Inquiry-based learning about physical and chemical changes during initial high school teacher training
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- Iñigo Rodríguez-Arteche+−
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Abstract
Inquiry-Based Science Education (IBSE) is an effective approach for learning science, but it demands a careful design of the activities and the role of the teacher to combine a conceptual, procedural and attitudinal learning. This article is linked to a proposal for the Chemistry Education subject of the Spanish Master’s in Secondary Education, which aims to train future high school teachers on these methodologies. The subject provides some first-hand opportunities to learn school chemistry by using IBSE. Therefore, this paper seeks to analyze the level of achievement by future teachers in solving open-ended problems about chemical change. The analysis of the individual written reports shows an improvement in the future teachers’ scientific competencies, which is especially relevant in the more conceptual dimensions, and less accused in those associated with the design of experimental solving strategies.
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References
Abd-El-Khalick, F., BouJaoude, S., Duschl, R., Lederman, N.G., Mamlok-Naaman, R., Hofstein, A., Niaz, M., Treagust, D. y Tuan, H-L. (2004). Inquiry in Science Education: International Perspectives. Science Education, 88(3), 397-419.
Acevedo, J.A., García-Carmona, A., Aragón, M.M. y Oliva, J.M. (2017). Modelos científicos: significado y papel en la práctica científica. Revista Científica, 30(3), 155-166.
Aguilera, D., Martín-Paez, T., Valdivia, V., Ruiz-Delgado, Á., Williams, L., Vílchez, J.M. y Perales, F.J. (2018). La enseñanza de las ciencias basada en indagación. Una revisión sistemática de la producción española. Revista de Educación, 381, 259-284.
Aragón, M.M., Oliva, J.M. y Navarrete, A. (2013). Evolución de los modelos explicativos de los alumnos en torno al cambio químico a través de una propuesta didáctica con analogías. Enseñanza de las Ciencias, 31(2), 9-30.
Barrow, L.H. (2006). A Brief History of Inquiry: From Dewey to Standards. Journal of Science Teacher Education, 17(3), 265-278.
Bevins, S. y Price, G. (2016). Reconceptualising inquiry in science education. International Journal of Science Education, 38(1), 17-29.
Bybee, R.W., Taylor, J.A., Gardner, A., Van Scotter, P., Powell, J.C., Westbrook, A. y Landes, N. (2006). The BSCS 5E Instructional Model: Origins, Effectiveness, and Applications. Colorado Springs, Co: BSCS.
Capps, D.K. y Crawford, B.A. (2013). Inquiry-Based Instruction and Teaching About Nature of Science: Are They Happening? Journal of Science Teacher Education, 24(3), 497-526.
Clement, J. (2000). Model Based Learning as a Key Research Area for Science Education. International Journal of Science Education, 22(9), 1041-1053.
Cobern, W.W., Schuster, D., Adams, B., Applegate, B., Skjold, B., Undreiu, A., Loving, C.C. y Gobert, J.D. (2010). Experimental comparison of inquiry and direct instruction in science. Research in Science & Technological Education, 28(1), 81-96.
Crawford, B.A. (2007). Learning to Teach Science as Inquiry in the Rough and Tumble of Practice. Journal of Research in Science Teaching, 44(4), 613-642.
Crujeiras, B. (2017). Análisis de las estrategias de apoyo elaboradas por futuros docentes de educación secundaria para guiar al alumnado en la indagación. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 14(2), 473-486.
Crujeiras, B. y Jiménez-Aleixandre, M.P. (2015). Desafíos planteados por las actividades abiertas de indagación en el laboratorio: articulación de conocimientos teóricos y prácticos en las prácticas epistémicas. Enseñanza de las Ciencias, 33(1), 63-84.
Domènech, J. (2013). Secuencias de apertura experimental y escritura de artículos en el laboratorio: Un itinerario de mejora de los trabajos prácticos en el laboratorio. Enseñanza de las Ciencias, 31(3), 249-262.
Ferrés, C., Marbà, A. y Sanmartí, N. (2015). Trabajos de indagación de los alumnos: instrumentos de evaluación e identificación de dificultades. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 12(1), 22-37.
Franco-Mariscal, A.J. (2015). Competencias científicas en la enseñanza y el aprendizaje por investigación. Un estudio de caso sobre corrosión de metales en secundaria. Enseñanza de las Ciencias, 33(2), 231-352.
