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APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS: UNA PERSPECTIVA DIDÁCTICA
PARA LA FORMACIÓN DE ACTITUD CIENTÍFICA DESDE LA ENSEÑANZA DE
LAS CIENCIAS NATURALES
YENY CALDERON POLANIA
UNIVERSIDAD DE LA AMAZONIA
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
PROGRAMA DE MAESTRÍA EN CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
2011
APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS: UNA PERSPECTIVA DIDÁCTICA
PARA LA FORMACIÓN DE ACTITUD CIENTÍFICA DESDE LA ENSEÑANZA DE
LAS CIENCIAS NATURALES
YENY CALDERON POLANIA
Director de Tesis: Dr. BERNARDO GARCÍA
UNIVERSIDAD DE LA AMAZONIA
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
PROGRAMA DE MAESTRÍA EN CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
2011
Agradecimientos
A Dios creador del Universo y de la vida, que permite construir un nuevo camino para la humanidad. Al Dr. Bernardo García Quiroga por su asesoría y dirección del trabajo de investigación; por su interés, apoyo, confianza y perseverancia en este proceso. Sus sugerencias han sido tan brillantes como su inteligencia, es un verdadero privilegio trabajar con él. Al grupo de profesores de la maestría quienes colaboraron en la realización de esta investigación, con su entereza, profesionalismo y valiosos aportes, que contribuyeron a darle mayor calidad, pertinencia y coherencia a la investigación. A Alba Luz Polanía Adames por enseñarme que las limitaciones no existen cuando se trata alcanzar un propósito en la vida. Al Dr. Elías Tapiero Vásquez, por su colaboración en la interpretación y análisis de los datos que transformaron el esfuerzo y el tiempo invertidos en resultados para la investigación. A la comunidad de la institución Educativa Nacional Dante Alighieri, a sus directivos, compañeros docentes y estudiantes que amablemente colaboraron con el estudio y la implementación de la propuesta de mejoramiento A Laura, Fernanda, luisa, Paula, Nohora y Martina por su compañía y amistad incondicional. Gracias también a todos los miembros del jurado por su dedicación a la lectura y evaluación de esta tesis.
INDICE DE CONTENIDO
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RESUMEN
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO PRIMERO. LA ENSEÑANZA DE LA CIENCIAS Y LA FORMACIÓN DE ACTITUD CIENTÍFICA.
14
1.1 Antecedentes del problema 14
1.1.1. Formación y desarrollo de competencias científicas 16
1.2 Estado Actual de la Formación de Actitud Científica a partir de la Enseñanza de las Ciencias en la Institución
20
1.2.1. Análisis y categorización de la información de la encuesta aplicada a los estudiantes.
26
1.2.2. Análisis y categorización de la información de la encuesta aplicada a los docentes.
41
1.3. Balance del Estado actual del problema en la institución 47
CAPÍTULO SEGUNDO. PROPUESTA DE MEJORAMIENTO, MARCO CONCEPTUAL Y METODOLÓGICO
50
2.1. Marco conceptual 50
2.1.1. Las Ciencias Naturales: Su naturaleza y Enseñanza 50
2.1.1.1. Las ciencias naturales complejidad e importancia de su enseñanza.
53
2.1.1.2 Naturaleza de las ciencias naturales e implicaciones para su enseñanza.
55
2.1.1.3 La enseñanza de las ciencias naturales: Un propósito central.
58
2.1.2. Enseñanza de las ciencias naturales y formación de actitud científica.
62
2.1.2.1. Actitud científica: Concepciones 64
2.1.2.2. Enseñanza de las Ciencias y Desarrollo del Pensamiento Científico.
67
2.1.2.3. La formación de Actitud Científica y calidad de la enseñanza de las ciencias naturales.
75
2.1.3. Aprendizaje Basado en Problemas-ABP, una alternativa didáctica para la formación de actitud científica.
79
2.1.3.1. El problema 80
2.1.3.2 Creatividad y resolución de problemas en las ciencias naturales.
81
2.1.3.3. Naturaleza y finalmente del ABP 83
2.2. Propuesta didáctica para la formación de actitud científica. 90
2.2.1. Desarrollo didáctico de la propuesta. 93
2.2.1.1 Categorías de la didáctica problematizadora. 94
2.2.1.1.1. Situación problémica. 94
2.2.1.1.2. El problema docente (conflicto cognitivo) 96
2.2.1.1.3. La tarea problémica 97
2.2.1.1.4. La pregunta problémica 100
2.2.1.2. Estrategias didácticas problematizadoras. 102
2.2.1.2.1. La Exposición Problémica 104
2.2.1.2.2. La Conversación Heurística 106
2.2.1.2.3. La Búsqueda Parcial 107
2.2.1.3. Categorías de la Didáctica General Utilizadas en la Investigación.
109
2.2.1.3.1. Los Objetivos. 109
2.2.1.3.2. Los Contenidos. 109
2.2.1.3.3. Los Recursos o medios de enseñanza. 112
2.2.1.3.3.1. El laboratorio de ciencias naturales 112
2.2.1.3.4. La Evaluación. 114
2.2.2. Una experiencia de aula con ABP 117
2.2.2.1. Elección del problema de investigación 117
2.2.2.2. Diseño de la experiencia. 120
2.2.2.3. Inmersión en el problema 123
2.2.2.4. Diseño y discusión de alternativas de solución 128
2.2.2.5. Producción del modelo de solución 131
CAPITULO TERCERO. LA EXPERIENCIA DE AULA CON ABP: APROXIMACIÓN A LOS CRITERIOS PARA SU EVALUACIÓN FORMATIVA-CUALITATIVA.
137
3.1. Ejes temáticos para contextualizar la evaluación. 137
3.2. Tipos de evaluación en el ABP 139
3.3. Establecimiento de criterios de evaluación para orientar los juicios de valor sobre los procesos y productos de la evaluación en el aula.
139
3.4. Balance de la experiencia de aula en la evaluación formativa-cualitativa.
142
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFÍA
RESUMEN
La Actitud científica en esta propuesta se considera como una alternativa para
acercar culturalmente al estudiante al conocimiento científico en la clase de
Ciencias Naturales. En la investigación se formula una propuesta didáctica que
contribuye a generar una inclinación cultural favorable al conocimiento y la
investigación científica formativa en los estudiantes de la Institución Educativa
Dante Alighieri (San Vicente del Caguán, Caquetá). En la misma dirección, la
propuesta propone al maestro de Ciencias Naturales un enfoque y unas
mediaciones didácticas en el marco del enfoque didáctico APRENDIZAJE
BASADO EN PROBLEMAS (ABP), de naturaleza funcional, afiliativa y cooperativa
que estimula la implementación de prácticas de corte experimental (prácticas de
laboratorio), salidas de campo y proyectos de investigación formativa focalizados
en el valor agregado del trabajo en equipo, centrado en la resolución de
problemas.
Con frecuencia, los estudiantes no desarrollan una actitud favorable hacia las
ciencias, hacia una comprensión creativa e innovadora de los problemas
cotidianos. Por esta razón, es necesario transformar la clase de Ciencias en una
microsociedad científica que ayude a construir cultura científica en los estudiantes.
Para tal fin, esta investigación propone unos lineamientos teóricos en torno a la
enseñanza y el aprendizaje de las ciencias naturales y, en forma complementaria,
una perspectiva didáctica de naturaleza teórico – práctica que apoye la acción
mediadora del maestro, especialmente, que oriente su rol pedagógico y didáctico
en el proceso de introducirlos al mundo de la exposición, la pregunta, la tarea y la
situación problémica. Es el camino que se propone para contribuir a desarrollar en
los estudiantes actitud científica.
ABSTRACT
The scientific attitude in this proposal is considered as a cultural alternative to
encourage the students towards the scientific knowledge in the class of Natural
Sciences. The investigation intended to formulate a didactic proposal that
contributes to generate a favorable cultural inclination to the knowledge and the
formative scientific investigation in the students of the Educational Institution Dante
Alighieri (San Vicente of the Caguán, Caquetá). In the same address, the proposal
proposes the teacher of Natural Sciences a focus and some didactic mediations in
the mark of the didactic focus Problems Based Learning (PBL), of functional
nature, afiliative and cooperative that it stimulates the implementation of practical
of experimental court (practical laboratory), field exits and projects of investigation
formative focused in the added value of the work in team, centered in the
resolution of problems.
Frequently, the students don't develop a favorable attitude toward the sciences,
toward a creative and innovative understanding of the daily problems. For this
reason, it is necessary to transform the class of Sciences in a scientific
microsociedad that he/she helps to build scientific culture in the students. For such
an end, this investigation proposes some theoretical limits around the teaching and
the learning of the natural sciences and, in complementary form, a theoretical
didactic perspective of nature - practice that supports the teacher's action mediator,
especially that guides its pedagogic and didactic list in the process of introducing
them to the world of the exhibition, the question, the task and the situation
problémica. It is the road that intends to contribute to develop in the students’
scientific attitude.
INTRODUCCIÓN
Una actitud es una predisposición aprendida para responder consistentemente de una manera favorable respecto a un objeto o sus símbolos (García: 50, 1998). Sin embargo, el desarrollo de la actitud científica se asume, desde el currículo tradicional, como un ejercicio memorístico y no como la capacidad que desarrollan los estudiantes en el proceso aprendizaje de las ciencias naturales, especialmente, cuando deciden solucionar situaciones problemas y desarrollar habilidades de trabajo en equipo que les permita articular la teoría con la práctica, aproximarse a su contexto real y dar una nueva óptica a los problemas y sus soluciones. El desarrollo de la actitud científica, en esta propuesta, es considerada como una alternativa cultural para promover el conocimiento científico en los estudiantes desde la resolución de problemas en la enseñanza de las ciencias naturales. Además, pretende también brindar desde el dominio de la didáctica de las ciencias, nuevas opciones didácticas a las instituciones de la región. Esta investigación es el resultado de la implementación de una propuesta didáctica que permita formar una tendencia cultural hacia el conocimiento y la investigación científica, durante el desarrollo de las clases de ciencias naturales en los estudiantes de Educación Media de la Institución Dante Alighieri del municipio de San Vicente del Caguán, a través de una estrategia metodológica llamada Aprendizaje Basado en Problemas (ABP), la implementación de experiencias de laboratorio, y salidas de campo. Para ello ha sido necesario recurrir a teorías, enfoques didácticos relacionados con el estudio de la didáctica de las ciencias y a autores representativos como Adúriz(2002), García(1998), Ortiz(2009) y Hernández(2003), entre otros, quienes desde sus planteamientos orientan el referente teórico de esta investigación. La práctica docente en estas instituciones ha evidenciado que los alumnos de ciencias naturales de básica secundaria y media, presentan dificultades para encontrar explicación científica a su cotidianidad; es decir, no relacionan los contenidos teóricos trabajados en el contexto escolar, para explicarse los fenómenos cotidianos de la naturaleza. En otras palabras, no contextualizan los conocimientos del ambiente pedagógico a hechos o situaciones específicas de la vida diaria, no confrontan sus preteorías y teorías trabajadas en el aula de clase, el laboratorio y las prácticas pedagógicas, con la realidad y mejorar así la comprensión científica del entorno. La experiencia en el aula ha permitido identificar en los estudiantes una fuerte debilidad para generar reflexión, pensamiento crítico, la curiosidad por el entendimiento de los fenómenos de la naturaleza, para el diseño de pequeños experimentos, para su aplicación, y encontrar utilidad del conocimiento científico, innovación y creatividad, cimientos de aplicación de los conceptos de las ciencias naturales hacia la solución de problemas en su contexto sociocultural. En este orden de ideas, se considera que el desarrollo de una actitud científica por parte de los estudiantes contribuirá a comprender mejor el uso de la información
científica, el desarrollo de competencias para el análisis crítico, la solución de problemas y la apropiación del campo de conocimientos que constituye las ciencias naturales. En el marco de los anteriores planteamientos se formuló el siguiente problema de investigación:
¿Cómo contribuir a generar actitud científica en los estudiantes a partir de la enseñanza de las ciencias naturales en educación media?
El objeto de estudio de la presente investigación es la formación de actitud científica a partir de la enseñanza de las ciencias. Se consideró que para ello es preciso profundizar en el conocimiento del problema y formular después una estrategia didáctica orientada a generar actitud científica en los estudiantes a partir de la enseñanza y aprendizaje de las ciencias naturales. A partir del problema de investigación, se plantean las siguientes preguntas de investigación como elementos de la ruta metodológica para desarrollar el proceso:
¿Cuáles son los enfoques internacionales para la enseñanza de las ciencias naturales?,
¿Cuál es la propuesta del Ministerio de Educación Nacional para la enseñanza de las ciencias naturales en la educación media?,
¿Cómo se está orientando en las instituciones educativas la enseñanza de las ciencias naturales?,
¿Cuál es el nivel de desarrollo de la actitud científica de los estudiantes a partir de la enseñanza de las ciencias naturales?, y
¿Cuáles son los elementos teóricos y metodológicos necesarios para formular una propuesta que contribuya a generar actitud científica en los estudiantes de grado décimo a partir de la enseñanza de las ciencias?
Para dar solución a estos interrogantes, se consideraron métodos de investigación teóricos y empíricos como:
Observación: en las clases de ciencias, en el laboratorio, en las salidas de campo, en los trabajos en grupo e individual, en la sustentación teórica y demostración práctica de las experiencias y experimentos requeridos para la solución del problema.
Análisis y estudio de documentación escolar: Proyecto Educativo Institucional-PEI (en lo que atañe a la enseñanza de las ciencias), plan de aula, estándares de competencias, lineamientos curriculares y plan de estudios de Ciencias.
La investigación en el aula: la investigación formativa en el aula se realiza desde la experiencia, planteamiento y solución de problemas, a través, de los resultados de los proyectos de investigación como los desarrollados en el programa Ondas de Colciencias, y los proyectos expuestos en otras instituciones durante las jornadas de ciencia y creatividad. La investigación en el aula asume como ruta metodológica el diseño de la experiencia didáctica que aborda el ABP con tres fases: Inmersión de los estudiantes en el problema, Diseño y discusión de las alternativas de solución al problema, y Producción del modelo de solución del problema.
La complementariedad metodológica: incorporando al análisis integral del problema su dimensión cuantitativa (Empírico- analítica) y su naturaleza cualitativa (Hermenéutica) para una mejor descripción y comprensión de los datos del problema de investigación.
Se emplearon además las técnicas de encuestas y entrevistas a docentes y directivos docentes y a estudiantes. La presente propuesta y sus resultados están contenidos en tres capítulos que hacen referencia a la formación de actitud científica a través de la solución de problemas y mediante la aplicación de la didáctica problematizadora en el marco del enfoque didáctico del ABP. Este trabajo de Tesis está estructurado en tres partes. La primera parte (capítulo 1) constituye los antecedentes y el diagnóstico, que arrojan luces y motiva a la reflexión sobre la naturaleza del problema, el desarrollo de la actitud científica y su estado actual en la institución. La segunda parte (capítulo 2), está dedicado a la investigación acerca de las concepciones teóricas relacionadas con la formación de actitud científica, con el enfoque didáctico del ABP y su articulación como referentes teóricos y metodológicos de la propuesta didáctica planteada para la formación de actitud científica en el estudiante. La tercera parte (tercer capítulo), conduce a valorar la experiencia de aula, la importancia metodológica de la evaluación en el ABP en el proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias naturales; se ocupa de aspectos metodológicos-evaluativos centrales que se deben tener en cuenta en el proceso de formación de actitud científica a partir de la solución de problemas en la clase de ciencias naturales. Pensar en una situación problémica para estimular el interés científico en jóvenes y una disposición favorable hacia el estudio de la ciencia, hace que los jóvenes experimenten un cambio en su esquema mental, a través de las respuestas a las cuestiones que surgen del problema se construyen las ideas o fundamentos de nuevas hipótesis de solución al problema propuesto, algunas de las soluciones serán más creativas que otras. Las prácticas de laboratorio también recrean el gusto de los estudiantes por la ciencia, verificar sus concepciones a través de las experiencias de laboratorio, posibilita en los estudiantes el desequilibrio cognitivo y un cambio en sus conceptos, finalmente, aprenden por descubrimiento y construyen por sí mismos una nueva visión del mundo rescatando el valor de los contenidos científicos para generar una revisión profunda de la forma de entender la construcción del conocimiento científico, la importancia de los contenidos y la forma en que la enseñanza ha de abordarlos. El Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) como enfoque didáctico para la generación de actitud científica, es una tendencia constructivista que permite abordar la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias a partir de problemas para un propósito bien definido: generar Actitud Científica en estudiantes de ciencias naturales de educación Media de la Institución Dante Alighieri. Formar en ciencias y creatividad, permite crear un vínculo entre el saber disciplinario y didáctico del maestro con la significatividad de la red de conocimientos que produce el estudiante.
La formación de actitud científica a través de la enseñanza y el aprendizaje basado en problemas es una innovación y también un gran reto que requiere de varios elementos, entre ellos, el entorno social y cultural, la creación y focalización de ambientes de aprendizaje, como el laboratorio de ciencias y la formulación de proyectos. La actitud científica es una predisposición favorable hacia la ciencia, sus objetos o sus símbolos. El proyecto de investigación implementa una didáctica contemporánea denominado Aprendizaje Basado en problemas- ABP- como núcleo de formación en actitud científica. El problema seleccionado debe hacer parte del contexto socio-cultural del estudiante desde la transversalidad que genera las ciencias naturales. Los equipos formados por estudiantes tienen la tarea de re - direccionar el problema abriendo camino a múltiples alternativas de solución que se concretan en el interés que para el estudiante tiene el aprendizaje de las ciencias. La investigación de las nuevas tendencias para enseñar ciencias naturales y, a partir de ella, formar actitud científica en Colombia, ha estado liderada por grupos de investigación educativa como el grupo Federicci de la Universidad nacional de Colombia, y la fundación Alberto Merani de los hermanos de Zubiría entre otros. Estos estudios han aportado información valiosa para el avance en las formas de enseñanza y aprendizaje de la ciencia. La enseñanza de las ciencias naturales y la educación ambiental enfatizan en los procesos de construcción, más que en los métodos de transmisión de resultados; debe explicitar las relaciones y los impactos de la ciencia y la tecnología en el hombre, la naturaleza y la sociedad (Ministerio de Educación Nacional, 1998: 78). Estas nuevas relaciones se fortalecen en el marco de la didáctica de las ciencias para hablar de las diferencias que existen entre la ciencia escolar y la ciencia erudita (transposición didáctica), los nuevos enfoques didácticos en las ciencias naturales y la innovación en los procesos de alfabetización científica, que conllevan a entender y aprender del científico su forma de intervenir el mundo real a través de la resolución de problemas. Es posible precisar el aporte de esta investigación en los siguientes aspectos:
Enriquecimiento del enfoque didáctico ABP con dos aportes específicos de la didáctica problematizadora: las categorías y las estrategias didácticas problematizadoras incorporadas a la propuesta de mejoramiento.
El establecimiento de ejes temáticos, criterios de evaluación e indicadores de desempeño de los estudiantes en el marco de una evaluación de naturaleza formativa – cualitativa propia del aprendizaje basado en problemas. Es un aporte especialmente orientado a fortalecer la acción didáctica del profesor de Ciencias Naturales para que sus juicios de valor sobre la calidad de los procesos y los resultados de la experiencia de aula, tengan un mayor impacto formativo.
La dirección de este aporte de la investigación fue siempre convergente con el
objetivo general del proyecto: contribuir a la formación de actitud científica en el
estudiante a partir de la resolución de problemas en clase de ciencias naturales.
CAPITULO PRIMERO
LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS Y LA FORMACIÓN DE ACTITUD
CIENTÍFICA
1.1. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
Las investigaciones realizadas en la actualidad acerca de la enseñanza y el
aprendizaje de las ciencias naturales han generado planteamientos críticos
respecto de sus contenidos, como de la metodología utilizada por los docentes
para enseñar dichos contenidos. La enseñanza de las ciencias debe responder a
las necesidades de las personas y las sociedades contemporáneas, además de
suministrar claves para afrontar los desafíos de nuestra época, debe propender
por el desarrollo del pensamiento científico que inicia a los seres humanos en
modos de pensamiento que les permitan comprender el mundo que los rodea y
enfrentar así mismo los problemas del mañana. “La ausencia de una enseñanza
que se adapte a la sociedad de hoy, crea una enorme distancia y desinterés de
los jóvenes estudiantes en su gusto por las ciencias y su disposición hacia su
aprendizaje; no responde a sus interrogantes y el tratamiento de los problemas
sólo se hace de forma abstracta, prueba de ello es la disminución, durante su vida
escolar, de la capacidad que tiene el estudiante para formular preguntas”. Sani
(2001).
A través del tiempo, se han diseñado diferentes alternativas para resolver
problemas en la enseñanza de las ciencias como la falta de flexibilidad en la
enseñanza científica, la segmentación de los contenidos, la carencia de
conocimientos prácticos, la capacidad limitada de los docentes para hacer frente a
los cambios, los medios pedagógicos inadaptados, aislamiento de las ciencias con
respecto a su entorno y la insufienciencia de evaluación en la enseñanza
científica. Es así como desde hace años se viene prestando atención a la forma en
que el alumno aprende, en especial, a lo que ya sabe, como determinante de lo
que es capaz de aprender. Sin embargo, hay otras variables que deben merecer
también la atención de los investigadores en didáctica de las ciencias. Una de
ellas es la naturaleza del conocimiento científico que se enseña.
Los métodos para la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias han variado en las
últimas décadas. También las ideas sobre la forma en que el alumno aprende. Sin
embargo, la estructura conceptual de la ciencia que se enseña en los cursos se
considera como algo dado e inamovible y ha estado normalmente fuera del
alcance e interés de la investigación educativa: no constituye una variable
problemática en las reflexiones y estudios sobre didáctica de las ciencias.
Según Katz (1996) entre los estudiantes, los cursos de ciencias naturales tienen
muy mala reputación, se trata de una materia engorrosa y aburrida, razón por la
cual los docentes de distintas universidades y colegios de Estados Unidos se
encuentran preocupados por hacer más interesantes los cursos de ésta disciplina.
Para contribuir a dicho objetivo proponen relacionar la materia con los distintos
centros de interés de los alumnos.
El proceso de enseñanza y aprendizaje debe estar orientado a promover un cambio en la calidad de los procesos de aprehensión del conocimiento, acompañado de una profundización en el análisis de la estructura conceptual de la disciplina. Todo proceso de enseñanza científica es un motor impulsor que, en consecuencia, se convierte en un mecanismo de retroalimentación positiva, este desarrollo surge del proceso de apropiación de los conocimientos y de la colectividad de la cual el estudiante es componente inseparable, “No se debe olvidar que los contenidos de la propia enseñanza determinan, en gran medida, su efecto educativo; que la enseñanza está sujeta de manera necesaria a los cambios condicionados por el desarrollo histórico-social, a las necesidades materiales y espirituales de las colectividades; que su objetivo supremo ha de ser siempre tratar de alcanzar el dominio de todos los conocimientos acumulados por la experiencia cultural.” Sánchez (2006).
De acuerdo con Hanraham (1997), un problema central de la enseñanza de las
ciencias naturales, como el de cualquier otra ciencia, reside en reflexionar sobre
qué contenidos enseñar. Es decir, encontrar una manera de transformar el
contenido privado en público. El problema de la enseñanza y aprendizaje de las
ciencias naturales es, en síntesis, un problema de transposición didáctica.
Desde la visión de Lakatos (1989), para realizar este trabajo es importante contar con un aporte desde la epistemología, de manera tal que sea posible encontrar un paralelismo entre la creación del conocimiento y su construcción por parte del alumno. Los modelos explicativos acerca de la creación de la ciencia pueden ser interpretados desde la teoría filosófica: es, entonces, cuando la teoría filosófica se puede convertir en un adecuado instrumento epistemológico de predicción/prescripción respecto de la evolución de la didáctica de las ciencias como disciplina científica, que ilumine el camino a recorrer por el investigador en particular y por la comunidad científica en general».
Para Lakatos (1989) las teorías o programas de investigación constan de dos
componentes distintos: un núcleo central, constituido por las ideas centrales de la
teoría, y un cinturón protector de ideas auxiliares, cuya misión es impedir que el
núcleo de la teoría pueda ser refutado. La búsqueda de modelos, su elaboración y
análisis, es un contenido procedimental clave en la producción de conocimientos
científicos; es también un contenido procedimental central en la educación general
básica y muy útil para interpretar la información que allí se trabaja. Por ejemplo:
Para Gagliardi (1986), el núcleo duro de las ciencias experimentales lo
constituyen los conceptos básicos de la Física que a su vez, están incluidos en el
núcleo duro de la Química. Ambos núcleos constituyen el núcleo duro de la
Biología, es decir los «conceptos estructurantes» a partir de las cuales se
desarrollan las explicaciones biológicas; es decir, explicaciones de los modelos
biológicos.
El objetivo último de la enseñanza de las ciencias naturales debe ser el de
promover en los alumnos la construcción del modelo explicativo de las ciencias
experimentales y, a su vez, guiarlos para que desarrollen una actitud tendiente a
recurrir a dicho modelo cada vez que deban justificar propiedades y
transformaciones de la materia. Es necesario replantear la formulación de los
contenidos definiendo cuáles son los conocimientos que determinan la
construcción de conceptos estructurantes, las actividades que los favorecen y que
al mismo tiempo permiten que el alumno se valorice no por la repetición de cosas
ya hechas sino por el descubrimiento de sus propias capacidades.
Asimismo, el hacer en ciencias tiene como referente concreto el experimento, que
implica la exploración de nuevas situaciones en las que una teoría puede tener
cabida, la predicción de lo que sucede en dicha situación o la exploración de
nuevas teorías para las que no se cuenta con explicaciones definitivas; en últimas,
tiene un componente social que se expresa no sólo en la construcción de
conocimiento en comunidad, sino en el papel que desempeña el hacer científico
en las transformaciones de una sociedad.
1.1.1. Formación y desarrollo de competencias científicas
Para Ibáñez (2005, p.1), existe una estrecha relación entre el proceso de
resolución de problemas investigativos en el aula y el aprendizaje significativo, ya
que ambos implican la reorganización de información y modificación de
estructuras conceptuales en los individuos. La innovación se fundamenta en la
didáctica del aprendizaje por investigación, que plantea cómo la investigación es
un proceso de construcción de conocimientos y actitudes que posibilita el
cuestionamiento y búsqueda de explicaciones por parte del individuo. En este
trabajo esto se asumirá como investigación formativa.
