Apuntes para una programación didáctica de la astronomía en la Enseñanza Media

OTROS TRABAJOS APUNTES PARA UNA PROGRAMACION DIDACTICk DE LA ASTRONOMIA DOMENECH CARBO, A., DOMENECH CARBO, M.T., CASASUS LACOMA, Ma E. y BELLA NICOLAS, Ma T. Ins i u o de Bachille a o de Buñol (Valencia). SUMMARY Aims, s ages and me hodology p og ammed o a seconda y school cou se on As onomy a e discussed. A didac- ic app oach based on he guided-disco e y me hod, exempli ied by a model-ac i i y se ies, is p oposed. A model o in oduc ion o he use o he o malisms i i Posi ion As onomy, exempli ied by he local celes ial sphe e, is also included. INTRODUCCION mas de coo denadas as onómicas, . . .). La in oducción de la As onomia como E.A.T.P. en - ~~i~ió~ de hipó esis que pe mi an o mula mo- el Bachille a o español ep esen a una inno ación im- delos capaces de in e p e a las obse aciones po an e en el con ex o educa i o gene al de nues o ealizadas. país. Recien es abajos ponen de mani ies o la ixnpo - - ~d~~i~i~ió~ de una isión global de la es uc u a ancia de la As onomía en el cu iculum de los ni e- del uni e so basada en la e isión de los emas un- les medios de enseñanza (Ten y Mon ós, 1984) y es u- damen ales de la As onomía de posición y As o- dian la aplicación de di e en es en oques didác icos ísica (escalas de dis ancias y iempos, mecánica ce- (Fe nández Una, Mo ales Lamuela, 1984). les e, e olución es ela , es uc u a galác ica,. . .). No obs an e, el ma e ial didác ico del que ac ualmen- - In eg ación de 10s obje i os an e io es den o de un e se dispone es más bien escaso en elación a los ni e- p oceso de ap endizaje .que alo e signi ica i- les de enseñanza que nos ocupan, po lo que pa ece de amen e: in e és el diseño de una p og amación didác ica espe- - Me odología cien í ica. cí ica pa a los mismos. - Desa ollo his ó ico de la Ciencia. - In e disciplina iedad. 1. PROPOSICION DE OBJETIVOS - Pa icipación ac i a del alumno en el ap en- dizaje. Al ma gen de obje i os gene ales comunes a o as dis- ciplinas (p omoción del in e és po las ciencias, adqui- Debemos ema ca el ca ác e mismo de obje i o que sición de hábi os y écnicas de es udio, desa ollo de al p oceso de ap endizaje guiado po el la capacidad de obse ación, análisis y sín esis,. . .) po- odo cien i ico. El es udio de la As onomia puede pe - demos conc e a una se ie de obje i os especí icos de segui la adquisición de una isión desc ip i a más o la As onomia en la Enseñanza Media. menos de alladas del uni e so, la o mación de écni- - Relación del alumno con el mundo ísico que le o- cos en las di e en es especialidades obse acionales, dea en una dimensión que excede de su en o no in- desde la As onomia de posición con encional has a media o (nues a si uación en el uni e so). las más e olucionadas ins umen aciones de la As o- - Enunciado de los di e en es modelos eó icos que ísica, puede ambién p opo ciona una guía básica pa- enma can el desa ollo his ó ico de la As onomía a el es udio de la His o ia de la Ciencia o sus en a y e isión c í ica de los mismos. es udios eó icos en Cosmología o Física de pa ícu- - Realización de obse aciones sis emá icas que su- las; no obs an e, espe ando la impo ancia de es as im- pongan el diseño, cons ucción y u ilización de ins- plicaciones, la enseñanza de la As onomia puede e- umen os sencillos. po a un in e és o ma i o más amplio. Es o supone - Desc ipción de las obse aciones en base a los mo- e i a dos de o maciones ex emas: una p esen ación delos o males (es e a celes e local y gene al, sis e- exclusi amen e desc ip i a (en el sen ido de p esen a 204 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1985, pp. 204-208 OTROSTRABAJOS da os y modelos comple amen e elabo ados al aiium- no) y una p esen ación cen ada en la ealización de obse aciones desp o is as del a mazón eó ico que las a icula. Es as conside aciones suponen que debe p es- a se una especial a ención a la selección de ni eles y a la me odología didác ica a emplea . 