García-Carmona, A., Criado, A.M. y Cruz-Guzmán, M. (2017). Primary pre-service teachers’ skills in planning a guided scientific inquiry. Research in Science Education, 47(5), 989-1010.
Garrido, A. (2016). Modelització i models en la formació inicial de mestres de primària des de la perspectiva de la pràctica científica. Tesis doctoral. Bellaterra: Universitat Autònoma de Barcelona.
Gil-Pérez, D. y Martínez-Torregrosa, J. (1983). A model for problem-solving in accordance with scientific methodology. European Journal of Science Education, 5(4), 447-455.
Gil-Quílez, M.J., Martínez-Peña, M.B. y Cordero, S. (2017). Grabaciones de situaciones de aula para la formación del profesorado. Ápice. Revista de Educación Científica, 1(1), 58-73. DOI: https://doi.org/10.17979/arec.2017.1.1.2005
González-Rodríguez, L. y Crujeiras, B. (2016). Aprendizaje de las reacciones químicas a través de actividades de indagación en el laboratorio sobre cuestiones de la vida cotidiana. Enseñanza de las Ciencias, 34(3), 143-160.
Harlen, W., Bell, D., Devés, R., Dyasi, H., Fernández, G., Léna, P., …, Yu, W. (2015). Working with Big Ideas of Science Education. Trieste: Science Education Programme (SEP) of IAP.
Hernández, M.I., Couso, D. y Pintó, R. (2015). Analyzing Students’ Learning Progressions Throughout a Teaching Sequence on Acoustic Properties of Materials with a Model-Based Inquiry Approach. Journal of Science Education and Technology, 24(2-3), 356-377.
Hmelo-Silver, C.E., Duncan, R.G. y Chinn, C.A. (2007). Scaffolding and Achievement in Problem-Based and Inquiry Learning: A Response to Kirschner, Sweller, and Clark (2006). Educational Psychologist, 42(2), 99-107.
Hung, W. (2016). All PBL Starts Here: The Problem. Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning, 10(2), article 2.
Ibáñez, T. y Martínez-Aznar, M.M. (2005). Solving Problems in Genetics II: Conceptual restructuring. International Journal of Science Education, 27(12), 1495-1519.
Ibáñez, T. y Martínez-Aznar, M.M. (2007). Solving Problems in Genetics, Part III: Change in the view of the nature of science. International Journal of Science Education, 29(6), 747-769.
Jiménez-Aleixandre, M.P. y Puig, B. (2012). Argumentation, Evidence Evaluation and Critical Thinking. En B. Fraser, K. Tobin y C. McRobbie (Eds.), Second International Handbook of Science Education (pp. 1001-1015). Dordretch: Springer.
Jiménez-Tenorio, N. y Oliva, J.M. (2016). Aproximación al estudio de las estrategias didácticas en ciencias experimentales en formación inicial del profesorado de Educación Secundaria: descripción de una experiencia. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 13(1), 121-136.
Johnstone, A.H. (1982). Macro- and micro-chemistry. School Science Review, 64, 377-379.
Kang, H., Windschitl, M., Stroupe, D. y Thompson, J. (2016). Designing, Launching, and Implementing High Quality Learning Opportunities for Students that Advance Scientific Thinking. Journal of Research in Science Teaching, 53(9), 1316-1340.
Kirschner, P.A., Sweller, J. y Clark, R.E. (2006). Why Minimal Guidance During Instruction Does Not Work: An Analysis of the Failure of Constructivist, Discovery, Problem-Based, Experiential, and Inquiry-Based Teaching. Educational Psychologist, 41(2), 75-86.
Madsen, A., McKagan, S.B. y Sayre, E.C. (2015). How physics instruction impacts students’ beliefs about learning physics: A meta-analysis of 24 studies. Physical Review, Physics Education Research, 11(1), 10115.
Martín del Pozo, R. (2001). Lo que saben y lo que pretenden enseñar los futuros profesores sobre el cambio químico. Enseñanza de las Ciencias, 19(2), 199-215.
Martínez-Aznar, M.M. y Bárcena, A.I. (2013). Una actividad de indagación en un aula de diversificación: «¿Es beneficioso masticar bien para realizar una buena digestión?». Educació Química, EduQ, 14, 19-28.