La actitud científica como categoría, ha sido ampliamente utilizada en la
enseñanza de las ciencias. Ibáñez (2005, p. 2) concibe la actitud como la
predisposición que tiene una persona por la cual tiende a reaccionar favorable o
desfavorablemente, hacia un objeto o una institución como la ciencia. Aunque
parezca simple, la idea de actitud es bastante compleja. En especial, cuando se
habla de la complejidad entre la teoría y la experimentación. En esta instancia,
Morín (2001), sostiene que la cuestión no es solamente conocer los fundamentos
teóricos, sino también, saber seleccionar cuales son los más apropiados para
resolver cada situación problema. Para ello es decididamente importante la
actitud que asumimos a la hora de contrastar las hipótesis y someterlas a nuestra
mirada, misma que permite “aprender en el error y la incertidumbre”, en un amplio
conjunto de observaciones. Podría imaginarse, a la actitud científica como una
relación de equivalencia que combina la actitud natural de crítica (crítica científica)
y los fundamentos racionales y empíricos necesarios para la toma de decisiones
en una situación problema.
(Ibáñez, 2005: p. 5), afirma que la implementación de proyectos de investigación
en el aula, se constituye como una estrategia viable que contribuye al desarrollo
de actitudes y pensamiento científico en los estudiantes y que aporta en los
procesos de construcción de explicaciones del mundo natural. Esta afirmación
está relacionada con la forma como cautivamos y comprometemos a los
estudiantes y a los docentes en el mejoramiento de la calidad de los aprendizajes.
La inclusión de proyectos de investigación en el aula contribuye a generar la
necesidad de estructurar un currículo interdisciplinario con áreas diferentes a la de
las ciencias naturales, como lo son matemáticas, lenguaje y tecnología, que
permitan desarrollar pensamiento complejo, pensamiento científico y asumir los
modelos de comprensión del pensamiento científico.
Bajo esta perspectiva los Estándares Básicos de Competencias en Ciencias
Naturales (2003), buscan que los estudiantes desarrollen y construyan los
conocimientos y herramientas para comprender su entorno y aportar a su
transformación, siempre desde una postura crítica y ética frente a los hallazgos y
enormes posibilidades de los procesos de construcción a partir de las ciencias.
Los estándares contemplan la evaluación de competencias básicas que permite a
los estudiantes relacionar conceptos y conocimientos con fenómenos cotidianos;
identificar, planear y desarrollar acciones que les permitan organizar y construir
explicaciones e indagar, construir y debatir de manera creativa explicaciones para
la comprensión de un fenómeno científico. Estos criterios son de valiosa
importancia puesto que crean orientaciones para la evaluación en la enseñanza
de las ciencias naturales y generan actitud científica en los estudiantes.
Los estándares en ciencias naturales (2003, p. 63), están constituidos por ejes
articuladores de las ideas científicas de las ciencias naturales y educación
ambiental para cada nivel de educación, contemplan los procesos biológicos,
procesos químicos y procesos físicos como elementos que deben estar
articulados a los niveles exploratorio, diferencial y disciplinar de la básica, la
secundaria y la media respectivamente. Los estándares permiten una
aproximación gradual al estudio de las ciencias naturales y la educación
ambiental, en su esencia cada uno de los estándares se caracteriza por incluir,
tanto las ideas centrales, como los procesos y procedimientos básicos de las
ciencias naturales.
En el marco de los estándares planteados por el Ministerio de Educación, se
determina el sentido de la formación de una cultura científica y, por tanto, el
desarrollo de competencias científicas. Plantear como fin de formación en ciencias
la formación de una mente científica para la resolución de problemas merece una
discusión profunda, en particular, si ese propósito está enmarcado por un contexto
cientificista. Para Betancourt ( 2001), el uso de la palabra mente introduce ya
demasiado ruido, así, hablar del desarrollo de una actitud científica es mucho
menos ampuloso pero al menos más cercano, es decir, que puede ir más allá del
ámbito lingüístico.
De acuerdo con el MEN (1998, p. 64) Algunos investigadores han trabajado en la
formulación y solución de problemas y parece haber un consenso en cuanto a la
existencia de problemas cerrados y problemas abiertos. Los primeros presentan
datos e incógnitas y en su solución se espera una respuesta correcta, por ejemplo:
¿qué tiempo demoran los rayos de luz emitidos por el Sol para llegar a la Tierra?
Quien resuelve este tipo de problemas posee una información que le permite
llegar a la solución y sabe cuándo ha llegado a resolverlo. Los problemas abiertos
no tienen datos definidos, carecen de una solución única, es decir, se puede llegar
a varias respuestas que pueden ser correctas o incorrectas, según sean las
circunstancias. Por ejemplo: si un niño se plantea el siguiente problema: ¿por qué
de una semilla sale una planta? Ante esta situación encontrará diversidad de
respuestas, dependiendo de la forma como se aborde, pero lo importante es que
en su solución los alumnos tienen, entre otras, la posibilidad de precisar el
problema, emitir hipótesis, elaborar estrategias y llegar a resultados que deben ser
cuidadosamente analizados viendo su significado, implicaciones, etc. Sin
embargo, las dos clases de problemas (cerrados y abiertos) tienen algo de común:
la búsqueda de solución o la comprensión del hecho o fenómeno.
Lo antes mencionado, arroja pruebas sobre la manera como la investigación
formativa está estimulando el interés del docente investigador y se asocia con la
investigación científica para materializar las necesidades de la cultura escolar
contemporánea, ya que la complejidad del mundo actual exige a las
organizaciones escolares estar en constante cambio para ofrecer respuestas
pertinentes a las demandas de la sociedad.
En Julio de 1999, la UNESCO durante una conferencia mundial sobre la ciencia
para el siglo XXI, se declaró como objetivos primordiales para la conservación de
la paz y el bienestar común de la humanidad, la instauración de las relaciones
científicas, educacionales y culturales entre los pueblos del mundo. Además de
tratar los problemas de la investigación científica, responder a los desafíos que
plantea y aprovechar las posibilidades que brinda, así como para promover entre
todos los protagonistas del quehacer científico las relaciones de colaboración que
ya existen y otras nuevas, tanto nacionales como internacionales. Las actividades
de investigación y la cooperación deberán adecuarse a las necesidades, las
aspiraciones y los valores de la humanidad, así como al respeto de la naturaleza y
las generaciones futuras, en búsqueda de una paz duradera, de la equidad y del
desarrollo sostenible.
Los gobiernos deben atribuir la máxima prioridad al mejoramiento de la enseñanza científica en todos los niveles, prestando especial atención a la eliminación de los efectos de la disparidad entre los sexos y de la discriminación contra los grupos marginados, así como a la sensibilización del público y la vulgarización de la ciencia. Hay que adoptar medidas a fin de preparar profesionalmente a docentes y educadores para hacer frente a los cambios, y hacer también todo lo posible para luchar contra la escasez de docentes y educadores debidamente calificados para la enseñanza de las ciencias, sobre todo en los países en desarrollo. Unesco (1999). Disponible en: http://www.unesco.org/science/wcs/esp/marco_accion_s.htm. [Accesado el 10/03/2010]
En el año 2009, un estudio realizado sobre la actitud científica a los estudiantes de Noruega, arrojó interesantes resultados que son considerados en los siguientes términos: “De los resultados obtenidos y comentados emerge, incontestablemente, una importante cuestión que plantea un desafío global a la agenda de la educación científica: la buena imagen general de la ciencia contrasta abruptamente con la peor percepción de la ciencia escolar, que tampoco incide en el aumento de las vocaciones científicas, pues los jóvenes estudiantes no están dispuestos a continuar estudios científicos o a buscar trabajos relacionados con la ciencia o la tecnología. “ Esto revela una cierta incapacidad de la ciencia escolar para promocionar una mejor imagen de la ciencia y generar las vocaciones científicas necesarias en el mundo actual; este es un desafío central para la educación científica, que debe lograr la alfabetización científica de todos y las vocaciones científicas necesarias para mantener el sistema en ciencia y tecnología” Vázquez (2009). Disponible en: http://www.ils.uio.no/english/rose/network/countries/spain/esp-33-48.pdf. [Accesado el día 9 de marzo de 2010].
Desde 1975 se realizan estudios sobre actitud hacia el aprendizaje de las ciencias,
y en Colombia en 1984 fue realizada una investigación por un equipo de
profesores de la universidad Nacional de Colombia coordinados por Carlo
Federicci, que exponen su gran preocupación por la construcción del concepto de
Actitud Científica, cómo adquirirla y en qué sentido es posible empezar a
conformarla desde la escuela primaria, y lo toman como un asunto bastante
complejo en donde se hace necesario abordar una relación crítica y creativa,
asumen actitud científica como la capacidad de la conciencia de adoptar
deliberadamente la postura específica de una ciencia, adentrándose en el
proyecto y en el mundo particular que le son propios y manteniendo una
conciencia paralela de los límites del campo de comprensión determinado por ese
proyecto.
En Colombia, analizar los fundamentos pedagógicos, epistemológicos y didácticos
que permitan utilizar las herramientas metodológicas para el buen desempeño del
maestro de ciencias naturales, ha requerido de un trabajo del Ministerio de
Educación, con el objetivo de contribuir a una enseñanza de calidad, que
promueva la capacidad de reflexión de los estudiantes, su capacidad de generar
conflicto cognitivo o controversia, y libre participación. Para el MEN (1998, p.26),
este esfuerzo se transforma en la publicación de los lineamientos curriculares en
el área de ciencias naturales, que es una guía para los docentes y marco legal
desde donde se propone el sentido de la enseñanza de las ciencias naturales en
el país y algunos supuestos teóricos que constituyen la base del estudio de la
ciencia y la tecnología.
El ABP se basa en el principio de la construcción del aprendizaje por parte del
alumno, desde esta perspectiva, existen diferentes referentes teóricos que
aportan a esta didáctica contemporánea; los planteamientos de Lev Vigotski
(1991), que asumen que el cambio cognoscitivo en el estudiante se produce al
utilizar los instrumentos culturales e interrelacionarlos socialmente e interiorizarlos
dando lugar a las transformaciones mentales necesarias para la solución de
situaciones problemas.
Otro de los referentes es Ausubel (1978), quien conduce hacia la idea de un
modelo de enseñanza por exposición para promover el aprendizaje significativo en
lugar del aprendizaje memorístico, lo que permite al individuo desarrollar
habilidades en la solución de problemas, ejercitar el pensamiento crítico y
discriminar entre lo importante y lo no importante, preparándolo para enfrentar los
problemas de la vida.
Por otro lado, García (1998) sugiere que la perspectiva de Vigotski es que la
educación debe de concebirse como un proceso que tome en cuenta la forma en
que los seres humanos se abren paso en el mundo, que no es de una manera
continua, sino que incluye procesos, por así decirlo, zigzagueantes; los cuales
constituyen, para el estudiante, un arraigo dentro del ambiente cultural en que se
desarrolla.
En este sentido, agrega García (1998, 33), los procesos de resolución de
problemas son fundamentales para el mejoramiento de varios aspectos esenciales
de la cultura, como son la generación del desarrollo social y, en el caso específico
de la presente investigación, el aprendizaje de una cultura científica por parte de
los individuos. Filósofos de las ciencias como Karl Popper, Thomas Kunh y
Stephen Toulmin, han incursionado en el análisis de las teorías que explican los
procesos de resolución de problemas; éstas teorías constituyen uno de los
fundamentos sobre los que se sustenta este trabajo de investigación, puesto que
es el camino que mejor contribuye al desarrollo, asimilación y apropiación de una
actitud científica por parte de los estudiantes.
1.2. Estado actual de la formación de actitud científica a partir de la enseñanza de las ciencias en la institución.
Para establecer el estado actual de la actitud científica como propósito de la
enseñanza de las Ciencias naturales en la Institución Educativa Dante Alighieri, se
presentan los resultados de dos instrumentos de recolección de información
aplicados a las poblaciones en estudio. En primera instancia, se presentan los
datos y análisis obtenidos de una encuesta realizada a una muestra de 24
estudiantes del grado 10° (Ver Anexo 1 y anexo 3, tabla 1), con el propósito de
indagar acerca de su nivel de desarrollo en estudiantes de Ciencias Naturales. Se
presenta el análisis del instrumento aplicado a los docentes, una encuesta en
medio digital en la cual se indagó por las experiencias didácticas y metodológicas
que realizan los docentes de Ciencias para estimular el desarrollo de actitud
científica en los estudiantes. La selección y el diseño de los instrumentos
utilizados han permitido recolectar la información necesaria en correspondencia
con los objetivos, las tareas, y las preguntas científicas propias del proceso de la
investigación.
Para conocer la evolución y estado actual del problema de investigación, ha sido
necesario abordar las siguientes preguntas científicas:
¿Cuáles son los enfoques internacionales sobre la enseñanza de las ciencias naturales?
Las tendencias más recientes acerca de la enseñanza de las ciencias están
orientadas hacia lo que deberá ser la educación y las formas de enseñar para el
futuro, sin embargo, existe una serie de criterios que deben ser tenidos en cuenta
a la hora de seleccionar (al igual que lo hace el cerebro humano), el conocimiento
capaz de abordar las problemáticas y nuevos desafíos de la educación en el
mañana. El estudio del pensamiento complejo plantea unas ciencias naturales
integradas y organizadas, uniendo y reorganizando los conocimientos dispersos
en un esfuerzo por ubicar todas sus informaciones en un contexto y en un
conjunto. Es necesario enseñar los métodos que permiten aprehender las
relaciones mutuas y las influencias recíprocas entre las partes y el todo en un
mundo complejo. En palabras de Morín (2001), “Las ciencias nos han hecho
adquirir muchas certezas pero de la misma manera nos han revelado, en el siglo
XX, innumerables campos de incertidumbre. La educación debería comprender la
enseñanza de las incertidumbres que han aparecido en las ciencias físicas
(microfísica, termodinámica, cosmología), en las ciencias de la evolución biología
y en las ciencias históricas. Se tendría que enseñar principios de estrategia que
permitan afrontar los riesgos, lo inesperado, lo incierto y modificar su desarrollo
en virtud de las informaciones descubiertas en el camino. Es necesario aprender a
navegar en un océano de incertidumbres a través de archipiélagos de certeza.”
Acevedo. J.A, (2008), sostiene que durante los años 90, en diversos países del
mundo –sobre todo de la cultura anglosajona, o que han sido y son influidos por
ella (EE.UU., Gran Bretaña, Canadá, Australia, Nueva Zelanda, Sudáfrica, Taiwan,
etc.)–, especifican con cierta claridad que el profesorado de ciencias no solo debe
enseñar de manera consistente con los actuales puntos de vista sobre la ciencia y
la actividad científica, sino que, debe tener el propósito de enseñar a los
estudiantes determinados aspectos de la naturaleza de las ciencias. De otro lado,
los currículos de ciencia escolar de estos países tienden a ser más explícitos
respecto a la enseñanza y el aprendizaje de la Naturaleza de las ciencias en la
actualidad. Esto supone, sin duda, una tarea incierta y bastante complicada. Como
consecuencia de ello, desde hace relativamente pocos años los investigadores de
didáctica de las ciencias están dedicando una atención renovada a la formación
del profesorado para que éste pueda abordar el conocimiento de la Naturaleza de
la ciencia en la enseñanza de las ciencias de una manera adecuada y con
efectividad
Es importante hacer especial énfasis en el uso de las tecnologías de la
información y las comunicaciones TIC y la incorporación de la información en los
nuevos programas pedagógicos de ciencias naturales, hecho que ha generado
una expansión en las posibilidades de comunicación y en la velocidad con la cual
circula el conocimiento científico, que de igual manera, hace evidente el desarrollo
de nuevas habilidades y la construcción de nuevas estructuras o formas de
pensamiento. Abordar de esta manera la creación de conocimiento científico hace
necesario interpretar, conocer y comprender en profundidad el uso que realizan de
estas tecnologías, el cómo y el para qué las utilizan, qué importancia tienen en su
vida cotidiana y con qué frecuencia lo hacen. Además es interesante conocer
cómo estas tecnologías mediatizan sus relaciones interpersonales y establecen
relaciones de saber con sus pares y adultos: sus padres, su familia, o sus
profesores, etc.
En cuanto a las tendencias más recientes con relación a los alcances de la meta
cognición en las experiencias de aula, Farré y Lorenzo (2008), muestran
importantes hallazgos a la hora de investigar las concepciones del discurso del
maestro en su clase, ya que el docente en contadas ocasiones lleva el registro de
lo que desarrolla o descubre en su clase de ciencias, el profesor poco usa la
reflexión consciente que contribuya a su formación pedagógica. Estudios revelan
que los docentes que presentan una macroestructura de clase organizada y
coherente, recurriendo a preguntas de tipo retórico referidas a los contenidos de
sus clases, son aquellos que presentan mayor formación pedagógica, en
contraposición con aquellos con menor formación pedagógica que utilizaron una
estructura más flexible fomentando la participación de sus alumnos a través de
preguntas de mayor demanda cognitiva, enfatizando en los procesos y
procedimientos propios de la asignatura, y en el uso de verbos de pensamiento.
La didáctica de las ciencias es un espacio propicio para abordar las reflexiones
alrededor de las actividades que se realizan en las aulas de clase y sus
implicaciones metodológicas, es el lugar indicado para repensar la enseñanza de
las ciencias a la luz de los resultados de la investigación y también a través del
análisis de la propia práctica. Por eso, la metacognición y el enseñar enseñando
se muestran como herramientas insustituibles.
A continuación se aborda la segunda pregunta de investigación:
¿Cuál es la propuesta del Ministerio de Educación Nacional para la enseñanza de las ciencias naturales en la educación básica secundaria y media?
En la postura que adopta el Ministerio de Educación- MEN (1998) se identifican
claramente los planteamientos de Novak (1988) (Cognitivismo), en donde el
profesor debe preocuparse más por evaluar los procesos de aprendizaje en
formación de actitud científica, que los resultados desligados de procesos de
desarrollo de pensamiento científico. La actitud del maestro ya no puede ser la de
situarse frente a ellos a la manera de juez que los descalifica, sino con ellos a la
manera de un compañero y guía en el proceso de construcción del conocimiento y
de una cultura científica. (p.97).
De acuerdo con la tendencia filosófica de Husserl planteadas en el MEN (1998),
se evidencia la necesidad de concebir de una forma diferente la enseñanza de las
ciencias: no se trata de transmitir verdades inmutables, sino de otorgarle al
estudiante la posibilidad de ver que su perspectiva del mundo no es el mundo,
sino una perspectiva de él. Y una entre las muchas posibles. Enseñar ciencias
debe ser conceder al estudiante la oportunidad de establecer un diálogo racional
entre su propia perspectiva y las demás con el fin de entender de mejor manera el
mundo en que vive. La perspectiva del estudiante debe ser contrapuesta con otras
posibles, de forma tal, que le permitan descentrarse al situarse en otras
perspectivas entendibles para él y vea desde ellas la relatividad de sus
convencimientos en busca de un conocimiento más objetivo o, lo que es
equivalente, un conocimiento más intersubjetivo. (p.23). Ello es esencial para que
el estudiante comprenda el carácter complejo, dinámico y provisional del
conocimiento científico.
“La formación en ciencias naturales ha planteado nuevos desafíos para la
educación en Colombia, y para responder de la mejor forma posible al desafío de
mejorar la enseñanza de las ciencias el Ministerio de Educación, hacia el año
2004, ha publicado y socializado los estándares básicos de competencias en
ciencias naturales para los distintos grados o niveles desde primero hasta
undécimo. Los estándares de décimo a undécimo, incluyen habilidades que deben
desarrollar los estudiantes para realizar indagación científica. Además, los
estándares para maestros que enseñan ciencia y las características del aula de
clase donde se aprende mediante indagación”. Eduteka (2007). Disponible en
www.eduteka.org/modulos/ 11/350/ 637/ 1). [Accesado el día 12/ 04/ 2010]
Los estándares de competencias han sido reorganizados en la institución teniendo
en cuenta que se presentan como una constante en cada uno de los niveles,
propician la creatividad y han sido incorporados para favorecer el desarrollo de la
actitud y del pensamiento científico; cada uno de ellos está interrelacionado con
los demás estándares y, a su vez, con el problema de investigación evidenciado
en esta propuesta. Veamos algunos ejemplos:
Observo fenómenos específicos de la naturaleza ( observo el mundo en el que vivo)
Para identificar los fenómenos naturales que nos rodean, es preciso partir de la
realidad misma, del mundo de la Vida que plantea Husserl (1936), en la crisis de
las ciencias Europeas y la fenomenología trascendental. Zitzewitz (1997),
manifiesta que el método científico parte de la observación misma de los
fenómenos naturales del mundo físico y de algunos fenómenos que, por
cotidianos, pueden pasar desapercibidos, o simplemente no nos planteamos por
qué son así y no de otro modo. ¿Por qué el cielo es azul y no violeta, o rojo, o
sencillamente blanco? o ¿por qué vemos la luna grande y roja cuando sale y más
pequeña y blanca conforme gana altura sobre el horizonte?, es más, ¿está
realmente donde la vemos?. En ocasiones, nuestra percepción de algunos
fenómenos naturales es bastante distante de la realidad.
Formulo hipótesis con base en el conocimiento cotidiano, teorías y modelos científicos.
Toda investigación nace de algún problema observado que se quiera solucionar.
Para ello lo primero que hacemos seguramente será formular hipótesis sobre la
solución del problema, las cuales debemos verificar o comprobar a través de la
observación y la experimentación.
Una hipótesis es muy parecida a una brújula que orienta el camino hacia el
conocimiento, ya que los investigadores deben construir una o varias hipótesis que
sólo después de ser contrastadas permiten la generación de conocimiento
científico. Los estudiantes no sólo deben estar familiarizados con la solución de
problemas sino también con la enunciación o formulación de aquellos problemas
que parten de una o varias preguntas de investigación (hipótesis), y del interés
del investigador, estas preguntas se hacen a partir de la observación de un
determinado fenómeno o situación problema, sin olvidar que toda hipótesis es
susceptible de ponerse a prueba.
Comunico el proceso de indagación y los resultados, utilizando gráficas, tablas, ecuaciones aritméticas y algebraicas.
La comunicación y publicación de los resultados de nuestras investigaciones es
una de las formas más organizadas de dar a conocer los procesos y el desarrollo
de uno o varios experimentos. Actualmente, la sociedad del conocimiento se
impone con redes de información a las cuales tiene acceso una inmensa mayoría
de jóvenes a través de la Internet, las bibliotecas virtuales, los programas de
investigación científica, etc., este contexto virtual hace que el conocimiento y la
información viajen con mayor rapidez, sus contenidos lleguen hasta los lugares
más remotos del mundo y son publicados en muchos idiomas.
El éxito científico y tecnológico de un país depende en cierta medida de sus
avances en investigación y de la utilización de los medios masivos de
comunicación como la televisión, la radio y la Internet, para publicar los resultados
de las investigaciones y descubrimientos, en el seno de una cultura
verdaderamente científica.
La comunicación de los descubrimientos hace posible que se recree una serie de
opiniones entre la comunidad, al igual que genera escenarios de circulación para
el lenguaje propio de las ciencias. La revolución de los medios de comunicación
ha sido partícipe en buena medida del desarrollo científico y, a través de la
historia, nos ha revelado la formulación de las leyes científicas, desde la más
general hasta la más particular.
Se ha priorizado en la institución, que la enseñanza de la Ciencias le aporte al
estudiante elementos teóricos y metodológicos para observar, describir,
interpretar, argumentar y proponer; es decir, para conocer y saber comunicar lo
que conoce. Ese es el sentido de estos ejemplos.
Por ello es conveniente la siguiente pregunta científica del proyecto de
investigación:
¿Cómo se está orientando en la institución educativa la enseñanza de las ciencias naturales?
En el año 2006, Se realizó en Florencia el primer encuentro del Consejo Seccional de Ciencia y Tecnología del Caquetá, en el que se trazaron los derroteros del trabajo a seguir en materia de investigación científica y tecnológica, así como su desarrollo en el departamento durante esta vigencia. La Secretaría Departamental de Planeación y Colciencias fueron los patrocinadores de esta iniciativa. En el marco del evento, también se dieron a conocer los avances del proyecto Ondas, una iniciativa de Colciencias que en el Caquetá cuenta con el apoyo de la Gobernación, la Secretaria de Educación y la Universidad de la Amazonia y que hasta el momento ha contribuido a incursionar a un total de 2.762 estudiantes de 13 instituciones educativas en la ciencia, la tecnología y la investigación formativa donde también ha participado la institución. En un informe del programa ondas Caquetá para el año 2009, revela cifras
significativas sobre el avance y desarrollo del interés por las ciencias naturales en
el departamento del Caquetá, con una cobertura de 500.000 niños entre el 2002 y
2005 que investigan en el campo de las ciencias y tecnologías regionales. De
acuerdo con Lozano (2009) y en este sentido, la población de la Red Ondas
Caquetá, por naturaleza del Programa Ondas Colciencias, son los niños, niñas,
jóvenes y maestros. Es por ello que estas estrategias están diseñadas para una
población específica, con la posibilidad de ser ampliadas a otros tipos de
población que permitan aportar, desde su campo, la conformación de una cultura
de futuros científicos basada en la investigación formativa. Muestra de ello en la
Institución han sido los 5 proyectos aprobados por el programa Ondas Caquetá en
el año 2009, que son en su orden: Diversidad Ecológica, La Emisora Ecológica,
Reciclaje y Conservación, Charlas Educativas y Charlas Ecológicas. (Ver anexo 3,
tabla 12)
Como uno de los propósitos de esta investigación es caracterizar el desarrollo de la actitud científica en los estudiantes de la institución Dante Alighieri, lo que está articulado con la anterior pregunta de investigación, es necesario, entonces, plantear la siguiente pregunta formulada por el proyecto:
¿Cuál es el nivel de desarrollo de la actitud científica de los estudiantes a partir de la enseñanza de las ciencias naturales?
El nivel de desarrollo de la actitud científica en los jóvenes de grado 10º de la
institución, ha sido estudiado con el apoyo de una encuesta que describe el
impacto de las actividades didácticas en clase y de la realización de un análisis y
una categorización de la información a partir de los datos que se exponen a
continuación:
1.2.1. Análisis y categorización de la información de la encuesta aplicada a
los estudiantes.
Con el tratamiento de los datos obtenidos en la encuesta, se realizó un proceso de
contrastación y análisis que evidencia las principales características del proceso
de enseñanza de las ciencias naturales y nivel de desarrollo de la actitud científica
en los estudiantes de la Institución Educativa.
