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El conocimiento didáctico del contenido en química: integración de las tramas de contenido histórico–epistemológicas con las tramas de contexto–aprendizaje1
William Manuel Mora Penagos2
Diana Lineth Parga Lozano3
Artículo recibido: 30- 09-2008 y aprobado: 27-11-2008.
Didactic knowledge of content in chemistry: integration of the content scope with historical and epistemological scope and context–learning scope
1 Este documento forma parte del marco construido en el proyecto: ciup–dqu–025–07.
2 Profesor de planta (carrera) de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Grupo didaquim. Correo elec-trónico: [email protected]
3 Profesora de planta del Departamento de química la Universidad Pedagógica Nacional. Grupo alternaciencias. Correo electrónico: [email protected]
Resumen: Este artículo es una continuidad de trabajos anteriores relacionados con la necesidad de profesionalizar el diseño curricular en química (Mora y Parga, 2005), la construcción de tra-mas histórico–epistemológicas por niveles evolutivos (Mora y Parga, 2007) y la necesidad de construir un modelo investigativo sobre la formación permanente del profesorado de química (Parga, Mora y Martínez, 2007). Este documento muestra, primero, las diferencias entre la propuesta de Shulman (1986) y sus seguido-res, con los planteamientos de Chevallard (1991) y el grupo die de la Universidad de Sevilla, acerca de los fundamentos que definen el Conocimiento Didáctico del Contenido, cdc; segundo, se propone una síntesis de la ideas fundamentales para la identificación de las Representaciones de Contenido, ReCo, y los Re-pertorios de Experiencia Profesional Didáctica, ReEpd, (Loughran, Berry y Mulhall, 2006) como herramientas de identificación del cdc del profesorado y de estrate-gias de desarrollo profesional didáctico; por último, se proponen algunos fundamentos conceptuales sobre cómo elaborar Tramas Didácticas, td, como esenciales para el diseño de unidades didácticas de enseñanza–aprendizaje en química.
Palabras clave: Conocimiento didáctico del contenido, desarrollo profesional del profesorado de química, integración didáctica, tramas didácticas.
N.º 24 • Segundo semestre de 2008 • pp. 56-81
Abstract: This article is a con-tinuity of previous works concerning with the needs emerging from the professionalization of Chemistry curricular design (Mora and Parga, 2005), the cons-truction of historical and epistemological scope for evolutionary levels (Mora and Parga, 2007), and the construction of a research model focused on educatio-nal programs for pre service chemistry teachers (Parga, Mora, and Martínez, 2007). First, the authors show the differences among the proposal of Shulman (1986) and their supporters, the positions of Chevallard (1991) and positions of the ie group at Seville´s University, regarding the foundations that define the Didactic Knowledge of Content, cdc. Second, they present a synthesis of funda-mental ideas that will allow teachers the identification of those Representations of Content, ReCo, and those Repertoires of Didactic Professional Experience, ReEpd, (Loughran, Berry, and Mulhall, 2006) as tools for the identification of the faculty’s cdc and the strategies for Professional Didactic Development. Finally, they state some conceptual foundations on how to propose the didactic scope, ds, as a basis for didactic units design regarding chemistry teaching and learning processes.
Key words: Didactic knowledge of content, chemistry teachers’ professional development, didactic integration, didactic scope.
CORE Metadata, citation and similar papers at core.ac.uk
Provided by Revistas Científicas Indexadas y Estudiantiles de la Universidad Pedagógica Nacional, Bogotá
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El conocimiento didáctico del contenido en química: integración de las tramas de contenido histórico - epistemiológicas con las tramas de contexto - aprendizaje
El Conocimiento Didáctico del Contenido, cdc, como objeto disciplinar de la práctica y desarrollo profesional del profesorado
El Conocimiento Pedagógico del Conte-nido (Pedagogical Content Knowledge, pck), llamado en el escenario iberoameri-cano Conocimiento Didáctico del Conte-nido, cdc, (Mellado, 1996, Bolívar, 2005, García y Garritz, 2006), como constructo y modelo, es comúnmente aceptado en el léxico educativo actual y ha venido mos-trándose con gran potencial al introducir la importancia del conocimiento del contenido en los conocimientos necesa-rios para la enseñanza (Gess-Newsome, 1999) y en la inclusión de estándares de desarrollo profesional de los profesores de ciencias (Garritz y Trinidad–Velasco, 2004 y Veal, 2004), pese a que sus in-vestigaciones han sido menos cohesivas en la comunidad internacional, debido a la multiplicidad de interpretaciones que en un comienzo presentaba, si se compara con su campo afín, llamado conocimiento de la materia a enseñar, (subject matter knowledge, smk) (Abell y Lederman, 2007), y que en este artículo denominaremos como Conocimiento Disciplinar del Contenido, cdc.
En general, y como lo plantean Loughran et al. (2006), al igual que le ha sucedido al término pedagogía, el cdc puede parecer no más que una simple jerga, sin embargo, ha permitido enlazar las actuales investigaciones que exami-nan la relación entre la enseñanza, el aprendizaje y el contenido de enseñan-za, haciendo que el cdc no solamente haya adquirido un nuevo y significativo sentido, sino que también ha abierto la práctica profesional didáctica al escruti-
nio, para reconocer las habilidades y co-nocimientos que utilizan los profesores cuando enseñan. El cdc ha contribuido a aclarar que la enseñanza es problemática y no está entendida suficientemente, que la formación del profesorado no ha sido muchas veces más que una colección de juegos de actividades para usar en el aula, que los profesores que reflexionan en equipo para entender su enseñanza contribuyen a su desarrollo profesional didáctico y mejoran su práctica al verse reflejados en las experiencias y visiones de otros maestros y que el conocimiento profesional del profesorado requiere un lenguaje especial para facilitar la buena expresión y comprensión de las ideas sobre lo que es enseñar y aprender.
cdc no es un simple rótulo que permi-te igualar a todos los profesores respec-to a un contenido de enseñanza dado; es más bien el producto de un conocimien-to práctico que es particular, individual e idiosincrático, debido a las diferencias influenciadas por sus conocimientos, creencias, el contexto y la experiencia de enseñanza. Puede ser igual (o similar) para algunos profesores y diferente para otros, pero es una piedra angular del conocimiento y desarrollo profesional del profesorado.
