Volume 3, Number 03 (April 2013) | Education

At the elbows of scientists: Shaping science teachers’ thinking about inquiry teaching

By Cheryl MacLaughlin | PCP PIRE grad student

Historia en Español

education03.jpgTeachers with Panamanian students in the field, Gatun Formation. © Photo by California Teachers Project – PCP PIRE.

Initiatives aimed at improving science education are grounded in the notion that students learn science best if they engage in the same activities and thought processes as scientists. The processes whereby scientists expand knowledge of natural phenomena are referred to as scientific inquiry. Scientific inquiry is currently used to inform the way that instruction is designed for science students. Inquiry-based teaching is an approach to instruction that develops students’ skills in scientific processes such as observing, predicting and making inferences. There is also a focus on developing students’ abilities to use evidence and scientific principles to offer reasonable explanations for scientific observations. My study is based on the premise that science teachers are likely to design and implement more effective inquiry-based instruction if they are allowed to participate in authentic inquiry experiences with collaborating scientists.

The California Teachers Project was designed to provide high school teachers with opportunities to work alongside scientists and interns who were digging for fossils in the Panama Canal. The expectation was that the teachers would use the knowledge garnered from their experiences in Panama to enhance the way they design instruction. My research used a qualitative framework to determine how the teachers’ research experiences with scientists in Panama contributed to the way they think about inquiry-based instruction. Analysis of the data (interview transcripts, field notes, teacher journal entries, classroom observations, etc.) revealed that the teachers gained a more accurate perspective of the way scientists interact within their communities of practice. The observations teachers made during the field experiences prompted them to question the linearity of the scientific method that guided current design of their instruction. As a result, the teachers started to redesign their science instruction to reflect the unpredictable nature of scientific inquiry.

Additionally, the collaborative and interdisciplinary nature of scientific discussions and debates observed by the teachers inspired them to design more activities that involve students in the communication of data and engage them in offering scientific explanations for their observations. Conclusions from this study point to the value of engaging teachers in research experiences with scientists in order to facilitate the design of effective inquiry-based instruction. This research contributes to science education literature advocating for the use of authentic research opportunities to enhance the professional development of science teachers.

 


Historia en Español

Cerca de los científicos: Influenciando el pensamiento que tienen los profesores de ciencias sobre la enseñanza por indagación

Por Cheryl MacLaughlin | Estudiante de posgrado PCP PIRE

education03.jpgMaestros con estudiantes panameños en el campo, Gatún Formación. © Foto por Proyecto de Maestros de California - PCP PIRE.

Las iniciativas encaminadas a mejorar la enseñanza de las ciencias se basan en la idea que los estudiantes aprenden mejor ciencia si se dedican a las actividades y procesos de pensamiento de la misma forma que los científicos. El proceso por el cual los científicos amplían el conocimiento de los fenómenos naturales se conoce como indagación científica. La indagación científica se utiliza actualmente para orientar la forma en que se diseña la enseñanza de las ciencias. La enseñanza basada en la indagación es un enfoque que desarrolla habilidades científicas en los estudiantes tales como la realización de observaciones, predicciones e inferencias. También hay un enfoque en el desarrollo de habilidades de los estudiantes para que utilicen evidencias y principios científicos para ofrecer explicaciones razonables a las observaciones realizadas. Mi estudio se basa en la premisa que los profesores de ciencias tienden a diseñar y aplicar planes de clase basados en la indagación más eficazmente si se les permite participar en experiencias de investigación en colaboración con científicos.

El Proyecto de Maestros de California fue diseñado para proporcionar a los profesores de secundaria la oportunidad de trabajar junto a científicos y pasantes buscando fósiles en el Canal de Panamá. La expectativa era que los maestros utilizaran el conocimiento obtenido a partir de sus experiencias en Panamá para mejorar la forma en que diseñan sus clases. Mi investigación utilizó un marco cualitativo para determinar cómo las experiencias de investigación con científicos en Panamá contribuye a la manera en que los profesores piensan acerca de la instrucción basada en la indagación. El análisis de los datos (transcripciones de entrevistas, notas de campo, diario de los profesores, observaciones en el aula, etc.), reveló que los maestros ganaron una perspectiva más precisa acerca de la forma en que los científicos interactúan dentro de sus comunidades de práctica. Las observaciones realizadas por los maestros durante las experiencias en el campo los llevó a cuestionar la linealidad del método científico, el cual guía el diseño actual de su instrucción. Como resultado, los maestros, comenzaron a rediseñar su enseñanza de las ciencias para reflejar la naturaleza impredecible de la investigación científica.

Además, la naturaleza cooperativa e interdisciplinaria de las discusiones científicas y debates observados por los profesores les inspiró a diseñar más actividades que incluyan a los estudiantes en la comunicación de datos e involucrarlos para que ofrezcan explicaciones científicas para sus observaciones. Las conclusiones de este estudio señalan el valor de involucrar a los docentes en experiencias de investigación con científicos con el fin de facilitar el diseño de instrucciones efectivas basadas en la indagación. Esta investigación contribuye a la literatura sobre educación de la ciencia abogando por el uso de oportunidades auténticas de investigación para mejorar el desarrollo profesional de los profesores de ciencias.

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