Las preguntas de la Encuesta (Ver anexo 1) fueron puestas a consideración de los
estudiantes y los datos recolectados a través de la aplicación de este instrumento,
fueron tabulados y tratados estadísticamente con el uso del programa Microsoft
office Excel 2007. Usando este software, los datos fueron examinados por medio
de un análisis estadístico descriptivo en donde primó la construcción de tablas de
frecuencia y gráficos.
El análisis y la interpretación de los resultados obtenidos con el tratamiento de los
datos se presenta por categorías de análisis de acuerdo con los referentes
teóricos del problema y las preguntas planteadas en los instrumentos de
recolección de la información, estos fueron aplicados a los estudiantes dentro del
proceso investigativo; de igual manera, cada una de las preguntas fue objeto de
un análisis particular el cual incluye la presentación de gráficos, descripción (ver
tablas de frecuencia) e interpretación de la información. Las categorías de análisis
a utilizar son: Creatividad, Actitud Científica, Enseñanza de las ciencias,
Investigación, el laboratorio de ciencias, formulación y solución de problemas,
salidas de campo.
Creatividad:
Para García (1998, p. 169), la categoría de análisis denominada creatividad, hace
referencia al proceso de encontrar algo nuevo que puede consistir en redescubrir
lo que ya había sido mostrado o reorganizar los conocimientos existentes para
generar soluciones nuevas a un problema. Desde esta categoría se analiza la
incidencia de las clases de ciencias naturales en el desarrollo de la creatividad en
los estudiantes de la institución.
Los referentes psicocognitivos de la enseñanza de las ciencias se ocupan del
proceso de construcción del pensamiento científico, explicitan los procesos de
pensamiento y acción y se detienen en el análisis del papel que juega la
creatividad en la construcción del pensamiento científico y en el tratamiento de
problemas. Esto significa que la creatividad en la educación debe promover
transformaciones y reflexiones de la práctica pedagógica; hoy se habla de educar
en y para la creatividad, es decir, educar para generar cambios y, de este modo,
formar personas originales, reflexivas, con una visión y una misión prospectiva,
con iniciativa, liderazgo, y capaces de afrontar los problemas que les plantea el
mundo, su cotidianidad, en la escuela, en casa, aportando insumos para el
descubrimiento y la innovación.
A continuación se plantean los principales hallazgos que permitieron este
instrumento:
Los estudiantes analizan las preguntas de acuerdo a una escala en niveles de
“muy importante-(5)”, “importante-(4), bajo-(3), muy bajo-(2) e “insuficiente-(1)”,
para valorar la forma cómo el docente de ciencias naturales estimula la creatividad
y la participación. Por ejemplo, en la pregunta No.1 relacionada con la
participación y la creatividad en la Institución Educativa Dante Alighieri, el nivel de
“importante-(4)” correspondió al nivel con menor frecuencia de respuesta
representado, con un 16.5% de los estudiantes. (Ver Anexo 3, tabla No. 1, fig 1.)
Los procesos de construcción del conocimiento en clase de ciencias deben ir
acompañados por el docente, que debe optar por estrategias de enseñanza y
aprendizaje basado en problemas, apoyado con dinámicas de grupo, y métodos
de aprendizaje cooperativo. La Inclusión de este tipo de estrategias metodológicas
fortalece el trabajo en equipo, las comunicaciones, e integran mejor los aspectos
cognitivos y psicomotores del desarrollo y formación de los estudiantes. Sin
embargo, la Institución Educativa presenta falencias que se caracterizan por la
presencia de una enseñanza tradicional y expresada en: la certeza que el
Maestro es la base y condición del éxito de la educación, el maestro simplifica,
prepara, organiza, y ordena. Es el guía, el mediador entre los modelos y el niño,
las clases son magistrales, el manual de convivencia de la institución es la
expresión del orden, la organización y la programación de la vida colectiva y lo que
el niño debe aprender se encuentra allí, el aprendizaje es memorístico y mucho de
lo que se enseña en la clase está sustentado aún en los métodos tradicionales de
enseñanza.
La problemática actual es consecuencia de la escasa formación del maestro de
ciencias naturales en todo lo relacionado con la didáctica de las ciencias, y esta
falta de participación de los estudiantes es la razón por la cual se muestran poco
receptivos en las actividades relacionadas con la ejecución de proyectos de
investigación o conformación de clubes de ciencias. Este resultado se debe en
parte a la posición que ocupa el estudiante en su relación con el conocimiento
científico, como uno de los sujetos epistemológicos en la relación pedagógica
institucional.
En la institución, el docente continúa siendo el único referente epistemológico en
el aula de clase, es aún muy subordinado al libro o texto tradicional, no existe una
real relación pedagógica entre sujetos y entre sujetos y saberes, hecho que se ha
evidenciado en la escasa participación que se da al estudiante para opinar y
expresar sus puntos de vista.
Para el 96% de los encuestados, las preguntas del profesor de ciencias naturales
son creativas y generan amplios conocimientos acerca de su entorno natural, la
biosfera y los ecosistemas terrestres; sólo el 4% se muestra en desacuerdo con
esta afirmación (ver anexo 3, Tabla 2. pregunta No.2. fig.2).
Los estudiantes consideran que las preguntas del maestro son creativas porque
desarrollan el pensamiento, amplían los conocimientos, generan nuevas formas de
ver las ciencias y, principalmente, estimulan la investigación y la solución de
problemas. Este resultado está en contradicción con el resultado del uso de
preguntas en clase de ciencias para estimular la creatividad y la participación (ver
Anexo 3, fig. 1), donde el 33 % de los estudiantes realmente consideran que las
preguntas de ciencias naturales no estimulan la creatividad y la participación (ver
Anexo 3, tabla 1, Pregunta 1. Literal A), esto puede guardar relación con los
programas, los métodos en clase de ciencias, la falta de laboratorios, o
interpretarse como la falta de formación en los maestros de ciencias naturales. Las
preguntas que formula el profesor de ciencias naturales son creativas pero no
logran generar el resultado o efecto deseado que es estimular la creatividad, la
innovación y la participación en sus estudiantes.
Los estudiantes son creativos, e innovadores como lo han demostrado en las
ferias anuales de ciencia y creatividad realizadas a nivel institucional, pero poco
participativos, el número de estudiantes que participa en la feria se ha ido
reduciendo considerablemente a través del tiempo, e incluso, la feria de la ciencia
fue reducida de una semana a sólo 3 días. Es muy necesario el desarrollo de la
creatividad en los estudiantes de la institución entendida como la capacidad que
tienen los estudiantes de imaginar, de generar nuevas ideas, conceptos y nuevas
asociaciones; un estudiante creativo es curioso y pregunta por las cosas que
ocurren en su entorno, es capaz de adaptarse y transformar el ambiente en donde
vive, la persona creativa puede controlar sus emociones y existe cierta relación
entre el coeficiente intelectual y la creatividad.
Innovación:
La innovación es entendida como la creación de productos, es la transformación
del conocimiento, de las ideas en productos, en servicios o en procesos. Una vez
educamos en creatividad, estamos ofreciendo las herramientas y el camino
correcto hacia la innovación, podría decirse que si no tenemos estudiantes
creativos, no obtendremos estudiantes innovadores, un elemento no existe sin la
presencia del otro, se complementan. (Ver anexo 1, pregunta 7).
Uno de los criterios que ayuda a generar actitud científica es la innovación, así lo
demuestra el 55 % de los encuestados que le da bastante importancia a esta
categoría presente en los procesos de formación de actitud científica (ver Anexo 3,
tabla 6).
Sin embargo, el 45% de los encuestados considera la innovación en un bajo nivel
de importancia. El análisis de este resultado muestra cierta ausencia de los
procesos innovadores en la enseñanza de las ciencias naturales en la institución
y, por tanto, en los estudiantes se percibe de forma un tanto desfavorable el
concepto de innovación asociado a la generación de actitudes positivas hacia las
ciencias. Igual ocurre con la creatividad en el 37% de los encuestados y la ciencia
es considerada poco importante en el 25% de los casos, los estudiantes no logran
asociar el concepto de ciencia con el de actitud científica, en el 25% de los casos
(ver anexo 3, tabla 6, fig.8).
Lo anterior depende, en buena manera, de la inclinación cultural que tienen los
estudiantes hacia las ciencias, de su trabajo en el laboratorio, que favorece el
desarrollo de la actitud científica y su vocación hacia las ciencias. Todas las
personas tienen capacidad para desarrollar su conciencia y todos los seres
humanos, tienen potencialmente vocación. Sin embargo, cada uno despierta a ella
a través de un proceso de conocimiento interior que lleva tiempo y esfuerzo. Una
persona actualiza su vocación cuando responde de manera efectiva a su
necesidad de expandir su conciencia, así mismo, estas vocaciones están
supeditadas de manera compleja de todo el contexto social, las vocaciones en
Ciencia y Tecnología pueden ser influidas significativamente por la orientación de
la educación científica y los currículos escolares, que enseñan conocimientos y
procedimientos, pero también actitudes personales y sociales tales como apreciar
las ciencias y la tecnología, o aprender a participar en las modernas sociedades
del conocimiento. Waxemberg (2002). Disponible en:
http://seedsofunfolding.org/issues/2_07/spanish_version.html [Accesado 10/ 03/2010].
Actitud científica:
La presente investigación concibe la actitud científica como la disposición hacia
el aprendizaje de las ciencias, teniendo en cuenta el conjunto de representaciones
provenientes de las características que el método científico imprime a las
actividades científicas, la investigación, la solución de problemas, el desarrollo de
la creatividad entre otras. Esta concepción está en abierta contradicción con el
planteamiento que sostiene Hernández (1997), quien manifiesta que la Actitud
científica es “una predisposición aprendida para responder consistentemente de
una manera favorable respecto a un objeto o sus símbolos” tal afirmación
determinista pareciera no permitir los procesos de formación y transformación, del
desarrollo en los educandos. Sin embargo, algunos aspectos de la anterior postura
como lo son el desarrollo personal o actitudinal del individuo y la consideración de
las actitudes cuando aluden a un propósito o son utilizadas eficazmente en
diferentes situaciones, son aspectos de la contradicción compartidos y que
además se tienen en cuenta como opción para dar un nuevo giro al trabajo de
investigación.
La categoría de análisis actitud científica, se constituye en fundamento y eje
central de la presente investigación, pues la formación e identificación de su
estado actual en la institución educativa, subyace en la problemática de esta
investigación; especialmente, porque se comparte que el desarrollo de actitud
científica a partir de la enseñanza de las ciencias naturales, debe evidenciar una
inclinación cultural favorable de maestro y estudiantes a explicarse en forma
científica los fenómenos de la naturaleza y de la cotidianidad.
El análisis de la pregunta sobre el tipo de destrezas o habilidades que el
estudiante desarrolla en clase de ciencias naturales (ver anexo 1, pregunta 3),
revela que el pensamiento científico en la clase de ciencias naturales se perfila
con mayor proporción cubriendo el 50% de los encuestados. Como explicación a
este porcentaje en la pregunta analizada, es posible señalar que el interés por el
pensamiento científico subyace en el deseo de obtener explicaciones y
demostraciones críticas (el deseo de opinar y participar objetiva, racional y
sistemáticamente), porque el pensamiento científico es una de las actividades
mentales que desarrolla el estudiante en el marco de la formación de actitud
científica. Otras consideraciones que se tuvieron en cuenta por los encuestados
son: en un 20%, el gusto por la creatividad, el 8% opta por el desarrollo de
proyectos de investigación y un 8% por el cuidado del medio ambiente.
Sorpresivamente un 11% de los encuestados tiene en cuenta la adquisición de
valores como la responsabilidad y la paciencia a la hora de recibir clase de
ciencias naturales, y sólo un 3% de los encuestados atribuye el desarrollo de
competencias básicas como la competencia comunicativa a los desarrollos de
destrezas alcanzados en clase de ciencias naturales (Ver anexo 3, tabla 4).
A la hora de calificar y tener en cuenta los campos de interés que generan actitud
científica en los estudiantes, ellos consideraron en un muy bajo nivel de
importancia al conocimiento científico con el 12,5% y el 37,5%, respectivamente
para un subtotal del 50% de los encuestados (ver Anexo 3, tabla 5). El análisis a
esta pregunta debería mostrar cómo la construcción del conocimiento científico
está relacionada con el desarrollo del pensamiento científico, el desarrollo de
habilidades para resolver problemas y el desarrollo de actitudes positivas hacia las
ciencias.
Sólo El 30% de los estudiantes considera que la investigación ayuda a generar
actitud científica (ver anexo 3, tabla 7). El desconocimiento que los estudiantes
tienen del concepto de actitud científica da cuenta de la relación que establecen
entre investigación y actitud científica. La investigación formativa aproxima a los
estudiantes al trabajo del científico, caracterizado por la disciplina, la tenacidad, y
su capacidad creativa para resolver problemas. Los procesos investigativos
contribuyen a ampliar el conocimiento científico y aumentar nuestra red de
conceptos; a investigar se aprende haciendo investigación y, desde el enfoque de
las operaciones cognitivas, aprender a pensar científicamente implica la
posibilidad de conocer procesos cognitivos básicos como la comprobación,
clasificación, inferencia, que son componentes de actividades más complejas
como la solución de problemas y el desarrollo de la creatividad.
Para Gouthier (2008), la educación puede desarrollar actitudes positivas como
curiosidad, interés y gusto por la ciencia, o, por el contrario, actitudes negativas a
partir de experiencias aburridas, dificultad, irrelevancia, estrés y fracaso, que
conducen al desinterés y el rechazo, evidenciando por contraste la importancia de
las actitudes positivas hacia el estudio de las ciencias naturales En el caso del
presente análisis cabe recordar que la ciencia es considerada poco importante en
el 25% de los casos; los estudiantes no logran asociar el concepto de ciencia con
el de actitud científica en el 25% de los casos (ver anexo 3, tabla 6).
En la Institución, el 33,3% de los estudiantes han participado en eventos
académicos y científicos internos, el 66,7 % de los estudiantes responde
negativamente, y, aún si se les pregunta si han participado en eventos científicos
fuera de la institución, el 83,3 % nunca lo ha hecho, el 83% jamás ha pertenecido
a un club de ciencias naturales, el 79 % no ha participado en proyectos de
investigación (ver anexo 3, tabla 8).
Sin embargo, el 66% de los estudiantes encuestados conoce cómo se elabora un
proyecto de investigación (ver anexo 3, tabla 13), y el 62,5 % en alguna
oportunidad ha escuchado acerca del programa ondas Caquetá de Colciencias en
la Institución Educativa Nacional Dante Alighieri (ver anexo 3, tabla 14).
Estos resultados un tanto contradictorios observados en el análisis estadístico de
la información, muestra la falta de publicación de los avances científicos, la
inoperancia de las pequeñas comunidades científicas de estudiantes y maestros
de ciencias naturales en la institución, la desintegración curricular institucional y
escasa comunicación con otras instituciones para establecer convenios que
permitan transcender las fronteras de las micro políticas escolares; no existe
registro, ni seguimiento, ni el apoyo y acompañamiento de los procesos que en la
institución se generan. En consecuencia, se observa la ausencia de la mayoría de
los estudiantes en los procesos de participación y formación en investigación
afectados por la falta de apoyo económico y respaldo por parte de los directivos de
la institución.
Este resultado, además, revela la necesidad de incluir el diseño, reconocimiento y
la implementación de estrategias de comunicación, el desarrollo de redes de
conversación y la apertura a redes de información que constituyen uno de los
principales objetivos del programa ondas de Colciencias. Es urgente que esta
orientación haga parte de las políticas y del modelo pedagógico institucional para
el avance y transformación de la enseñanza de las ciencias naturales.
Enseñanza de las ciencias: En relación con la Enseñanza de las ciencias, la tendencia a estimular en los estudiantes el gusto por la experimentación, demostración y la argumentación así como el desarrollo de actividades que les ayude a comprender el papel de la ciencia en el progreso de la humanidad, valorar los problemas científico-tecnológicos, de salud o medioambientales que les permita prepararse para la participación activa en la sociedad actual, son considerados prioritarios por el 100% de los estudiantes de la institución, respuesta sustentada en su diversidad de opinión cuando optan por: la generación de nuevas ideas, comprensión de los temas, construcción de proyectos, articulación de nuevas metodologías y formas de aprender, promoción del pensamiento crítico, el cuidado del medio ambiente, la argumentación y la demostración, como caminos hacia las ciencias.
Dentro de las actividades que prefieren los estudiantes en clase de ciencias, el
4% de los encuestados incluyen aquellas en las cuales emplean un método
específico, es decir, las actividades relacionadas con el laboratorio de ciencias, las
actividades acompañadas de proyectos, trabajos en grupos de investigación,
salidas de campo y experimentación que están presentes en el 79% de los
encuestados (ver anexo 3, tabla 16).
Las actividades de desarrollo de talleres se presentan en el 8,5%, y las actividades
lúdicas y recreativas en un 8,5% (ver anexo 3, tabla 16). Es decir que los
estudiantes eligen significativamente las actividades propias de las ciencias
naturales, y por ende, a través de ellas, se aproximan al desarrollo de la actitud
científica a partir de la enseñanza de las ciencias.
Si los estudiantes gustan de las actividades de las ciencias ¿cómo se explica que
el 67% de los estudiantes no participe de las jornadas de ciencia y creatividad que
se realizan anualmente en el colegio? (ver anexo 3, tabla 8), o ¿cómo se explica
que en la relación que se establece entre actitud científica-innovación el 45% de
los encuestados reste importancia a esta relación? (ver anexo 3, fig.7).
Observando esta serie de contradicciones surgen nuevas hipótesis: es posible que
los estudiantes gusten de las ciencias y prefieran las prácticas científicas, pero no
se vean motivados por sus maestros a participar de las actividades relacionadas
con las ciencias, además, muchos de los estudiantes de la institución presentan
dificultades para relacionar conceptos propios de las ciencias naturales,
problemas de alfabetización científica y desarrollo de competencias básicas.
Con relación a la Enseñanza de las ciencias naturales en la Institución se
preguntó si ¿se considera útil e importante el trabajo en equipo en la clase de
ciencias naturales?, el 95% de los encuestados responde afirmativamente y el
38% de ellos, hace referencia a la socialización de los conocimientos en equipo
(ver anexo 3, tabla 17). Estos resultados muestran la disposición de los
estudiantes frente al conocimiento científico, su deseo de participar, de abordar
una elaboración colectiva de los conceptos vistos en clase de ciencias naturales.
En este sentido, los alumnos se apropian de nuevos esquemas de pensamiento,
reconocen que, en los procesos de la ciencia, podría hablarse de construcción de
modelos; el término modelo se emplea como sinónimo de teoría, esquema
conceptual o sistema. Es decir, que se interpreta el modelo científico como una
forma de pensar u organizar las ideas, que nos permite comprender el
comportamiento de ciertos fenómenos de nuestro interés.
Para Chrobak (1997), cuando se aborda el campo de la enseñanza de las ciencias
y la construcción de conocimientos, el modelo no es visto como un objeto
propiamente dicho. Por la naturaleza de su estructura de relaciones, el modelo
resulta un constructo de la mente humana, incluso cuando somos capaces de
“materializarlo” en un objeto, opera de hecho como una instancia intermedia en la
que delegamos parte de nuestras funciones de conocimiento. En efecto, cuando
comenzamos a separar un objeto, evento o situación de la realidad que aparece
en la naturaleza y comenzamos a agregar rasgos hipotéticos o “regularidades”
que permitan identificarlos, obtenemos lo que se llama un modelo conceptual. Así
surgen por ejemplo los modelos atómicos, como el muy conocido del núcleo como
“punto central” con los electrones girando a su alrededor o el modelo del sol, la
tierra y los demás planetas, representados por una “masa puntual”. Si el fenómeno
puede describirse con funciones o fórmulas, el modelo es “matemático”. Cuando
este modelo surge como resultado de un proceso de investigación firmemente
guiado por una teoría y puede describirse el detalle en función de leyes generales
ya conocidas, hablamos de un “modelo científico”. Estos son aspectos importantes
que deben orientar la acción didáctica del profesor de Ciencias naturales.
La investigación:
(Jiménez, M.P, 2007: p.104), afirma que a toda investigación le antecede un problema que se debe resolver, por tanto, es una actividad encaminada a resolver preguntas que surgen de la actividad mental de los curiosos, de los observadores y de aquellas personas interesadas por las ciencias; la investigación permite contrastar teorías o resolver un problema práctico mediante el diseño y la realización de un experimento y la evaluación del resultado de las investigaciones, constituyen la actividad central de muchas visiones actuales de la enseñanza de las ciencias. Para lograr esta nueva comprensión del cómo se hace la ciencia, es
necesario introducirse en la problemática interna que vive el investigador científico. Ello exige burlar el muro que impide husmear en su "Taller" y atender hacia dónde se dirigen sus reflexiones. Reconocer el sentido de sus prácticas y observaciones, y el alcance de sus instrumentos y técnicas. Encaminar la atención a aquello a lo que él le otorga valor implícito. Querría decir: fijar la mirada en hechos menos convencionales, pero significativos, para así poder entender lo que es poseer y practicar una cultura científica”. De la Lama (2009) Disponible en: http://www.anuies.mx/servicios/p_anuies/publicaciones/revsup/res103/txt3.htm [Accesado11/03/2010]
Morín (2001), sostiene que la escuela podría ser práctica y concretamente un
laboratorio de vida democrática, donde se considere a la clase como lugar de
aprendizaje del debate argumentado, de las reglas necesarias para la discusión,
de la toma de conciencia de las necesidades y de los procesos de comprensión
del pensamiento de los demás, de la escucha y del respeto de las voces
minoritarias y marginadas. Así, el aprendizaje de la comprensión debe jugar un
papel fundamental en el aprendizaje democrático. En este sentido, revalorizar la
escuela requiere de maestros investigadores y animadores del proceso educativo,
de líderes que interactúen entre los diversos sectores con que se puede relacionar
la escuela y se den las grandes transformaciones al sistema educativo. Esta
explicación permite abordar la percepción de ciencia y de investigación, que
concede al docente investigador la capacidad de utilizar sus indagaciones en el
aula para resolver problemas mediante estrategias didácticas y curriculares
creativas e innovadoras.
El análisis de la pregunta relacionada con la dinámica y la promoción de la
investigación en clase de ciencias naturales muestra que el 25% de los
estudiantes de la institución considera importante el hecho que la clase de
ciencias sea dinámica y promueva la investigación, el 75% de los estudiantes
considera que la clase de ciencias estimula el aprender a investigar y lo asumen
como oportunidad para integrarse, ya que formar parte de un equipo es una de las
experiencias más plenas en la vida académica, donde se desarrolla la simpatía, y
la empatía y, sobre todo, se establece la sinergia necesaria para potenciar el
hacer y el crecer, un equipo debe discutir, debatir, proponer, realizar trabajos y
sustentar sus experiencias. Este es el caldo de cultivo para conocer los pasos que
le permitan al estudiante acceder a la realidad de su entorno. (Ver anexo 3, fig. 15)
Estos resultados muestran una disposición del estudiante hacia la investigación,
aunque en preguntas analizadas con relación a la actitud científica, sólo el 30 %
de los estudiantes considera importante la investigación en asociación con el
concepto de actitud científica (ver anexo 3, tabla7, fig.9). Esto no refleja del todo
una contradicción, ante ello, es posible que el concepto de actitud científica no
esté plenamente identificado y comprendido por los estudiantes y acerca de él,
existan muchas dudas o interrogantes. Es decir, que los estudiantes deben
introducirse progresivamente, desde la enseñanza de las ciencias naturales, en la
Investigación formativa, donde seguramente podrán desarrollar mejor toda su
capacidad creativa. Desde el año 2006 el colegio ha participando con algunos
proyectos auspiciados por el programa Ondas Caquetá concediendo un espacio
para la investigación en la institución, espacio que continua siendo muy reducido si
se tiene en cuenta que otras instituciones llevan mucho camino adelantado en la
ejecución de este tipo de proyectos de investigación (ver anexo 3, tabla 12).
De acuerdo con Morín (2001), la cultura está constituida por el conjunto de los
saberes, saber-hacer, reglas, normas, interdicciones, estrategias, creencias, ideas,
valores, mitos que se transmite de generación en generación, se reproduce en
cada individuo, controla la existencia de la sociedad y mantiene la complejidad
sicológica y social. No hay sociedad humana, arcaica o moderna que no tenga
cultura, pero cada cultura es singular. En consecuencia, la ciencia adquiere su
verdadera importancia, al permitir que la persona desarrolle una cultura científica
para abordar los problemas de la vida diaria, la cual le llevará necesariamente al
conocimiento científico de la realidad. Se observa que el estudiante desde su
perspectiva y desde su experiencia, llega a nuestras escuelas, al igual que el
científico y cualquier otra persona, vive en ese mundo subjetivo y situativo. Y
partiendo de él debe construir, con el apoyo y orientación de sus maestros, el
conocimiento científico que sólo tiene sentido en el contexto en el cual vive.
Debido a las condiciones adversas que el mismo entorno del estudiante muestra,
es necesario que el maestro se empodere en la motivación que este ejerce sobre
su estudiante, un estudiante motivado es capaz de traspasar las fronteras del
conocimiento y capaz de transformar su experiencia cultural. Así, son la escuela
y la comunidad educativa los agentes que develan el impacto de los procesos de
indagación y construcción de conocimiento científico y la imagen de ciencia y
tecnología que subyace en los procesos de formación de los estudiantes, en su
interés por la investigación y la adquisición de conocimiento científico y
tecnológico.
Tejada (2008; 44), encuentra que los semilleros de investigación se constituyen en
un espacio de investigación formativa colectiva, que favorece el aprendizaje por
descubrimiento, la formulación de preguntas y la articulación de la investigación
formativa con la investigación científica en sentido estricto, en la medida que estos
procesos se realicen de forma simultánea. Es así como desde la formación en
investigación general que hacen los semilleros, el trabajo en red debe enfocarse
hacia: la gestión, la formación y la socialización y divulgación de la investigación,
de modo que los procesos se realicen de forma plural, eficaz e integral.
En relación con lo anterior, Cerda (2008), manifiesta que la investigación formativa
se ha convertido actualmente en una alternativa importante en el proceso de
incorporación de la metodología y las técnicas investigativas en la actividad
pedagógica. La Pedagogía dejó de ser sólo un objeto y receptor pasivo del
producto investigativo, se convirtió en un terreno propicio para el trabajo de las
técnicas de investigación, particularmente como impulsores de la indagación,
búsqueda, creatividad, interrogación, problematización y del descubrimiento.