2. NIVELES Y METODOLOGIA De en e las di e en es al e na i as me odológicas pa- a la enseñanza de las ciencias (Gil, 1982), la As ono- mía puede in eg a se adecuadamen e en el esquema ba- sado en el mé odo del descub imien o guiado. Núcleo básico de es e en oque es la con ección de p og a nas- guía (Fu ió y Gil, 1979) que suponen una es uc u a- ción de las ac i idades plan eadas a los alumnos pa a a a de ep oduci , de acue do con los obje i os p o- pues os, el p oceso cien í ico de descub imien o. Si nos cen amos en la As onomía de posición, núcleo básico de ca a a los ni eles medios de enseñanza (McNally, 1982), podemos adelan a algunos c i e ios pa a la selección y secuenciación de las ac i idades: - Papel undamen al de las obse aciones en cuan o a susci a p oblemas; las obse aciones p elimina es de- ben plan ea se como una necesidad en unción del des- cub imien o au ónomo de p oblemas (Ulmann, 19'70). - In e elación con inua de la emisión de hipó esis con las obse aciones. En es e sen ido con iene insis i en la no igidez de las secuencias obse ación/hipó esis, ni las obse aciones pueden conside a se como me os in en os de comp obación de hipó esis, ni esas pueden educi se a la p oposición de ó mulas «ad hoc» pa a la in e p e ación de los da os empí icos (Bunge, 1972). - O ganización, clasi icación y e isión de la in o - mación disponible de modo que pe mi a el es udio de di e en es p oblemas sepa adamen e, como paso p e- io al es ablecimien o de modelos que in eg en los es- udios pa ciales en uni icaciones signi ica i as. - Insis i en la necesidad de una e isión c í ica an- o de los modelos eó icos como de los da os obse acionales. - Necesidad de plan ea , en e los ni eles de exigen- cia, la capacidad de o mulación de los enunciados eó- icos y da os empí icos en la e minología cien í ica (Knoll, 1974), en endida en un doble sen ido: a) Capacidad exposi i a y de manejo de la e minolo- gía p opia de la As onomía y ciencias a ines. b) Conexión exp esa de las o mulaciones abs ac as con el en o no ísico al que se e ie en. 3. ACTIVIDADES PARA LOS PROGRAMAS-GUIA Desde el pun o de is a obse acional, la As ononiía en los ni eles medios se cen a en la As onomía de yo- sición (Ha is, 1982). Hay un impo an e sopo e di- dác ico cons i uido po la cons ucción y u ilización de apa a os sencillos (Ten y Mon ós, 1984, id. 1985), (Mascellani, 1983). El manejo de ablas (Ai chison, 1982) o el empleo de una ins umen ación más desa- ollada (Anne , 1980), (Zane i, 1982) puede comple- a la base disponible de obse aciones. En cualquie caso, es os elemen os deben in eg a se en un p oceso de ap endizaje que ascienda la sola capacidad de e- gis o de obse aciones y pe mi e la elabo ación de con- cep os ísicos. El siguien e lis ado de ac i idades se a - icula, en es e sen ido, en omo a aspec os pa ciales des- inados a ac ua como cen os de in e és p e ios al de- sa ollo de modelos más gene ales y o mulaciones más elabo adas. 1.