Ensenyament Pràctic de Conceptes d'Oceanografia Física

  • View
    227

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Ensenyament Pràctic de Conceptes d'Oceanografia Física

  • Ensenyament Prctic de Conceptes

    dOceanografia FsicaUna aproximaci basada en preguntes i respostes

    Per Lee Karp-Boss, Emmanuel Boss, Herman Weller, James Loftin, i Jennifer Albright

    Traducci de Joaquim Ballabrera, Elisa Berdalet, Mariona Claret, Emilio Garca-Ladona,

    Antonio Garca-Olivares, Alfredo Lpez de Aretxabaleta, Jordi Salat, Antonio Turiel i

    lvaro Videz, Institut de Cincies del Mar (CSIC) de Barcelona (Catalunya, Espanya)

  • Lee Karp-Boss, Emmanuel Boss, i James Loftin pertanyen a lSchool of Marine Sciences, University of Maine, Orono, ME, USA. Herman Weller i Jennifer Albright treballen al College of Education and Human Development, University of Maine, Orono, ME, USA. Els autors sn membres del Center for Ocean Sciences Education Excellence-Ocean Systems (COSEE-OS), Darling Marine Center, University of Maine, Walpole, ME, USA.

    El projecte ha estat finanat per la National Science Foundations Division of Ocean Sciences Centers for Ocean Sciences Education Excellence (COSEE, nmero OCE-0528702). Les opinions, descobriments, conclusions o recomanacions expres-sades en aquesta publicaci no reflecteixen necessriament els punts de vista de la NSF. Es pot trobar una versi PDF daquest document a la pgina web de lOceanography Society, http://www.tos.org/hands_on. Es poden sollicitar cpies impreses individuals a info@tos.org.

    2009 The Oceanography SocietyEditores: Ellen Kappel and Vicky CullenDisseny i composici: Johanna Adams

    La reproducci parcial o total est permesa per a usos educatius i no comercials. lOceanography Society sollicita el reconeixement de la font original.

    NDEX

    Introducci .................................................................................................................................... 1

    Captol 1. Densitat ..................................................................................................................... 5

    Animar els estudiants a fer preguntes: Un passeig per un entorn estimulant ...................................................................14

    Captol 2. Pressi ......................................................................................................................16

    Casos discrepants: Tot despertant la curiositat dels estudiants ..............27

    Captol 3. Fora de Flotaci ................................................................................................28

    Avaluant laprenentatge de lalumne ....................................................................35

    Captol 4. Calor i Temperatura .........................................................................................36

    Aprenentatge en equip ................................................................................................47

    Captol 5. Ones de Gravetat ...............................................................................................50

  • 1

    VErIFICACI O DESCOBrIMIENT?La nostra aproximaci a lensenyament de la cincia es basa en tres descobriments fets per nosaltres mateixos com a professors. Hem marcat descobriments en cursiva, perqu en realitat moltes persones els van descobrir abans que nosaltres. Tot i aix, fins que no els descobrim per nosaltres mateixos, no ens adonem del seu significat. Aquest procs es similar al que experimenten el nostres estudiants, els quals descobreixen per ells mateixos com la fsica pot explicar lambient en el qu viuen.

    La nostra primera constataci va ser que la nostra manera habitual densenyar la cincia a nivell universitari, a travs de lentrega i exposici de material de text, donava lloc a una mera transferncia de fets cientfics per no reflectien la manera de fer cincia. Amb la nostra aproximaci habitual, els estudiants eren tpicament observadors passius amb molt poca implicaci o poc costum de qestionar. La cincia, tot i aix, no es constitueix de cossos de coneixement; la cincia s una manera de pensar i dactuar, on la formulaci de preguntes s un procs inherent. Quan nosaltres fem cincia, fem prediccions, plantegem preguntes i hiptesis falsejables, realitzem mesures, fem generalitzacions i provem conceptes experimentalment. Segons els Estndards de lEducaci Nacional de la Cincia (Consell Nacional de la Cincia, 1996),1 De la mateixa manera que els cientfics desenvolupen el seu coneixement i comprensi a mesura que busquen respostes a preguntes sobre la natura, aix els estudiants desenvolupen una comprensi del medi natural quan estan activament implicats en la interpellaci cientfica, tant individualment com en equip. Els estudiants no estan motivats a preguntar quan sn allionats sobre els productes de la cincia (per exemple, fets, conceptes, principis, lleis i teories) i les tcniques que utilitzen els cientfics. En la nostra manera habitual densenyar la cincia, els laboratoris sutilitzaven generalment per a la verificaci de la cincia. Aix, primer es presentaven les lleis de la fsica i posteriorment eren illustrades al laboratori. Sincidia sobre lobtenci de les dades i de llur representaci i sobre lelaboraci dinformes. En tals exer-cicis hi faltava sovint lelement dexploraci.