El laboratorio de ciencias. El Laboratorio de ciencias está orientado hacia el diseño de actividades experimentales que debe llevar al educando a desarrollar su actitud científica. En la Institución, sólo el 33,3% de los estudiantes consideran como importantes las prácticas de laboratorio (ver anexo 3, tabla 20). El laboratorio de ciencias permite experimentar, argumentar y comprobar los fenómenos naturales y contrastar la teoría con la realidad. Este resultado demuestra que las prácticas de laboratorio impactan aún en los estudiantes, pese a los múltiples problemas como son el mal estado de las instalaciones del laboratorio de ciencias, la precariedad o inexistencia de las herramientas para identificar los problemas científicos y la falta de metodologías apropiadas. En este sentido, los maestros deben actuar como guías en el proceso de acuerdo a cada uno de los niveles educativos y así mismo seleccionar el tipo de experiencia de laboratorio que favorece el autoaprendizaje, y debe estar comprometido con la comunidad académica al direccionar las actividades de promoción y desarrollo en ciencia y tecnología. El laboratorio brinda los elementos requeridos para que el estudiante encuentre respuestas a los problemas planteados o a las situaciones expuestas y es el mismo estudiante el que integra la nueva información y llega a construir conclusiones originales. En el laboratorio escolar no se puede actuar de manera diferente. Si el estudiante
no va al laboratorio con su mente bien preparada, es decir, si no va con una
hipótesis acerca de lo que debe observar si lleva a cabo tales, y tales
procedimientos, y toma tales y tales medidas, no podrá entender qué es lo que
sucede cuando realiza su experimento.
Ahora bien, un alumno no puede entender sino aquello que él ha podido
reconstruir mediante la reflexión, la discusión con sus compañeros y con el
profesor, o mediante la acción sobre los objetos del mundo. Entonces, la hipótesis
con la que el estudiante llega al laboratorio debe ser producto de su propia
actividad intelectual. En este sentido, debe ser, o bien un procedimiento para
restablecer el equilibrio cognitivo que perdió al observar un fenómeno inesperado
o al predecir un resultado que en efecto no se observó, o bien un procedimiento
para reafirmar una teoría que ha tenido éxito hasta el momento.
Sin lo anterior, no habrá ningún “compromiso” intelectual entre el estudiante y las
observaciones del laboratorio. La falta de este compromiso hace que el
experimento no tenga ninguna injerencia en la forma como el estudiante entiende
la clase de fenómenos del mundo que representa ese experimento. Mucho menos
entenderá la forma como el experimento idealiza las relaciones entre esos
fenómenos con el fin de que las conclusiones que de él se deriven, resistan las
críticas más agudas y puedan ser expresadas en términos de relaciones
numéricas.
Por estas razones, el profesor debería orientar a sus alumnos para que ellos
mismos diseñen los experimentos. Para esto es necesario comprometerlo con una
pregunta; debe sentir la curiosidad típica del científico; debe sentir esa imperiosa
necesidad de dar una respuesta a ese interrogante que le exige poner en
funcionamiento toda su capacidad de razonar.
Indudablemente, es un ideal difícil de lograr por diversas razones; algunas de ellas
de orden práctico. Pero, de acuerdo con el MEN (1998), no es un ideal imposible
de alcanzar. Si en la escuela se crea desde un principio la posibilidad de que el
alumno pregunte desde su perspectiva acerca de los fenómenos del Mundo de la
Vida, utilizando su lenguaje “blando” pero significativo, en vez de imponerle
autocráticamente el lenguaje “duro” de la ciencia que, sin una adecuada
transposición didáctica, no tendrá nunca significado para el alumno, y en vez de
poner artificialmente en su boca las respuestas a las preguntas que él nunca tuvo,
ni el modo ni el tiempo de hacerse, seguramente este ideal se mostrará cercano a
nuestras posibilidades.
Es importante señalar desde ahora que, continuar con aquellas guías de
laboratorio en las que se le dan instrucciones precisas sobre las operaciones
experimentales que debe ejecutar y las observaciones y medidas que debe
realizar el estudiante para después preguntarle a qué conclusiones puede llegar y
después inducirlo a dar las conclusiones a las que había que llegar, no tienen
sentido dentro del marco de esta propuesta para generar actitud científica en el
estudiante a partir de la solución de problemas en clase de ciencias.
Tratar de esta manera el laboratorio lo desvirtúa, no sólo desde el punto de vista
científico sino, lo que es más complejo, desde el punto de vista didáctico. Se ha
dicho que la enseñanza de las ciencias debe reproducir sus procesos de
construcción y no los de exposición. Las guías a las cuales se ha hecho mención
están concebidas desde una perspectiva expositiva, la idea es tratar de ilustrar un
principio que previamente se ha enseñando al estudiante de ciencias.
Para Gil y Carrascosa (1991), si se analiza el papel del laboratorio es posible
establecer que el experimento o la práctica de laboratorio tiene como función
principal la de confirmar o falsear las hipótesis que los científicos construyen,
estas proposiciones son las partes de un sistema lógico cuyos argumentos se
convierten en los datos necesarios para elaborar un modelo científico. De este
modo, el laboratorio de ciencias permite al estudiante acceder a la comprensión
del mundo que lo rodea, generando conceptos, habilidades de pensamiento,
valores y actitudes hacia el estudio de la ciencia. En cuanto a la relación que
existe entre las prácticas de laboratorio y la resolución de problemas, una
alternativa viable, en esta investigación, consiste en plantear las experiencias de
laboratorio como problemas a resolver, entendidas como una forma de aprender y
una estrategia de enseñanza más que como la contrastación de una teoría.
Gil (1993), sostiene que los alumnos no aprenden a resolver problemas, sino que,
a lo sumo, memorizan soluciones explicadas por el profesor como simples
ejercicios de aplicación: los alumnos se limitan a "reconocer" problemas que ya
han sido resueltos. La gravedad de la situación ha convertido desde hace años la
investigación sobre la resolución de problemas, junto a las prácticas de
laboratorio, en una de las prioridades en el campo de la didáctica de las ciencias, y
precisamente esta es una de las razones que hace replantear la importancia de
las guías de laboratorio con base en los procesos de construcción del
conocimiento científico, y no simplemente como un instrumento para inducir al
alumno a pensar las conclusiones a las cuales debe llegar.
Adúriz (2002), hace referencia al trabajo práctico experimental como un esfuerzo
por unificar la teoría y la práctica en una propuesta basada en la resolución de
problemas experimentales, el trabajo práctico experimental-TPE, al ser abordado
como un problema de investigación, es lo que se denomina proceso de resolución
de problemas experimentales, como actividad de investigación y es una de las
alternativas que ofrece la didáctica de las ciencias. Este trabajo permite que tanto
profesores como estudiantes conozcan perspectivas para mejorar el estudio de las
ciencias naturales; el profesor genera la reflexión, la autocrítica y la estructuración
de cada uno de los problemas, esto lo ubica en una posición de creador e
investigador, más que la de un simple transmisor de conocimiento, facilitando el
proceso de cambio didáctico al momento de enseñar ciencias para aproximarse a
sus estudiantes sin temor a ser cuestionado por no saberlo todo, puesto que el
conocimiento se construye de forma colectiva. Los estudiantes, por su parte,
crean un espacio donde pueden cuestionar y proponer actividades nuevas, esta
situación propicia el cambio en la forma de ver y de construir el conocimiento
científico.
El trabajo en laboratorio y el aprendizaje de las ciencias implica un cambio conceptual, en él se reconoce al educando no sólo con una estructura cognitiva, sino también con unos pre-saberes que hace del aprendizaje un proceso de confrontación constante, de inconformidad conceptual entre lo que se sabe y la nueva información. Es entonces, el educando, sujeto activo de su propio proceso de aprehensión y cambio conceptual. Formulación y solución de problemas
En este apartado se reúne la información del análisis que se le da a la formulación y solución de Problemas, pues se considera que las actitudes se desarrollan en el proceso de enseñanza de las ciencias a través de la resolución de situaciones problemáticas. García (1998: p. 50). Establecer una relación sólida entre la naturaleza de las actitudes positivas hacia el aprendizaje de las ciencias, requiere de la resolución de problemas, lo que es imprescindible para la formación de actitud científica. (Ver anexo 3, fig. 17) Para lograr un efectivo aprendizaje de las ciencias y alcanzar sus objetivos,
debemos considerarlas como producto y como proceso inseparablemente. Sólo
así lograremos vencer la forma tradicional de memorización de conceptos,
descripción de fenómenos y, buscar en cambio, el cómo y el por qué de los
hechos, elaborar nuestras propias conclusiones, formular sus propias preguntas y
desarrollar, por así decirlo, una cultura científica.
Una cultura científica no se hereda, se aprende a lo largo de la vida académica, a
costa de muchos esfuerzos y ejercicios, y por tal razón sería interesante
reflexionar sobre lo siguiente:
¿Qué significa el aprendizaje de las Ciencias como producto y como proceso? y ¿Qué ventajas
representa para un estudiante de cualquier disciplina, el abordar su aprendizaje con espíritu
científico, ¿Existen reglas para solucionar problemas con una actitud científica?
El docente, cumpliendo su rol de guía, de mediador y facilitador de los procesos
de enseñanza y aprendizaje debe entender que el conocimiento científico y por
ende su enseñanza, más que un conocimiento final y acabado, es el producto de
un proceso de construcción social. En consecuencia, este conocimiento jamás
deberá ser presentado como un producto final, acabado, menos aún absoluto e
incuestionable. Por el contrario, deberá ser presentado como un producto en
proceso de construcción, casi nunca terminado, siempre incompleto y listo para
ser mejorado e incluso cambiado. Un producto que cambia permanentemente en
el tiempo, sujeto a las preferencias, gustos, tendencias, presiones e intereses
sociales y económicos de nuestra vida cotidiana. En este sentido, ni siquiera el
método científico existe al margen de las tendencias sociales y económicas.
No existen reglas absolutas que nos guíen en la investigación sin incurrir en error,
pero sí contamos con normas elementales que nos permiten lograr los objetivos
de la ciencia ahorrándonos esfuerzos y tiempo.
El llamado Método científico es un medio para la investigación, que, además, no
es único. Pero, la cultura y la actitud científica sólo se lograrán con la constancia,
el trabajo y la reflexión permanente de cada educando. El método científico tiene
como objetivo fundamental solucionar problemas, siguiendo unos pasos
ordenados o procedimientos sistemáticos y utilizando unas técnicas científicas,
que en conjunto estructuran la forma metodológica.
Toda investigación nace de algún problema observado que se quiera solucionar.
Para ello, lo primero que hacemos seguramente será formular hipótesis de trabajo
sobre la solución del problema, las cuales debemos verificar o comprobar a través
de la observación, la experimentación y la argumentación académica.
Usualmente, los problemas se nos presentan en forma de preguntas, pero, hay
que tener cuidado al formularlas. Por ello, se requiere tener algún conocimiento
del tema, para no formular preguntas que de antemano no tienen solución. Al
formular la pregunta debemos suponer con alguna certeza el resultado que
esperamos obtener y, como Albert Einstein alguna vez expresó:
“La formulación de un problema es muchas veces más importante que la solución, la cual puede
ser meramente una cuestión de habilidad matemática o experimental. Hacer nuevas preguntas y
considerar nuevas posibilidades para enfocar viejos problemas desde un nuevo ángulo requiere
imaginación creadora y señala el verdadero progreso de la Ciencia.”
En relación con la visión que los estudiantes tienen de la solución de problemas en clase de ciencias naturales, sólo el 20,5% (ver anexo 3, tabla 21) de los estudiantes considera como muy importante la formulación y solución de problemas. Esta es una situación que debe indagarse con mayor profundidad pues resulta preocupante que existan diferencias tan marcadas al observar esta variable en particular. La solución de problemas es pieza clave en la formación de actitud científica, ya que la solución de problemas genera actitudes adecuadas hacia las ciencias y provoca desarrollos en la independencia cognoscitiva, la capacidad creativa y la construcción de conocimientos científicos en los estudiantes, (García,1998). Por ello, el resultado anterior, hay que leerlo con mirada de docente-investigador, pues es el responsable de relacionar a los estudiantes con la resolución de situaciones problemáticas en el marco de la enseñanza y aprendizaje de las
ciencias naturales. Es la resolución de problemas uno de los factores que más contribuye a hacer de su clase una micro sociedad científica. A la solución de problemas le antecede la investigación en clase de ciencias naturales, la calificación hacia ambas categorías en mención, la investigación y solución de problemas, ha sido relativamente baja, esto agudiza el problema del nivel de desarrollo de la actitud científica en los estudiantes. (García, 1998: 41), manifiesta que los procesos de resolución de problemas son fundamentales para el mejoramiento de varios aspectos esenciales de la cultura como son el desarrollo de la democracia, la generación del desarrollo social y el aprendizaje de la cultura misma por parte de los individuos. Cuando se trata de establecer la relación entre los procesos de resolución de problemas y la enseñanza de las ciencias, se encuentra que existen dos perspectivas: la primera, que concibe a la ciencia como el instrumento para desarrollar la capacidad de resolver problemas en los individuos y, la segunda, que concibe el proceso de resolución de problemas como una herramienta útil para que los individuos aprendan ciencia. Salidas de campo y desarrollo de proyectos.
Las salidas de campo se presentan como una estrategia pedagógica que brinda al estudiante una visión real y directa del entorno, un contacto concreto con el mundo donde desarrolla su labor práctica, condiciones adecuadas para indagar sobre las características de la naturaleza, del entorno natural que nos rodea. Las salidas de campo son una actividad que nos ayuda a conocer la estructura y fundamentos de los fenómenos de la naturaleza incrementando el conocimiento científico, el desarrollo de la curiosidad, y las características propias de los estudiantes que presentan actitud científica, para que en sus actividades, se aproximen a la interpretación, análisis y comprensión de las ciencias naturales (ver anexo 3, fig. 18). En cuanto a los estudiantes, el 42% (ver anexo 3, tabla 22), considera poco importante las salidas de campo. Este colegio presenta más de 7 hectáreas en zonas verdes y cuenta con un vivero y un herbario con variedad de especies vegetales, y es sorprendente que los estudiantes estén rodeados de naturaleza sin que ésta les motive o les llame la atención y sin que los estudiantes puedan demostrar, en este laboratorio natural, que comprenden las relaciones entre los seres vivos y la naturaleza, (comensalismo, el mutualismo, etc,). Este resultado se debe en parte, al desconocimiento que presentan los estudiantes acerca del herbario (taxonomía de las plantas) y las características de las plantas que coexisten en la institución con las especies animales, el docente debe profundizar aún más en la información relacionada con la composición de las especies vegetales que se encuentran en el entorno.
De igual forma, es importante ubicar esta estrategia didáctica en una vía de doble
sentido, ya que es una estrategia de aprendizaje, en tanto que la responsabilidad
por aprender recae directamente sobre el estudiante. Y es una estrategia de
enseñanza, por que el docente es quien diseña, programa, elabora y evalúa los
contenidos de la salida de campo. En consecuencia, se generan actitudes
dinámicas y criticas frente a la realidad y al objeto del conocimiento. Arias (2009)
Disponible en:
http://www.medellin.edu.co/sites/Educativo/Docentes/cienciassociales/Paginas/Sali
dapedagogica.aspx. [Accesado, 30/05/2010]
En nuestro contexto es fácil apropiarnos de esta estrategia didáctica, ya que en la
institución se cuenta con espacios dedicados no solo al esparcimiento si no
también a la cultura y al aprendizaje de las ciencias naturales. Es el caso de las
zonas verdes, el jardín botánico, el vivero José Celestino Mutis y el laboratorio de
Biología que cuenta con una exposición de diversas especies vegetales, además
de contar en la biblioteca institucional con amplia información y ayudas sobre la
clasificación taxonómica en zoología y botánica.
1.2.2 Análisis y categorización de la información de la encuesta a docentes. La información recolectada en la encuesta abierta a los docentes a través de medio digital, permite identificar las fortalezas y las debilidades o dificultades encontradas en los procesos que conducen a la formación de actitud científica. Todas las preguntas expuestas a continuación hacen parte del cuestionario aplicado a los maestros y han sido clasificadas en tres ejes temáticos: Enfoques y Procesos metodológicos en la didáctica de las ciencias, La enseñanza de las ciencias, La formación de actitud científica. A) Enfoques y Procesos metodológicos en la didáctica de las ciencias. Con relación a los procesos y enfoques de enseñanza que llevan los docentes de la institución, es necesario verificar la selección que hace respecto a la aplicación del método científico en el cual se contrasta la teoría a través de la práctica. También, es necesario evidenciar cómo la teoría es comprobada o verificada a través de una explicación del conocimiento teórico desde conceptos personales extraídos de los diferentes textos, seguido de prácticas de laboratorio, salidas de campo o experimentos sencillos que contribuyen a fortalecer la asimilación y el proceso de aprendizaje. En este orden de ideas, se obtuvo la información a través de las preguntas formuladas en la encuesta aplicada a los docentes: En la pregunta 8, que hace referencia a las estrategias didácticas que usa el
docente para estimular la actitud científica (ver anexo 2), el 66% de los maestros
encuestados (ver anexo 3, fig. 22), coinciden en utilizar como metodología para la
ejecución de sus actividades de trabajo en clase, la realización de observaciones
un 33%y de salidas de campo el 33% y, sólo el 34%, afirma utilizar en sus clases
continuamente el método científico para desarrollar su trabajo de laboratorio.
En ningún momento se mencionan la promoción de prácticas participativas o un
abanico de posibilidades que promueva la participación de los estudiantes, como
los foros científicos, con la oportunidad de participar como ponentes, los
seminarios de divulgación científica, clubes de ciencia y creatividad, participación
en revistas y grupos de investigación que fortalezcan la discusión y la
argumentación para generar nuevas propuestas de solución a las situaciones
problemas comunes en ciencias naturales.
Todas estas actividades deben estar orientadas a los estudiantes, dirigidas de
acuerdo a sus características, a los recursos disponibles en la institución, y a los
contenidos objeto de estudio o temáticas de ciencias naturales. Además, la
aplicación de medios tecnológicos de los maestros en sus clases, el uso de la
tecnología en los procesos de enseñanza y aprendizaje implica abordar la
enseñanza de las ciencias de manera práctica, es decir poner en práctica los
principios científicos y con la posibilidad de incrementar el interés de los
estudiantes por la clase. En la institución, actualmente existen cuatro Video
Beam, y una sala de audiovisuales que permite la introducción de temáticas de
interés científico, tecnológico y cultural, así como material de apoyo y ayudas
audiovisuales que permanecen en la institución; no obstante, son subutilizadas o
no son asequibles a todos los maestros.
Este aspecto hace evidente la necesidad de utilizar nuevos enfoques didácticos
que promuevan, la participación y el desarrollo de competencias, fortalezcan el
desarrollo de la enseñanza de las ciencias en las instituciones y promuevan la
formación de actitud científica. (Ver anexo 3, fig. 20). Estos nuevos enfoques
deben involucrar estrategias metodológicas que permitan al estudiante vincular los
nuevos saberes con sus preconcepciones y que además motive a los estudiantes,
estimulando su espíritu científico, para comenzar a aprender en contexto. (Ver
anexo 2, pregunta 10).
Uno de cada tres maestros encuestados dice orientar sus clases en el enfoque
constructivista relacionado con el método científico, la contrastación de hipótesis,
la comprobación experimental, que permiten construir conocimiento científico a
partir de la reflexión de las prácticas educativas y asegurar la construcción de
aprendizajes significativos. Los otros dos maestros hacen referencia al enfoque
relacionado con el aprendizaje significativo que propone la auscultación de
saberes previos, condición sin la cual no hay aprendizaje significativo. Al realizar
el análisis de la pregunta relacionada con el enfoque didáctico que emplean los
maestros de ciencias naturales, se observa alguna contradicción en la
identificación o claridad conceptual de la estrategia o enfoque didáctico empleado
y el desarrollo de las clases de ciencias naturales, pues sólo uno de los
profesores dice utilizar el aprendizaje significativo que al parecer hace parte del
modelo pedagógico del colegio.
Sin embargo, al revisar en el Proyecto Educativo Institucional-2007, el modelo
progresista-constructivista asumido, propone un diseño curricular por procesos
generando estructuras de procedimientos y modelos de descubrimiento. Esta
teoría exige la participación activa de profesores y estudiantes que interactúan en
la preparación y desarrollo de la clase, y su reflexión en torno a la compresión de
las estructuras profundas del conocimiento. Aquí también se enmarca la propuesta
de un currículo para el desarrollo de las habilidades del pensamiento: operaciones
intelectuales, desarrollo de destrezas cognitivas, procesos dinámicos del
aprendizaje, selección e interpretación de situaciones problemáticas que los
estudiantes deben solucionar, etc.
Los maestros deben aproximarse al diseño curricular que propone la institución educativa, conocer e interpretar correctamente el PEI para que exista un empoderamiento de los imaginarios de los maestros y de la comunidad educativa, asumiendo que son los docentes el punto de articulación entre las realidades que comparten estudiantes, directivos y padres de familia.
Dentro de los procesos que los docentes consideran que permiten planear y
desarrollar las evaluaciones se encuentran los siguientes (ver anexo 2, pregunta
No.3):
Organización de los temas básicos a desarrollar teniendo en cuenta el orden y secuencia para que facilite su asimilación sin olvidar el grado de profundización.
Explicaciones, ejemplificaciones, talleres de refuerzo, elaboración de modelos, realización de la verificación mediante experimentos sencillos o salidas de campo. La práctica experimental permite la verificación, motiva y da sentido científico a los temas desarrollados, donde la comprobación mediante la aplicación de un proceso adecuado es un buen método de evaluar. Pese a ello, la opinión que tienen los maestros acerca de los procesos que utilizan para la planeación, desarrollo y evaluación de sus clases son divergentes y eclécticas.
La variabilidad de las actividades muestra un sinnúmero de corrientes o enfoques que han permeado sus metodologías de aula. El 66% de la muestra encuestada desarrolla sus clases con talleres y el 34% restante utiliza diagnósticos, y cuando seleccionan las actividades que prefieren para orientar sus clases, cada uno de ellos lo hace de forma independiente, la observación es prioritaria sólo para uno de los encuestados y de igual forma ocurre con las salidas de campo y las prácticas de laboratorio (ver anexo3, fig. 21). No existe un acuerdo generalizado de los tres docentes del área de ciencias naturales a la hora de seleccionar sus procesos de planeación, sus actividades y la clase de enfoque didáctico que dará
forma a sus clases de ciencias. El área de ciencias está fragmentada, está desintegrada en lo relacionado con las representaciones didácticas de los docentes que conforman el área de ciencias.( ver anexo 3, fig. 20) Las opiniones de los maestros se encuentran distribuidas de forma equitativa entre sus preferencias de acuerdo con las actividades de observación, laboratorio y salidas de campo dando un porcentaje practicamente igual de importancia para cada una de estas actividades( ver anexo 2, pregunta 4). Parecería que no se destaca una actividad de la otra y que no representaran mayores diferencias, ni ventajas, ni desventajas. ( ver anexo 3, fig. 22) (ya está revisado de acuerdo con la nueva organización) La observación es la primera forma de contacto o de relación con los objetos que van a ser estudiados por los jóvenes, se asume como un proceso de atención, recopilación y registro de información, para el cual el investigador se apoya o hace uso de sus sentidos vista, oído, olfato, tacto. En este caso, para citar un ejemplo, se presenta como una de las múltiples ventajas de la observación el que permita apoyar hipótesis y los aspectos que se relacionan con ellas, además, concede al investigador la capacidad de obtener directamente los datos de la realidad empírica. Algunas desventajas pueden ser, que el observador debe estar presente en el momento en que ocurren los hechos, y la presencia del observador puede modificar la conducta de los observados en el caso de las ciencias humanas. Este tipo de particularidades no son descritas por los maestros a los cuales se les encuestó. B. La Enseñanza de las ciencias.
La Pregunta 1.literal B, anexo 2. Corresponde a la auscultación de los saberes previos de los alumnos y la solución de las dudas, problemas e inquietudes de los mismos. En el 67% de docentes,se establecen relaciones poco importantes entre los saberes previos y los conocimientos e información propios de las ciencas naturales ( ver anexo 3, fig. 23), se plantea una metodología en la cual prevalece como referente en el desarrollo de la clase, la teoría sobre la práctica, muchas de las teorías e hipótesis no son sometidas a la crítica y la experimentación y, la indagación o auscultación de los saberes previos necesarios para el cambio en las estructuras mentales pasa a un segundo plano en la clase.
Uno de los elementos primordiales en la enseñanza de las ciencias es la contextualización de los saberes y de los aprendizajes (ver anexo 2, pregunta1, literal d), la ciencia está al servicio de la comunidad, y por ello las experiencias que se desarrollen con los estudiantes deben ser significativas y hacer parte de su vida cotidiana.
Los maestros le dieron poca importancia a los temas articulados con el contexto de su región, es decir que el 100% de los maestros no considera importante que sus temáticas estén contextualizadas ( ver anexo 3, fig. 24), ello representa una enorme falencia desde el ámbito del docente de ciencias naturales y aún más si el propósito es el de formar actitud científica en los estudiantes. Máxime si la perspectiva del educando llega hasta donde le permite su cerebro infantil en proceso de maduración y de estructuración cognitiva en el contexto de su cultura. En este sentido, el MEN, (1998 p. 23), sostiene que el niño es cualitativamente diferente del científico quien cuenta con su cerebro plenamente formado y con una historia intelectual que le ha permitido situarse en diversas perspectivas para llegar a una síntesis que él sabe, no es definitiva. Este aspecto debe ser tenido en cuenta cuando el maestro diseñe su plan de actividades que le permitan alcanzar un objetivo social predeterminado. El 66% de los maestros solicita a sus directivos que valore su trabajo, los docentes
se sienten desmotivados por sus directivos para fortalecer el trabajo de las
ciencias naturales en la institución y, uno de los docentes, hace referencia al
fortalecimiento de la actitud científica desde los planes de estudio como
herramienta para otorgarle una mejora a los procesos de enseñanza y aprendizaje
como son la vinculación del programa ondas de Colciencias, no sólo a un proyecto
de la institución, sino a todos los otros proyectos que lleva la institución en áreas
como tecnología y humanidades que también son tenidos en cuenta por Ondas.
(Ver anexo 2, pregunta5) y (Anexo3, fig. 25).
C) La formación de Actitud científica.
