¿Varía la masa de la Tierra?Modelizando a partir de un experimento mental

  1. Oliva, José Mª 1
  2. Aragón Méndez, María del Mar 1
  3. Soto Mancera, Francisco 2
  4. Vicente Martorell, Juan José 1
  5. Matos Delgado, Jesús 3
  6. Marín Barrios, Rubén 4
  7. Franco-Mariscal, Rosario 5
  1. 1 Departamento de Didáctica, Universidad de Cádiz.
  2. 2 Colegio Británico Sage College. Jerez de la Frontera, Cádiz.
  3. 3 IES Santo Domingo, El Puerto de Santa María, Cádiz.
  4. 4 IES Huerta del Rosario, Chiclana, Cádiz.
  5. 5 IES Castillo de Luna, Rota, Cádiz
Revista:
Enseñanza de las ciencias: revista de investigación y experiencias didácticas

ISSN: 0212-4521 2174-6486

Año de publicación: 2021

Volumen: 39

Número: 2

Páginas: 25-43

Tipo: Artículo

DOI: 10.5565/REV/ENSCIENCIAS.3116 DIALNET GOOGLE SCHOLAR lock_openAcceso abierto editor

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Resumen

El artículo analiza el efecto de la resolución de problemas cualitativos mediante experimentos mentales, en el uso de la idea de conservación de la masa. Se trata de identificar los modelos expresados por los estudiantes y cómo estos se ajustan y autorregulan a partir del trabajo en el aula. Para ello se realiza un estudio de casos múltiples con estudiantes de secundaria obligatoria, empleando métodos cualitativos de análisis de datos. A lo largo del experimento mental, los estudiantes empezaron movilizando modelos ingenuos y simples, basados en la no conservación de la materia, y más de la mitad terminó formulando otros que integraban el principio de conservación de la masa y la idea de Tierra como sistema abierto. Ello sugiere el papel de los experimentos mentales como escenarios propicios para favorecer procesos de modelización en ciencias.

