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Recursos para maestros
Actividades
1. Los modelos son importantes en todos los ramos de la ciencia. Para los científicos, los modelos no son simplemente herramientas para explicar. Los científicos también usan modelos para hacer predicciones y ponerlas a prueba. La mayoría de estudiantes de secundaria y preparatoria están familiarizados con modelos de diferentes tipos pero rara vez han pensado en la gama de significados de la palabra “modelo” y generalmente no tendrán un entendimiento profundo del papel de los modelos en el progreso de la ciencia. La siguiente actividad dará a los estudiantes una idea de cuántos diferentes tipos de modelos existen en la ciencia (y la vida cotidiana) y los puntos fuertes y limitaciones de los diferentes tipos de modelos.
El papel de los modelos en la ciencia
2. La ciencia y los medios de comunicación. La mayoría de la gente recibe su información sobre la salud de los medios de comunicación, ya sea a través de periodistas o de anuncios de las compañías farmacéuticas. No es inusual que las más novedosas recomendaciones de salud expuestas por los medios estén en conflicto con nociones arraigadas sobre la salud (p. ej. sobre la dieta y el cáncer/enfermedad cardiaca o la luz del sol y el cáncer). Pide a los estudiantes que examinen reportajes recientes sobre la salud en diferentes tipos de medios y que piensen en las siguientes preguntas. Esto puede ser hecho en discusiones de grupo o de toda la clase y/o en tareas individuales de escritura.
a) ¿Cuáles noticias de salud son cubiertas por los medios? ¿Existen temas en particular que son comunes?
b) ¿Hay conflictos directos entre los diferentes reportajes?
c) ¿Cuánto conocimiento de la ciencia asumen los reportajes que tiene el lector?
d) ¿Qué conocimiento de conceptos científicos sería útil para comprender los reportajes y criticarlos? ¿Qué conocimiento sobre el proceso de la ciencia sería útil?
e) ¿Cuál es el papel de los medios en reportar asuntos de salud? ¿Cuál debería ser el papel de los medios?
El siguiente artículo ofrece algunas ideas útiles para traer a una discusión en la clase:
¿Cuáles son los papeles y responsabilidades de los medios en diseminar información sobre la salud? Biblioteca Pública de Ciencia Médica, julio del 2005, Volumen 2(7).
3. Las herramientas y el proceso de la ciencia. Como el profesor Spitzer dice en la lección en video, nuevas herramientas científicas hacen posible abordar nuevas preguntas científicas. Pide a los estudiantes que investiguen una herramienta en particular para ver cómo su desarrollo cambió las preguntas que podían ser contestadas. (Algunos ejemplos posibles son: sondeos cerebrales, microscopía de electrones, la reacción en cadena de polymerase, técnicas de cultura de células, computadoras avanzadas, la existencia de centros de abastecimiento que pueden proveer moscas de fruta con mutaciones en genes específicos o la disponibilidad de neurotransmisores purificados de compañías de artículos químicos).
4. Actividades de laboratorio que involucran la proteína fluorescente verde. Una de las herramientas más atractivas que ha revolucionado la biología en la última década es la proteína fluorescente verde (y sus variantes de otros colores). A diferencia de muchas de las otras herramientas que han revolucionado la investigación cerebral, se puede usar en un salón de preparatoria. Puedes obtener actividades en:
Estándares estatales de California
Grados 9-12
Investigación y experimentación
1. El progreso científico se lleva a cabo al hacer preguntas significativas y llevar a cabo investigaciones cuidadosas. Como un fundamento para comprender este concepto y abordar el contenido de los otro cuatro ramales, los estudiantes deberían desarrollar sus propias preguntas y llevar a cabo investigaciones. Los estudiantes:
b. Identificarán razones posibles de resultados inconsistentes, como fuentes de errores o condiciones no controladas.
d. Formularán explicaciones al usar la lógica y la evidencia.
f. Distinguirán entre la hipótesis y la teoría como términos científicos.
g. Reconocerán la utilidad y limitaciones de modelos y teorías como representaciones de la realidad.