El 66% de los maestros centra su interés por desarrollar habilidades en los
estudiantes, concepción que está muy relacionada con la de competencia. Un
estudiante competente es aquel que sabe hacer en contexto, es capaz de
desarrollar habilidades, sin embargo el concepto de Actitud Científica indaga por
el comportamiento del estudiante, por su disposición positiva para la admisión
apropiada del conocimiento científico, por su capacidad de asombro, y su
capacidad para cuestionarse acerca de todo cuanto le rodea, en este sentido, sólo
el 34% de los maestros encuestados, es decir, un docente, asocia la solución de
problemas con la concepción de Actitud científica, curiosamente es el único
docente que posee formación en ciencias Naturales, es egresado de la
Universidad del Quindío en el área de Biología y Química, lleva más de 20 años
enseñando en el colegio Dante. Los otros dos maestros tienen formación en
administración educativa y en básica primaria. (Ver anexo 3, fig. 26).
Las preguntas 9 y 10 (ver anexo 2), están muy relacionadas entre sí y convergen
en todos aquellos factores que interfieren con la formación de actitud científica en
la institución. El 66% de los encuestados está de acuerdo con la falta de políticas
en la institución que articulen procesos de formación en actitud científica, sólo el
34%, que corresponde a un docente, hace referencia a la forma como directivos,
docentes y estudiantes consideran las ciencias naturales, a las cuales se les
imprime una concepción dogmática, es decir, que la falta de comprobación de las
hipótesis y de los elementos teóricos en ciencias naturales, hace que la visión de
ciencia se convierta en un dogma inamovible e incuestionable donde el profesor
tiene la única versión de la realidad. (Ver anexo 3, fig.27).
Adúriz (2005), plantea que las ciencias naturales no tienen la “verdad absoluta”
sobre el mundo real sino modos potentes y rigurosos de intervenir sobre él, con el
pensamiento, el discurso y la acción. El requerimiento de construir una imagen de
ciencia con estas características nos lleva a seleccionar sólo algunas ideas,
escuelas y autores. Esta selección obedece a nuestro convencimiento de que tal
imagen de ciencia ayuda a nuestros estudiantes a generar una postura sobre las
ciencias naturales que valore sus impresionantes triunfos intelectuales y
materiales, pero que también conozca sus limitaciones y desmitifique la imagen de
“sacralidad” que suele rodear el conocimiento científico. Por esta razón, quien no
está dispuesto a someter sus teorías a la crítica, indudablemente no puede
mantenerse dentro de una comunidad científica. El profesor de ciencias no
siempre da ejemplo de esta actitud crítica, de una forma o de otra, se ha dejado
acomodar el papel de sabio que debe conocer la respuesta a todo y nunca
equivocarse.
El estudiante asume, de una forma hasta cierto punto inconsciente, que en la
ciencia no se puede dudar; que las cosas son o no son; que en ciencia todo se
conoce y es de una forma y no de otra. La formación de actitud científica, tanto en
los estudiantes como en los maestros, nos revela que la construcción de
conocimiento y el desarrollo del pensamiento científico está relacionado con la
comprobación y el descubrimiento, cualquier teoría está sujeta a demostración, de
allí la importancia de las prácticas experimentales y, que a través de ellas, se
llegue a la contrastación de las teorías e incluso a la comprobación o falsación de
hipótesis.
Cuando se interroga a los maestros por los factores sociales que no favorecen el
desarrollo de actitud científica, se encuentran opiniones divididas: uno de los
maestros señala que el problema radica en la actitud del docente hacia su
asignatura, otro lo atribuye al medio socio familiar en el cual interactúan los
estudiantes. El último de los maestros encuestados atribuye la carencia de
formación en actitud científica al deterioro y mal estado de las instalaciones del
colegio, como los laboratorios, y salas de cómputo. La necesidad de un laboratorio
de biología mejor dotado y medios audiovisuales para hacer que las experiencias
sean realmente significativas y generen conflicto cognitivo.
1.3. Balance del estado actual del problema en la institución Un análisis general permite afirmar que el proceso de enseñanza de las ciencias en relación con la formación de actitud científica, examinado desde las prácticas cotidianas de aula, las salidas de campo, desarrollo de proyectos transversales, formulación de proyectos auspiciados por el Programa Ondas para fortalecer los avances en investigación y las prácticas de laboratorio en la institución presenta las siguientes regularidades: Existe una disposición de apertura frente al conocimiento, pero las representaciones sociales (respecto a las ciencias naturales) de los estudiantes, no se expresan a través de una cultura científica que ha debido formarse de acuerdo al interés de la comunidad educativa por educar al joven en ciencia y tecnología y su relación con la sociedad, en la construcción de una ecología natural, la sostenibilidad, el uso inteligente de la energía, los recursos naturales y el desarrollo de una postura favorable hacia las ciencias y la investigación científica. Se considera como oportunidad el hecho que la institución educativa cuenta con una capacidad instalada de laboratorios y aulas considerablemente grandes, sala de audiovisuales, que durante las ferias de ciencia y creatividad prestan sus servicios. Actualmente, en el área de ciencias naturales se encuentran algunos estudiantes que han inscrito 5 proyectos al programa ondas: diversidad Ecológica, La emisora Ecológica, Conservación y Reciclaje, Charlas Educativas, conferencias ecológicas. Paulatinamente, los estudiantes empiezan a participar activamente en la concepción y ejecución de proyectos con una línea de investigación en ecología. En este sentido, el balance es moderadamente optimista, y reconoce que potencialmente, hay un abanico de soluciones para el problema del desarrollo de la actitud científica en los estudiantes. La integración del departamento de ciencias y el departamento de tecnología ha permitido anualmente en las jornadas de ciencia y creatividad, mostrar nuevos desarrollos científicos y tecnológicos. Para los docentes es sin duda importante en el desarrollo de la clase de ciencias naturales condicionar la enseñanza de la disciplina a la información teórica, (ver anexo 3, fig. 23.) que dispone de la recopilación de los textos escolares entregada a los alumnos en material fotocopiado, y en ocasiones sin tener en cuenta el hilo conductor que pueda establecer la dinámica de la clase orientada dentro de los criterios del MEN para la formación de actitud científica. Los lineamientos propuestos por el MEN no han sido puestos en práctica por los docentes, por tal razón, se alcanza a denotar contradicciones que parecieran evidenciar su escaso conocimiento por parte de los docentes. (Ver anexo 3, fig. 19 y fig. 21).
La enseñanza de las ciencias naturales en la institución Dante Alighieri presenta varios agravantes: uno de ellos es la necesidad de motivación en los estudiantes para el desarrollo del espíritu científico y formación de actitud científica como una necesidad en la cultura escolar de la institución; su insatisfacción con el estado de la enseñanza de las ciencias naturales. Es posible pensar que los estudiantes no tienen claro el concepto de actitud científica y sus implicaciones en su desarrollo social y cultural, determinados por la generación de espacios que les permita compartir experiencias y nuevas ideas que amplíen su campo de conocimientos. Esta situación también se ve reflejada en el bajo nivel académico en las pruebas internacionales y en las pruebas nacionales SABER, ICFES, Pisa. Las diferencias enormes que existen entre la secundaria y la educación superior, la deficiente alfabetización científica de la población escolar y la falta de vocación hacia las ciencias naturales ya que en países como Colombia hacen falta más estudiantes a los cuales les guste aprender ciencia y tecnología, la versión generalizada entre las personas es la creencia que quienes se dedican a la ciencia y la tecnología en nuestro país trabajan principalmente en laboratorios y centros privados de investigación. Aguirre (2005). Disponible en: http://www.universia.net.co/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=688] [Accesado el 18/03/2010] La formación de actitud científica y el avance de la ciencia no pueden estar
desvinculadas de su componente participativo, las competencias comunicativas
deben desarrollarse a la par del pensamiento científico para que éste sea
verdaderamente creativo, innovador e investigativo, así las experiencias, las
demostraciones que le subyacen serán significativas. Podríamos incluso
considerar la posibilidad de tener futuros científicos en nuestras aulas con una
dificultad enorme para expresar sus descubrimientos. Esta situación plantea una
clara debilidad en lo relacionado con el desarrollo de las competencias
comunicativas para la formación de docentes de ciencias naturales, y una fuerte
necesidad de fortalecer los procesos de alfabetización científica, la lectura y la
escritura desde el lenguaje de las ciencias naturales.
Las reiteradas manifestaciones en los resultados de la encuesta permiten incluir
como tema relevante la participación de los estudiantes en la dinámica
pedagógica de las ciencias naturales, esta cuestión nos remite a una nueva
categoría de análisis emergente que antes de la encuesta no se tenía prevista, la
participación.
De acuerdo con Castoriadis (1997), “el individuo así creado (socializado) entra en la funcionalidad de las significaciones imaginarias e ingresa en una nueva clausura. Estas significaciones e instituciones no sólo le dan un orden y un sentido al mundo social creado sino también crean el pensamiento, la manera de pensar: individuos cerrados, individuos que operan en la clausura de la
significación, que piensan como se les ha enseñado a pensar, que evalúan como la sociedad evalúa y en este contexto la clausura es la imposibilidad de cuestionar lo pensado. El científico, por el contrario, es analítico y formula preguntas acerca de todo lo que le rodea, cuestiona aún su sistema social y se cuestiona en torno a lo pensado, de allí el desarrollo de las ciencias naturales que se manifiesta en la transformación de las civilizaciones. En regiones de economía emergente como la nuestra, se necesitan vocaciones científicas, expertos en ciencia y en tecnología, que tengan la capacidad de aprender ciencias haciendo ciencia. La educación en ciencias debe crear sus propios imaginarios sociales
instituyentes, y debe propender por un individuo dotado de sentido por la vida e
inserto en el lenguaje de los códigos científicos; para que el estudiante piense y
razone de forma científica, la educación en ciencias debe alfabetizar al individuo
en ciencia y tecnología. Ésta función llamada alfabetización tecno-científica, dice
(Castoriadis, 1997: 193-194), más que funcionalidad institucional debe ser
reproducción social y producción de vida material, esto corresponde a un cambio
en el estilo de vida de los estudiantes y a la presión externa que ejerce la
sociedad sobre sus representaciones del mundo, en cabeza de la institución
educativa.
En este sentido, Castoriadis ( 1997, p. 192) propone crear un bagaje histórico
desde las ciencias naturales, una tradición científica que impacte el colectivo
social institucional, ya que el colectivo científico, así como la sociedad, no puede
emerger del vacío, impone un aprender a escuchar y, como diría Maturana( 1997,
p.20), “sin importar si estamos o no conscientes de esto, nosotros como
observadores nunca escuchamos en el vacío, siempre aplicamos algún criterio
particular de aceptación de lo que sea que oigamos (veamos, toquemos,
olamos…, o pensemos), aceptándolo o rechazándolo de acuerdo a si satisface o
no tal criterio en nuestro escuchar”.
La sociedad es creación y como tal obedece a presiones intrínsecas, es en este
entorno social en donde el científico se abandona a su libre imaginación,
construye y autoconstruye sus propias significaciones de la realidad, de una
realidad sometida a constantes cambios, de una realidad inacabada. Es en este
marco que debe instalarse la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias naturales
en la institución.
CAPITULO SEGUNDO
PROPUESTA DE MEJORAMIENTO: MARCO CONCEPTUAL Y
METODOLÓGICO
2.1. MARCO CONCEPTUAL
Este capítulo brinda un referente conceptual y metodológico de la propuesta de
mejoramiento para contribuir a superar los problemas establecidos en el
diagnóstico. Incluye, en este sentido, una reflexión epistemológica sobre la
didáctica de las ciencias naturales. El propósito es construir, en la clase de
ciencias naturales, un ambiente de aprendizaje y unas relaciones entre los sujetos
y los saberes, que orienten teórica y metodológicamente la formación de cultura
científica escolar en los estudiantes.
Este capítulo incluye una documentada reflexión en torno a la enseñanza de las
ciencias naturales, la formación de actitud científica, y la implementación del
enfoque didáctico Aprendizaje Basado en problemas-ABP, referente didáctico en
esta investigación para la formación de actitud científica a partir de la enseñanza y
el aprendizaje de las ciencias naturales.
2.1.1. Las ciencias naturales: su naturaleza y enseñanza.
La dinámica que ofrece el proceso histórico de las ciencias nos genera la
apariencia de un mundo en constante cambio, la ciencia cambia en un proceso de
construcción, destrucción, y reconstrucción, la ciencia continúa en su camino
inacabado y marcado por la evolución, en el cual ingresamos para vislumbrar
cómo la ciencia maneja sus problemas y sus hallazgos, cómo los formula y los
soluciona, y rechaza o acepta soluciones posibles a esos problemas. De allí la
importancia de conocer a fondo la teoría científica enmarcada en sus cambios
históricos; los cambios científicos están dados en los distintos escenarios
históricos que ha ofrecido la humanidad, desde la Grecia antigua, pasando por el
renacimiento, hasta llegar al presente.
La ciencia tiene un modo particular de actuar, instrumentos y formas especiales de
observar los fenómenos, experimentar, argumentar, comunicar, sistematizar, y
contrastar sus hipótesis, de explicar la realidad para enfrentar sus problemas de
investigación. Los científicos tienen modos particulares de ver el mundo, como lo
sugiere Adúriz (2002, p.15) y comparten entre sí ideas y actitudes, por ejemplo: la
idea que todo lo que ocurre en una pequeña porción del planeta esté sujeto a los
mismos patrones o reglas en cualquier lugar del universo. Los científicos
naturales son capaces de transformar activamente el mundo y están asociados a
la ciencia escolar a través del proceso de transposición didáctica. De aquí la
importancia de entender la ciencia escolar como una entidad autónoma y compleja
en relación bidireccional con la ciencia erudita.
En este sentido, el conocimiento científico hace su aparición en el proceso de
cambio, transformación, construcción, codificación y apropiación que del
conocimiento hacen estudiante y profesor de ciencias, rodeados de intereses
afines que los conducen a una mejor comprensión del mundo real. Como sugiere
Pozo (1994, p.86), vivimos en un mundo en el que los procedimientos y
conocimientos de la ciencia tienen una amplia difusión. La ciencia es un proceso
dinámico debido a los continuos cambios que se gestan en su interior, se
intercambian técnicas, información y conceptos, todo al mismo tiempo. Así lo
demanda una sociedad y una economía que obedece al cambio y a los factores de
competitividad que exigen de las políticas contemporáneas, profundidad y
compromiso en el uso sostenible de la naturaleza. Este amplio espectro de ideas
surge de las representaciones que de los espacios para el pensamiento científico
e innovador hace Ponti (2010, p. 80-81 y 93)
Los esfuerzos por aproximarnos a la concepción de ciencia se hacen evidentes en
el interés por el estudio de su naturaleza y que hoy se convierte en uno de los
objetivos primordiales de la enseñanza de las ciencias. Para conciliarles entre sí
y establecer relaciones entre la enseñanza de las ciencias y su naturaleza, ha sido
necesario recurrir al ámbito epistemológico. El profesor de ciencias, afirma Adúriz
(2005), incorpora una mirada “de segundo orden” a sus asignaturas, de forma que
pueda captar el interés del estudiante y generar en él actitud científica, puesto que
la cultura y la actitud científica se logran con la constancia, en el trabajo y las
reflexiones permanentes entre cada uno de los actores involucrados en el proceso
científico escolar.
Dicho de otro modo, el profesor de ciencias debe ser persistente a la hora de abordar las reflexiones teóricas en torno a los manejos conceptuales que de la ciencia haga, debe preocuparse por precisar y superar los obstáculos didácticos y epistemológicos que se presentan durante el aprendizaje de contenidos, explorar nuevos métodos, enfoques y modos de ver la clase de ciencias. Estas reflexiones constituyen una producción intelectual muy valiosa que poco a poco va a formar parte de la cultura científica escolar del estudiante. Esta búsqueda intelectual provee al estudiante de modos de pensamiento heurístico y del estilo de discurso riguroso necesario para argumentar científicamente, trabajar experimentalmente, realizar análisis de contexto e impactos de la ciencia en relación con los procesos, el uso de nuevas ideas y las observaciones que de su objeto de estudio hace el estudiante. Cuando el profesor de ciencias tiene la virtud de identificar los obstáculos didácticos y epistemológicos que deben superar sus estudiantes para evolucionar intelectualmente, está dando el primer paso hacia la construcción del conocimiento científico en contraposición al aprendizaje memorístico de los conceptos. En últimas, el profesor de ciencias debe provocar el cambio conceptual necesario para que el estudiante logre superar esos obstáculos y de esta manera configurar el camino hacia la comprensión del conocimiento científico y sus reflexiones teóricas, mismas que constituyen un soporte intelectual en su proceso educativo.
El objeto de estudio de la presente investigación lo constituye la enseñanza de las
ciencias naturales, y de acuerdo con Chaparro (1997, p. 199-129), dentro de este
objeto se consideran dos ejes de reflexión:
“uno, el relacionado con las actitudes, entendidas estas bajo los planteamientos desarrollados
desde una perspectiva fenomenológica en términos de la capacidad de la conciencia de adoptar
deliberadamente la postura específica de una ciencia, adentrándose en el proyecto y en el mundo
particular que le son propios y manteniendo una conciencia paralela de los límites del campo de
comprensión determinado por ese proyecto y que por lo tanto, determinan en buena medida las
características de las elaboraciones intersubjetivas y las posibilidades de interacción cultural de los
sujetos”.
Un segundo elemento relacionado con la cultura, a propósito del cual se
contempla la vivencia de la ciencia, en sus diferentes espacios y manifestaciones,
como una actividad cultural más, socialmente compartida, útil, caracterizada por
ciertas particularidades y que asume el conocimiento científico como un sistema
que involucra procesos y productos; por esta razón los experimentos científicos
escolares representan parte fundamental en el proceso del desarrollo de
conocimientos científicos y en el proceso dinámico del aprendizaje en los
estudiantes.
En esta investigación la actitud científica se aborda, en principio, como la
inclinación cultural favorable del sujeto para explicarse de forma científica los
fenómenos que ocurren en su entorno sociocultural, en este sentido, como lo
señala Pozo (1994, p.86-96), especialista en didáctica de las ciencias:
“ la ciencia para todos se justifica parcialmente en la medida en que logre que los alumnos y
futuros ciudadanos sean capaces de aplicar parte de sus aprendizajes escolares a entender, no
sólo los fenómenos naturales que les rodean, sino también los diseños y proyectos tecnológicos
que la ciencia genera y que tienen muchas veces consecuencias sociales relevantes, en este
orden de ideas, los problemas escolares suelen ser diferentes de la actividad científica como tal, y
también de los propios problemas personales que los alumnos afrontan en su vida cotidiana”.
De allí que informar de esta problemática en el aula implica dar cuenta de cómo
se construye conocimiento y dar cuenta de cómo se hace ciencia. La escuela se
convierte así, en un territorio donde es posible que el estudiante se reconozca a
través de la diferencia de opinión con el otro, donde el intercambio y la
construcción colectiva de ideas haga posible comprender el mundo. Y en segundo
lugar, se hace recurrente generar en los estudiantes una actitud científica que les
permita vivenciar la clase de ciencias como una posibilidad para comprender el
mundo; que responda a sus expectativas e interrogantes, les vincule con sus
contextos cotidianos y les permita comprenderlos. Una actitud científica que les
permita acceder a un accionar intencionado. De acuerdo con Pozo (1994, p.115),
la contribución del profesor de ciencias en el contexto escolar es la de activar los
conocimientos previos de los alumnos buscando contextos familiares que les
ayude a tomar conciencia, interpretar, comprender la forma del problema científico
y, desde el conjunto de las representaciones de los estudiantes, acompañadas de
las prácticas de aula, las experiencias de laboratorio, los resultados de sus
exploraciones, del manejo de sus hallazgos y sus descubrimientos, se pueda
encontrar una solución que se ajuste, no sólo a los requerimientos del maestro o
de la asignatura, sino a las necesidades y a las transformaciones de los modos de
pensar y actuar de los estudiantes frente a la ciencia y su desarrollo.
Es así como surge esta propuesta de trabajo didáctico en Ciencias Naturales, en
el interés por fortalecer el desarrollo de la actitud científica en los estudiantes de
Educación Básica y media, desde el fortalecimiento del trabajo colectivo en la
clase de ciencias naturales.
De acuerdo con Federicci (1984), características como el reconocimiento del otro,
la interlocución como espacio propicio para la construcción de conocimiento, el
intercambio y socialización de ideas, son explicaciones y elaboraciones que se
constituyen en la base para comprender y transformar el mundo. En este sentido,
se pretende fortalecer la constitución de colectivos escolares tanto al interior de los
grados como a nivel institucional.
2.1.1.1. Las ciencias naturales, complejidad e importancia de su enseñanza.
Con base en los planteamientos de Gil (2005, p.24), la presente investigación
asume como concepción de ciencia la actividad racional y compleja que se
constituye en una forma de intervenir la realidad, que debería hacer parte de la
cultura de todos los estudiantes. El estudiante se involucra en el mundo científico
en tanto participa de las investigaciones científicas de naturaleza formativa en el
aula, aprende y recaba en los conceptos científicos y en el lenguaje propio de las
ciencias naturales, en el sentido del uso del lenguaje como elemento mediador.
Al plantear el problema del lenguaje científico en las ciencias naturales, ésta
investigación se apoya en las ideas de Adúriz (1995), en tanto que el lenguaje
disciplinar o específico de la asignatura de ciencias naturales que orienta el
docente y que contrasta con las connotaciones del lenguaje del sentido común
que maneja el estudiante, puede ser un problema en la comprensión de los
conceptos, teorías y modelos científicos, también el uso de la estructura lingüística
de los enunciados y los conocimientos conceptuales implicados se desarticula
cuando los contenidos, propios de las ciencias naturales, tienen un nivel de
abstracción tan alto que realmente es muy difícil que el estudiante pueda
aproximarse a estos contenidos y, cuando se aborda el proceso de transposición
didáctica, pues cabe la posibilidad que el contenido disciplinar sea distorsionado
por el docente y éste no admita su error.
Si bien es cierto que el lenguaje de la ciencia erudita es difícil de asimilar por los
estudiantes, Chevallard (1991) hace alusión al proceso de transposición didáctica
entendido como la transformación del saber científico o saber erudito en un saber
posible de ser enseñado o lo que es llamado enseñabilidad. La enseñabilidad de
los contenidos iniciales, que provienen del campo cultural de la sociedad en
sentido amplio, es un proceso complejo que sin lugar a dudas debe ser revisado
constantemente para optimizar el nivel de calidad de los procesos educativos. El
conocimiento científico escolar responde a la lógica propuesta en los procesos de
transposición didáctica presentes en la enseñanza de las ciencias naturales.
La ciencia es fundamental para potenciar en los seres humanos todas sus
capacidades, en este sentido, se debe generar y compartir cultura científica para
desarrollar las competencias científicas necesarias a la hora de comprender y
enfrentar los problemas del mundo que nos rodea. El saber científico es
multidimensional, está constituido por leyes, teorías, ideas y actitudes, y además,
se construye colectivamente a través del tiempo, en este orden de ideas, la
función de la ciencia en la escuela es la de facilitar la comprensión del mundo y las
interacciones del ser humano con el medio ambiente natural, facilitar la
comprensión de problemas del contexto real como el calentamiento global, la falta
de agua, el aprovechamiento de los recursos naturales, entre otros.
Hanraham (1997, p. 86), concibe la ciencia como un proceso que debe estar al
alcance de todos, es por esta razón que es tan importante saber leer y escribir en
ciencias naturales, un aspecto significativo para la educación en ciencias a nivel
mundial encontrado en la literatura investigativa de casi dos décadas es el
aprendizaje superficial y la ausencia de un cambio conceptual profundo en el
aprendizaje de las ciencias, de tal modo que los estudiantes incorporen el
conocimiento científico a su propio sistema conceptual. Incorporación que se
logra desde el contexto de la investigación, abordada a través de los textos
científicos.
La motivación en el aula de clase es muy importante para que los alumnos se
apropien de los conocimientos científicos y los apliquen a la solución de
problemas cotidianos. Pozo (1994, p.99), asevera:
“Para que los alumnos enfrenten problemas científicos como verdaderos problemas, existen
implicaciones tales como los cambios en sus procedimientos disponibles, en sus conocimientos
conceptuales y en sus actitudes. El diseño de problemas escolares para que ellos adquieran
hábitos y estrategias en la solución de problemas actúa en el proceso de transposición didáctica
como un puente para aproximarlos a la forma como los científicos resuelven sus problemas, es
decir, la aplicación del conocimiento científico en función de contextos cotidianos reales”.
La complejidad y la importancia social de la enseñanza de las ciencias naturales
con calidad, reside en la disposición de los procedimientos y de la
conceptualización en los procesos de aprendizaje en el aula que están sujetos, en
buena medida, a la calidad del trabajo investigativo del maestro. Esta idea está
sustentada en los argumentos de Pozo (1994, p.94-97) y se tiene en cuenta,
además, la evaluación del proceso de solución de un problema en clase de
ciencias naturales como un criterio de calidad de los aprendizajes, asimilación de
conocimientos científicos previos y actitudes favorables en los estudiantes.
Puesto que uno de los objetivos del aprendizaje de las ciencias naturales está en
la necesidad de partir de lo que ya sabe el estudiante, es decir, de sus
conocimientos previos y también partir de la naturaleza de los conocimientos
científicos, ya que los procesos de construcción del conocimiento científico y el
proceso de construcción de la enseñanza de las ciencias constituyen un proceso
social y colectivo, que busca no sólo la adquisición de concepciones científicas en
los estudiantes, sino también, la formación de actitudes positivas hacia el
aprendizaje de las ciencias. Desde esta perspectiva, enseñar ciencias con calidad
en el contexto socio cultural del estudiante se evidencia en tanto dicha enseñanza
responde de manera coherente y pertinente a las necesidades que el estudiante y
el desarrollo de la sociedad requieren superar para acceder a un nivel superior de
cultura científica que articule, en una perspectiva de desarrollo a escala humana,
Ciencia – Tecnología – Sociedad.
La enseñanza de las ciencias naturales es un proceso complejo porque evalúa el
aprendizaje de conceptos, de procedimientos, de actitudes, evalúa en
competencias y debe responder a las necesidades de la sociedad actual,
sociedad que desde su complejidad, afronta una serie de cambios trascendentales
que se configuran en retos para la humanidad del siglo XXI. Cuando se evalúa el
proceso de un problema se pone a funcionar toda la capacidad de raciocinio tanto
del maestro como del estudiante, así que evaluar permite verificar hasta que punto
un estudiante es capaz de usar un procedimiento para enfrentar una situación
problémica determinada.
