Líneas y resultados de investigación en torno a la dimensión instrumental de la modelización en la enseñanza de las ciencias
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
Modelo y modelización son términos empleados habitualmente con distintas acepciones en la enseñanza de las ciencias. En este artículo se analiza la dimensión instrumental de la modelización, identificándose distintos recursos y actividades de este tipo, como analogías, metáforas, personificaciones, maquetas, experimentos mentales, simulaciones, etc. Además, se revisan algunas aportaciones procedentes de la literatura sobre investigación en este ámbito, proporcionando ejemplos de estudios realizados y del tipo de metodología de investigación usada a lo largo de los mismos. Finalmente se formulan distintas conclusiones obtenidas en el conjunto de publicaciones realizadas y se sugieren algunos interrogantes y líneas de trabajo que quedan por cubrir en este marco.
Palabras clave:
Descargas
Detalles del artículo
Citas
Adúriz-Bravo, A. (2012). Algunas características clave de los modelos científicos relevantes para la educación química. Educación química, 23, 1-9. DOI: https://doi.org/10.1016/S0187-893X(17)30151-9
Acevedo-Díaz, J.A, García-Carmona, A., Aragón-Méndez, M, M. y Oliva-Martínez, J.M. (2017). Modelos científicos: significado y papel en la práctica científica. Revista Científica, 30 (3), 155-166. DOI: http://doi.org/10.14483/23448350.12288
Aragón, MªM; Oliva, J.M. y Navarrete, A. (2013). Evolución de los modelos explicativos de los alumnos en torno al cambio químico a través de una propuesta didáctica con analogías. Enseñanza de las Ciencias, 31(2), 9-30.
Armario, M., Jiménez-Tenorio, N. y Oliva. J.M. (2021) La interpretación del fenómeno de las mareas como foco para el diseño de una propuesta didáctica en formación inicial de maestros. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias 18(3), 3802. DOI: https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2021.v18.i3.3802
Aubusson, P.J., Harrison, A.G. y Ritchie, S. (2006). Metaphor and analogy: serious thought in science education. En: Aubusson, P.J.; Harrison, A.G.; Ritchie, S.M. (Orgs.). Metaphor and Analogy in Science Education (pp.1-9). Dordrecht: Springer.
Bancong, H. y Song, J. (2020). Exploring How Students Construct Collaborative Thought Experiments During Physics Problem-Solving Activities. Science & Education, 29, 617–645. DOI: https://doi.org/10.1007/s11191-020-00129-3
Barak, M. y Hussein-Farraj, R. (2013). Integrating model-based learning and animations for enhancing students’ understanding of proteins structure and function. Research in Science Education, 43(2), 619-636.
Briggs, M. y Bodner, G. (2005). A model of molecular visualization. En J.K. Gilbert (Ed.) Visualization in Science Education (pp. 61-72). Sepringer. Dordrecht.
Çalik, M., Ayas, A. y Coll, R. K. (2009). Investigating the effectiveness of an analogy activity in improving students’conceptual change for solution chemistry concepts. International Journal of Science and Mathematics Education, 7(4), 651-676.
Cañizares Millán, M. y Pro Bueno, A. D. (2006). El uso de simulaciones en la enseñanza de la física. Alambique: Didáctica de las Ciencias Experimentales, 13(50), 66-75.
Carretero, B. (2010). Nuestro centro como espacio divulgador de ciencia. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 7(1), 127-136.
Clement, J.J. (1993). Using Bridging Analogies and Anchoring Intuitions to Deal with Students’ Preconceptions in Physics. Journal of Research in Science Teaching, 30(10), 1241-1257.
Clement, J.J. (2000). Model based learning as a key research area for science education. International Journal of Science Education, 22(9), 1041-1053. DOI: https://doi.org/10.1080/095006900416901
Clement, J.J. (2009). The role of imagistic simulation in scientific thought experiments. Topics in Cognitive Science, 1(4), 686-710.
Clement, J.J., Zietsman, A. y Monaghan, J. (2005). Imagery in science learning in students and experts. En J.K. Gilbert (Ed.) Visualization in science education (pp. 169-184). Springer Netherlands.
Close, H. G. y Scherr, R. E. (2015). Enacting conceptual metaphor through blending: Learning activities embodying the substance metaphor for energy. International Journal of Science Education, 37(5-6), 839-866.
Coll, R.K., France B. y Taylo, I. (2005). The role of models and analogies in science education: implications from research. International Journal of Science Education, 27, (2), 183–198.