El cdc ha sido promovido particular-mente desde el área de enseñanza de las ciencias, destacándose la necesidad de la integración de varios dominios del conocimiento en la enseñanza, la inves-tigación, y la preparación del profesor (Parga, Mora y Martínez, 2007).
Algunos precedentes en didáctica de las ciencias naturales son los trabajos de los profesores Gil (1991) y Furió, et al. (1992), los cuales han destacado la necesidad de conocer bien la materia a
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enseñar como conocimiento profundo de éste, enfatizando no sólo en una mejor formación en los actuales cono-cimientos científicos, sino también en los aspectos histórico–epistemológicos y sociales que permitieran tener mejores criterios de selección de contenidos para la enseñanza; también han destacado la necesidad de entender la formación del profesorado como un cambio didáctico del pensamiento docente de sentido co-mún y la apropiación de una concepción teóricamente fundamentada de la ense-ñanza–aprendizaje de la disciplina, utili-zando la investigación y la innovación en el aula. Sin embargo, estos precedentes, que son dignos de mención, no destacan explícitamente aspectos que tienen que ver con el conocimiento del contexto escolar y una clara diferenciación entre conocimiento científico, conocimiento cotidiano y conocimiento escolar, los cuales son una variable fundamental como lo mostraremos más adelante.
Desde los años ochenta, en el con-texto angloamericano, Lee Shulman ha liderado la línea de investigación del pck, que luego se ha transformado en un mo-delo teórico para entender la enseñanza de los contenidos, originando distintas aproximaciones en áreas generales del conocimiento escolar, como las ciencias naturales, las ciencias sociales, las artes, entre otras (Bolívar, 2005). En el medio francófono, desde los desde los años no-venta, este liderazgo lo ha sumido Yves Chevallard, particularmente en la didác-tica de las matemáticas. En esta época también se destacan en el medio español los trabajos del grupo de los profesores Rafael Porlán y Eduardo García–Díaz, en didáctica de las ciencias naturales y sociales. Consideramos que estos tres grupos han influido decididamente en
nuestro medio el ámbito de la enseñan-za y la formación del profesorado de ciencias, por lo que, sin pretender ser exhaustivos, presentamos en la Tabla 1 una síntesis de sus principales ideas y di-ferencias que permitan posteriormente establecer estrategias de identificación del cdc.
Mediante esta tabla es posible esta-blecer la importancia que el cdc ha tenido en el reconocimiento de las didácticas de las disciplinas como campo disciplinar el ejercicio docente, el establecimiento de la enseñanza como profesión y la impor-tancia que tiene la comunidad de pares docentes en la investigación e innova-ción sobre el diseño y la ejecución del currículo. También es posible concluir, siguiendo los trabajos de García–Díaz (1998), Porlán y Rivero (1998) y Martín del Pozo y Rivero (2001), que el cdc en general es un conocimiento de tipo prác-tico y profesionalizado del contenido y de su enseñanza–aprendizaje, que se contextualiza de manera disciplinar en las didácticas específicas, el cual es un conocimiento que se pretende que el profesorado construya tanto en ejercicio como en formación para que de esta manera les permita un desempeño y una intervención fundamentadas disci-plinarmente, partiendo de una transfor-mación– integración de diferentes tipos de conocimientos y saberes (académicos, creencias y principios de acción, rutinas y guiones de acción y teorías implícitas) en ocasiones desconectadas entre sí.
Por otro lado, estamos de acuerdo con la postura de García–Díaz (1998), Porlán y Rivero (1998) y Gess-Newsome (1999), en la cual el Conocimiento Didác-tico del Contenido, cdc, es más un proce-so de integración que de transformación o transposición (más de combinatoria
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El conocimiento didáctico del contenido en química: integración de las tramas de contenido histórico - epistemiológicas con las tramas de contexto - aprendizaje
que de mixtura, como se diría en quími-ca) en el cual los conocimientos que se integran están acompañados cada uno de creencias docentes que conforman el conocimiento base de la enseñanza, as-pecto que ha sido poco tenido en cuenta por los seguidores del pck.
Si bien, al igual que Grossman, et al. (1990), Gess-Newsome (1999), Mag-nusson et al. (1999) y Marcelo (2005), estamos de acuerdo con que el conoci-miento del profesor (para hacer ense-ñables los contenidos) debe sufrir una “transformación” de cuatro distintos conocimientos (el conocimiento del contenido, el conocimiento curricular, el conocimiento pedagógico y el cono-cimiento del contexto).
La diferencia que asumimos es que mientras estos autores entienden el cdc como un conocimiento más, adicional al conocimiento del contenido y al conoci-miento pedagógico, aquí lo asumimos no como un componente a adicionar a los ya reconocidos, sino como el producto de una “combinación de un sistema integrado” de los conocimientos (dis-ciplinares, histórico–epistemológicos,
psicopedagógicos, y contextuales –ver Figura 1–, lo cual tiene necesariamente implicaciones directas en la formación del profesorado como en el tipo de dise-ños curriculares que se formulen.
El modelo de transformación también sigue de cerca patrones tradicionales de la preparación del profesor al separar, temporal y espacialmente, el contenido o materia a enseñar de lo pedagógico y las referencias del contexto, dejando que sea en la práctica y el ejercicio docente cuando cada uno en forma individual y en el aislamiento no reflexionado explícitamente, intenten algún tipo de integración. Un peligro potencial en este modelo es que los profesores podrían pasar por alto la importancia de la integración del conocimiento y continuar acentuando la importancia del contenido sobre lo pedagógico, dando como resultado modos de transmisión de la enseñanza con poco respeto para la estructura epistemológica del contenido, las referencias de los procesos de aula de clase o los factores del contexto.
Transformacióndidáctica
Transposicióndidáctica
Integracióndidáctica
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Modelo de Trasposición Didáctica, propuesta del matemático Yves Chevallard (1991) de la Universidad de Aix, Francia.
Modelo de Investigación en la Escuela (1991), planteado por el Grupo die, Didáctica e Investigación Escolar, de la Universidad de Sevilla, España, compuesto por los profesores de didáctica de las ciencias experimentales y sociales Rafael Porlán, Eduardo García–Díaz, Francisco García–Pérez, Ana Rivero y Rosa Martín del Pozo, en el marco del proyecto Ires (Investigación y Renovación Escolar)
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Tabla 1: Modelos teóricos para entender la enseñanza de los contenidos.