En este sentido, y en lo referente a preguntas que puedan explorar la actitud de
los jóvenes hacia las ciencias Pisa (2006, p.25) afirma que las competencias
científicas sobre las cuales se elaboran dichas preguntas permiten observar cómo
los estudiantes identifican los componentes científicos de muchas situaciones
complejas de la vida y aplican tanto los conceptos científicos como el
conocimiento acerca de la ciencia a dichas situaciones, pueden comparar
seleccionar y evaluar evidencia científica para responder a circunstancias
específicas de la vida. Los estudiantes en este nivel pueden utilizar capacidades
de investigación bien desarrolladas, vincular el conocimiento adecuadamente y
aportar percepciones críticas. Construyen explicaciones basadas en la evidencia
y argumentos basados en su análisis crítico.
2.1.1.2. Naturaleza de las ciencias naturales e implicaciones para la
enseñanza.
Según Mora (1997, p. 133-144), el desarrollo de la didáctica de las ciencias
como disciplina con dominios propios y sus respectivas implicaciones en
propuestas de mejoramiento de las actividades de clase, ha sido en gran medida
debido a los aportes de la epistemología, principalmente al reconocer cierto
paralelismo entre los modelos epistemológicos del cambio científico, respecto al
cambio en la construcción de los conceptos por parte de las personas y,
específicamente, de los alumnos en el aula de clase. Esto significa que un
cambio en la construcción de los conceptos implica también cambios
epistemológicos en los cuales conocer no sólo es descubrir la realidad sino
también construir modelos para interpretarla.
En este sentido, Adúriz (2005), plantea la concepción de modelo en la enseñanza
de la física, y hace referencia en especial a los modelos analógicos, que son una
clase particular de modelos didácticos, muy difundida en la enseñanza de la física.
Al redescubrir el concepto epistemológico de analogía se concibe como una idea
útil para entender las ciencias, y consiste en buscar semejanzas entre dos
situaciones, una conocida y otra novedosa, con el fin de dar sentido a la última por
medio de la primera. Las situaciones o escenarios que se comparan tienen una
serie de significados asociados, por lo cual son llamados campos semánticos. Se
da el nombre de campo fuente a la situación conocida que sirve de punto de
partida para la analogía y campo blanco a la situación de llegada, desconocida,
que se quiere iluminar.
De Zubiría (2003, p.5), plantea con respecto al cambio epistemológico, podemos
ver que como consecuencia del triunfo de las ciencias empíricas y la casi
desaparición de la línea que separa la ciencia y tecnología, saber y productividad,
no parece quedar sustento para seguir afirmando que los principios de la razón se
justifican en sí mismos. Ante esta perspectiva, la epistemología constructivista
viene a poner en crisis la fe absoluta en los principios de la ciencia y se recuerda
que éstos se construyeron también de manera inductiva, a partir del modelo de la
experimentación demostrativa y que, por lo tanto, la escuela tiene el deber de
promover en los estudiantes habilidades para validar sus propias hipótesis y para
plantear estrategias de acercamiento a la realidad.
La didáctica de las ciencias constituye una manera especial de mirar las ciencias,
de conocer su naturaleza y observar su funcionamiento desde cada disciplina
(Adúriz, 2002, p.14) ya que el conocimiento científico es al mismo tiempo una
actividad. De allí que la actividad científica escolar no puede generarse a través de
problemas disciplinarios tradicionales si estos problemas no están conectados a
los intereses de los estudiantes. El conocimiento científico escolar responde a la
lógica propuesta en los procesos de transposición didáctica presentes en la
enseñanza de las ciencias naturales. Es un conocimiento innovador, en el sentido
que no ha sido creado por científicos sino por los mismos estudiantes frente a una
problemática que da cuenta de su realidad social.
Pozo(1994, p.94), afirma que aunque el alumno se implique en la realización de
una tarea, su motivación es bien distinta de la que guía la actividad de un
científico, en gran parte de las situaciones el alumno se enfrenta a un “Pseudo-
problema” puesto que no se siente implicado en su solución, de forma que el
resultado obtenido le resulta indiferente, teniendo poco significado para él y desde
luego ningún sentido, la necesidad que tiene el alumno para resolver un problema
es satisfacer una demanda, usualmente del profesor de ciencias, y no la de
responder a una inquietud intelectual.
La investigación en didáctica de las ciencias puede dotar al docente de
instrumentos que le permitan aproximarse al conocimiento científico de los
estudiantes y a partir de ellos consolidar las estructuras lingüísticas que faciliten
los procesos de transposición didáctica en las ciencias naturales, fortaleciendo el
interés, el gusto y la motivación por el cada vez más necesario proceso de
aprendizaje y la comprensión del conocimiento científico, con el propósito de
fortalecer el desarrollo de una actitud favorable hacia las ciencias y la adquisición
de una cultura científica.
El profesor de ciencias tiene un papel primordial en la dimensión de la naturaleza
de las ciencias, y lo que considera Adúriz (2002, p.16-17) como las
formalizaciones conceptuales de la didáctica de las ciencias, tiene grandes
implicaciones en los procesos de enseñanza y aprendizaje, puesto que en
ocasiones el profesor de ciencias se expone a lo que se ha denominado
obstáculos epistemológicos: la tendencia a la fragmentación y a la disociación
entre teoría y práctica, una tendencia a la simplificación favorecida por la
desintegración del conocimiento disciplinar, la predisposición a la conservación de
rutinas acomodadas al contexto escolar y que rechazan el cambio o la evolución.
El docente indaga desde su práctica profesional en la didáctica de las ciencias, y
la naturaleza de las ciencias lo hace, de acuerdo con Adúriz (2002, p. 25)
estudiando las concepciones de la naturaleza de las ciencias a través de un
proceso de investigación orientado a la construcción de significados
progresivamente más complejos sobre la propia práctica.
El conocimiento científico no se puede estudiar dejando a un lado el conocimiento
común, presente en los procesos de producción de conocimiento y fruto de las
experiencias de la vida cotidiana, donde los nuevos conocimientos se integran con
los que antes existían, el conocimiento común se presenta espontáneamente
dando soluciones inmediatas a los problemas, pero no establece relaciones entre
las eventualidades, y es común o convencional, es el conocimiento compartido por
la inmensa mayoría de las personas, de allí su nombre. Mientras que el
conocimiento científico es más elaborado, nos lleva a la crítica porque intenta
descubrir la verdad, búsqueda que lo conduce a la justificación y argumentación
de los planteamientos, el conocimiento científico hace uso de métodos específicos
y a la planeación de cada investigación, el conocimiento científico es universal,
objetivo, comunicable, racional, lógico, y es provisorio porque está en constante
cambio e intenta dar explicaciones de la realidad a través de sus postulados, leyes
y teorías.
Con relación a lo anterior, Adúriz (2005, p.87) afirma que: “ver la ciencia como una
actividad compleja llevada adelante por muchas personas con diferente formación,
injerencia y responsabilidad tiene hondas implicaciones en la forma en que
enseñamos las ciencias naturales en la escuela. Por un lado, podemos reconocer
que los estudiantes son reacios a abandonar sus ideas sobre el mundo natural,
ideas que para ellos poseen un alto valor cognitivo y afectivo al haber sido
construidas en la experiencia individual y en las relaciones interpersonales. En
este sentido, se parecen a los científicos, a veces no se convencen tan fácilmente
de las ideas nuevas por muy racionales que sean los argumentos con los cuales
se les presentan. Por otro lado, una ciencia escolar verdaderamente rica debería
tener en cuenta la interacción social del estudiante en la clase de ciencias
naturales con sus compañeros, con el profesor y con los materiales, considerando
que las relaciones entre los científicos en comunidades son fundamentales para el
avance de la ciencia”
2.1.1.3. La enseñanza de las ciencias naturales: un propósito central
¿Para qué enseñamos ciencias naturales? Para contribuir a cambiar los
esquemas de pensamiento en los estudiantes y hacerles sentir que son capaces
de comprender y enfrentar los problemas del mundo que les rodea,
proporcionando instrumentos intelectuales que les permita conocer mejor su
funcionamiento. Porque la enseñanza de las ciencias es hoy por hoy una
necesidad o demanda social, ya que el avance social y el económico necesita de
personas capaces de comprender los temas científicos en todos los campos o
dimensiones del hombre contemporáneo, desde el campo laboral hasta en la
función que asume participando como ciudadano inmerso en una sociedad
democrática.
Sin embargo, enseñar ciencias y cambiar los esquemas mentales no es tarea
sencilla, los estudiantes traen consigo conocimientos previos que, si no se
orientan didácticamente, se pueden transformar en obstáculos epistemológicos y
didácticos que dificultan la apropiación de los conocimientos disciplinares y de los
aportes del docente de ciencias. Gil y col (2005) sostienen que ambos
conocimientos coexisten, y son utilizados en ambientes diferentes, el ambiente
escolar y el cotidiano. Esto implica que uno de los propósitos relevantes de la
enseñanza de las ciencias deba ser mejorar el conocimiento que se tienen de las
ideas científicas de los niños.
Ospina (1997, p. 107-115) menciona que el estudiante de ciencias debe aprender
que el error es natural y además, fuente de aprendizaje en el campo de las
ciencias y que sus ideas previas o experiencia previa están sujetas al cambio y
podrían llegar a ser, de acuerdo a la demostración experimental, fuente de
progreso.
El dominio de las ideas en lo referente a las ciencias naturales permite
comprender sus principios o fundamentos y desarrollar actitudes positivas hacia el
aprendizaje, así como también hacia la indagación y la posibilidad de resolver
problemas, ya que activar una idea previa sirve para dar sentido y organización a
una situación problema. El conjunto de ideas o conocimientos previos, observa
Pozo (1994, p.112), conduce al estudiante hacia el conocimiento del mundo que lo
rodea, y los fenómenos que observa, al mismo tiempo que le ayuda a predecir y a
controlar los hechos o acontecimientos futuros. Las ideas previas tanto de
profesor como de estudiante facilitan a ambos la comprensión de una determinada
situación problema.
El lenguaje, el pensamiento científico y la enseñanza de las ciencias guardan
entre sí importantes connotaciones, como señala Mora (1997, p. 133-144), puesto
que en la enseñanza de las ciencias naturales y las investigaciones en el aula se
considera la idea de ayudar a que los estudiantes, desde su pensamiento
cotidiano, accedan a un pensamiento científico que propenda por la curiosidad, la
creatividad, la confianza en sí mismo, el pensamiento crítico, el respeto y
valoración de otras formas de pensar, en particular las de otras dimensiones de la
cultura como el arte, el mito, la religión, todas ellas actitudes propias de una sana
democracia. Ello es necesario para comprender a través de la enseñanza, cómo la
ciencia es solo una dimensión de la cultura, con igual valor que las demás y sobre
todo, para comprender que quien hace ciencia no vive sólo en la dimensión
científica sino en un conjunto de dimensiones que constituyen la cultura.
En las actuales investigaciones en educación en ciencias, se destaca una línea
que pone acento en los aspectos históricosepistemológicos de la ciencia, así
como en la epistemología de los alumnos y docentes. En todo proceso de
aprendizaje, se espera que el que aprende pueda cambiar, aunque sea en parte,
su cosmovisión. Es decir, que de acuerdo con los planteamientos de Santilli
(1997, p. 147-165) los alumnos deben pasar gradualmente de sus modelos
intuitivos a modelos científicos.
En cuando al pensamiento científico Escobedo (2001; citado en Ibáñez, 2005)
señala que este se encuentra asociado a la comprensión de los fenómenos
naturales por parte de los estudiantes, lo cual implica contar con una buena teoría
acerca de aquello que se dice comprender. La capacidad de construir y resolver
problemas es, entonces, la mejor forma de establecer que alguien ha
comprendido; tal comprensión se relaciona con el uso del lenguaje de las ciencias
en el cual se reconoce el papel de la escritura como instrumento de pensamiento,
registro del proceso de construcción del conocimiento y del propio proceso
intelectual del científico.
Esta investigación retoma las concepciones teóricas de Adúriz (2005), para
precisar que la didáctica de las ciencias naturales plantea en su núcleo aspectos
fundamentales como son el proceso de transposición didáctica que propone serias
implicaciones para el profesor de ciencias, la alfabetización en ciencias naturales
como un gran reto para las generaciones futuras ( el aprendizaje de las ciencias
requiere de un lenguaje específico) y la adquisición de un lenguaje científico
escolar, que no es un lenguaje tan complejo como el que responde a los
conocimientos científicos de la ciencia erudita, pero que se adapta muy bien a las
necesidades explicativas de los estudiantes y que favorece el hacer ciencia en un
contexto escolar real.
Desde los anteriores planteamientos es posible inferir que el conocimiento acerca
de la naturaleza de las ciencias naturales aumenta o incrementa no sólo el
aprendizaje de los contenidos científicos, sino también la calidad de la instrucción
que ofrece el profesor de ciencias, esta nueva visión le puede proveer de las
herramientas necesarias para generar situaciones de cambio en la visión que
tienen acerca de la enseñanza de las ciencias. Si somos capaces de evidenciar
que la curiosidad y el interés por comprender las leyes que rigen el universo
direccionan las dinámicas del conocimiento científico, una actitud verdaderamente
científica, tanto en el profesor como en el estudiante, se puede convertir en la
fuerza que dirige a la ciencia y que inevitablemente conduce a la generación de
nuevos conocimientos.
El papel del laboratorio en la formación del pensamiento científico escolar y en su
correspondiente lenguaje, permite reconocer en la actividad científica escolar el
desarrollo de experiencias elaboradas durante la clase de ciencias naturales en
donde el docente expone, propone, realiza y explica los experimentos con el
propósito de obtener una producción científica escolar a partir de la generación de
nuevos conocimientos evidenciados en textos escritos, ensayos argumentativos, e
informes de las experiencias. Marcando, de esta forma, el escenario para que los
estudiantes pongan a funcionar todas sus habilidades cognitivo lingüísticas. Adúriz
(2002) concibe el trabajo práctico de laboratorio como aquellas actividades que
surgen de una fundamentación teórica previa que delimita su desarrollo en una
serie de actividades planificadas, su naturaleza es abierta, flexible y además
permite espacios para la reflexión y el análisis.
Desde este marco de referencia se puede considerar que el laboratorio está
inmerso en los nuevos enfoques que requiere las ciencias naturales y que
promueve el avance real de las estructuras cognitivas del educando, produciendo
una interacción de lo conceptual y su verificación práctica. La experimentación en
el laboratorio es la instancia que obliga al estudiante a enfrentar situaciones que
requieren la elaboración de modelos particulares del experimento que deben de
estar enmarcados en un modelo de las ciencias más general, que favorezca el
desarrollo de la creatividad, la participación y el trabajo en equipo.
Crespo( 2006), asevera que la práctica de laboratorio es el tipo de clase que tiene
como objetivos instructivos fundamentales que los alumnos adquieran las
habilidades propias de los métodos de la investigación científica, amplíen,
profundicen, consoliden, generalicen y comprueben los fundamentos teóricos de la
disciplina mediante la experimentación empleando los medios de enseñanza
necesarios.
En este sentido el informe de laboratorio se presenta como un medio de
intervención didáctico, que no debe ser considerado como un documento que se
presenta con el solo fin para que el profesor juzgue el trabajo realizado, sino que
debe ser pensado como un texto que sea capaz de mostrar lo que se ha ganado,
la habilidad de comunicar por escrito las ideas y los resultados.
El estudiante debe ser capaz de escribir correctamente un informe y sustentarlo
haciendo uso de sus habilidades orales y escritas, igualmente debe demostrar su
habilidad para comprender los conceptos que están ocultos en los datos, es decir
encontrar los conceptos que están detrás de los datos, puesto que no es suficiente
con escribir sólo los resultados esperados de un experimento también es
necesario considerar el cómo, el porqué y el para qué de los resultados
observados, es decir, identificar la naturaleza de las diferencias observadas,
explicando de qué forma afectan el curso del experimento para mostrar su
comprensión acerca de los principios(postulados, leyes o teorías)que subyacen a
la experiencia de laboratorio.
El informe que se realiza debe ser un muy buen entrenamiento para mejorar la
redacción y con ella la capacidad de comunicar temas científicos y técnicos. Se
redacta cuando se terminan de ordenar los datos, los gráficos, las anotaciones y
especialmente las ideas. Debe ofrecer a los lectores, de acuerdo con Gil (1991),
un recuento claro y completo de las actividades experimentales una vez realizadas
las conclusiones y las reflexiones de lo que se hizo en el laboratorio. El informe
debe ser claro y breve, debe ser redactado en lenguaje preciso y ameno, tratando
de atraer y retener la atención de los lectores. Debe constar de secciones bien
diferenciadas, que garanticen el orden y cohesión. Se sugiere un encabezamiento
(título, autoría, resumen) y el cuerpo del informe (introducción, método
experimental, resultados, discusión, conclusiones, referencias, apéndices, y
comentarios finales).
Entonces, en coherencia con Adúriz (2002, p. 17), el propósito central de la
enseñanza de las ciencias se instala en la formación de una cultura científica, de
un lenguaje y un pensamiento científico escolar, que genere la participación de
todos sobre las decisiones socio científicas propias de la comunidad escolar y la
sociedad en permanente cambio para saber afrontar desafíos, conflictos o
problemas. Para evidenciar este proceso, el docente de ciencias naturales debe
idear y generar espacios o instancias de reflexión sistemática y permanente en el
aula, que favorezca la promoción del desarrollo de competencias científicas en el
estudiante, en consideración a que el contexto científico escolar admite que el
objeto de la evaluación de los aprendizajes de los estudiantes son las
competencias, es así como en sus actividades deben verse reflejados los tipos de
contenidos (conceptuales, procedimentales y actitudinales) orientados al
desarrollo de las competencias.
La contribución del área de ciencias naturales a la formación de actitud científica
en los estudiantes, se plantea desde los interrogantes acerca de los fenómenos de
la naturaleza pero, para poder entenderlos, el ser humano ha ido descubriendo el
complejo mundo a través de aproximaciones sucesivas, elaborando y
contrastando toda clase de modelos, como una forma de comprender los
fenómenos naturales. Adúriz (2005, p. 21-24, 30) asume que la lógica de las
disciplinas que conforman el área, contribuye a la formación de capacidades para
resolver los complejos problemas que plantea el mundo natural, como aquellos
relacionados con el uso de modelos en Física, Química y Biología. La evaluación
acerca del impacto ambiental en diferentes procesos lleva a considerar los
diversos tipos de variables necesarios para la resolución de un problema, al
análisis e interpretación de los procesos de cambio, evolución y equilibrio en
diversos sistemas, así como el conocimiento de la realidad que se organiza a
través de la experiencia sensorial directa hasta llegar a los conceptos más
abstractos, es decir, desde lo que el estudiante debe comprobar por sí mismo
hasta lo que ha llegado a conocer por medio de la información y la enseñanza
recibida de otras personas.
En este sentido las Ciencias Naturales aportan a la transformación del
conocimiento desde la forma que adopta el pensamiento cotidiano, a otras formas
más complejas, partiendo del mismo para enriquecerlo con el conocimiento
científico y propiciar procesos de reflexión crítica en los problemas socio-
ambientales. Según Adúriz (2005, p.14), un ciudadano científicamente
alfabetizado puede contribuir críticamente en la solución de problemas socio-
ambientales, tecnológicos y sus implicancias sociales. La generalización de la
educación a toda la población, unida al hecho de que la ciencia y la tecnología
desempeñan en nuestra sociedad un papel cada vez más importante, ha
planteado la necesidad de que la enseñanza de las ciencias contribuya, no sólo a
la formación de los futuros científicos y técnicos, sino también, a la de todos los
ciudadanos para lograr que la información y las decisiones de carácter científico
se encuentren cada vez en más manos y permita que los ciudadanos puedan
opinar y participar de manera informada sobre temas científicos. De este modo, lo
que se pretende es que el estudiante comprenda la evolución que ha
experimentado nuestra sociedad, así como su contribución al avance de la misma.
2.1.2. Enseñanza de las ciencias naturales y formación de actitud científica
La formación de actitud científica a partir de la enseñanza de las ciencias requiere
de la implementación de modelos didácticos que intervengan los procesos de
pensamiento y de acción en el aula, la formación de actitudes y valores en las
ciencias naturales. Vincular una mirada más amplia de acuerdo con los nuevos
requerimientos y exigencias sociales, culturales e históricas de los estudiantes,
hace necesario que el docente de ciencias tenga una mirada histórica y
epistemológica de su disciplina que le permita conocer la naturaleza de las
ciencias y a través de ella pueda llevar discusiones a clase y plantear problemas
para generar una actividad escolar científica, que le ayude a comprender el
sistema de conocimientos de las ciencias naturales que él orienta.
Estos planteamientos se apoyan en las ideas de Adúriz (2002, p. 16), en tanto que
los temas que son del interés del estudiante y generan en él actitud científica son
aquellos que están directamente relacionados con los problemas del mundo real
en la actualidad, por ejemplo: el calentamiento global, la herencia biológica, la
contaminación; pero estos temas no se pueden tratar sólo desde las ciencias
naturales demandan nociones de economía, tecnología, historia, filosofía de la
ciencia, etc. Las partículas fundamentales que estudia la física se generan en los
aceleradores de partículas, por esta razón las ciencias no se pueden aprender
significativamente sin comprender un poco la mediación instrumental y adoptar
una mirada tecnológica.
Quintero (2008), plantea que la didáctica de las ciencias es una línea de
investigación científica encaminada al desarrollo del pensamiento científico y de la
actitud científica en todos los niveles de educación formal. El reto se hace
evidente en las clases de ciencias tradicionales, que no fortalecen desde su
interacción en el aula el pensamiento científico, y por lo cual es preciso constituir
acciones para cambiar los prototipos de pensamiento de los estudiantes. En el
caso del docente de física, es pertinente que se forme para indagar en los
elementos que contribuyan a su proyección en el aula, como son: las actividades
de trabajo en laboratorio, actividades de trabajo en equipo, observaciones
astronómicas y atmosféricas (avistamientos), salidas de campo, entre otras. La
abstracción y la asociación de magnitudes físicas conlleva a reforzar y mejorar el
nivel de aprendizaje por medio de la interacción con los estudiantes, este puede
ser el primer paso a la formación de pensamiento científico.
Para estimular el pensamiento científico Quintero (2008), sostiene que es
necesario involucrar en los procesos de pensamiento al docente y al estudiante.
En este orden de ideas se propone tener en cuenta algunos requisitos para
establecer, aprender y comprender las leyes de la naturaleza:
Aprender del error, retroalimentación continua del proceso.
Ejercer el pensamiento abstracto.
Desarrollar habilidades para manipular algoritmos.
La explicación de un fenómeno a través de un experimento que no es fácil de modelar.
Disponibilidad y actitud para cuestionarse, respeto por la opinión ajena, estrategias de argumentación y un discurso elocuente del propio pensamiento.
Generar ejemplos y analogías ( modelos analógicos)
Construir un método de resolución de problemas.
Estos requisitos son los pasos que contribuyen a esclarecer la comprensión de los
fenómenos de la naturaleza y sus leyes, la duda persistente acerca del
comportamiento de los fenómenos naturales motiva a la comprensión de la
naturaleza de las ciencias, allí es donde el pensamiento científico articula
estrategias e indaga experimentalmente. Un investigador que no aprenda a
formular preguntas es un indagador que no tiene un sendero claro para la
experimentación. La habilidad para observar, analizar, relacionar lo concreto y lo
abstracto, comprender y sintetizar, ayuda a desarrollar pensamiento científico. El
uso de los sentidos es esencial para entender los procesos de desarrollo de las
ciencias, estos procesos o técnicas se transforman en los pasos utilizados por el
investigador en la consecución del método científico.
El docente de ciencias debe crear en el estudiante la necesidad de preguntarse
por el sentido y naturaleza de las ciencias, esta necesidad de aprender más y
mejor recaba el camino hacia la comprensión y adquisición de los conocimientos
científicos y su aplicación a los problemas cotidianos.
De lo anterior, podría concluirse de acuerdo con García (1998, p.117), que una
condición necesaria para comprender el método que conduce a la solución de
problemas y que puede influir favorablemente en la enseñanza de las ciencias es
la formación de actitud científica en relación con la utilización didáctica de las
situaciones problémicas.
2.1.2.1. Actitud científica: concepciones
Dentro de las concepciones teóricas relacionadas con el concepto de actitud
científica que se asumen como válidas para el problema de la presente
investigación, se destaca la perspectiva que traza García (1998, p.48). En este
sentido la actitud científica es vista como la predisposición aprendida hacia un
objeto o sus símbolos. Situación que obliga al estudiante a desarrollar su
inteligencia vista como la capacidad para elaborar o resolver problemas.
Adúriz (2005) propone actividades didácticas de la Naturaleza de las Ciencias,
entre las cuales están aquellas diseñadas para generar una actitud favorable
hacia el aprendizaje de las ciencias, también agrega que la actitud científica está
estrechamente ligada al modo como se enseña y se aprende en el aula de clase.
Una de las implicaciones negativas en el contexto escolar ocurre cuando los
estudiantes tienen una imagen desfavorable del científico, completamente
desligada de la realidad, eso crea entre los jóvenes una actitud desfavorable hacia
el aprendizaje de las ciencias y su posterior profesionalización.
En conexión con la concepción de actitud científica, el docente, debe plantear
problemas, con sentido y significado para el estudiante, reconocer que la ciencia
escolar está relacionada con los saberes previos que el mismo lleva al aula; por
tanto, el contenido de las situaciones problémicas necesita estar en relación con
el contexto inmediato del estudiante y aproximarse a su entorno para demostrar
que los conocimientos pueden tener un significado desde el medio que lo rodea y
que son susceptibles de ser activados a partir de las experiencias y vivencias que
él traslada a su clase.
Uno de los objetivos centrales del aprendizaje científico escolar es la asimilación
consciente por el estudiante de los conocimientos científicos y la formación en su
personalidad de una concepción y una actitud científica hacia los fenómenos de la
realidad natural y social, de un pensamiento realmente científico que le permita
profundizar en una realidad que exige este nivel de desarrollo, trascendiendo y
elevando su nivel acerca de un conocimiento teórico del mundo que lo rodea. Así,
en el sentido de la utilización del método científico como instrumento para acceder
al conocimiento, a través de los sentidos, es que se propone la concepción de
actitud científica como una capacidad para que el estudiante se sorprenda, e
indague sobre el mundo y sus realidades.