Concari, S. B. (2001). Las teorías y modelos en la explicación científica: implicancias para la enseñanza de las ciencias. Ciência & Educação (Bauru), 7(1), 85-94.
Couso, D., Blanco, M. L. H. y Olivella, J. (2013). Una propuesta de trabajo práctico para la física moderna. Alambique: Didáctica de las ciencias experimentales, (75), 18-27.
Chamizo, J.A. (2010). Una tipología de modelos para la enseñanza de las ciencias. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 7(1), 26-41. DOI: http://dx.doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2010.v7.i1.02
Chang, H, Quintana, C. y Krajcik, J. S. (2009). The Impact of Designing and Evaluating Molecular Animations on How Well Middle School Students Understand the Particulate Nature of Matter. Science Education, 94, 73-94.
Develaki, M. (2017). Using Computer Simulations for Promoting Model-based Reasoning Epistemological and Educational Dimensions. Science & Education, 26, 1001–1027. DOI: https://doi.org/10.1007/s11191-017-9944-9
Dagher, Z.R. (1995). Review of studies on the effectiveness of instructional analogies in science education. Science Education, 79(3), 295-312.
Domènech-Casal, J. (2020). Diseñando un simulador de ecosistemas. Una experiencia STEM de enseñanza de dinámica de los ecosistemas, funciones matemáticas y programación. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 17(3), 3202. DOI: https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2020.v17.i3.3202
Donati, E.R. y Andrade-Gamboa, J.J. (2004). Las propiedades de las disoluciones a través de experimentos mentales. Educación Química, 15(4), 432-435.
Dori, Y.J. y Barak, M. (2001). Virtual and physical molecular modelling: Fostering model perception and spatial understanding. Educational Technology and Society, 4(1), 61–74.
Duit, R. (1991). On the role of analogies and metaphors in learning science. Science Education, 75(6), 649-672.
Einstein, A. y Infeld, L. (1939). La física aventura del pensamiento. Buenos Aires: Ed. Losada
Felipe, A.E., Gallarreta, S.C. y Merino, G. (2005). La modelización en la enseñanza de la biología del desarrollo. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, 4(3). Recuperado de: http://reec.uvigo.es/volumenes/volumen4/ART5_Vol4_N3.pdf
García-Carmona, A. (2020). The Use of Analogies in Science Communication: Effectiveness of an Activity in Initial Primary Science Teacher Education. International Journal of Science and Mathematics Education. DOI: https://doi.org/10.1007/s10763-020-10125-2
Garófalo, S.J., Chemes, L.B. y Alonso, M. (2016). Propuesta didáctica de enseñanza con simulaciones para estudiantes del profesorado en Ciencias Biológicas. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 13 (2), 359-372. DOI: http://dx.doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2016.v13.i2.09
Gilbert, J.K. (2004). Models and modelling: routes to more authentic science education. International Journal of Science and Mathematics Education, 2, 115–130
Gilbert, J., Boulter, C. y Elmer, R. (2000). Positioning Models in Science Education and in Desing and Technology Education. En J.K. Gilbert y C.J. Boulter (Eds). Developing Models in Science Education (pp. 3-17). Dordrecht: Kluvet.
Gilbert, J. K. y Reiner, M. (2000). Thought experiments in science education: potential and current realization. International Journal of Science Education, 22(3), 265-283.
Gómez-Galindo, A.A. (2013). Explicaciones narrativas y modelización en la enseñanza de la biología. Enseñanza de las Ciencias, 31(1), 11-28.
Gómez, A., Pujol, R.M. y Sanmartí, N. (2006). Pensar, actuar y hablar sobre los seres vivos alrededor de una maqueta. Alambique, 47, 48-55.
González, B. (2005). El modelo analógico como recurso didáctico en ciencias experimentales. Revista Iberoamericana de Educación, 37(2), 1–15.
Gutiérrez, R. (2005). Polisemia actual del concepto “modelo mental”: Consecuencias para la investigación didáctica. Investigações em Ensino de Ciências, 10(2), 209-226.
Harrison, A. G. y Treagust, D. F. (1993). Teaching with analogies: A case study in grade-10 Optics. Journal of Research in Science Teaching, 30(10), 1291-1307.
Harrison, A. G. y Treagust, D. F. (1998). Modelling in science lessons: Are there better ways to learn with models? School Science and Mathematics, 98(8), 420-429.
Harrison, A.G. y Treagust, D.F. (2000). A tipology of school science models. International Journal of Science Education, 22(9), 1011-1026. DOI: https://doi.org/10.1080/095006900416884
Jiménez-Tenorio, N., Aragón-Núñez, L. y Oliva-Martínez, J. M. (2016). Percepciones de estudiantes para maestros de educación primaria sobre los modelos analógicos como recurso didáctico. Enseñanza de las Ciencias, 34(3), 91-112.