Referencias bibliográficas

  • Acevedo-Díaz, J. A., García-Carmona, A., Aragón-Méndez, M. y Oliva-Martínez, J. M. (2017). Modelos científicos: significado y papel en la práctica científica. Revista Científica, 30(3), 155-166. https://doi.org/10.14483/23448350.12288
  • Adúriz-Bravo, A. (2012). Algunas características clave de los modelos científicos relevantes para la educación química. Educación química, 23, 1-9. https://doi.org/10.1016/S0187-893X(17)30151-9
  • Aliberas, J., Gutiérrez, R. e Izquierdo, M. (2017). Introducción a un método para la conducción y análisis de diálogos didácticos basado en la evaluación de modelos mentales. Enseñanza de las Ciencias, 35(2), 7-28. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.2028
  • Bitsakis, E. (1991). Mass, Matter, and Energy. Foundations of Physics, 21(1), 63-81. https://doi.org/10.1007/BF01883563
  • Bunge, M. (1973). Method, Model and Matter. Dordrecht: Reidel Publishing Company.
  • Cardoso 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. https://doi.org/10.1080/09500693.2013.811615
  • Crujeiras Pérez, B. y Jiménez Aleixandre, M. P. (2018). Influencia de distintas estrategias de andamiaje para promover la participación del alumnado de secundaria en las prácticas científicas. Enseñanza de las Ciencias, 36(2), 23-42. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.2241
  • Cubero, R. (2001). Maestros y alumnos conversando: el encuentro de las voces distantes. Investigación en la Escuela, 45, 7-19.
  • Dauer, J. M., Doherty, J. H., Freed, A. L. y Anderson, C. W. (2014). Connections between Student Explanations and Arguments from Evidence about Plant Growth. CBE-Life Sciences Education, 13, 397-409. https://doi.org/10.1187/cbe.14-02-0028
  • Donati, E. y Andrade Gamboa, J. (2004). Propiedades de las Disoluciones a través de experimentos Mentales. Educación Química, 15(4), 432-435.
  • Ericksen, E. y Vojenli, K. (1976). The Classical and Relativistic Concepts of Mass. Foundations of Physics, 16(1), 115-124. https://doi.org/10.1007/BF00708670
  • Furió, C., Hernandez, J. y Harris, H. (1987). Parallels between adolescents' conception of gases and history of chemistry. Journal of Chemical Education, 64(7), 616-618. https://doi.org/10.1021/ed064p616
  • Gilbert, J. K. y Boulter, C. (1995). Stretching models too far. Annual Conference of the American Educational Research Association. San Francisco.
  • Gilbert, J., Boulter, C. y Elmer, R. (2000). Positioning Models in Science Education and in Design 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, 32(3), 265-283. https://doi.org/10.1080/095006900289877
  • Gobert, J. D. y Buckley, B. C. (2000). Introduction to model-based teaching and learning in science education. International Journal of ScienceEducation, 22(9), 891-894. https://doi.org/10.1080/095006900416839
  • Gómez, M. A., Pozo, J. I. y Sanz, A. (1995). Students’ ideas on conservation of matter: Effects of expertise and context variables. Science Education, 79(1), 77-93. https://doi.org/10.1002/sce.3730790106
  • Gómez Loarces, R., Fernández Ferrer, G. y González García, F. (2019). Evolución de los modelos mentales sobre fosilización tras el proceso de enseñanza-aprendizaje. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 16(2), 2102. https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2019.v16.i2.2102
  • Grosslight, L., Unger, C., Jay, E. y Smith, C. (1991). Understanding models and their use in science: conceptions of middle and high school students and experts. Journal of Research in Science Teaching, 28(9), 799-822. https://doi.org/10.1002/tea.3660280907
  • Gutiérrez, R. (2005). Polisemia actual del concepto «modelo mental»: Consecuencias para la investigación didáctica. Investigações em Ensino de Ciências, 10(2), 209-226.
  • Hadenfeldt, J. C., Liu, X. y Neumann, K. (2014). Framing students’ progression in understanding matter: A review of previous research. Studies in Science Education, 50(2), 181-208. https://doi.org/10.1080/03057267.2014.945829
  • Hadenfeldt, J. C., Neumann, K., Bernholt, S., Liu, X. y Parchmann, I. (2016). Students’ progression in understanding the matter concept. Journal of Research in Science Teaching, 53(5), 683-708. https://doi.org/10.1002/tea.21312
  • Harrison, A. G. y Treagust, D. F. (2000). A typology of school science models. International Journal of Science Education, 22(9), 1011-1026. https://doi.org/10.1080/095006900416884
  • Heyl, P. R. A. (1930). Redetermination of the constant of gravitation. Journal of Research of the National Bureau of Standards, 5, 1243-1290.
  • Holton, G. y Brush, S. (1988). Introducción a los conceptos y teorías de las ciencias físicas. Barcelona: Reverté.
  • Jiménez-Aleixandre, M. P. y Puig, B. (2010). Argumentación y evaluación de explicaciones causales en ciencias: el caso de la inteligencia. Alambique Didáctica de las Ciencias Experimentales, 63, 11-18.
  • Johnson-Laird, P. N. (1996). Images, models, and propositional representations. En De Vega et al. (Eds.), Models of visuospatial cognition (pp. 90-107). Nueva York: Oxford University Press.
  • 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. https://doi.org/10.1080/09500690110110142
  • Landau, L. y Lastras, L. (1996). Cambios químicos y conservación de la masa... ¿Está todo claro? Enseñanza de las Ciencias, 14(2), 171-174.
  • Mohan, L, Chen, J. y Anderson, C. W. (2009). Developing a multi-year learning progression for carbon cycling in socio-ecological systems. Journal of Research in Science Teaching, 46, 675-698. https://doi.org/10.1002/tea.20314
  • Monteira, S. F. y Jiménez Aleixandre, M. (2019). ¿Cómo llega el agua a las nubes? Construcción de explicaciones sobre cambios de estado en educación infantil. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 16(2), 2101. https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2019.v16.i2.2101
  • Moreira M. A., Greca I. M. y Rodríguez Palmero, M. L. (1997). Los modelos mentales y modelos conceptuales en la enseñanza/aprendizaje de las ciencias. Investigações em Ensino de Ciências, 2(3), 36-56.
  • Morell, L., Collier, T., Black, P. y Wilson, M. (2017). A construct-modeling approach to develop a learning progression of how students understand the structure of matter. Journal of Research in Science Teaching, 54(8), 1024-1048. https://doi.org/10.1002/tea.21397
  • 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.
  • Nersessian, N. (1999). Model-based reasoning in conceptual change. En L. Magnani, N. J. Nersessian y P. Thagard (Eds.), Model-based reasoning in scientific discovery. Nueva York: Kluver Academic / Plenum Publishers.
  • 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. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.2648
  • Oñorbe de la Torre, A. J. y Sánchez Jiménez, J. M. (1992). La masa no se crea ni se destruye ¿Estáis seguros? Enseñanza de las Ciencias, 10(2), 165-171.
  • Passmore, C. M. y Svoboda, J. (2012). Exploring Opportunities for Argumentation in Modelling Classrooms. International Journal of Science Education, 34(10), 1535-1554. https://doi.org/10.1080/09500693.2011.577842
  • Pozo, J. I. (1989). Teorías cognitivas del aprendizaje. Madrid: Morata.
  • Reiner, M. (1998). Thought experiments and collaborative learning in physics. International Journal of Science Education, 20(9), 1043-1058, https://doi.org/10.1080/0950069980200903
  • Reiner, M. y Burko, L. (2003). On the limitations of thought experiments in physics and the consequences for physics education. Science and Education, 12, 385-358. https://doi.org/10.1023/A:1024438726685
  • Reiner, G. y Gilbert, J. (2000). Epistemological resources for thought experimentation in science learning. International Journal of Science Education, 22(5), 489-506. 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. https://doi.org/10.1080/0950069042000205440
  • Revel Chión, A. y Adúriz-Bravo, A. (2019). Modelización y argumentación en la enseñanza de las Ciencias Experimentales. Didacticae, 5, 2-5. http://dx.doi.org/10.1344/did.2019.5.3-6
  • Sanmartí, N. (2000). El diseño de unidades didácticas. En F. J. Perales y P. Cañal (Eds.), Didáctica de las Ciencias Experimentales (pp. 239-276). Alcoy: Marfil.
  • 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/10.1002/tea.2031110.1007/s11423-016-9507-9
  • Shayer, M. y Adey, P. (1984). La ciencia de enseñar ciencias: desarrollo cognoscitivo y exigencias del currículo. Madrid: Narcea.
  • Smith, C. L., Wiser, M., Anderson, C. W. y Krajcik, J. (2006). Implications of Research on Children's Learning for Standards and Assessment: A Proposed Learning Progression for Matter and the Atomic-Molecular Theory. Measurement: Interdisciplinary Research and Perspectives, 4(1-2), 1-98. http://dx.doi.org/10.1080/15366367.2006.9678570
  • Sorensen, R. A. (1992). Thought experiments. Nueva York: Oxford University Press.
  • Stavy, R. (1990). Children’s conception of changes in the state of matter: From liquid (or solid) to gas. Journal of Research in Science Teaching, 27(3), 247-266. https://doi.org/10.1002/tea.3660270308
  • 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. 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.
  • Vygotsky, L. (1978). Mind and Society. Cambridge, MA: Harvard University Press.