- Obse aciones gene ales. 1-1 .- Obse amos el cielo a ias eces a lo la go de un día despejado, ci a las obse aciones que encuen- es de in e és. 1-2.- Obse amos el cielo, a una ho a de e minada, en una noche despejada. Enume a las obse aciones más signi ica i as. 1-3.-Repe imos la obse ación, esa misma noche, unas ho as más a de. iPodemos ap ecia alguna a iación espec o a las an e io es obse aciones?. 11.- Ro ación gene al del cielo, es ellas y cons elaciones. 11-1 .- Fo mula hipó esis ace ca de la o ma, ama- ño, dis ancia y cons i ución de los obje os celes es obse ados. 11-2.- Obse ación del mo imien o gene al de o a- ción del cielo con un an eojo o « ubo de es ellas)). Ob- se ación en pa icula de la es ella Pola . 11-3 .- ¿Qué en endemos po cons elación?. Iden i i- ca di e en es es ellas y cons elaciones con ayuda de un planis e io celes e. 11-4.- ¿Qué en endemos po «eje del mundo))?. ¿Va di igido jus amen e hacia la es ella Pola ?. 11-5.- De e minación de la di ección N-S. ¿Coincide con la di ección N-S magné ica señalada po la b újula?. 11-6.- ¿Cómo pod íamos de ini un « eloj de es ellas))?. 11-7.- Fo mula hipó esis pa a in e p e a el mo i- mien o gene al de o ación del cielo. 11-8.- Obse a algunas cons elaciones en di e en es días. ¿Podemos de ec a alguna a iación signi ica i- a de unas noches a o as?. Ma iza , de acue do con es o. la ac i idad 11-6. 111.- Plane as y es ellas. 111-1 .- Fo mula hipó esis pa a in e p e a las di e- encias de b illo que obse amos en e di e en es es ellas. 111-2.- El b illo de la mayona de las es ellas nb a- ía a lo la go de una noche ni de di e en es noches; sin ENSEÑANZA DE LAS C~NCIAS OTROS TRABAJOS emba go, hay algunas es ellas que o ecen a iacio- nes signi ica i as de b illo de unas épocas a o as. Fo - mula hipó esis pa a a a de in e p e a es e hecho. 1113.- Es as es ellas «ex ao dina ias» p esen an además un mo imien o di e en e al de las es an es. Iden i ica es as es ellas y desc ibi las di e encias ob- se adas en elación al compo amien o gene al. 111-4.- La obse ación elescópica del cielo pe mi e obse a que es as es ellas singula es poseen o ma dis- coidal, mien as que las es ellas co ien es siguen apa- eciendo como pun os luminosos. Ve i ica es a obse - ación y o mula hipó esis que puedan in e p e a la. 111-5.- En de e minadas condiciones, alguna. de es- as es ellas singula es p esen a medio disco ilumina- do. ¿Cómo pod íamos in e p e a es a obse ación? 111-6.- Resumi las hipó esis ealizadas has a el mo- men o en elación a la na u aleza, o ma, amaño y me imien o de los as os en el i mamen o. 1V.- La Luna IV-1- ¿Qué podemos deci del aspec o de la Luna? j a ía de unas noches a o as? IV-2.- Desc ibe el mo imien o de la Luna a 10 la go de una noche. IV-3.- ¿Vana el amaño apa en e de la Luna? T a- a de con i ma es a posibilidad. ¿Cómo podna in e p e a se? IV-4.- ¿Qué en endemos po pe iodicidad? Ci a e- nómenos pe iódicos que conozcas. IV-5 .- ¿Qué pe iodicidades podemos asigna a la Lu- na? Desc ibe las ases luna es. IV6.- Fo mula hipó esis pa a la in e p e ación de las ases luna es. ¿P esen an o os as os es e enómeno? IV-7. ¿Qué en endemos po eclipse? Desc ibe los dis- in os ipos y haz un esquema pa a su in e p e ación. ¿Qué in o mación podemos ob ene de los eclipses? IV-8.- Resume las hipó esis ealizadas ace ca del mo- imien o, dis ancia, e c. de la Luna. V.- La Tie a V-l.- ¿Qué podemos deci de la o ma y amaño de la Tie a? V-2.