Johnson-Laird, P.N. (1996). Images, models, and propositional representations. In De Vega et al (Ed.), Models of visuospatial cognition (pp. 90-107). New York: Oxford University Press.
Justi, R. (2006). La enseñanza de ciencias basada en la elaboración de modelos. Enseñanza de las Ciencias, 24(2), 173-184.
Justi, R. y Gilbert, J.K. (2002). Modelling teachers´ views on the nature of modelling, and implications for the education of modellers. International Journal of Science Education, 24(4), 369-387. DOI: https://doi.org/10.1080/09500690110110142
Klassen, S. (2006). The science thought experiments: How might it be used profitably in the classroom? Interchange, 37(1–2), 77–96.
Kozma, R. B. (1994). Will media influence learning? Reframing the debate. Educational Technology Research and Development, 42(2), 7-19.
Louca, L. y Zacharia, Z. (2008). The Use of Computer‐based Programming Environments as Computer Modelling Tools in Early Science Education: The cases of textual and graphical program languages. International Journal of Science Education, 30(3), 287-323.
Ma. J. y Nickerson, J.V. (2006). Hands-On, Simulated, and Remote Laboratories: A Comparative Literature Review. ACM Computing Surveys, 38(3), Article 7
Mendonça, P. C. y Justi, R. (2013). The relationships between modelling and argumentation from the perspective of the model of modelling diagram. International Journal of Science Education, 35(14), 2407-2434.
Merino, C., Pino, S., Meyer, E., Garrido, J. M. y Gallardo, F. (2015). Realidad aumentada para el diseño de secuencias de enseñanza-aprendizaje en química. Educación Química, 26(2), 94-99.
Montejo Bernardo, J.M (2018). Piezas de construcción y globos: propuesta didáctica para trabajar contenidos de química con futuros Maestros de Educación Primaria. Ápice. Revista de Educación Científica, 2(2), 69-79. DOI: https://doi.org/10.17979/arec.2018.2.2.343
Morrison, M. y Morgan, M. S. (1999). Models as mediating instruments. En M.S. Morgan y M. Morrison (eds.), Models as mediators (pp. 10-37). Cambridge: Cambridge University Press.
Muscari, P. G. (1988). The metaphor in science and in the science classroom. Science Education, 72(4), 423-431.
Nersessian, N. J. (1992). How do scientists think? Capturing the dynamics of conceptual change in science. En R.N. Giere (Ed.): Cognitive Models of Science, (pp. 3-45). Minneapolis, MN: University of Minnesota Press. Recuperado de: http://www.cc.gatech.edu/aimosaic/faculty/nersessian/papers/how-do-scientists-think.pdf
Niebert, K., Marsch, S. y Treagust, D. F. (2012). Understanding needs embodiment: A theory‐guided reanalysis of the role of metaphors and analogies in understanding science. Science Education, 96(5), 849-877.
Occelli, M. y García Romano, L. (2018). Las Simulaciones en la Enseñanza de la Biología. Docentes conectados, 1(1), 1-14. Disponible en: DOI: https://www.evirtual.unsl.edu.ar/revistas/index.php/dc/article/view/15
Oliva, J.M. (2004). El pensamiento analógico desde la investigación educativa y desde la perspectiva del profesor de ciencias. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, 3(3), 363-384. Recuperado de: http://reec.uvigo.es/volumenes/volumen3/REEC_3_3_7.pdf
Oliva, J.M. (2006). Actividades para la enseñanza/aprendizaje de la química a través de analogías. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 13 (2), 359–372.
Oliva, J. M. (2019). Distintas acepciones para la idea de modelización en la enseñanza de las ciencias. Enseñanza de las Ciencias, 37(2), 5-24. DOI: https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.2648
Oliva, J.M. et al. (2021). ¿Varía la masa de la Tierra? Modelizando vía experimento mental. Enseñanza de las Ciencias, 39(2), 25-46.
Oliva, J.M., Aragón, M.M. y Cuesta, J. (2015). The competence of modelling in learning chemical change: a study with secondary school students. International Journal of Science and Mathematics Education, 13, 751-791. DOI: http://doi.org/10.1007/s10763-014-9583-4
Orgill, M. y Bodner, G. M. (2006). An analysis of the effectiveness of analogy use in college‐level biochemistry textbooks. Journal of Research in Science Teaching, 43(10), 1040-1060.