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Tecné, Episteme y Didaxis N.º 24, 2008
62
Mod
elo
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63
El conocimiento didáctico del contenido en química: integración de las tramas de contenido histórico - epistemiológicas con las tramas de contexto - aprendizaje
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Tecné, Episteme y Didaxis N.º 24, 2008
64
Como se observa en la Figura 1, el cdc tiene un componente personal de cada docente que es crítico en su compor-tamiento y prácticas educacionales, el cual estaría conformado por sus creen-cias y opiniones sobre qué es enseñar y aprender,y por sus experiencias prácti-cas personales, las cuales están basadas en sus experiencias tempranas como es-tudiante al ver a sus profesores enseñar. Estas opiniones e imágenes conforman un sistema de creencias con una fun-ción adaptativa, útil para comprender el desempeño docente (al planificar, seleccionar instrumentos cognitivos, y tomar decisiones) y desempeñan un papel crucial en la formación docente, ya que son difíciles de cambiar en la medida que son más antiguas (Morine–Dershvier y Kent, 1999 y Marcelo, 2005). Magnusson et al. (1999) consideran que las relaciones entre los conocimientos y creencias sobre la materia o contenido,
lo pedagógico del currículo, el contexto y lo pedagógico del contenido incluyen orientaciones para la enseñanza de las ciencias que determinan los siguientes conocimientos: a) del currículo de cien-cias (metas y objetivos, y programas curriculares específicos en relación con los planteados en chem Study, cba, Chem Com, Salters, Chemistry in Context, etc.) (Gabel, 1998); b) de las creencias y preconcepciones de los estudiantes sobre las ciencias (requerimientos para el aprendizaje, áreas de dificultad para el estudiantado); c) de la evaluación en ciencias (dimensiones del aprendizaje de las ciencias, y de los métodos con que se evalúa el aprendizaje de las ciencias) y d) de las estrategias instruccionales (para materias específicas en el caso de las ciencias, por ejemplo, basadas en el cambio conceptual, y estrategias para tópicos específicos usando modelos o analogías).
Figura 1: Integración de los tipos de conocimientos–creencias docentes para formar el cdc.
Conocimiento(y creencias)
del contexto escolar, CCE.
APRENDER A ORGANIZAR EL MEDIO.
• Conocimiento base para la ense-ñanza y la formación profesional do-cente en el contexto de las didácticas específicas.• Estado combinatorio y sinteti-zador de distintos conocimientos que conforman el CDC formado por las esferas del CD y del CHE que se refieren al qué, respecto al conocimiento del cómo enseñar lo que conforman las dos esferas restantes; la del CCE y CPP
• Sustantivo (declarativo): cuerpo interrelacionado de conceptos , teorías, y paradigmas de la disciplina.• Sintáctico (procedimental): métodos, instrumentos, cánones de evidencia que se usan en la disciplina para construir su conocimiento, de cómo introducirlos y lograr la aceptación por la comunidad.•Determinan el diseño y el desarrollo curricular.
• Mecanismos de producción del conocimiento. • Obstáculos epistemológicos.
• Formas de vida de las comunidades científicas.• Debates y controversias, reconstrucciones
de episodios históricos relevantes. • Revoluciones científicas y experimentos
cruciales. • Biografías de grandes
personajes. • Análisis de textos originales.
Qué y cómo enseñar. Integra-ción y reformulación del conte-nido para hacerlo enseñable y aprendible. Este conocimiento se forma en la acción docen-te, y como proceso reflexivo entorno a las creencias del profesorado orientado hacia el diseño curricular.
• Teorías educativas.• Conocimiento del currículo.
• Modelos de desarrollo y aprendizaje del estudiantado.
• Concepciones alternativas del estudiantado.• Metodologías y formas de organización de grupos.
•¿Dónde se enseña?• ¿A quién se enseña?• Normas y funcionamiento de la institución escolar.• Procedencia de los estudiantes.• Configuración cultural, política e ideoló-gica del entorno de la institución escolar.
Conocimiento (y creencias) psicopedagógico, CPP.
APRENDER A PENSAR EN LA MATERIA DESDE LA PERSPECTIVA DEL ESTUDIANTE.
Conocimiento (y creencias) histórico - epistemológico, CHE.
COMPRENDER QUÉ Y CÓMO HA CAMBIADO EL CONOCIMIENTO.
Conocimiento (y creencias)
disciplinar del contenido, CDC.
Saber académico de referencia.
COMPRENDER LA MATERIA.
CDC
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El conocimiento didáctico del contenido en química: integración de las tramas de contenido histórico - epistemiológicas con las tramas de contexto - aprendizaje
Al examinar la Figura 1, sobre la integración de los tipos de conocimien-tos–creencias docentes para formar el conocimiento didáctico del contenido, es posible que cada docente presente propuestas asimétricas en las cuales va-lore más unos conocimientos que otros y, como lo muestran Abell y Lederman (2007), son campos de relaciones poco investigadas. Por su formación o por sus intereses a la hora de diseñar cu-rricularmente una unidad didáctica de enseñanza–aprendizaje es posible que un profesor no integre de igual manera y valoración los cuatro conocimientos–creencias, haciendo más énfasis en uno que otro, es decir, podemos encontrar casos en que, por ejemplo, el orden de importancia y cantidad de conocimientos sea: conocimiento del contenido> cono-cimiento histórico–epistemológico > co-nocimiento pedagógico > conocimiento del contexto. En otros casos podríamos tener: conocimiento pedagógico > cono-cimiento del contenido > conocimiento del contexto > conocimiento histórico–epistemológico. Esta integración refuer-za la idea que no basta con “saber bien la materia” para enseñar profesionalmente un contenido, se requiere integrar otros conocimientos, pero los conocimientos–creencias y la preponderancia que den de uno de estos conocimientos sobre los otros determinará que el cdc resultante influya decididamente en el qué y cómo enseñar.