García(1998, p.49), llama la atención sobre el componente cognitivo de las
actitudes hacia las ciencias constituido por el origen, la validez, y los límites de la
ciencia, estas actitudes rescatan el carácter teórico-práctico del origen del
conocimiento, planteamiento que encaja perfectamente con el de mostrar a la
actitud científica como una forma cultural que tienen los seres humanos para
aproximarse al reconocimiento de los conocimientos científicos
independientemente de los procesos de teorización y en los contextos para los
cuales han sido construidos.
Vázquez, A. (1995) sostiene que para la mayoría de los profesores, el concepto de
actitud científica se identifica implícita y comúnmente con la disposición de los
estudiantes hacia el aprendizaje de la ciencia, y que se operacionaliza en el
interés del alumnado por la ciencia, la motivación hacia su estudio, el agrado y la
buena disponibilidad que demuestra, la puntualidad en el cumplimiento de las
tareas escolares, la atención en clase, etc. En esta concepción subyace un
carácter excesivamente instrumental y secundario, es decir, la actitud así
concebida es un medio para alcanzar buenos resultados de aprendizaje de la
ciencia; el inconveniente de esta concepción es que niega la independencia de la
actitud como un contenido autónomo de aprendizaje equiparado en un plano de
igualdad con los más estimados contenidos conceptuales y de procesos. En esta
revisión se pretende sugerir un concepto multidimensional de las actitudes
relacionadas con la ciencia (en plural), cuya definición delimitada respecto a otras,
no sólo sea un paso metodológico necesario para una válida y correcta evaluación
de las actitudes, sino también para la aceptación de las actitudes como contenidos
independientes e importantes de la educación.
La perspectiva Ciencia, tecnología y sociedad-CTS aporta y resalta aspectos
claramente actitudinales e impulsa la necesidad de promover actitudes
adecuadas, pero no sesgadas, en relación con los aspectos sociales, la imagen y
naturaleza de la ciencia y los científicos para la educación en ciencias. Desde sus
postulados dialécticos, interdisciplinares e interactivos socialmente, el enfoque
CTS resulta decisivo, pues aporta significativos componentes a las actitudes.
De acuerdo con la afirmación anterior, Adúriz (2002) plantea que la actitud
científica sea vista desde el interés que potencie al educando para el desarrollo de
su espíritu científico, que lo debe llevar a comprender y afrontar los problemas.
Para pensar en este propósito, uno de los objetivos prioritarios de la enseñanza y
el aprendizaje de las ciencias es promover una actitud positiva en los estudiantes
hacia la ciencia escolar, que mantenga el gusto por conocer, la curiosidad, cómo
se producen novedades en la ciencia y desarrolle su creatividad. La resolución de
problemas desde esta perspectiva es vista como la combinación de conocimiento
científico y habilidades intelectuales para resolver problemas presentados de
forma teórica.
Para Ibáñez (2005), la investigación didáctica diferencia entre actitudes científicas
y la actitud científica como categoría ampliamente utilizada en la investigación en
enseñanza de las ciencias; respecto a ella se reconoce: el deseo de conocer y
comprender, indagar en todas las cosas, la búsqueda de datos y de su significado,
verificar las evidencias mediante experimentación, respeto por la lógica,
consideración de premisas, y de los efectos o consecuencias de una investigación
o acción.
Cabe mencionar que hablar de actitudes científicas implica establecer un
entramado mundo de relaciones, tomando, de manera más compleja lo afectivo, lo
procedimental, y lo cognitivo, estos aspectos a los que García (1998, p.50) ha
llamado actitudes hacia las ciencias, para hablar de afectos, creencias,
percepciones, que adquieren un enfoque diferente al que se propone en la
presente investigación, en la cual todos estos aspectos subyacen en una sola
concepción, la que está integrada por todos y cada uno de estas componentes.
Además, existe una amplia discusión entre la concepción de actitudes científicas y
actitudes hacia las ciencias.
La presente investigación se instala en la discusión acerca del problema de la
formación de una actitud positiva hacia las ciencias que es atribuida
principalmente a la calidad de la enseñanza de las ciencias naturales; una de las
formas de evidenciarla precisa la observación de la conducta del estudiante, en la
forma creativa de su trabajo en grupo, o cómo participa de las actividades
científicas, etc. Es así como la educación en ciencias no solo debe promover el
aprendizaje de conceptos científicos, sino también, involucrar una formación de la
actitud y el interés cultural y científico favorable hacia las ciencias, que desarrollen
en el individuo habilidades participativas, argumentativas y propositivas; al igual
que promueva el desarrollo de capacidades para resolver problemas de su
entorno.
El objeto de estudio de la presente investigación es la enseñanza de las ciencias
naturales, en este sentido, podría hablarse de actitudes hacia la enseñanza de las
ciencias como lo sugiere Del Carmen(1997, p.52-53), cuando introduce una
aclaración que bien vale la pena conocer: la actitud científica como categoría fue
ampliamente utilizada en investigación en enseñanza de las ciencias durante el
final de la década de los 60, fue una de las líneas que surgió dentro de una
corriente renovadora de la enseñanza de las ciencias preocupada por aumentar el
interés de la ciencia en los aprendices. El objetivo principal de estas
investigaciones era el diagnóstico de los modos de pensamiento científico que se
presupone son valores y actitudes humanas que se forman al practicar la
actividad científica ( el denominado método científico), como ejemplos prototípicos
de actitudes científicas se citan a continuación: el deseo de conocer y comprender,
indagar en todas las cosas( el espíritu inquisitivo), la búsqueda de datos y su
significado(los datos se entendían como la base de las teorías), verificar las
evidencias mediante investigación, la alfabetización técnico-científica, y en este
caso particular, la formulación y solución de problemas.
Las aportaciones de García (1998), Adúriz (2002), Vázquez ( 1995), Ibañez (
2005), quienes representan distintas posiciones teóricas de análisis en la
formación de actitud científica, han contribuido en la presente investigación a
precisar y delimitar en sus aspectos esenciales la concepción de actitud científica
como la disposición e inclinación cultural favorable hacia el aprendizaje de las
ciencias teniendo en cuenta el conjunto de representaciones provenientes de las
características que el método científico imprime a las actividades científicas: la
investigación, la discusión y solución de problemas, y el desarrollo de la
creatividad y la innovación, entre otros. Las actividades antes mencionadas son a
su vez ejemplos o modelos de actitud científica.
Desde esta concepción, en el ejercicio del enfoque didáctico ABP, se promueve la
formación de actitud científica en el estudiante a partir de la solución de problemas
en la clase de ciencias naturales.
2.1.2.2. Enseñanza de las ciencias y desarrollo del pensamiento científico.
De acuerdo con García (1998), las nuevas ideas se relacionan sustancialmente
con lo que el alumno ya sabe. Los nuevos conocimientos se vinculan, así, de
manera estrecha y estable con los anteriores. Para que esto se presente es
necesario que se expongan, de manera simultánea, por lo menos las tres
siguientes condiciones.
Los contenidos, las habilidades, las destrezas para formular preguntas, y los procesos de pensamiento en el aprendizaje de las ciencias deben ser potencialmente significativos. Es decir, deben permitir que los contenidos asumidos durante el proceso de solución de una situación problémica sean aprendidos de manera significativa o comprensiva. Pozo (1994, p.94 y 98), agrega que muchas de las situaciones problémicas que enfrenta el estudiante en la escuela se convierten en pseudo-problemas ya que los estudiantes no se sienten implicados en su solución, es decir, que el problema no crea el impacto que debería para ocasionar en sus esquemas de pensamiento una comprensión real de su naturaleza. Los problemas escolares suelen demandar de los alumnos que actúen de modo científico cuando ellos, de forma espontánea, tienden a un acercamiento cotidiano al que están más habituados.
El estudiante debe poseer en su estructura cognitiva los conceptos utilizados previamente formados, de manera que el nuevo conocimiento pueda vincularse con el anterior. En caso contrario no podrá realizarse la asimilación.
El alumno debe manifestar una actitud positiva hacia la formulación y solución de problemas; debe mostrar una disposición para relacionar el material de aprendizaje con la estructura cognitiva particular que posee, puesto que el aprendizaje de las ciencias está estrechamente ligado a la solución de problemas en el aula de clase. Las didácticas funcionales en la propuesta de Hernández (2003, p.93) plantea que los
contenidos dejan de ser ideas acumuladas en torno a los ejes de la ciencia y se preocupa
por que el estudiante aprenda a desempeñarse en contextos con sentido propio, esto
implica un cambio en su forma de pensar.
La solución de problemas en contextos reales favorece el desarrollo de habilidades de
pensamiento, de allí que sea tan importante y realmente necesario fomentar la
investigación científica en los estudiantes durante todos sus años de escolaridad, desde
luego, lograr esta empresa requiere del uso de estrategias didácticas que, como el
Aprendizaje Basado en Problemas, conduzcan al estudiante hacia un desarrollo
progresivo de cultura científica.
Méndez (2005, p.49-52), considera que el diseño de actividades experimentales
también debe llevar al educando a generar actitud científica. Una práctica de
laboratorio o salida de campo no puede ser una receta poco atractiva para el
educando, al contrario, las prácticas experimentales deben acercar al educando a
la realidad, propiciando la comprensión de lo que realmente sucede en los
fenómenos naturales, de tal forma que identifique las relaciones causa-efecto en
un aprendizaje activo.
Las actividades experimentales o prácticas de laboratorio tienen el papel de
confirmar o falsear las hipótesis que el científico ha construido (Ministerio de
Educación Nacional, 1998: 158). Si el educando no va al laboratorio con su mente
bien preparada, si no va con una hipótesis acerca de lo que debe observar, no
podrá comprender qué es lo que sucede cuando realiza un experimento. La
hipótesis con la que el estudiante llega al laboratorio debe ser producto de su
propia actividad Intelectual. La hipótesis es el fundamento o la idea que deduce
el estudiante, ésta se define como una proposición cuya validez puede ser
sometida a verificación experimental.
La presente investigación considera que el educador debería orientar a sus
alumnos para que sean ellos mismos quienes diseñen sus experimentos o
experiencias de laboratorio. Algunas de las implicaciones de las prácticas de
laboratorio diseñadas por los mismos estudiantes podrían ser, por citar algunos
ejemplos:
El que los estudiantes utilicen sus experiencias personales para aplicar el conocimiento hacia el diseño de una lección de laboratorio orientada a la indagación de un fenómeno en particular.
La innovación de técnicas de observación y recolección de datos.
La utilización de nuevos recursos para la elaboración de los montajes en el laboratorio.
La formulación de nuevas preguntas y la argumentación a través de novedosas elaboraciones teóricas, para dar explicación a fenómenos que antes no se habían evidenciado.
Todo lo anterior ha sido extraído de la implementación de experiencias en aula de
clase de ciencias naturales durante los periodos de desarrollo de la presente
investigación correspondiente a los años 2009 y 2010 respectivamente. La primera
temática tratada hace referencia a la necesidad de evitar o reducir los efectos
nocivos de las Ondas electromagnéticas en los seres vivos, la pregunta del
problema se formula de la siguiente manera: ¿Cómo prevenir los efectos nocivos
de las ondas en la salud de los seres vivos?, se hace la inmersión en el problema,
se realiza una lluvia de ideas, se proponen las alternativas de solución, y el
modelo de solución sugerido: hace referencia a una red de conocimientos y
conceptos generados a partir de la solución del problema que plantea una nueva
interrelación (de uso y aprendizaje) entre los estudiantes, profesores, padres de
familia, directivos y comerciantes con la tecnología y los avances científicos a nivel
institucional; logrando así la reducción de la propagación de las ondas, (ver anexo
5). En el 2010, se realiza una propuesta de intervención didáctica con el ánimo de
profundizar de forma creativa y didáctica en las concepciones relacionadas con la
electrónica: magnitudes, leyes y aplicaciones. Experiencia que sirvió como
plataforma para el diseño de la propuesta didáctica.
Legañoa y Portuondo, (1999) consideran que en los experimentos demostrativos
de las clases teóricas, donde los maestros explican los nuevos contenidos, es
preciso lograr que los estudiantes estén motivados y que reciban las orientaciones
precisas que les permitan dirigir sus acciones para lograr un aprendizaje. Pero los
alumnos no son tabla rasa, sino que traen al salón de clases una experiencia
sociocultural que muchas veces se traduce en pre concepciones erróneas sobre
los temas que se van a estudiar, sino reciben el apoyo oportuno de su maestro,
entonces, esta situación se transforma en aprendizaje de errores.
De hecho, Legañoa y Portuondo (1999) enfatizan en la importancia y el propósito
de favorecer en los alumnos el cambio de sus pre concepciones, plantean la
necesidad de generar conflictos cognitivos, es decir, que es necesario confrontar
sus pre concepciones con la realidad, lo cual es posible hacer en clase a partir de
el diseño y realización de experimentos demostrativos. Plantean que la principal
función del experimento demostrativo en las exposiciones es provocar el conflicto
cognitivo entre la predicción que hace el alumno de lo que va a suceder y la
realidad.
Al respecto, el MEN (1998, p. 60), argumenta que un material potencialmente
significativo puede no ser aprendido significativamente, bien por carencia en la
estructura cognitiva de los conceptos previos o bien por una actitud no disponible
hacia el aprendizaje significativo por parte del estudiante. Esa actitud de rechazo o
desfavorable hacia las ciencias es generada por varios motivos: de un lado la
imagen negativa que se tiene del científico y por el otro, la falta de vocaciones en
ciencias. De hecho, se piensa que el mercado laboral para el científico es bastante
reducido, que la profesión de científico es muy difícil de ejercer o que es muy difícil
ser científico. Adúriz (2005) afirma que al científico se lo imaginan como un
ermitaño de cabellos desarreglados y vestido con bata blanca.
Sin embargo, los nuevas tendencias en ciencia y tecnología están mostrando el
verdadero rostro de la ciencia, muestran que el científico al contrario de lo que
muchos imaginaban es un ser humano, muy sociable, creativo e innovador.
Además, en el mundo de hoy, se hace especial énfasis en el desarrollo de la
creatividad se dice que para ser creativos es importante tener disciplina,
dedicación e inspiración: en una sociedad como la actual, caracterizada por el
desarrollo científico-tecnológico acelerado e intenso, es insensato pensar que un
ser humano se pueda desarrollar en forma plena sino cultiva su capacidad para
pensar científicamente.
Un ser humano no se puede desarrollar en forma plena si no cultiva su capacidad
para pensar científicamente, el elemento más importante y menos mencionado
cuando se habla del pensamiento científico en el momento de proponer soluciones
a un problema, es la imaginación. En este proceso participan diversas habilidades
de pensamiento. Una de ellas es la distinción entre lo posible y lo imposible, y
hacer un despliegue completo y ordenado de lo posible. Otra es hacer relaciones
entre objetos y eventos conocidos; en otras palabras, la habilidad importante es
la de establecer analogías y la de construir modelos mentales.
Las analogías como lo señala García (1998, p.196-197) permiten, mediante una
comparación de algo conocido con algo nuevo, entender mejor aquello que se
desconoce de lo nuevo. La construcción activa de modelos mentales permite
explicar los fenómenos modelados. El poder explicativo, o mejor, la capacidad de
predecir y controlar los fenómenos modelados, depende directamente de la
naturaleza de los modelos imaginados. El uso de las analogías se extiende a su
utilización en la solución creativa de problemas considerados como difíciles e
incluso ayuda a desarrollar el pensamiento creativo en los estudiantes porque
permite establecer intrincadas conexiones entre conceptos y principios.
La preparación de un individuo para poder encontrarse en un proceso creativo
exige la formación de una buena cantidad de destrezas y la comprensión de un
problema exige un trabajo arduo, persistente y serio. El MEN (1998, p. 61)
considera que una verdadera comprensión no se logra sino dentro del contexto de
una comunicación franca entre educadores e investigadores, siempre y cuando se
tenga en cuenta que el educador debe ser al mismo tiempo un investigador que
interactúa en una comunidad científica.
El desarrollo de la creatividad se debe entender como un proceso largo y
continuado en donde lo más importante es que el estudiante sienta el placer de la
creación. El MEN (1998, p. 62) afirma que si el profesor es capaz de hacer sentir
este placer a través de su propia actitud, ha logrado cumplir con la condición más
importante para que el estudiante sea cautivado por ese tipo de placer. Este
placer debe estar acompañado por otra motivación intrínseca al individuo como es
el amor por la verdad y la belleza y éste sólo se puede desarrollar en una
comunidad educativa en la que él impere.
Frente al propósito de motivar a los estudiantes para generar resultados creativos
del trabajo en equipo a través de la implementación de la propuesta de
mejoramiento basada en la resolución de situaciones problémicas en el aula, se
concibe a la Ciencia como una empresa humana, en la cual interaccionan,
habilidades, destrezas, conocimientos, pensamientos y actitudes. En este marco
de referencia, Ponti (2010), intenta construir o reinventar una empresa innovadora
en siete movimientos, en su quinto movimiento llamado creatividad, expone
representaciones bastante interesantes como “aprender a pensar en equipo”,
generar ideas disruptivas que activen las propuestas imaginativas e innovadoras y
respondan a las necesidades y los retos planteados a todos los miembros del
equipo. Este tipo de acciones describe claramente la dinámica empleada en la
resolución de un problema en el aula de clase mediante la propuesta de
intervención didáctica fundamentada en el ABP que se expondrá en detalle más
adelante.
El Ministerio de educación, dentro de sus reformas educativas, considera que el
estudiante desarrolla capacidad investigativa y creativa cuando es capaz de
plantear preguntas y transformarlas en problemas científicos, y además, de
asombrarse de aquel mundo que lo rodea. Ser capaz de aventurar e imaginar
respuestas mediante hipótesis sustentadas y diseñadas, y montar experimentos,
realizar control experimental, confirmar o falsear teorías, construir nuevas teorías o
modificar las existentes. Esto implica también expresarse coherentemente en un
buen castellano haciendo uso de las herramientas o aún mejor del lenguaje
simbólico de la física.
Para García ( 1998, p.198) la solución de problemas y la creatividad son dos
procesos que se encuentran estrechamente relacionados, dado que “en la
solución de problemas que requieren como respuesta mejorar o transformar una
situación se requiere de la generación de ideas creativas, de la selección,
adopción y refinamiento de estas ideas y de la implementación de las mismas.
Los tipos de problemas adecuados para desarrollar la creatividad, según García
(1998), son aquellos de tipo cualitativo abierto o los que corresponden al tipo
cuantitativo duro y no estándar, porque en estos dos primeros tipos de problemas
el estudiante debe hacer uso de su pensamiento y de su creatividad, ver el
problema desde diferentes perspectivas, y lograr unir conceptos, reglas y
principios que le ayuden a resolver el problema. Los problemas de tipo standard
no son aconsejados para desarrollar la creatividad en los estudiantes porque
cuando ellos se enfrentan a este tipo de problemas, comienzan por buscar la
relación de este problema con otros que ya ha aprendido a resolver, conoce el
algoritmo necesario para llegar a su solución y de esta manera procede.
En consideración a los planteamientos anteriormente descritos por García (1998),
la utilización de problemas como estrategia didáctica para generar en la clase de
ciencias una inclinación favorable hacia la cultura científica, le permite al docente
en el aula plantear tareas que consisten en describir y explicar fenómenos
científicos, interpretar los hallazgos, y demostrar comprensión del proceso de
investigación científica y preguntas, que son del interés de los estudiantes y que
los conduzcan a la búsqueda de soluciones, de vías o alternativas para solucionar
un problema. Las preguntas y las tareas cognoscitivas están enriquecidas con
elementos problémicos que hacen que el estudiante deba apropiarse de nuevos
conocimientos que son asimilados de forma creativa, que los lleva durante la clase
de ciencias a concretar actividades científicas que contribuyan a la formación de
pensamiento científico.
De acuerdo con lo anterior, los esfuerzos que en el aula, a través de la enseñanza
de las ciencias, se hacen por generar una cultura científica en los estudiantes, son
desde todo punto de vista plausibles, puesto que nos hemos acostumbrado a
disfrutar de las maravillosas aplicaciones de la ciencia y la tecnología, y estamos
tan acostumbrados a ellas, que no nos percatamos de su importancia y no
reflexionamos en torno a la intervención de la ciencia en nuestra vida cotidiana,
somos usuarios consumidores irreflexivos, más bien mecánicos y además
dependientes de los adelantos de la ciencia y la tecnología, esto hace difícil en el
contexto social adquirir una actitud hacia el desarrollo de una cultura científica, en
razón a que la sociedad de consumo, de oferta y demanda en realidad bloquea
nuestro interés por la ciencia, la creatividad y la innovación, en consecuencia, a
muchas personas no les interesa ni la naturaleza, ni los principios u orígenes de
la ciencia, sólo el disfrute de sus enormes beneficios.
Para que el pensamiento del estudiante se aproxime al problema científico y
enriquezca realmente la concepción de actitud científica en el marco de la relación
de saberes entre profesor y estudiante, se debe responder a ciertas exigencias
como son:
La importancia social y la objetividad, es decir, en qué medida es importante que el problema sea resuelto por el investigador, porque todo problema debe responder a una necesidad real, concreta, que indica su importancia práctica y al mismo tiempo debe reflejar su significación social, cuyo elemento innovador o resultado agregado sea la producción de nuevo conocimiento útil en la solución de problemas concretos.
Fundamentación empírica: el problema surge como resultado del diagnóstico de la situación actual del objeto que manifiesta un conjunto de fenómenos, hechos y procesos insatisfactorios que no son explicables por el desarrollo actual de las ciencias de la educación. Esta fundamentación se manifiesta en el conjunto de hechos que se han evidenciado a través del diagnóstico ( ver capítulo 1) el cual demuestra el estado actual de la enseñanza de las ciencias y sus efectos en el grupo de estudiantes y en las representaciones de los docentes.
Fundamentación teórica: en este caso, la formulación del problema debe fundamentarse en los conocimientos científicos previos del estudiante, puesto que el desarrollo científico del problema es el punto de partida sobre el cual se elaboran los nuevos conocimientos. Además, el proceso se enriquece si se conocen y discuten las soluciones que han recibido los problemas similares que se han formulado con anterioridad y, sobre todo, puntualizar los aspectos que no han sido resueltos satisfactoriamente argumentando las limitaciones de esas soluciones parciales.
La especificidad: el profesor de ciencias debe prever que el problema sea preciso, concreto, bien delimitado, de modo que no llegue a ser vago, confuso. Debe ser orientador para que se pueda determinar cuál va a ser el objeto de estudio de la investigación y qué cuestiones particulares interesa.
La asequibilidad: el problema debe formularse y resolverse aplicando conceptos y términos propios de la rama del saber que se investiga, con un lenguaje claro y propio de las ciencias, al alcance cultural del estudiante, de forma tal que permita el trabajo directo de ellos como investigadores en formación, en la apropiación de la información teórica y empírica necesaria para estudiar, comprender y resolver la situación problémica planteada en clase.
La Solubilidad: deben existir las condiciones mínimas para el desarrollo de la investigación que pretende resolver el problema científico planteado. Esto significa que su solución se puede realizar con el nivel de desarrollo alcanzado por la ciencia, lo que garantiza iniciar su estudio y lograr resultados positivos en un plazo de tiempo prudente. Cantero (2006). Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos11/metcien/metcien.shtml [Accesado el 7/12/ 2010]
En este sentido, el ABP considera el trabajo de manera colaborativa, como una
actitud cooperativa y dispuesta al intercambio; que permite desarrollar el
sentimiento de pertenencia grupal, manejar de forma eficiente diferentes fuentes
de información, comprender los fenómenos que son parte de su entorno, tanto de
su área de especialidad como de su área contextual (político, social, económico,
ideológico, etc.), argumentar y debatir ideas utilizando fundamentos sólidos y
fomentar una actitud positiva y dispuesta hacia el aprendizaje de los contenidos
propios de su asignatura para participar en procesos de toma de nuevas
decisiones.
El ABP , según Hernández (2003, p.94), conlleva al progreso en los niveles de
profundidad de las situaciones problema para aproximarlas al problema científico,
en este caso el investigador se cuestiona si realmente ha verificado su problema
de forma suficiente, puesto que un diagnóstico le permite dar cuenta de la
situación actual del problema de investigación y revela al estudiante sus propias
necesidades de aprendizaje, para que comprenda la importancia de trabajar
colaborativamente, tenga la habilidad para resolver problemas, y desarrolle
habilidades de análisis y síntesis de las fuentes de información que además le
permita comprometerse con su proceso de aprendizaje.
Otro elemento primordial en la comprensión de los métodos que conducen a la
resolución de problemas y en la forma como razona o piensa el científico, es la
heurística, que según García (1998, p.117) significa “servir para describir”. El
científico utiliza procesos de creación científica, para explicar y contrastar los
fenómenos y caminos que lo conducen a nuevos descubrimientos y a resolver
problemas de la vida cotidiana. En este sentido, afirma Nickerson (1990; 85,
citado por García, 1998; 117) un heurístico es un procedimiento que se cree que
nos ofrece una probabilidad razonable de solución o de aproximación a la solución
de un problema, así mismo, las herramientas heurísticas pueden ser vistas como
instrumentos técnicos que facilitan la solución e interpretación de los problemas
propuestos.
Al respecto, es posible afirmar que en esta investigación la concepción de Nodo
entendida como el punto de conexión entre dos o más conceptos que confluyen
en el mismo eje temático, es de especial importancia puesto que cada nodo se
constituye en una herramienta para la construcción de estructuras heurísticas que
contribuyen en la formación y comprensión de nuevos conocimientos. Por
ejemplo: En una red de conceptos cada concepto es un nodo, permitiendo la
integración de conceptos o de nuevos conocimientos. Esta heurística al aplicarse
de forma extensiva al currículo institucional puede generar nuevos currículos en
vez de conceptos, es decir, que permite la integración curricular, de allí la
concepción de nodo curricular, porque hace referencia a la articulación e
integración de manera interdisciplinaria y transdiciplinaria de las áreas del
currículo para la solución de un problema.
Cada nodo sirve como referente conceptual de otro nodo, esto implica que la
estructura heurística resultante sea entendida como un conjunto de procesos
problémicos a través de los cuales se construye progresivamente el conocimiento,
como lo afirma García (1998; 118). De igual manera, Hernández (2003, p.105)
incorpora el término núcleo curricular para remitirse a la estructura del problema
que en el marco del ABP le permite dar solución a una situación problema del
contexto real.
Dentro de las herramientas heurísticas, que plantea García (1998; 120-122), para
la formación del interés cognoscitivo, la investigación asume las siguientes:
La presentación de problemas seleccionados de la disciplina (física) que pueden ser interesantes para los estudiantes.
Tomar tópicos pertenecientes a otras áreas del conocimiento, como contextos para situaciones problémicas que incluyen conceptos y principios de un área específica.