- Señala p uebas en a o de la no plani ud de nues o plane a y especí icamen e en a o de su es e icidad. V-3.- Re isión del mé odo de E a ós enes pa a la de- e minación del amaño de la Tie a. SeAala explíci a- men e las hipó esis empleadas. V-4.- Comen a la ase e ación de que la ((ma e ia e-. es en es dis in a de la «ma e ia celes e)). ¿Pode nos apo a p uebas empí icas pa a con i ma o echaza es a a i mación? V-5 .- ¿Qué podemos deci en elación al amaño de la Tie a y de los di e en es as os? Comen a alguno de los p ocedimien os clásicos de medida de dis ancias y amaños. Vd.- Comen a c í icamen e algunos de los a gumen- os en a o de la inmo ilidad de la Tie a. ¿Cuál es el signi icado de la ((expe iencia de la o e)) de Galileo? V-7.- Ci a algunos de los enómenos e es es que pueden in e p e a se como con i mación de la o ación del plane a. Comen a en pa icula la expe iencia de Foucaul . VI-1 .- P opone algún mo imien o pa a es udia el mo imien o del Sol. VI-2.- Es udio del mo imien o sola median e ins u- men os sencillos (gnomon, polos, zócalo de P olomeo). VI-3 .- Es udio del mo imien o sola a lo la go de un día. Es udio compa a i o de los da os apo ados po los di e en es ins umen os. VI-4.- ¿En qué o ien ación y en qué momen o alcan- za el Sol su máxima al u a sob e el ho izon e? VI-5 .- Obse ación del mo imien o sola en di e en- es días. ¿Alcanza siemp e la máxima al u a a la mis- ma ho a? ¿La alcanza siemp e en alguna o ien ación de e minada? VI-6.- Re isa las de iniciones de día y año. VI-7.- Es udia la du ación del día y la noche en di- e en es días del año. ¿Podemos obse a alguna ela- ción con las al u as del Sol sob e el ho izon e? VI-8.- Equinoccios y sols icios, de inición y de e minación. VI-9.- Ecuación del iempo, usos ho a ios, elojes de Sol. VI-10.- Fo mula algún modelo que pe mi a in e p e- a el mo imien o diu no y el mo imien o anual del Sol. 4. EL TRATAMIENTO DE LOS MODELOS FORMALES Uno de los p oblemas especí icos de la As onomía es la p esencia de modelos que exigen un a amien o ma- emá ico de una cie a complejidad ( igonome ía es- é ica po ej.). No obs an e, es indispensable la adqui- sición po el alumno de un de e minado ni el de des- c ipción y manejo de es os modelos, siemp e bajo la pe spec i a de su inse ción en el con ex o global de la p og amación. A i ulo de ejemplo podemos expone el es udio del mo- imien o del Sol desc i o en base al o malismo de la es e a celes e local. A des aca que puede u iliza se sin una p e ia exposición del modelo heliocén ico, pe - mi iendo la in oducción de emas elacionados (obli- cuidad de la eclíp ica, ecuación de iempo, .. .). Enu- me amos a con inuación una se ie de ac i idades con las que se p e ende consegui , como obje i os p io- i a ios: ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS OTROS TRABAJOS - Adecuado manejo de la e minología. - Conexión di ec a del modelo con sus bases obse acionales. Fig. 1 - Fo mulación explíci a de las hipó esis en que se basa. ' - Es udio de posibles implicaciones: p edicciones. - Valo ación c i ica de obse aciones y p edicciones. 1 .- ¿Qué p oblemas se plan ean pa a desc ibi el mo- imien o de los as os en el i mamen o?. ¿Po qué usa- mos coo denadas angula es?. 2.- ¿Qué en endemos po es e a celes e local?. ¿Qué sen ido isico posee supone que odos los as os se mue en sob e una es e a imagina ia en o no nues o?. Fig. 2 3.- Explica el signi icado de los é minos siguien es: zéni , nádi , celes e. Rep esén alos en la es e a celes e local. 4.