Se puede decir, como lo proponen a manera de hipótesis Magnusson, et al. (1999), que hay diferentes rutas o múl-tiples caminos para desarrollar el cdc para tópicos específicos de enseñanza, ya que se integran con mayor énfasis unos conocimientos que otros, por lo que es necesario que en la formación
docente: a) se le ayude a reflexionar sobre sus conocimientos y creencias preexistentes; b) concienciar sobre el cdc como un campo especifico del dominio profesional docente, resultante de la integración de cuatro distintos conoci-mientos, haciendo énfasis en influencias de estos conocimientos–creencias, según el tópico a enseñar, como en su forma-ción previa; c) la necesidad de situar las experiencias de aprendizaje en el enten-dimiento del contexto de enseñanza y d) que establecer un puente cognitivo entre lo que se pretende enseñar y lo que ya sabe el estudiante (lo cual es producto de sus preconcepciones) requiere un diseño de unidades didácticas para lo cual el cdc es fundamental.
En la formación docente, estos cuatro conocimientos–creencias no se deben in-troducir curricularmente de una manera fija como reglas o información o como simple suma de conocimientos, es decir, modelos como el tradicionalmente cono-cido “cachucha pedagógica”-en el que el conocimiento preponderante es el dis-ciplinar con un agregado de pinceladas de los otros conocimientos - los cuales deben ser fuertemente criticados.
Por último, se puede decir que los maestros de ciencia no existen en esta-dos fijos de los modelos transformativos o integrativos de una vez y para siem-pre, sino en un lugar en el transcurso del continuo entre los modelos inte-grador y transformativo, en el que no sólo su formación inicial, sino también su desarrollo profesional en algunos casos ha sido más suma–mixtura, que integración–combinatoria de los cuatro conocimientos–creencias analizados en la Figura 1.
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Las Representaciones de Contenido, ReCo, y los Repertorios de Experiencia Profesional Didáctica, ReEpd, como instrumentos complementarios de determinación del cdc
Muchas investigaciones han mostrado que el cdc es un constructo complejo y no generalizable en sentido estricto, siendo decepcionante que los esfuerzos de las investigaciones todavía no hayan proporcionado descripciones detalladas de cdc de profesores individuales o gru-pales (Gess-Newsome y Lederman, 1999, Loughran, Berry y Mulhall, 2006), siendo una de sus causas que su reconocimien-to se obtenga únicamente por medio del efecto acumulativo de ir reflexionando en torno a las construcciones historias narrativas sobre cómo el profesorado construye y enseña el contenido en unidades didácticas. Por consiguiente, no es fácil realizar su seguimiento, no sólo porque el desarrollo es gradual y ocurre en periodos extendidos de tiempo, sino por el poco conocimiento de instrumentos adecuados para la recolección de información que eviten llegar a reduccionismos y simplificacio-nes de la interacción del contenido y la didáctica.
También los anteriores autores han destacado que existen pocos ejemplos concretos de cdc en la literatura, lo que hace difícil que los profesores de ciencia tengan acceso a éste a manera de mode-los significativos para mejorar su prác-tica. Por tanto, la misma noción de cdc sigue siendo algo evasiva y requiere un lenguaje compartido para tener acceso y apoyar las ideas fundamentales de modo que este concepto pueda ser entendido y valorado de mejor manera.
Loughran, Berry y Mulhall (2006), como resultado de entrevistas individua-les y de grupo, talleres y observaciones con el profesorado de ciencias durante varios años, desarrollaron un portafolio de captura que representa los aspectos más importantes del cdc de maestros exitosos de ciencias. Este formato está conformado por Content Representa-tion, CoRe, articulada con Pedagogical and Professional-experience Repertoires, PaP-eRs, que nosotros llamaremos: Re-presentaciones de Contenido, ReCo, y Repertorios de Experiencia Profesional Didáctica, ReEpd. Estos instrumentos permiten comparar lo que los docentes conocen y creen acerca de los contenidos más importantes a enseñar y lo que ellos reflexionan en sus historias narrativas de lo hecho en las aulas de clase.
La ReCo proporciona una descripción de la manera en que un grupo dado de profesores conceptúa el contenido de un tema particular de enseñanza. La ReCo se desarrolla pidiendo a los profesores pensar sobre lo que consideran: las gran-des ideas asociadas al contenido que van a enseñar , las cuales se refieren a las ideas de ciencia que los profesores ven como cruciales para que los estudiantes desarrollen su comprensión del conte-nido. Luego, se discuten y consensúan estas grandes ideas, refinándolas y colocándolas en columnas verticales de un cuadro o matriz, que más tarde, se cruzan con indicadores constructivistas fundamentales en la integración del cdc, como se ve en la Tabla 2, sobre la cual hemos hecho algunos ajustes siguiendo lo propuesto por Reyes y Garritz (2006) y Garritz (2007).
Por su parte, el ReEpd es una eva-luación narrativa del cdc de un maestro que resalta un aspecto del contenido
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El conocimiento didáctico del contenido en química: integración de las tramas de contenido histórico - epistemiológicas con las tramas de contexto - aprendizaje
de las ciencias que ha sido enseñado en relación con lo propuesto en la ReCo. En algunos casos, el ReEpd puede ser una construcción colectiva entre varios do-centes, aunque lo mejor es presentarse de manera individual expresada en un diario del profesor. El ReEpd se redacta para desempaquetar los conocimientos
y creencias de un docente en torno a la práctica del aula y, en concreto, sobre un aspecto particular del contenido. Se piensa que el ReEpd representa lo que el docente está razonando acerca de sus acciones pedagógicas del contenido en las aulas.
Representación del Contenido , ReCoIdeas o conceptos más importantes a enseñar
A: B: C: D: E:
¿Qué intenta que aprendan sus estudiantes sobre esta idea?
¿Por qué es importante que los estudiantes sepan esto?
¿Qué cree que le faltaría saber a los estudiantes sobre esta idea?
¿Cuáles son las dificultades y limitaciones asociadas con la enseñanza de esta idea?
¿Qué preconcepciones o ideas alternativas (errores conceptuales) tienen los estudiantes sobre esta idea y cómo influyen en la enseñanza?
Otros factores que influyen en la enseñanza de esta idea. Por ejemplo, a nivel de normas y funcionamiento de la institución escolar, procedencia de los estudiantes, configuración cultural, política e ideológica del entorno de la institución escolar, del diseño curricular y del trabajo entre docentes.
