Didáctica y semiótica en la física

Abstracto

Los objetivos educativos han evolucionado para enfatizar la adquisición por parte de los estudiantes del conocimiento y los atributos necesarios para contribuir exitosamente a la fuerza laboral y a la economía global del siglo XXI. Los nuevos estándares educativos enfatizan habilidades de alto nivel, incluido el razonamiento, la creatividad y la resolución abierta de problemas. Si bien existe evidencia sustancial de investigación y consenso en torno a la identificación de habilidades esenciales para el siglo XXI, faltan investigaciones que se centren en cómo las subhabilidades relacionadas interactúan y se desarrollan con el tiempo. Este artículo proporciona una breve revisión de la investigación en educación física como un medio para proporcionar un contexto hacia el trabajo futuro en la promoción del aprendizaje profundo y el fomento de habilidades de razonamiento de alto nivel. A través de una síntesis de la literatura sobre las habilidades y la educación física del siglo XXI, se sugiere un conjunto de objetivos educativos y de investigación definidos concretamente para investigaciones futuras, junto con cómo estos pueden afectar los cursos de física de la próxima generación y cómo se debe enseñar la física en el mundo. futuro.

Introducción

La educación es el principal servicio que ofrece la sociedad para preparar a su fuerza laboral de la futura generación. Por lo tanto, los objetivos de la educación deben satisfacer las demandas de un mundo cambiante. El concepto de aprendizaje activo centrado en el alumno tiene un apoyo amplio y creciente en la literatura de investigación como una práctica docente validada empíricamente que promueve mejor el aprendizaje de los estudiantes de hoy en día (Freeman et al., 2014 ) . Surge de la visión constructivista del aprendizaje, que enfatiza que es el alumno quien necesita construir activamente el conocimiento y el docente debe asumir el papel de facilitador y no de fuente de conocimiento. Como lo implica la visión constructivista, la educación centrada en el alumno generalmente enfatiza métodos de enseñanza-aprendizaje de estilo de investigación y participación activa, en los que los alumnos pueden construir efectivamente su comprensión bajo la guía de la instrucción. La educación centrada en el alumno también requiere que los educadores e investigadores centren sus esfuerzos en las necesidades de los alumnos, no sólo para ofrecer enfoques eficaces de enseñanza-aprendizaje, sino también para alinear continuamente las prácticas de instrucción con los objetivos educativos de la época. Los objetivos de los cursos universitarios introductorios en disciplinas de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) han evolucionado constantemente desde una noción de cursos de eliminación que enfatizan la profundización del contenido, hasta el actual tipo de aprendizaje constructivista de participación activa que promueve el interés en STEM. carreras y fomenta habilidades cognitivas de alto nivel.

Siguiendo el marco conceptualmente definido de la enseñanza y el aprendizaje del siglo XXI, este artículo tiene como objetivo proporcionar definiciones operativas contextualizadas de los objetivos para el aprendizaje en física (y STEM en general) del siglo XXI, así como la justificación de la importancia de estos resultados. para los estudiantes actuales. Alineándose con los objetivos de aprendizaje del siglo XXI, se revisa brevemente la investigación en educación física para proporcionar un contexto hacia el trabajo futuro en la promoción del aprendizaje profundo y el fomento de habilidades de razonamiento de alto nivel en paralelo. A través de una síntesis de la literatura sobre las habilidades y la educación física del siglo XXI, se sugiere un conjunto de objetivos educativos y de investigación definidos concretamente para futuras investigaciones. Estos objetivos incluyen: investigación de dominios específicos en el aprendizaje de la física; fomentar habilidades de razonamiento científico que sean transferibles entre las disciplinas STEM; y difusión de planes de estudios y enfoques de enseñanza y aprendizaje validados por investigaciones. Aunque esta revisión se centra en la investigación en educación física (PER), es beneficioso ampliar la perspectiva para ver la educación física en el contexto más amplio del aprendizaje STEM. Por lo tanto, gran parte del debate combinará PER con la educación STEM como un cuerpo continuo de trabajo sobre enseñanza y aprendizaje.

Objetivos educativos para el aprendizaje del siglo XXI

Los objetivos educativos han evolucionado para enfatizar la adquisición por parte de los estudiantes de “habilidades del siglo XXI” esenciales , que definen el conocimiento y los atributos necesarios para contribuir exitosamente a la fuerza laboral y la economía global del siglo XXI (National Research Council, 2011 , 2012a ). En general, estos estándares buscan pasar de enfatizar la profundización y la memorización basada en contenidos a fomentar habilidades de alto nivel, incluido el razonamiento, la creatividad y la resolución abierta de problemas (Cámara de Comercio de Estados Unidos, 2017 ) . Las iniciativas para promover la educación del siglo XXI se centran en habilidades que convergen en tres grandes grupos: cognitivo, interpersonal e intrapersonal, todos los cuales incluyen un rico conjunto de subdimensiones.

Dentro del dominio cognitivo, se han propuesto múltiples competencias, que incluyen el aprendizaje profundo, la resolución de problemas no rutinarios, el pensamiento sistémico, el pensamiento crítico, la alfabetización computacional e informacional, el razonamiento y la argumentación, y la innovación (Consejo Nacional de Investigación, 2012b; Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología ) . , 2018 ). Las habilidades interpersonales son aquellas necesarias para relacionarse con los demás, incluida la capacidad de trabajar de forma creativa y colaborativa, así como de comunicarse con claridad. Las habilidades intrapersonales, por otro lado, residen dentro del individuo e incluyen el pensamiento metacognitivo, la adaptabilidad y la autogestión. Estos implican la capacidad de ajustar la estrategia o el enfoque de uno junto con la capacidad de trabajar para lograr objetivos importantes sin distracciones significativas, ambas esenciales para el éxito sostenido en la resolución de problemas a largo plazo y el desarrollo profesional.

Aunque existen muchas descripciones de lo que se considera habilidades del siglo XXI, las habilidades de los estudiantes en razonamiento científico y pensamiento crítico son las más comúnmente observadas y estudiadas. Están muy conectadas con otras habilidades cognitivas de resolución de problemas, toma de decisiones y pensamiento creativo (Bailin, 1996 ; Facione, 1990 ; Fisher, 2001 ; Lipman, 2003 ; Marzano et al., 1988 ), y han sido objetivos educativos importantes. desde la década de 1980 (Binkley et al., 2010 ; NCET, 1987 ). Como resultado, desempeñan un papel fundamental en la definición, evaluación y desarrollo de habilidades del siglo XXI.

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