Caracteritzant el potencial educatiu de la ciència ciutadana escolar. Disseny i avaluació d'una seqüència didàctica per a l'aprenentatge del model matèria a secundària

Abstract

La present tesi doctoral explora com són les iniciatives de ciència ciutadana que es duen a terme en contextos d'educació formal amb la finalitat d'aportar al coneixement sobre el potencial educatiu d'aquestes propostes per a l'aula de ciències de secundària. En concret, aquesta tesi s'estructura mitjançant dos estudis que inclouen les diferents publicacions que formen part d'aquest compendi. L'Estudi 1 té per objectiu caracteritzar com són les iniciatives de ciència ciutadana que s'estan duent a terme en context escolar a partir d'una revisió sistemàtica de la literatura. Per aquesta caracterització s'han definit quatre dimensions clau que, combinades, ens han permès definir quatre perfils d'iniciatives de ciència ciutadana en context escolar. Alhora, a partir de la gradació en nivells d'aquestes dimensions, s'ha avaluat la qualitat de les iniciatives en relació amb el seu potencial educatiu per a l'aula de ciències. Dins d'aquest primer estudi, també s'han aplicat les eines dissenyades pel cas d'una iniciativa de ciència ciutadana en context escolar concreta: el 'Projecte Atenció', sobre el que s'aprofundirà en la seva dimensió educativa en el segon estudi de la tesi. L'Estudi 2 aprofundeix en el disseny i avaluació de la Seqüència d'Ensenyament i Aprenentatge (SEA) que acompanyava el 'Projecte Atenció'. Aquesta SEA estava centrada en l'ensenyament i aprenentatge del model matèria en el fenomen de la contaminació atmosfèrica, i adreçada a alumnat de 3r d'ESO. Així, en primer lloc, s'ha descrit quin ha sigut el procés de disseny i s'han definit els principis, elements i eines que han guiat el disseny de la SEA. En segon lloc, s'ha avaluat la confiabilitat d'aquesta SEA en termes de la millora de les idees de l'alumnat en relació amb aquest model. Això ens ha permès fer aportacions en relació amb com progressen les idees de l'alumnat en relació amb l'estructura i la natura de la matèria en diferents escales (macro, meso i submicro). A part dels articles de recerca que conformen el compendi de publicacions, en aquesta tesi també s'han elaborat, i s'inclouen en aquest document, diferents productes de recerca amb l'objectiu d'oferir eines i recursos per al professorat.

La presente tesis doctoral explora cómo son las iniciativas de ciencia ciudadana que se llevan a cabo en contextos de educación formal con el fin de contribuir al conocimiento sobre el potencial educativo de estas propuestas para el aula de ciencias de secundaria. En concreto, esta tesis se estructura mediante dos estudios que incluyen las diferentes publicaciones que forman parte de este compendio. El Estudio 1 tiene como objetivo caracterizar cómo son las iniciativas de ciencia ciudadana que se están llevando a cabo en contexto escolar a partir de una revisión sistemática de la literatura. Para esta caracterización, se han definido cuatro dimensiones clave que, combinadas, nos han permitido definir cuatro perfiles de iniciativas de ciencia ciudadana en contexto escolar. Asimismo, a partir de la gradación en niveles de estas dimensiones, se ha evaluado la calidad de las iniciativas en relación con su potencial educativo para el aula de ciencias. Dentro de este primer estudio, también se han aplicado las herramientas diseñadas para el caso de una iniciativa de ciencia ciudadana en contexto escolar específico: el 'Proyecto Atención', sobre el cual se profundizará en su dimensión educativa en el segundo estudio de la tesis. El Estudio 2 profundiza en el diseño y evaluación de la Secuencia de Enseñanza y Aprendizaje (SEA) que acompañaba al 'Projecte Atenció'. Esta SEA estaba centrada en la enseñanza y aprendizaje del modelo de materia en el fenómeno de la contaminación atmosférica, dirigida a estudiantes de 3º de ESO. Así, en primer lugar, se ha descrito cuál ha sido el proceso de diseño y se han definido los principios, elementos y herramientas que han guiado el diseño de la SEA. En segundo lugar, se ha evaluado la confiabilidad de esta SEA en términos de la mejora de las ideas de los estudiantes en relación con este modelo. Esto nos ha permitido hacer aportaciones en relación con cómo progresan las ideas de los estudiantes en relación con la estructura y la naturaleza de la materia en diferentes escalas (macro, meso y submicro). Además de los artículos de investigación que conforman el compendio de publicaciones, en esta tesis también se han elaborado, y se incluyen en este documento, diferentes productos de investigación con el objetivo de ofrecer herramientas y recursos para el profesorado.

This doctoral thesis explores the nature of citizen science initiatives carried out in formal education contexts with the aim of contributing to the understanding of the educational potential of these proposals for secondary science classrooms. Specifically, this thesis is structured through two studies that include all the papers that form this compendium. Study 1 aims to characterize citizen science initiatives taking place in school contexts through a systematic literature review. Four key dimensions have been defined for this characterization, and their combination has allowed us to delineate four profiles of citizen science initiatives in the school context. Additionally, by grading these dimensions, the quality of initiatives has been assessed in relation to their educational potential for science classrooms. Within this first study, the tools designed have also been applied for a specific citizen science initiative in the school context, the 'Projecte Atenció'. The educational dimension of this initiative will be further explored in the second study of the thesis. Study 2 delves into the design and evaluation of the Teaching and Learning Sequence (TLS) included in the 'Projecte Atenció.' This TLS focused on teaching and learning the model of structure of matter in the phenomenon of air pollution, and targeting 14-15-year-old students. Firstly, the design process has been described, outlining the principles, elements, and tools guiding the TLS design. Secondly, the reliability of this TLS has been evaluated in terms of the improvement of the students' ideas regarding this model. This has allowed contributions on how students' ideas progress concerning the structure and nature of matter across different scales (macro, meso, and submicro). In addition to the research papers comprising the compendium, this thesis also includes various research products aimed at providing tools and resources for teachers.