Martínez-Aznar, M.M., Rodríguez-Arteche, I. y Gómez-Lesarri, P. (2017). La resolución de problemas profesionales como referente para la formación inicial del profesorado de física y química. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 14(1), 162-180.
Martínez-Aznar, M.M. y Varela, P. (2009). La resolución de problemas de energía en la formación inicial de maestros. Enseñanza de las Ciencias, 27(3), 343-360.
Martínez-Chico, M., Jiménez-Liso, M.R. y López-Gay, R. (2015). Efecto de un programa formativo para enseñar ciencias por indagación basada en modelos, en las concepciones didácticas de los futuros maestros. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 12(1), 149-166.
Nurrenbern, S.C. y Pickering, M. (1987). Concept learning versus problem solving: Is there a difference? Journal of Chemical Education, 64(6), 508-510.
Pilitsis, V. y Duncan, R.G. (2012). Changes in Belief Orientations of Preservice Teachers and Their Relation to Inquiry Activities. Journal of Science Teacher Education, 23(8), 909-936.
Prince, M.J. y Felder, R.M. (2006). Inductive Teaching and Learning Methods: Definitions, Comparisons, and Research Bases. Journal of Engineering Education, 95(2), 123-138.
Raviolo, A. y Martínez-Aznar, M.M. (2003). Una revisión sobre las concepciones alternativas de los estudiantes en relación con el equilibrio químico. Clasificación y síntesis de sugerencias didácticas. Educación Química, 14(3), 159-165.
Reiser, B.J. (2004). Scaffolding Complex Learning: The Mechanisms of Structuring and Problematizing Student Work. Journal of the Learning Sciences, 13(3), 273-304.
Rodríguez-Arteche, I. y Martínez-Aznar, M.M. (2016a). Introducing Inquiry-Based Methodologies during Initial Secondary Education Teacher Training Using an Open-Ended Problem about Chemical Change. Journal of Chemical Education, 93(9), 1528-1535.
Rodríguez-Arteche, I. y Martínez-Aznar, M.M. (2016b). Indagación y modelos didácticos: La reflexión de cuatro profesores de física y química en formación inicial. Campo Abierto, 35(1), 145-160.
Rodríguez-Arteche, I. y Martínez-Aznar, M.M. (2016c). Open-ended problem solving in chemistry during initial secondary education teacher training. International Journal of Learning and Teaching, 8(3), 174-186.
Rodríguez-Arteche, I. y Martínez-Aznar, M.M. (2018). Evaluación de una propuesta para la formación inicial del profesorado de Física y Química a través del cambio en las creencias de los participantes. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 15(1), 1601.
Rodríguez-Arteche, I., Martínez-Aznar, M.M. y Garitagoitia, A. (2016). La competencia sobre planificación de investigaciones en 4º de ESO: un estudio de caso. Revista Complutense de Educación, 27(1), 329-351.
Romero-Ariza, M. (2017). El aprendizaje por indagación: ¿existen suficientes evidencias sobre sus beneficios en la enseñanza de las ciencias? Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 14(2), 286-299.
Stavridou, H. y Solomonidou, C. (1989). Physical phenomena – chemical phenomena: do pupils make the distinction? International Journal of Science Education, 11(1), 83-92.
Toma, R.B., Greca, I.M. y Meneses, J.A. (2017). Dificultades de maestros en formación inicial para diseñar unidades didácticas usando la metodología de indagación. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 14(2), 442-457.
Toulmin, S. (1958). The Uses of Argument. Cambridge: University Press.
Van de Pol, J., Volman, M. y Beishuizen, J. (2010). Scaffolding in Teacher-Student Interaction: A Decade of Research. Educational Psychology Review, 22(3), 271-296.
Windschitl, M., Thompson, J. y Braaten, M. (2008). Beyond the Scientific Method: Model-Based Inquiry as a New Paradigm of Preference for School Science Investigations. Science Education, 92(5), 941-967.
Zembal-Saul, C., Blumenfeld, P. y Krajcik, J. (2000). Influence of guided cycles of planning, teaching, and reflection on prospective elementary teachers’ science content representations. Journal of Research in Science Teaching, 37(4), 318-339.