Modeling in Pre-service Secondary School Teacher Education: developing an School Scientific Model of Energy

Abstract

In this document, we will present the results of an investigation carried out in initial teacher education for pre-service secondary school Physics and Mathematics teachers in Chile. A Teaching and Learning Sequence (TLS) was iteratively designed following a Design-based research approach and implemented to promote the construction of an adequate School Scientific Model (SSM) of energy. This SSM is based on the well-known work on energy related concepts in physics education, including the ideas of energy degradation, conservation and transference. The methodology followed in the TLS is based on modeling and model-based inquiry. Subsequently, we have analyzed pre-service teachers’ qualitative productions to identify which model of energy they master at both the beginning and the end of the program. This allowed us to get hints of a learning progression in this field.

Construcción de un modelo sofisticado de energía en futuros docentes de física

“…La SEA diseñada se compuso por 4 sesiones de 180 minutos cada una de ellas, y cada sesión siguió la lógica del ciclo de modelización de la figura 1 aplicado a la construcción de las ideas del MCE de energía descrito en la tabla 1. El esquema de la SEA utilizada, publicada en Soto (2019) y Soto et al (2021), se explica a continuación y se resume en la figura 2.…”

“…En la tabla 2 presentamos los estadios del modelo de energía que nos permitieron identificar cuántos FD se situaron en cada estadio para cada idea del MCE de energía en un momento inicial y final. Estos resultados fueron comunicados en Soto et al (2021) y sobre la base de estos realizamos un segundo análisis utilizando las categorías de la tabla 3, que nos permitieron contrastar los FD entre sí a través de la categorización de su nivel de sofisticación y tipo de modelo. Estos resultados son los que presentamos a continuación.…”

“…El desempeño del profesorado en formación reveló que las ideas de conservación y degradación de la energía son más abstractas y requieren otras oportunidades de aprendizaje. Esto señala la importancia de descomponer el MCE de energía en diferentes ideas que puedan abordarse juntas, pero también por separado para enfatizar aquellas que representan más dificultades (Soto et al, 2021). Asimismo, identificamos que, aunque los FD tengan en mente o incluso mencionen al comienzo de la SEA que «la energía se conserva» de forma rutinaria o memorística, estos no utilizarán esta idea para modelar su mundo (describirlo, predecirlo o explicarlo), si no encontramos situaciones que lo hagan necesario.…”

Representaciones emergentes en el discurso docente desde la historia de la química en la enseñanza

“…En esta perspectiva de trabajo se destaca la propuesta del desarrollo profesional docente, frente a lo cual Soto et al (2021) conciben como un proceso de autodesarrollo (que puede ser iniciado y facilitado desde el exterior, pero que es un proceso interno) en el cual un docente va adquiriendo y mantiene el nivel de competencia profesional máxima, tanto como profesor en su aula como miembro de una comunidad docente, que puede adquirir en el contexto de su aula, centro, sistema escolar y cultura.…”