    INTrODUCCI

    Aquest suplement de la revista Oceanography es centra en aspectes educatius destinats a fer atractiu lestudi de conceptes fonamentals de fsica aplicats en oceanografia. Amb aquest objectiu, ofereix una collecci dactivitats per a ensenyar des de la prctica vers la comprensi: de les mans a la ment, hands-on/minds-on, en angls. Els conceptes clau considerats sn: densitat, pressi, fora de flotaci, calor i temperatura, i ones de gravetat. Ens centrem en conceptes fsics per dos motius. En primer lloc, els estudiants per als quals la principal atracci cap a les cincies marines neix del seu inters pels organismes marins, no sn conscients sovint, que la fsica s fonamental per a comprendre el funcionament de loce i dels seus habitants. En segon lloc, els programes deducaci i divulgaci existents tendeixen a posar lmfasi sobre els aspectes biolgics de les cincies marines. Aix, la majoria de les activitats per a alumnes de secundria es centren en la biologia marina, i molt poques se nhan elaborat per a ensenyar aspectes fsics i qumics de lambient mar (per exemple, Ford i Smith, 2000, i una collecci dactivitats de la Digital Library for Earth System Education, pgina web [DLESE; http://www.dlese.org/library/index.jsp]). Loce ofereix un estimulant context per a leducaci de la cincia en general, i de la fsica en particular. Utilitzar loce com a plataforma sobre la qual sapliquen conceptes fsics clau, posa de manifest la rellevncia que t la fsica per al medi ambient, una cosa que sovint busquen els estudiants de cincies.

    Les activitats descrites en aquest suplement van ser elabo-rades com a part de la collaboraci entre cientfics i especia-listes de leducaci dels Centers for Ocean Sciences Education Excellence (COSEE). Aquestes activitats es van impartir a estudiants de segon, penltim i ltim any de les llicenciatures de Cincies Marines i de Cincies de lEducaci, especialitat en Cincies, i en quatre seminaris duna setmana de duraci dirigits a professors de Secundria i Batxillerat. A continuaci es resumeix la nostra aproximaci educativa i es discuteix lorganitzaci daquest volum.

    1 N. del T.: Nacional Science Education Standards (Nacional research Council, 1996)

  • 2

    Ara som conscients que preguntar i explorar sn essen-cials per a estimular la curiositat i linters dels estudiants per la cincia. Els resultats dels experiments que sallunyen de lesperat sn sovint ms interessants que els que sajusten a la teoria, ja que aquests requereixen una explicaci ms enll del que sexposa als llibres de text. Laproximaci diguem-ne explorativa pot aportar als estudiants una percepci molt ms profunda del procs cien-tfic i pot ajudar-los a desenvolupar un esperit crtic, esperit que rarament es requereix en un enfocament del tipus verificatiu.

    La nostra segona constataci va ser que lhabilitat dun alumne per repetir el contingut i les frmules no indica necessriament una comprensi dels principis fsics subjacents. La fsica pot ensenyar-se utilitzant descripcions matemtiques. Els estudiants poden aprendre quines equacions proporcionen determinades quantitats, i tal coneixement pot ser constatat en exmens escrits. Tot i aix, aquesta aproximaci no desenvolupa necessriament lhabilitat de lalumne de reconixer quan els principis fona-mentals poden aplicar-se a problemes lleugerament diferents. Nosaltres vam descobrir que els nostres estudiants assolien un coneixement ms profund i una comprensi ms slida dels conceptes fsics quan ells prenien una part activa en laprenen-tatge, per exemple, quan ells realitzaven personalment els expe-riments i tenien loportunitat de veure i sentir per ells mateixos qu representaven les descripcions matemtiques.

    CrEAr EXPErINCIES AMB SENTIT PEr A ENSENyAr I APrENDrELa nostra tercera constataci va ser que cada estudiant t un conjunt diferent de modalitats daprenentatge, s a dir, alguna combinaci daprendre tot sentint, llegint, veient, tocant, o realit-zant (Dunn i Dunn, 1993). El supsit que si aquest aprenentatge va funcionar per a mi, deu ser bo per als meus alumnes pot no ser vlid per a tots els estudiants; al cap i a la fi, nosaltres, els acadmics, som la minoria que va prosperar en aquest sistema educatiu. Nosaltres hem descobert una manera densenyar que integra diverses maneres daprendre, que fa efectiva la transmissi de coneixements i millora laprenentatge dels nostres estudiants. Va ser decisiu prendre conscincia que no tots els estudiants sn una versi jove de nosaltres mateixos. Alguns, senzillament, no posseeixen la curiositat, ni linters, ni les actituds que motiven als cientfics. Solament una minoria destudiants continuar la carrera cientfica. Tot i aix, tots ells seran eventualment consumidors del coneixement cientfic, o b perqu sera