7. ¿Qué procedimientos o estrategias de enseñanza emplea para que los estudiantes se comprometan con esta idea?
8. ¿Qué formas de comprobar (evaluación, coevaluación y autoevaluación) el entendimiento o confusión de los estudiantes acerca de esta idea utiliza?
9. ¿Qué conocimientos sobre historia y epistemología de esta idea conoce? Por ejemplo, mecanismos de producción del conocimiento, vida de las comunidades científicas, debates y controversias, reconstrucciones de episodios históricos relevantes, revoluciones científicas y experimentos cruciales, biografías de grandes personajes.
Tabla 2: Cómo identificar la Representación del Contenido de enseñanza.
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Loughran, Berry, y Mulhall (2006) nos dicen que un ReEpd varía depen-diendo de lo que se está representan-do, por ejemplo, algunos ReEpd son representaciones de la perspectiva de un estudiante; otros del maestro, algu-nos toman el formato de una entrevis-ta; otros una observación del aula o el pensamiento inherente en un maestro que refleja la naturaleza problemática de un concepto dado, mientras otros resaltan preocupaciones sobre el plan de estudios. Como una consecuencia, el formato de un ReEpd es sensible al tipo de situación que está intentando retratar, algunos usan llamadas al margen para atraer la atención a ca-sos específicos que podrían pasarse por alto y que son importantes para quienes lo redactan. La combinación de las ReCo y los ReEpd son un recur-so de identificación y representación poderosa, accesible y útil del cdc que relacionan teoría y práctica y son una invitación al profesorado (en forma-ción, en ejercicio, así como educadores de maestros de ciencias) a explicitar e identificar qué es lo que necesitan saber y pensar cuando enseñan un nuevo tema; por ejemplo, ¿qué grandes ideas se deben enseñar a un grupo par-ticular de estudiantes? ¿Qué se debe esperar que los estudiantes aprendan? ¿Qué procedimientos de enseñanza ayudarán a un grupo de estudiantes entender una gran idea en particular? Por último, un Recurso de Folio no se piensa como un documento–syllabus del plan de estudios, aunque puede formar parte de la relación teoría–práctica del diseño microcurricular expresado en el Syllabus.
La formación del cdc en el profesorado en niveles o gradientes evolutivos de desarrollo profesionalComo vimos en el apartado anterior, la identificación del cdc del profesorado como proceso de explicitación de las ReCo y su contrastación con los ReEpd (que relacionan lo que se piensa que se debe enseñar con lo que se realiza en la práctica) han sido utilizadas como estrategias de desarrollo profesional del profesorado tanto en formación como en ejercicio. Sin embargo, no es la única herramienta de construcción del cdc. De Jong, Veal, y Van Driel (2003), fundamentados en los resultados de la literatura, sugieren que el cdc puede ser desarrollado por análisis de las expe-riencias de enseñanza en combinación con talleres específicos en procesos longitudinales con pocos docentes, aunque sean casi inexistentes las expe-riencias publicadas en este sentido. A partir de la anterior idea, estos autores han diseñado un curso (de característi-cas constructivistas) de desarrollo del profesorado de química en el cual se articula la formación en lo disciplinar (materia o disciplina de base = química) (Subject Matter Knowledge, smk) y el cdc (Pedagogical Content Knowledge, pck) de manera integrada en cinco etapas: a) discusión de sus experiencias tempra-nas como aprendiz y como profesores en formación, en temas o contenidos específicos de conocimiento; b) discu-siones del conocimiento disciplinar de base desde la perspectiva pedagógica, usando artículos de la literatura de investigaciones educativas acerca de la enseñanza y el aprendizaje del tópico elegido; c) expresiones de intención de
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El conocimiento didáctico del contenido en química: integración de las tramas de contenido histórico - epistemiológicas con las tramas de contexto - aprendizaje
enseñanza, discutiendo capítulos de libros de texto y preparando planes (unidades didácticas) de enseñanza de un tópico interesante; d) enseñanza del tópico elegido en contextos escolares específicos y e) reflexión sobre el cono-cimiento de base y del cdc por discusión de los reportes individuales de las lec-ciones dadas en torno a la unidad di-dáctica diseñada. Todo este proceso se lleva a cabo con discusiones ayudadas por mentores e investigadores.
De igual manera, el Proyecto Cero, liderado por David Perkins de la Es-cuela de Posgrado en Educación de la Universidad de Harvard, conocido como Enseñanza para la Comprensión, EpC, insiste en el desarrollo profesional del profesorado en la medida en que se
compromete con el aprendizaje para el desempeño flexible de competencias para pensar y actuar a partir de lo que saben los estudiantes. Cuatro preguntas centrales acerca de la Enseñanza con-forman la propuesta: ¿qué tópicos vale la pena comprender? ¿Qué aspectos de esos tópicos deben ser comprendidos? ¿Cómo podemos promover la compren-sión? Y ¿Cómo podemos averiguar lo que comprenden los estudiantes? (Sto-ne, 1999), preguntas que se estructuran en cuatro dimensiones y sus rasgos:Para cada rasgo hay cuatro niveles de comprensión del estudiantado (Tabla 4), a saber: ingenua (nivel 1), principian-te (nivel 2), aprendiz (nivel 3) y maestría (nivel 4).
Contenido Métodos Propósitos Formas de comunicación
A. Creencias Intuitivas transformadas. A. Sano escepticismo.
A. Conciencia de los propósitos del conocimiento.
A. Buen manejo de los géneros de desempeño.
B. Redes conceptuales coherentes y ricas.
B. Construir conocimientos en el saber.
B. Usos del conocimiento.
B. Uso efectivo de sistemas de símbolos.
C. Utilización de criterios para validar el conocimiento en el dominio.
C. Manejo y autonomía.
C. Consideración del público y el contexto.
Tabla 3: Dimensiones y rasgos de la comprensión.
Comprensión ingenua
Comprensión de principiante
Comprensión de aprendiz
Comprensión de maestría
Desempeños arraigados
En conocimientos intuitivos.
Rituales de pruebas y de la escolarización.
Conocimiento disciplinario y modalidades de pensamiento.
Integradores, creativos y críticos.