Park, M. (2019). Effects of Simulation-based Formative Assessments on Students’ Conceptions in Physics. EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 15(7), em1722. DOI: https://doi.org/10.29333/ejmste/103586
Park, M., Liu, X., Smith, E., y Waight, N. (2017). The effect of computer models as formative assessment on student understanding of the nature of models. Chemistry Education Research and Practice, 18, 572-581. DOI: https://doi.org/10.1039/c7rp00018a
Pontes, A. (2005). Aplicaciones de las nuevas tecnologías de la información en la educación científica. 2ª Parte: Aspectos metodológicos. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 2(3), 330-343.
Quellmalz, E. S., Timms, M. J., Silberglitt, M. D. y Buckley, B. C. (2012). Science assessments for all: Integrating science simulations into balanced state science assessment systems. Journal of Research in Science Teaching, 49(3), 363-393. DOI: https://doi.org/10.1002/tea.21005
Raviolo, A. (2009). Modelos, analogías y metáforas en la enseñanza de la química. Educación Química, 20(1), 55-60.
Raviolo, A., Siracusa, P., Gennari, F. y Corso, H. (2004). Utilización de un modelo analógico para facilitar la comprensión del proceso de preparación de disoluciones. Primeros resultados. Enseñanza de las Ciencias, 22(3), 379-388.
Reiner, M. (1998). Thought experiments and collaborative learning in physics. International Journal of Science Education, 20(9), 1043-1058.
Reiner, M. y Gilbert, J. (2000). Epistemological resources for thought experimentation in science learning. International Journal of Science Education, 22(5), 489-506. DOI: https://doi.org/10.1080/095006900289741
Reiner, M. y Gilbert, J. K. (2004). The symbiotic roles of empirical experimentation and thought experimentation in the learning of physics. International Journal of Science Education, 26(15), 1819-1834. DOI: https://doi.org/10.1080/0950069042000205440
Ribeiro, A.A. y Greca, I.M. (2003). Simulações computacionais e ferramentas de modelização em educação química: uma revisão de literatura publicada. Quimica Nova, 26(4), 542-549.
Rubio J., Sánchez G. y Valcárcel M.V. (2018). Percepción de profesores y estudiantes de 3º ESO sobre el uso de analogías en el estudio de los estados de agregación de la materia. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 15(2), 2104. DOI: https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2018.v15.i2.2104
Rutten, N., Van Joolingen, W. R. y Van der Veen, J. T. (2012). The learning effects of computer simulations in science education. Computers & Education, 58(1), 136–153. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2011.07.017
Seel, N. M. (2017). Model-based learning: A synthesis of theory and research. Educational Technology Research and Development, 65(4), 931-966. https://doi.org/10.1007/s11423-016-9507-9
Solbes, J. y Tuzón, P. (2014). Indagación y modelización del núcleo atómico y sus interacciones. Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales, 78, 34-42.
Smetana, L. y Bell, R. L. (2012). Computer simulations to support science instruction and learning: A critical review of the literature. International Journal of Science Education, 34(9), 1337-1370. DOI: https://doi.org/10.1080/09500693.2011.605182
Srisawasdi, N. y Panjaburee, P. (2015) Exploring effectiveness of simulation-based inquiry learning in science with integration of formative assessment. Journal of Computers in Education, 2(3), 323-352. DOI: https://doi.org/10.1007/s40692-015-0037-y
Tuzón M., P. y Solbes, J. (2014). Análisis de la enseñanza de la estructura e interacciones de la materia según la física moderna en primero de bachillerato. Didáctica de las ciencias experimentales y sociales, (28), 175-195.
Trundle, K. C. y Bell, R. L. (2010). The use of a computer simulation to promote conceptual change: A quasi-experimental study. Computers & Education, 54(4), 1078–1088. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2009.10.012
Velentzas, A. y Halkia, K. (2013). The Use of Thought Experiments in Teaching Physics to Upper Secondary-Level Students: Two examples from the theory of relativity. International Journal of Science Education, 35(18), 3026-3049. DOI: https://doi.org/10.1080/09500693.2012.682182
Vosniadou, S. (1994). Capturing and modelling the process of conceptual change. Learning and Instruction, 4 (1), 45-69. DOI: https://doi.org/10.1016/0959-4752(94)90018-3
Wong, W. K., Chen, K. P. y Chang, H. M. (2020). A comparison of a virtual lab and a microcomputer-based lab for scientific modeling by collegestudents. Journal of Baltic Science Education, 19(1), 157-173. DOI: https://doi.org/10.33225/jbse/20.19.157