- ¿Qué en endemos po me idiano y po la i ud de un luga ?. 5.- Señala sob e la es e a celes e local la la i ud y los pun os ca dinales. 6.- Rep esen a el mo imien o del Sol, a lo la go de un día de e minado, en la es e a celes e local. ¿Se ia álida es a ep esen ación en o o pun o de la Tie a?. - - .. . . . . . . . ;. -..... '-' .... ,...* ...--. . . . - . . . . - .... , C< ... 7.- Rep esen a el mo imien o del Sol en los equinoc- i cios y en los sols icios en la es e a celes e local. Fig. 3 8.- Repi e es a ep esen ación pa a pun os si uados en a) ecuado , b) polo N y c) 45' de la i ud N. 9.- Repi e es a ep esen ación pa a pun os si uados en el ópico de cánce (da o: el Sol se halla en el zkni a mediodía del sols icio de e ano) y b) en el cí culo '.., .- . pola á ico (da o: el Sol se encuen a odo el día so- . ._ ..<. b e el ho izon e en el sols icio de e ano). '... -.. _.._.._.__<._.....,,.-' 10.- En la igu a adjun a se ep esen a la es e a ce- les e local de un pun o si uado a la i ud 40' N. Señala en ella la ayec o ia sola en un día de p ima e a, e- ano, o oño e in ie no. (Las ep esen aciones adjun as co esponden a las a- yec o ias sola es en los equinoccios y sols icios sab e la es e a celes e local de pun os si uados a 40' de la i- ud N ( ig. l), ecuado ( ig. 2), polo N ( ig. 3), ópico de cánce ( ig. 4) y cí culo pola á ico ( ig. 5), ob eni- das con un o denado SHARP MZ808 con p og ama que se adjun a y ealizadas como ma e ial de apoyo, con ca ác e in e disciplina , en las E.A.T.P. de As- onomía e In o má ica en el I.B. de Buñol (Valencia).) ENSENANZA DE LAS CIENCIAS OTROS TRABAJOS REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS AITCHISON, R.E., 1982, The calenda . PhysicsEduca ion. MARTIN ASIN, F., 1979, As onomía. (Pa anin o). Vol. 17, pp. 186-188. MASCELLANI, V., 1983, Resocon o su alcune espe ienze ANNETT, C.H., 1980, Expe ience wi h a p o essionally di ca a e e as onómico in un co so di scienze pe la scuo- o ien ed as onomy labo a o y o nonscience majo s. la media. La Fkica nella Scuola. Vol. XVI, pp. 70-75. Ame ican Jou nal o Physics. Vol. 48, pp. 134-137. BUNGE, M., 1972, La in es igación cien í ica. (A iel). MCNALLY, D., 1982, As onomy a school. Physics Edu- FERNANDEZ ORIA, E., MORALES LAMUELA, M.J., ca ion. Vol. 17, pp. 157-159. 1984, La As onomía en el Bachille a o: di e en es en o- TEN, A.E., MONROS, M.A., 1984, His o ia y enseñanza ques. Ense ianza de las Ciencias. Vol. 2, pp. 121-124. de la As onomía. Los p imi i os ins umen os y su u ili- WRIO, C., GIL, D., 1797, El p og ama-guía: una p opues a zación pedagógica. Ense ianza de las Ciencias. Vol. 2, pp. pa a la eno ación de la didác ica de la Física y la Quími- 49-54. ca (en ((Didác ica de la Física y la Química, INCIE). TEN, A.E., MONROS, M.A., 1985. His o ia y enseñanza GIL, D., 1982, Didác ica de las ciencias eó icamen e un- de la As onomía 11. La posición de los cue pos celes es. damen ada. P ime as Jo nadas de in es igación didác i- Enseñanza de las Ciencias. Vol. 3, pp. 47-56. ca en Física y Química, ICE, Valencia. " HARRIS, D., 1982. The place o as onomy a i chools. ULMANN, C., 1970, K ea i i a . Neue ame ikanische An- Physics Educa ion. Vol. 17, pp. 154-156. sa ze zu E wei e ung des In elligenkonzep es, ed. KNOLL, K., 1974. Didác ica de la enseñanza de la ísica. ZANETTI, V., 1982, As onomía y máquina o og á ica. La (Kapelusz). Física nella Scuola. Vol. XV, agenda no 3. 208 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS 1