Construcción del conocimiento
Como proceso no problémico.
Ideas con conexiones simples, de ensayo con procedimientos mecánicos paso a paso.
Algo complejo con procedimientos y criterios prototípicamente usados por expertos del dominio del saber.
Algo complejo impulsado a menudo por marcos y visiones que resultan de la argumentación pública de las comunidades de diversos dominios del saber.
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Relación escuela y cotidianidad:
No ven la relación y no consideran los propósitos y usos del conocimiento.
Sirven para describir la naturaleza.
Los desempeños iluminan la relación entre conocimiento disciplinar y vida cotidiana, examinando sus consecuencias.
Se usa el conocimiento para reinterpretar el mundo que lo rodea.
Validación de los desempeños:
No muestran signos de dominio de lo que saben los alumnos. Desempeños no reflexivos en la comunicación con los demás.
Depende de la autoridad externa más que de criterios de racionalidad consensuada en la comunidad.
Expresión y comunicación flexible y adecuada al conocimiento.
Van más allá de demostrar la comprensión disciplinaria y muestran una conciencia crítica metadisciplinar e interdisciplinar.
Tabla 4: Niveles de comprensión del estudiantado.
La Tabla 5 presenta una matriz de evaluación del diseño curricular mediante la Enseñanza para la Comprensión:
Evaluación del diseño curricular
Niveles
Dimensiones
Comprensióningenua
Comprensión de principiante
Comprensión de aprendiz
Comprensión de maestría
Hilos conductores: preguntas claras que guían la comprensión y son centrales en la disciplina.
No son preguntas o, si las hay, son cerradas. No son centrales y no están conectados con las demás dimensiones de la comprensión.
Algunas son preguntas, pero no son muy centrales y poco diferenciadas de las metas y desempeños.
Son preguntas claras, la mayoría abiertas, que se diferencian de las metas y los tópicos, pero que podrían expresarse mejor.
Claramente enmarcadas, abiertas y centrales de su disciplina, organizan la exploración de los tópicos y las metas.
Tópicos generativos:contenidos centrales de una disciplina.
No son del interés del profesor ni interesante para el estudiantado y no son temas centrales para la disciplina ni muestran una relación con los hilos y las metas de desempeño.
Son más o menos interesantes para el profesor, de alguna forma son centrales para la disciplina, pero se pueden expresar de forma más interesante para el estudiantado, parecen organizar los hilos y las metas.
Son interesantes para el profesor, son temas centrales para la disciplina y enganchan a los estudiantes; sin embargo; pueden expresarse con mayor claridad, pero pueden repetirse.
Son claramente la pasión del profesor, son conceptos centrales para la disciplina, enganchan fácilmente a los estudiantes, bien organizados para su exploración bajo los hilos y metas claras y unívocas.
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El conocimiento didáctico del contenido en química: integración de las tramas de contenido histórico - epistemiológicas con las tramas de contexto - aprendizaje
Metas de comprensión en cada tópico generativo.
Si existen no están claras, o son restringidas o muy amplias, difíciles de valorar.
Más o menos claras, pero no son un número manejable, demasiado rígidas o amplias para evaluar.
Están claras y no se repiten, aunque algunas se puedan condensar para evaluar mejor; ayudan a centrar los tópicos.
Muy claras y no se repiten en cantidad, fácilmente manejable para su evaluación.
Desempeños de comprensión: ciclos de acciones en los cuales los estudiantes hacen visible su pensamiento.
Son simples actividades inconexas que no le permiten al estudiantado fomentar la creatividad o hacer algo con ellas. Están enfocadas en la acción del profesor y no se conectan con las metas.
Actividades que no muestran el saber hacer del estudiantado a partir de sus conocimientos. Las actividades están centradas en el profesor, aunque muestren una secuencia lógica, no se conectan claramente con las metas.
Involucran a los estudiantes en hacer algo y pensar creativamente con sus conocimientos, pero algunos podrían estar mejor desarrollados, la mayoría se centra en la actividad de los estudiantes y se desarrollan en secuencias de investigación y síntesis.
Son claramente eventos en los cuales los estudiantes piensan creativamente con. Se centran en los estudiantes y están bien organizados en secuencias de exploración, investigación y síntesis. Están bien conectadas con sus metas.
Evaluación continua: ciclos de retroalimentación formal e informal en torno a los desempeños.
No hay un ciclo continuo de evaluación, sólo hay una evaluación final. No hay autoevaluación, no se usan formatos formales, ni informales. No hay criterios de calidad compartidos.
Hay algunas evaluaciones, pero están centradas en el profesor. No se presentan de forma que ayuden a los estudiantes a desarrollar su comprensión, es necesario realizar la autoevaluación y los instrumentos. No hay criterios de calidad públicamente compartidos que se relacionen con las dimensiones de la comprensión.
Organizadas en ciclos que parecen permitir a los estudiantes desarrollar la comprensión en el tiempo. Hay gran variedad de formas de autoevaluación y evaluación de pares con criterios públicos, pero deben relacionarse más con las demás dimensiones.
Organizadas claramente en ciclos de retroalimentación que le ayudan al estudiantado a desarrollar comprensión en el tiempo. Con excelente balance de formas de evaluación con autoevaluación, coevaluación y metaevaluación. Con instrumentos formales e informales y con criterios públicos de trabajo con calidad que relacionan distintas dimensiones.
Tabla 5: Evaluación del diseño curricular.
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Por su parte, el grupo die de la Univer-sidad de Sevilla, en complemento a lo ya descrito en la Tabla 1 (Porlán, 2003), ha planteado la formación inicial y permanen-te del profesorado centrándose en proble-mas de enseñanza de los contenidos, que han denominado Ámbitos de Investigación Profesional, aip, que permiten el desarrollo
del conocimiento profesional deseable a la manera de una hipótesis de evolución profesional (por niveles de formulación progresivamente más complejos, como se muestran en la Tabla 6, que es tomada de Martín del Pozo y Rivero (2001), y que evoluciona de un modelo didáctico tradi-cional a un modelo más constructivista e investigador.
Nivel de partida Niveles intermedios Nivel de referencia
Visión cotidiana de la enseñanza y del papel del profesor.
Profesor técnico y espontaneísta, capaz de programar en secuencias cerradas de actividades basado en objetivos.