j. Reconocerán los problemas de la variabilidad estadística y la necesidad de tener pruebas controladas.
k. Reconocerán la naturaleza cumulativa de la evidencia científica.
l. Analizarán situaciones y resolverán problemas que requieren el combinar y aplicar conceptos de más de un área de la ciencia.
m. Investigarán un tema social basado en la ciencia al investigar los escritos, analizar los datos y comunicar los resultados. Ejemplos de estos temas incluyen la irradiación de comido, el clonar animales a través de la transferencia nuclear de células somáticas, la elección de fuentes de energía y las decisiones del uso del agua y la tierra en California.
n. Sabrán que cuando una observación no concuerda con una teoría científica aceptada, la observación a menudo es considerada fraudulenta (p. ej. el fósil del Hombre de Piltdown u objetos voladores no identificados) y que la teoría a veces está equivocada (p. ej. el modelo ptolemaico del Sol, la Luna y los planetas).
Estándares del Concilio Nacional de la Investigación
Estándar de contenido A: La ciencia como indagación
ENTENDIMIENTOS SOBRE LA INDAGACIÓN CIENTÍFICA
- Los científicos generalmente indagan sobre cómo funcionan sistemas físicos, biológicos o diseñados. Los principios conceptuales y el conocimiento guían a las indagaciones científicas. El conocimiento científico histórico y actual influyen en el diseño e interpretación de investigaciones y la evaluación de explicaciones propuestas por otros científicos.
- Los científicos llevan a cabo investigaciones por una gama de razones. Por ejemplo, quizá quieran descubrir aspectos nuevos del mundo natural, explicar fenómenos recién observados o poner a prueba las conclusiones o predicciones de teorías actuales.
- Los científicos se valen de la tecnología para facilitar la recopilación y manipulación de la información. Nuevas técnicas y herramientas proporcionan evidencia nueva para guiar la indagación y nuevos métodos de reunir información, así contribuyendo al avance de la ciencia. La exactitud y precisión de la información, y por lo consecuente la calidad de la indagación, depende de la tecnología que se haya usado.
- Las matemáticas son esenciales para la indagación científica. Herramientas y modelos matemáticos guían y mejoran cómo se hacen preguntas, se reúne información, se construyen explicaciones y se comunican los resultados.
- Las explicaciones científicas deben obedecer ciertos criterios como: una explicación propuesta debe ser consistente lógicamente; debe seguir las reglas de la evidencia; debe estar abierta a cuestionamiento y posible modificación; y debe estar basada en el conocimiento científico histórico y actual.
- Los resultados de la indagación científica —conocimiento y métodos nuevos— surgen de diferentes tipos de investigaciones y comunicaciones públicas entre científicos. Al comunicar y defender los resultados de la indagación científica, los argumentos deben ser lógicos y demostrar conexiones entre fenómenos naturales, investigaciones y el conocimiento científico histórico. Además, los métodos y procedimientos que los científicos usaron para conseguir evidencia deben ser claramente reportados para mejorar las oportunidades de investigación adicional.
Estándar de contenido E: Ciencia y tecnología
ENTENDIMIENTOS SOBRE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA
- Los científicos en diferentes ramos hacen preguntas diferentes, usan diferentes métodos de investigación y aceptan diferentes tipos de evidencia para apoyar sus explicaciones. Muchas investigaciones científicas requieren las contribuciones de personas de diferentes ramos, incluyendo la ingeniería. Nuevos ramos de la ciencia, como la geofísica y la bioquímica, a menudo emergen del punto de coyuntura de dos ramos establecidos.
- La ciencia a menudo avanza con al introducción de tecnologías nuevas. El resolver problemas tecnológicos a menudo resulta en nuevo conocimiento científico. Las nuevas tecnologías frecuentemente amplían los niveles actuales de entendimiento científico e introducen nuevas áreas de investigación.
- La creatividad, la imaginación y un buen fundamento de conocimientos son todos necesarios en la ciencia y la ingeniería.
