son diversos y las estrategias también, es más fácil que el trabajo no les resulte aburrido en exceso.

Ellas y ellos son los protagonistas de su propio aprendizaje: yo tan sólo les hago las propuestas y les presto mi colaboración para resolver los diferentes problemas planteados. En ocasiones, son los propios alumnos los que plantean, sobre la marcha, problemas.

Le hemos dedicado bastante tiempo a la comprensión de cómo se realiza el trabajo científico, al papel de las teorías y a su provisionalidad. Esto ha supuesto una gran sorpresa para mis alumnos, pues, generalmente, el conocimiento científico se presenta como algo terminado: se da la sensación de que lo que se descubre es para siempre; cómo mucho, si hubiera nuevos descubrimientos, estos se añadirán a los anteriores, pero no cambiarán las teorías.

A lo largo de las diferentes puestas en común, hemos elaborado entre todos el conocimiento, utilizando el consenso cuando ha sido necesario, tal y como hacen los científicos.

Por último, cuando más adelante abordemos los temas relacionados con la evolución, ya estarán familiarizados con el ritmo de aparición de los diferentes seres vivos, conocerán las diferentes extinciones, los cambios producidos en el clima, etcétera. Podrán, pues, enfrentarse con el problema de la evolución en mejores condiciones.

 

 BIBLIOGRAFÍA

BALLENILLA, F., CARBALLO, M.A., GISBERT, M.J., MARTÍN, R., y otros (Grupo La Illeta). (1995): Grafos y Relatos de Caso, dos propuestas de materiales alternativos. En Investigación en la Escuela. Vol./nº 27.

BALLENILLA, F., CARBALLO M. A., MARTÍN, R., y otros (Grupo La Illeta). (1998) La importancia de las rutinas alternativas en la configuración del modelo didáctico de los profesores en prácticas. En Investigación en la escuela. Vol./nº 35.

DUSCHL, Richard A.(1997): Renovar la Enseñanza de las Ciencias. Importancia de las teorías y su desarrollo. Madrid: Narcea, S.A. Ediciones

PORLAN ARIZA, Rafael, (1993): Constructivismo y escuela. Sevilla: Diada Editoras