Conocimiento profesional transdisciplinar y práctico que se construye significativamente.
Conocimiento.¿Qué sabemos sobre determinados tópicos del currículo escolar?
Visión enciclopédica. Visiones compartimentalizadas y jerarquizadas.
Visión relativa, evolutiva e integradora.
Las ideas del alumnado.¿Cuál es la naturaleza de las ideas del estudiantado?
Los estudiantes no tienen ideas o éstas no son relevantes para incorporar los conocimientos.
Las ideas del estudiantado se consideran errores que deben explicitarse y sustituirse. El alumnado aprende por descubrimiento espontáneo.
Las ideas del estudiantado como conocimiento alternativo con el que construyen nuevos significados.
Finalidades.¿Cuál es el papel en la formación básica del estudiantado?
Adquirir conocimientos científicos.
Sustituir el conocimiento del estudiantado por el conocimiento científico. Desarrollar actitudes y procedimientos científicos.
Complejizar el conocimiento cotidiano del estudiantado.
Contenidos.¿Qué formulaciones diferentes existen de los contenidos implicados?
Los contenidos como versión simplificada, reduccionista y enciclopédica de los conceptos disciplinares.
Los contenidos como transformación didáctica de procesos y productos disciplinares.Integración de conocimientos disciplinares y problemas socio–ambientales.Niveles de progresión entre lo cotidiano y lo científico.Expresión de los intereses y experiencias del estudiantado.
Integración de informaciones procedentes de fuentes diversas.
Metodología.¿Cómo debería ser y qué debería orientar una secuencia de actividades?
Metodologías transmisivas (explicación más ilustración).
Metodologías duales basadas en la explicación más actividades (de aplicación, de verificación, de contraste, espontáneas).Metodologías inductivas.Metodologías activistas.
Metodologías basadas en la investigación del estudiantado a partir de problemas relevantes en el contexto escolar.
Evaluación.¿Qué modelos de evaluación existen y en qué se fundamentan?
Evaluación como comprobación de la adquisición de conocimientos.
Evaluación por medio de la consecución de los objetivos.Evaluación como participación del estudiantado en la toma de decisiones sobre la vida en el aula.
Evaluación como proceso de seguimiento de la evolución real de los conceptos del estudiantado y de ajuste de la enseñanza.
Tabla 6: Evolución de un modelo didáctico.
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El conocimiento didáctico del contenido en química: integración de las tramas de contenido histórico - epistemiológicas con las tramas de contexto - aprendizaje
En el nivel de referencia (deseable) planteado en la Tabla 6, un docente, al diseñar curricularmente un contenido específico de enseñanza, debería saber y saber hacer: a) un análisis didáctico de diferentes fuentes de información; b) una trama de problemas y contenidos asociados, formulados en diferentes niveles de complejidad en una hipótesis de progresión del conocimiento; c) Una posible secuencia de actividades según una metodología constructivista e inves-tigativa y d) mecanismos para el ajuste entre la hipótesis de progresión del co-nocimiento escolar y la evolución real de las concepciones de los alumnos.
La articulación de las tramas de contenido histórico–epistemológicas con las tramas de contexto–aprendizaje en el cdc en químicaGarritz y Trinidad–Velazco (2004) han encontrado que los estudios sobre el cdc en química son relativamente pocos y, apoyados en la revisión de Abell (2007), nosotros podríamos aseverar que son más referidos al campo del Conoci-miento Disciplinar del Contenido, cdc (Subject Matter Knowledge, smk), que en el cdc. La mayoría de los trabajos se han hecho con profesores en formación y particularmente quienes trabajan en educación primaria o en grados séptimo a décimo. Las temáticas trabajadas han estado centradas en pocos temas: en teoría atómica–molecular se ha trabaja-do con gases destacando las relaciones sustancia–elemento, densidad–presión del aire, mezclas–compuestos, elemen-tos–átomos, compuestos–moléculas, cambio–conservación de la materia; mol–cantidad de sustancia, reacción química, equilibrio químico; relaciones de lo macro y micro. Destacamos los
trabajos en cdc realizados por Loughran, Berry y Mulhall (2006) sobre teoría de partículas y reacciones químicas centra-dos en la realización de CoRe y PaP-eRs. Sin embargo, es fundamental decir que en campos como la química orgánica, la bioquímica o la química ambiental son inexistentes los trabajos investigativos sobre el cdc.
Atendiendo a estos campos poco explorados de la química y utilizando conceptos como el de trama conceptual y el de diseño, implementación y reflexión de contenidos didácticos (Mora y Parga, 2007), se establecen algunas orienta-ciones útiles para el desarrollo profe-sional didáctico. En nuestra propuesta intentamos hacer el análisis histórico–epistemológico–científico, con el fin de hacer una posterior integración con lo contextual–psicopedagógico en dos tramas o momentos distintos esenciales para el diseño del contenido.
En la medida en que se da la integra-ción de estos conocimientos es posible plantearse los contenidos de enseñanza que no sólo permiten plantearse los programas de la asignatura a enseñar (Syllabus), sino que, como dice Novak (1977), pueden servir como puente cog-nitivo para relacionar lo que se quiere enseñar con lo que el estudiantado trae en sus preconcepciones e ideas previas y en el cual las tramas articuladas en cdc no son más que un encuentro de integración entre lo que los estudiantes ya saben y lo que los profesores intentan enseñar me-diante una propuesta de contenido que combina lo disciplinar con lo psicopeda-gógico. A diferencia del planteamiento de Novak, en el cual el puente cognitivo es dado por medio de un único concepto estructurante (visión que consideramos en ese sentido un poco rígida), en nues-
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tro caso el puente cognitivo no es un concepto estructurante, sino una trama flexible de conceptos, como lo sugiere Astolfi (2001). Las tramas de conceptos son flexibles, son una guía y no son para obligar al estudiante a hacer coincidir la ontogénesis con la filogénesis de los conocimientos. No se pretende estable-cer que las tramas sean dadas en forma lineal, pueden ser esféricas, en espiral; lo importante es que permiten pasar de un pensamiento simple del estudiante a uno más complejo, enriqueciendo su conocimiento.