- La ciencia y la tecnología tienen propósitos diferentes. La indagación científica es impulsada por el deseo de comprender el mundo natural y el diseño tecnológico es impulsado por la necesidad de satisfacer necesidades humanas y resolver problemas humanos. La tecnología por su misma naturaleza, tiene un efecto directo mayor en la sociedad que la ciencia ya que su propósito es resolver problemas humanos, ayudar a seres humanos a adaptarse y satisfacer aspiraciones humanas. Las soluciones tecnológicas pueden crear problemas nuevos. La ciencia por su misma naturaleza, aborda preguntas que pueden o no influir directamente a seres humanos. A veces los avances científicos desafían las creencias del público y sus explicaciones prácticas sobre varios aspectos del mundo.
Estándar de contenido G: La historia y naturaleza de la ciencia
LA CIENCIA COMO UNA ACTIVIDAD HUMANA
- Las personas y los equipos han contribuido y seguirán contribuyendo a la actividad científica. El llevar a cabo ciencia o ingeniería puede ser tan simple como una persona que participa en estudios de campo o tan complejo como cientos de personas que trabajan en una importante pregunta científica o problema tecnológico. El participar en la ciencia como carrera o pasatiempo puede ser tanto fascinante como intelectualmente enriquecedor.
- Los científicos tienen tradiciones éticas. Los científicos valoran la revisión de sus colegas, el reportaje verídico de los métodos y resultados de investigaciones y el publicar los resultados de su trabajo. A veces estas normas son rotas pero los científicos que hacen esto son censurados por sus colegas.
- Los científicos son influidos por creencias y puntos de vista sociales, culturales y personales. La ciencia no es algo apartado de la sociedad pero más bien es parte de la sociedad.
LA NATURALEZA DEL CONOCIMIENTO CIENTÍFICO
- La ciencia se distingue de otras maneras de saber y de otros ramos de conocimiento a través del uso de estándares empíricos, argumentos lógicos y escepticismo, conforme los científicos se esfuerzan por encontrar las mejores explicaciones posibles sobre el mundo natural.
- Las explicaciones científicas deben satisfacer ciertos criterios. Primero y más importante, deben ser consistentes con evidencia experimental y observada sobre la naturaleza, y deben hacer predicciones precisas, cuando sea apropiado, sobre los sistemas bajo estudio. También deberían ser lógicas, respetar las reglas de evidencia, estar dispuestas a ser criticadas, reportar métodos y procedimientos y hacer público el conocimiento. Las explicaciones de cómo funciona el mundo natural basadas en mitos, creencias personales, valores religiosos, inspiración mística, superstición o autoridad pueden ser personalmente útiles y con relevancia social, pero no son científicas.
- Ya que todas las ideas científicas dependen de confirmación a través de experimentos u observaciones, todo el conocimiento científico es, en principio, sujeto al cambio conforme nueva evidencia es descubierta. Las ideas centrales de la ciencia, como la conservación de energía o las leyes del movimiento, han sido sometidas a una amplia gama de confirmaciones y por eso es dudoso que cambien en áreas en las que han sido puestas a prueba. En áreas donde la información o el entendimiento son incompletos, como los detalles de la evolución humana o cuestiones sobre el calentamiento global, nuevos datos pudieran suscitar cambios en ideas actuales o la resolución de conflictos actuales. En situaciones donde la información aún no está completa, es normal que las ideas científicas sean incompletas, pero es también donde la oportunidad de avanzar pudiera ser mayor.
PERSPECTIVAS HISTÓRICAS
- Generalmente, los cambios en la ciencia ocurren como modificaciones pequeñas de nuestro conocimiento actual. El trabajo cotidiano de la ciencia y la ingeniería resulta en avances pequeños en nuestro entendimiento del mundo y nuestra habilidad de satisfacer necesidades y aspiraciones humanas. Se puede aprender mucho sobre la estructura interna de la ciencia y la naturaleza de la ciencia al estudiar a científicos individuales, su trabajo cotidiano y sus esfuerzos por avanzar el conocimiento científico en su ramo.