Perspectivas de tramas conceptuales histórico–epistemológicas, como las que hemos planteado (Mora y Parga, 2007 y Parga y Martínez, 2007) o las presentadas por Martín del Pozo (1994), se dan en tres niveles de trama conceptual cada vez más complejas: nivel macroscópico, nivel asociado atómico–molecular y nivel cuántico, los cuales son concordantes con las tres revoluciones de la química que plantea Jensen (1998): composición molar, composición molecular–estructu-ra, y composición eléctrica–estructura:
(molar–molecular–eléctrico) –Tabla 7– que son útiles a la hora de diseñar tramas didácticas integradoras.
Sin embargo, aunque estos análisis históricos–epistemológicos se han dado desde la mirada docente, no explicitan su relación con los desarrollos del pen-samiento de los estudiantes de manera que nos permitieran la integración con lo contextual–psicopedagógico, por lo que creemos que si usáramos catego-rías en este último sentido, propuestas desde la EpC, se trabajarían en cuatro niveles del desempeño (competencias); o por ejemplo desde el trabajo de Sha-yer y Adey (1984), que utiliza niveles de desarrollo de pensamiento piagetianos, nos permitiría enfocarnos hacia visiones más integradas y consecuentes al cdc a la hora de diseñar propuestas curriculares dirigidas a la enseñanza. En ese sentido, una matriz combinada como se muestra en la Tabla 8, centrada en el concepto del cambio químico, (reacción química) podría ser una opción de desarrollo y ex-perimentación futura a la hora de diseñar unidades didácticas en química.
Estructura de la química
Dimensión de composición y estructura Dimensión de energía Dimensión de tiempo
Nivel molar
1. Composición relativa de substancias puras simples y compuestas, soluciones y mezclas. Designación empírica de alomorfos (estado, color, forma de cristal, etc.).
4. Calorimetría, entropía y calor de formación. Energía libre y constante de equilibrio.
7. Leyes experimentales de proporción. Parámetros experimentales de Arrhenius o entropías y calores de activación.
Nivel molecular
2. Fórmulas absolutas y estructurales. Racionalización de alomorfos como variaciones en cualquier composición absoluta (los polímeros) o estructura (isómeros).
5. Interpretación molecular de la entropía. Interpretación de calores de formación en términos de calores de atomización, promedios de energías de enlace, etc. Mecánicas moleculares.
8. Mecanismos de reacción moleculares. Visión molecular de entropías de activación y complejos activados.
Nivel eléctrico
3. Fórmulas electrónicas (estructuras de Lewis y configuración electrónica). Variaciones en la composición electrónica o nuclear (iones e isótopos) o estructura (estados excitados).
6. Cálculos de energías basados en estructuras electrónicas. Interpretación de espectros. Cálculos de calores de atomización, entropías espectroscópicas, etc.
9. Mecanismos de la reacción iónicos y fotoquímicos. Efectos isotópicos. Cálculo de energías de activación. Índices de reactividad electrónicos.
Tabla 7: Revoluciones químicas planteadas por Jensen (1998).
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Tecné, Episteme y Didaxis N.º 24, 2008
76
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N2.
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n2.
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.b.
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tos
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s.
77
El conocimiento didáctico del contenido en química: integración de las tramas de contenido histórico - epistemiológicas con las tramas de contexto - aprendizaje
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N3.
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Pued
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ncia
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ConclusionesReferidas al conocimiento didáctico
del contenido, se ha mostrado que este concepto:
Ha permitido contribuir a entender la di-•dáctica de las disciplinas como un campo disciplinar dedicado a la enseñanza de los contenidos.Permite procedimientos de formación •inicial y permanente del profesorado que puede ser interpretado desde distintas visiones, como las de transformación, transposición e integración.No ha tenido los desarrollos en la inves-•tigación educativa, si se compara con el conocimiento sobre la disciplina.Está formado por la integración de cono-•cimiento–creencias del profesorado rela-cionado con el conocimiento disciplinar, el conocimiento histórico epistemológico articulado, el conocimiento psicopedagó-gico y contextual. En esta relación, por lo general, dependiendo del origen de la formación y la experiencia en el aula, pueden preponderar unos sobre otros o estar ausentes uno o varios de ellos de forma explícita.
En relación con las formas de iden-tificar el cdc:
Existen, en primer lugar, algunas pro-•puestas reconocidas que consisten en articular el diseño, la acción y la reflexión del profesorado como medio de evalua-ción y desarrollo profesional docente, por ejemplo, aquellas que articulan los Repertorios de Contenido, ReCo, con los Repertorios de Experiencia Profesional Didáctica, ReEpd, los cuales se pre-ocupan por las distintas variables que afectarían el aprendizaje constructivista de los contenidos; en segundo lugar,
aquellas centradas en y preocupadas por la formación de competencias o desem-peños del estudiante, EpC, para lo cual nos muestra gradientes de evolución de las ideas del estudiantado en cuatro niveles. Para ello, el profesorado diseña el currículo en torno a hilos conductores, tópicos generativos, metas de compren-sión, desempeños de comprensión y evaluación continua, y, en tercer lugar, se presentan los Ámbitos de Investiga-ción Profesional docente, aip, mediante los cuales se muestran tres niveles de desarrollo profesional docente.
En relación con el diseño de tramas evolutivas del aprendizaje de los estu-diantes en química general:
Se proponen las tramas didácticas pre-•vias al diseño de unidades de enseñanza como un proceso de articulación de las tramas disciplinares e histórico–episte-mológicas con tramas psicopedagógicas y contextuales con el fin de mejorar la relación enseñanza–aprendizaje en el estudiantado de química, mostrando un ejemplo concreto para el caso del concepto estructurante del cambio químico.
Para finalizar, podemos decir que he-mos mostrado una panorámica general como marco conceptual de un campo disciplinar reciente, la cual puede con-tribuir al desarrollo profesional del ejer-cicio profesional docente en química con distintos indicadores explicitados desde los trabajos de varios grupos centrados en el desarrollo de distintos gradientes evolutivos de las ideas del estudiantado y profesorado, y que de igual manera nos permitirá elaborar fases de trabajo investigativo experimental.
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El conocimiento didáctico del contenido en química: integración de las tramas de contenido histórico - epistemiológicas con las tramas de contexto - aprendizaje
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