También se ha considerado pertinente involucrar herramientas heurísticas para
reconocer el problema, estas son:
Permitir al estudiante que elabore una lista de interrogantes sobre una situación que se presente en el aula y luego, las clasifique en orden de importancia, es decir, que elaboren preguntas gnoseológicas de búsqueda con respecto a la situación problémica.
Elaborar anticipaciones o hipótesis científicas acerca de lo que sucedería si se mantienen o se cambian las condiciones físicas o las magnitudes que intervienen en una situación problémica.
Martínez (2000,43) afirma que las estructuras heurísticas de razonamiento
desempeñan un papel indispensable para entender la estructura de las razones en
la ciencia, especialmente por la manera como la racionalidad se materializa en las
prácticas científicas. El científico debe planear la observación de las ideas que se
suponen confirman los datos, o de las ideas que se suponen destruidas, así como
de la significación e importancia de los datos. En este sentido, una nueva teoría
tiene que suministrar las leyes conocidas en sus dominios de validez, ampliarlas
más allá de ese dominio e interrelacionarlas. Por ejemplo, No es posible a estas
alturas presentar una teoría eléctrica que no muestre la conexión no sólo entre
electricidad estática y la corriente eléctrica sino además entre la atracción y los
efectos de inducción eléctrica en los dos estados.
Para la presente investigación es importante entender la concepción de estructura
heurística puesto que permite evidenciar cómo se integran las redes de
producción de inferencias en la ciencia, en la vida real y la manera como se
integran las reglas heurísticas propias de la investigación experimental en la
ciencia y en las técnicas de laboratorio.
Con base en los planteamientos de Martínez (2003, p.97), la presente
investigación aborda la concepción de estructura heurística como la colección de
procedimientos heurísticos funcionalmente relacionados y organizados de manera
jerárquica alrededor de la tarea de resolver un determinado tipo de problema. Por
ejemplo, una técnica de laboratorio es una estructura heurística porque puede
describirse como un procedimiento compuesto de una serie de subtécnicas, cada
una con una función determinada, que pueden arreglarse de diferentes maneras
para resolver diferentes tipos de problemas, para estabilizar diferentes tipos de
fenómenos, o para detectar diferentes tipos de sustancias. En la construcción de
una estructura heurística puede existir bastante tecnología y en este sentido
puede llegar a constituir un sistema tecnológico, sin embargo, la tecnología no es
parte importante en la forma como se utiliza la estructura heurística. El ABP es
también una estructura Heurística porque es el camino que conduce a los
estudiantes a construir soluciones o caminos posibles sobre la base de la
resolución de problemas en el aula.
2.1.2.3. La formación de actitud científica y la calidad de la enseñanza de las
ciencias naturales.
Para el MEN (1998, p.110, 159-169) la tarea de enseñar ciencias se convierte en
la tarea de simular para el alumno un ambiente equivalente a aquel en el que el
científico construye sus teorías y diseña arreglos experimentales para
contrastarlas, con el fin de que, al igual que el científico, el estudiante reconstruya
conocimiento acerca de los fenómenos estudiados por las ciencias naturales.
Esta actividad de reconstrucción es el mejor camino para lograr la comprensión
cabal de estos fenómenos. En esta relación, el proceso de formación de actitud
científica incluye la construcción y el manejo de conocimientos y la adquisición de
capacidades indispensables para el desarrollo del pensamiento científico: la
capacidad de hacer descripciones, la capacidad de narrar sucesos, capacidad
para hacer explicaciones sencillas, capacidad investigativa y capacidad para poder
enfrentar el planteamiento de un problema científico.
La calidad vista desde la enseñanza de las ciencias plantea que la enseñanza
debe garantizar una educación científica de calidad, existen varios criterios que
pueden dar cuenta de los avances en materia de este campo: la capacitación de
los docentes de ciencias Naturales (un indicador podría ser los buenos resultados
en las pruebas nacionales e internacionales), la investigación escolar, y el
desarrollo de la actitud científica entre otros criterios de calidad.
La adquisición, construcción y producción de nuevos conocimientos científicos a
través del aprendizaje de las ciencias prepara a todos los individuos para acceder
a una mejor calidad de vida a nivel social, económico y cultural, desde esta
dimensión, la actitud científica puede ser traducida en valores frente al
aprendizaje positivo de las ciencias naturales, así que una forma de fortalecer
estos aprendizajes son precisamente los modelos de conocimiento científico que
responden a las necesidades de las disciplinas científicas. Tener en cuenta la
formación de actitud científica como un criterio básico de calidad permite
seleccionar y secuenciar los contenidos científicos, involucrados en los problemas
o asuntos científicos, que son la base para programar las actividades de
enseñanza y aprendizaje, articular y estructurar los contenidos alrededor de un eje
temático y organizar mejor el currículo de ciencias naturales así como las
estrategias didácticas que se elaboran pensando en la optimización y adquisición
de conocimientos científicos escolares.
Hess (1995), en su libro “ La educación científica” sostiene que aunque el
conocimiento científico es, de hecho, diferente en muchos aspectos, de problemas
prácticos, contingentes, relativos a la salud, la contaminación, el cuidado
ambiental, la tecnología, etc., muchas de las decisiones en estos campos no se
pueden tomar sin disponer de evidencias de naturaleza científica. Por ejemplo,
decisiones coherentes sobre el problema de la contaminación ambiental sólo
podrán tomarse si dicho problema se enfrenta con criterio científico. El estudio de
la ciencia suministra a los alumnos evidencias de carácter experimental que le
permiten desarrollar esquemas conceptuales que pueden capacitarlos para
formular planteamientos consistentes en áreas o campos no necesariamente
científicos. Y, adicionalmente, estarán capacitados para enfocar situaciones o
problemas cotidianos, con un criterio científico, identificando problemas, realizando
observaciones y mediciones; formulando hipótesis, conclusiones, etc. Si la
publicidad, por ejemplo, es una importante actividad humana que puede enviarnos
mensajes ambiguos o equívocos, una actitud científica nos permitirá discernir qué
mensajes son significativos y cuáles no. Un alumno que aprenda ciencia en la
escuela estará mejor preparado, para enfrentar diferentes situaciones cotidianas.
Procesos de pensamiento a partir del lenguaje:
En este componente se considera el lenguaje como un modo de comunicación
que, al ser puesto en acción, construye el objeto del que se habla como un registro
codificado y discreto que posibilita establecer la interacción con el entorno y
consigo mismo. El lenguaje es asumido, entonces, como constructor de
pensamiento, lo que significa que también construye representaciones simbólicas
e imágenes que se manifiestan como modos de comunicar dicho pensamiento en
forma de un registro significativo, representativo y con sentido.
En este sentido el componente contempla el dominio y reconocimiento del
lenguaje como una relación entre significado-significante que se lleva a cabo en
diversos contextos disciplinares, lo que implica reconocer que tanto las formas de
comunicación en las ciencias naturales como de la lengua pueden ser entendidos
como tipos particulares de lenguaje. Se evalúa la capacidad del docente de
apropiarse y promover en los educandos el dominio de los diversos lenguajes así
como su capacidad para reconocer, interpretar, plantear y resolver problemas
utilizando diversos códigos.
Puesto que la comprensión inicial del enunciado del problema es considerada indispensable, las diferentes redacciones que puede adoptar un mismo problema, constituyen un factor significativo en los resultados obtenidos. Se pueden encontrar dificultades relacionadas con la extensión total o con las diversas frases, con la complejidad gramatical, con el vocabulario utilizado, etc. Los cambios de una sola palabra, pueden dificultar la apropiación del problema por el estudiante, así como lo hacen la estructura de las frases, o el uso de formas negativas. Todo profesor puede fácilmente comprobar o refutar estas conclusiones, presentando un mismo problema de diferentes formas. Procesos de pensamiento a partir del conocimiento científico
El desarrollo de procesos de pensamiento a partir de lo que implica dominar las
bases fundamentales del conocimiento científico es un elemento esencial en la
formación del docente de ciencias naturales. En este sentido, este componente
articula los conocimientos que debe tener todo profesor en lo que se refiere a las
ciencias naturales y cómo estos son puestos en acción en la práctica docente
dentro de una concepción que busca promover en los educandos el desarrollo de
conocimiento científico. Se evalúa la capacidad del docente de apropiarse y
promover en los educandos una actitud científica en los ámbitos de las ciencias
naturales, así como la capacidad para reconocer procesos de pensamiento
científico en los educandos.
Los avances en los procesos de formación de la actitud científica no sólo dan
cuenta de la calidad de los procesos de enseñanza en las ciencias naturales sino
que también evalúan el interés del maestro de ciencias y su actitud frente a los
avances científicos y tecnológicos. Guía Icfes (2010).
La formación de actitud científica, y por tanto de cultura científica como criterio de
calidad de la enseñanza de las ciencias naturales, está centrada en la enseñanza
y en las relaciones que surgen de la interacción entre el profesor y el estudiante.
Estas relaciones se pueden evidenciar mediante procesos importantes en la
formación de conocimientos y actitudes. Los procesos de calidad en torno a la
enseñanza de las ciencias están fundamentados en el proceso de formación
científica básica relacionado con la visión que se requiere de la naturaleza de la
ciencia como un sistema abierto en permanente construcción, que intenta dar
cuenta de los objetos y eventos del mundo natural. Al respecto el MEN (1998,
p.163) presenta dos grandes logros que revelan el alcance de este proceso de
formación:
La Construcción y el manejo de conocimientos: sabremos que el estudiante
habrá alcanzado la construcción y el manejo de conocimientos que socialmente se
espera de él o ella, cuando es capaz de describir y/o explicar los fenómenos
relacionados con los temas fundamentales que la institución educativa haya
señalado como deseable dentro de su currículo institucional en el área. Para las
descripciones y las explicaciones el estudiante debe utilizar conceptos claros y
argumentaciones lógicas en el contexto de una teoría científica holística. Los
argumentos están sustentados en la comprensión científica de los mismos y no en
su simple memorización.
Capacidad investigativa: Sabremos que el estudiante ha desarrollado su
capacidad investigativa cuando es capaz de plantear preguntas y transformarlas
en problemas científicos; y además, de asombrarse y obviamente de aventurar e
imaginar respuestas mediante hipótesis sustentadas, diseñar y montar
experimentos, realizar control experimental, confirmar sus teorías, falsearlas,
construir otras nuevas o modificar las que ya posee y confrontarlas con las teorías
científicas actuales; esto implica también el expresarse coherentemente haciendo
uso de herramientas comunicativas de orden científico.
Para dar cuenta de este proceso durante la clase de ciencias naturales, existen
algunos indicadores que demuestran el avance del estudiante en su formación
científica, especialmente en su proceso de resolver un problema:
Efectúa descripciones sencillas en torno a la visión que tiene el estudiante de su problema de investigación e involucra clasificaciones claras en un contexto ambiental específico.
Argumenta y representa sucesos sencillos a través de modelos de solución, con énfasis en las relaciones entre objetos y sucesos y con el propósito de comprender los fenómenos naturales en las transformaciones que se llevan a cabo.
Contesta con una descripción a una pregunta del tipo ¿qué es lo que representa dicho fenómeno? o ¿qué sucedió en tal momento?, o contesta con una explicación sencilla o formula una suposición, conjetura o hipótesis, en la cual se diferencian claramente las causas de los sucesos o eventos, relacionándose con las preguntas del tipo ¿por qué sucedió dicho fenómeno?
Realiza preguntas dirigidas a establecer posibles relaciones argumentadas entre los diversos sucesos que conoce, postula alternativas de solución a los problemas planteados.
La fortaleza de los procesos que desarrolla el estudiante para resolver problemas
reside en su interés por aquellas actividades que inciden en la formación de
actitud científica y le ofrecen la posibilidad de construir su propio conocimiento.
Entre algunas de ellas, asumimos las propuestas en investigación, algunos de los
proyectos desarrollados por los estudiantes durante esta investigación, con la
asesoría del programa ondas (años 2006, 2008 y 2009 respectivamente, ver
anexo 4) y la participación con propuestas investigativas presentadas en otras
instituciones (año 2009, ver fotos anexo 6).
Ortiz (2009, p.20, 62) agrega que en las actividades del entorno sociocultural
escolar el estudiante despliega toda su capacidad creativa, y debe estructurar
situaciones problémicas que le brinden la posibilidad de emplear sus
conocimientos. Los indicadores son pieza clave de los procesos de apropiación
del conocimiento científico. En este sentido, los procedimientos metodológicos
son complemento de los métodos de enseñanza y son el insumo que le permite al
docente el logro de los objetivos por medio de la creación de actividades a partir
de las características de los contenidos para orientar las actividades de clase y
reforzar sus competencias científicas. Ortiz (2009, p.30) afirma además, que el
estudiante debe aplicar sus conocimientos en situaciones nuevas para él, es decir,
solucionar problemas cuya situación le es desconocida y por tanto debe concebir
el modo de su solución y construir los procedimientos necesarios para lograrlo.
La institución educativa como tal, tiene el compromiso de fomentar, en este
sentido, la curiosidad innata del estudiante, educar su mente, enseñarle a seguir
una línea de pensamiento de manera organizada, que le permita plantear dudas
lejos de argumentos basados en lógicas sin fundamento, a pensar y elaborar sus
planteamientos de manera autónoma, a desarrollar la capacidad de observación y
comunicación, a observar los hechos con espíritu científico y a ser objetivos,
puesto que las estrategias educativas teórico-experimentales son las que mayor
posibilidad tienen de estructurar en las mentes de los jóvenes su capacidad de
razonamiento.
2.1.3 Aprendizaje basado en problemas-ABP, una alternativa didáctica para
la formación de actitud científica.
Para contribuir a reorientar y enriquecer los procesos de la enseñanza de las
ciencias naturales, se presenta el enfoque didáctico contemporáneo Aprendizaje
Basado en Problemas (ABP), una alternativa didáctica que propone la formulación,
desarrollo y la solución de problemas en ciencias naturales como una propuesta
para generar actitud científica en los estudiantes.
Esta cuestión subyace en los planteamientos de García (1998), Hernández (2003)
y Ortíz (2009), entre otros, para los cuales el ABP propone un cambio significativo
en los esquemas mentales de los estudiantes y en su forma de ver el mundo o
contexto real a través de la resolución de problemas. Esta combinación de
saberes, naturaleza, contenidos de la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias y
conocimiento científico, desencadena en los jóvenes el desarrollo de sus
capacidades y habilidades con criterio científico.
En ese marco, se hacen a continuación unas precisiones conceptuales previas
sobre el problema, su naturaleza y su valor didáctico en la enseñanza de las
ciencias.
2.1.3.1. El problema
El propósito y validación del enfoque didáctico denominado Aprendizaje Basado
en Problemas- ABP, reside en la búsqueda de diversas alternativas de solución a
partir del análisis y recolección de información encontrada en diversas fuentes de
consulta que potencian, tanto el aprendizaje de ideas o nuevos conocimientos,
como también el desarrollo de las habilidades procedimentales que el estudiante
requiere para resolver un problema de naturaleza científica en su contexto real.
Haciendo uso de sus conocimientos científicos escolares, el estudiante desarrolla
habilidades, destrezas y actitudes durante el proceso de enseñanza y aprendizaje
de las ciencias.
Pero ¿qué es un Problema?
García (1998, p.54) asume la concepción de problema desde el grado de dificultad
que presente al individuo o desde el camino usado para su solución, es decir,
cuando corresponde a una situación estimulante para la cual el individuo no tiene
respuesta, o en segunda instancia, un problema se concibe como una situación
cuantitativa o no, que pide una solución y para la cual los individuos implicados no
conocen medios o caminos evidentes para obtenerla.
Pozo(1994, p.89-90), sostiene que existen discrepancias de contexto entre los
problemas escolares, los científicos y los cotidianos, podría decirse que mientras
algunos problemas escolares sólo se abordan durante los últimos años de
enseñanza, en la vida cotidiana el mismo tipo de problema puede resultar siendo
bastante común, a diferencia de los anteriores, el problema científico estriba en
explicar las leyes, los principios y la naturaleza que rigen un fenómeno físico o
químico que ha sido evidenciado como un problema. La comprensión y diferencia
entre estas clases de problemas se manifiesta principalmente en los
procedimientos de indagación utilizados. Al trabajar y estudiar, por ejemplo, con el
método científico en el aula de clase y emplearlo como estrategia didáctica para
resolver problemas escolares, suele hacerse de un modo particular, que difiere
marcadamente del modo en que los propios científicos resuelven, a través de la
utilización del mismo método, sus problemas.
La concepción de problema obedece también al conjunto de situaciones
novedosas dentro de las cuales los estudiantes deben obtener resultados o
soluciones, a través de un trabajo de indagación (fuentes de consulta),
experimentación (laboratorio de ciencias), desarrollo de procedimientos cognitivo-
lingüísticos (analogías, argumentación científica escolar, descripción), o cualquier
otro medio de naturaleza científica, que potencie su actitud hacia el aprendizaje de
las ciencias.
Valera (1999, p.88-89), afirma que usualmente es más difícil tomar conciencia y
formular un problema que resolverlo. Por eso, los equipos de investigación
científica dedican mucho tiempo y esfuerzo para elaborar la concepción, formular
el tema, definir la hipótesis, dejar listo el diseño de la investigación y su puesta en
práctica, con lo que culmina la primera fase del proceso de investigación: la
planificación. La elaboración de la problemática científico-investigativa no es un
mero atributo de indagaciones científico-tecnológicas, es una condición
indispensable para que toda actividad científica posterior sea exitosa.
Antes de enfrentar un problema cabría hacernos la pregunta de qué es y qué no
es un problema: Un problema no es un listado de alternativas previamente
elaboradas, el problema tiene la característica de sorprendernos, de crear en
nosotros conflicto cognitivo, y de mover nuestros esquemas de pensamiento,
algunas personas lo ven como un reto o un desafío, es una novedad. En
correspondencia con los planteamientos de Adúriz(2002, p.14) esta investigación
asume la concepción de problema como el conjunto de cuestiones que se
presentan en el proceso de formación de actitud científica, y que transforma cada
temática en problema de investigación y cada pregunta en un recurso más de la
clase de ciencias para generar, en la dinámica de los procesos de transposición
didáctica, movimiento en los esquemas mentales de los estudiantes y capacidad
de construir conocimiento científico escolar desde los fundamentos de las
ciencias. Que, además, en el marco de la autonomía escolar, le permite al
estudiante construir una representación de la ciencia y de la tecnología desde la
integración curricular, o desde la integración de los planes de área de la
institución, que conduzca a interrelacionar las disciplinas para generar una visión
más amplia de los conocimientos científicos y de cada una de las experiencias
problémicas.
En correspondencia con lo anterior Ortiz (2009, p.31), afirma que en el proceso de
asimilación de los conocimientos profesionales se produce la adquisición de
procedimientos, que en su unidad, conforman las habilidades profesionales, así
como también se adquieren habilidades relacionadas con la planificación, control y
evaluación de la actividad de aprendizaje al propiciar una actitud más reflexiva y
regulada en el estudiante. Cuando el estudiante aplica sus conocimientos a la
solución de cada temática o situación problema, entonces el estudiante interioriza
los problemas, se apropia del conocimiento externo que lo rodea y lo hace
mediante un proceso de participación activa que requiere del estudiante una
actitud mental positiva frente al aprendizaje de las ciencias naturales.
2.1.3.2. Creatividad y resolución de problemas en ciencias naturales.
Todas las personas tenemos formas distintas de expresar y desarrollar nuestra
creatividad, de pensar y de enfocar la realidad. El trabajo en equipo permite
desarrollar entre otras habilidades, la posibilidad de hacer que estas expresiones
de creatividad converjan en puntos comunes, dicho en palabras de Ponti (2010,
p.23), unas personas son creativas de una manera y otras de otra. En recientes
investigaciones del mismo autor, se otorga especial atención al uso de la
experimentación para demostrar las habilidades creativas como la imaginación y el
pensamiento lateral o características especiales de la creatividad como la
capacidad de asociación, la curiosidad intelectual, flexibilidad, originalidad,
capacidad crítica y la capacidad intuitiva.
García (1998, p.76), aduce que la creatividad es necesaria para la resolución de
problemas y desde esta perspectiva, el uso de la creatividad a cada individuo le
confiere la particularidad de explorar nuevos horizontes y dejar de hacer lo que
normalmente hace, la posibilidad de ser creativo de alguna manera implica romper
con la rutina; por este motivo la creatividad no sólo está relacionada con las
habilidades del pensamiento sino también de la personalidad: la
autodeterminación, la confianza en sí mismo, la capacidad de escuchar, el
entusiasmo, y el espíritu científico. Este aspecto debe ser especialmente
comprendido por el profesor de ciencias naturales y lo debe incorporar a sus
prácticas de enseñanza.
La formación en creatividad e innovación es igualmente importante, debe
transmitir a los estudiantes confianza en sus capacidades. No sirve de nada hacer
formación si no cambiamos las creencias que la gente tiene sobre estos temas.
La formación no es válida si no supone un cambio de actitud afirma Ponti (2010,
p.69). Si bien es cierto que enseñar ciencias es un arduo trabajo, también resulta
estimulante saber que es el docente de ciencias quien tiene la propiedad en sus
manos de transmitir y transformar la ciencia erudita en ciencia escolar.
En la resolución de problemas, la lluvia o tormenta de ideas se presenta como un
método o técnica creativa que permite, por así decirlo, desbloquear a aquellas
personas que han sido inhibidas en sus habilidades creativas de pensamiento,
porque en la lluvia de ideas participan todas las ideas sugeridas por muy
descabelladas o absurdas que parezcan, la lluvia de ideas se plantea lógicamente
con el propósito de obtener y seleccionar información suficiente para abordar un
problema y solucionarlo, así que todas las personas involucradas deben aportar
ideas creativas que puedan contribuir de alguna forma a la solución del problema.
En síntesis, resolver un problema de forma creativa requiere salir un poco de los
esquemas con los cuales usualmente enfrentamos una pregunta o un
cuestionamiento, nos permite ver un sinnúmero de posibilidades que antes no
habíamos considerado. El uso inteligente de la creatividad no sólo nos lleva a
resolver un problema sino a profundizar en el planteamiento original del problema,
de allí la importancia de aprender, aún más que resolver problemas, a plantearlos
correctamente y formularlos, de manera coherente y pertinente.
García (1998), concibe, además, la solución de un problema como “una actividad
crucial en las ciencias y la tecnología, y como un proceso prioritario para
desarrollar en los estudiantes las habilidades operacionales formales, el
razonamiento proporcional, el pensamiento lógico deductivo y el desarrollo de la
creatividad. La creatividad es lo que les permite a los individuos inventar su propia
cultura ligada de manera directa al proceso de resolver problemas, porque cuando
se resuelven verdaderos problemas, se crean soluciones, siendo también esencial
en el mundo moderno, porque es lo que le permite a los pueblos innovar y
transformar para competir en mejores condiciones con los otros países.
El Aprendizaje Basado en Problemas-ABP, no sólo se consolida como una
didáctica contemporánea, sino también como una teoría de la enseñanza y el
aprendizaje en sí misma, en este sentido tiene profunda incidencia en los
procesos de enseñanza y aprendizaje de las ciencias naturales y que además
contribuye a la formación de actitud científica. Gorbaneff ( 2007 ) plantea la
aplicación del ABP como una teoría que se emplea para construir conocimiento y
hacer que el aprendizaje del estudiante sea una experiencia significativa, de allí
que el estudiante construya, desde su marco de referencia, conocimiento cuando
le ve sentido.
El ABP ha sido difundido en áreas del conocimiento que van desde la medicina
hasta la economía, en este enfoque el profesor plantea el problema ante el alumno
de tal forma, que, para solucionarlo, el alumno se ve obligado a revisar la literatura
recomendada, encontrar el concepto o la teoría relevante, y aplicarlos para dar la
solución. El problema debe ser suficientemente estructurado como para poseer
una sola respuesta correcta. De lo contrario, cualquier opinión se hace válida y el
ejercicio contribuye poco al aprendizaje. Un problema bien planteado produce los
interrogantes y abre la polémica. Si los profesores logran organizar la discusión, la
emoción de la polémica rompe el hielo y obliga a los alumnos a formular sus
argumentos. En el proceso de la argumentación, se hacen visibles los vacíos
teóricos, que sirven al profesor para resaltar las definiciones y profundizar los
conceptos. Las teorías pierden la aspereza y se vuelven las herramientas
familiares y cómodas para abordar la realidad. De manera imperceptible, los
alumnos son atraídos a realizar una microinvestigación.
Un consenso de opiniones encontradas entre los investigadores en didáctica de
las ciencias, antes mencionados, permite señalar que la relación entre resolución
de problemas y creatividad, está dada en la medida en que también se inicie una
seria discusión sobre todo lo que tiene que ver con la invención, la creatividad y la
formulación de problemas como una forma más de adquisición y construcción de
conocimientos en ciencias naturales. Una discusión en la que se retome la
concepción inacabada de ciencia, en un proceso de construcción creativa y
permanente, generada por la solución de problemas en el contexto escolar real, y
los procesos de comprensión, argumentación, reflexión, análisis e investigación
que trae consigo dicha relación.
2.1.3.3. Naturaleza y finalidad del ABP
Para profundizar en la naturaleza del ABP y en todas sus orientaciones teóricas, la
presente investigación otorga especial atención a los planteamientos de
Hernández (2003), quien afirma que la concepción, en la cual se inscribe el ABP,
nos lleva a afirmar que este modelo implica fundamentalmente un cambio
didáctico más que un cambio metodológico. La transformación necesaria para
adoptar el ABP comienza cuando el docente de ciencias naturales reflexiona
sobre la finalidad no sobre los medios, las distintas finalidades de la enseñanza de
las ciencias entran en correspondencia con la concepción de ciencia escolar en
tanto que la ciencia escolar tiene que ver con la idea de alfabetización científica,
concebida en su forma más general como Educación científica para la ciudadanía.
Aquí el criterio de significatividad cobra un nuevo valor al establecer el problema
como hecho fundamental que activa el aprendizaje, pero ya no el problema como
conflicto cognitivo, sino el problema como hecho fundamental de la realidad que
enfrentan los seres humanos como comunidad. El ABP es una didáctica
contemporánea funcional que enseña a los estudiantes a solucionar problemas
reales y significativos.
Hernández (2003) crea equilibrio entre la solución de problemas cotidianos y los
problemas escolares incorporados a los métodos de enseñanza y aprendizaje de
la didáctica de las ciencias. Considera que el ABP es un desarrollo del currículo y,
además, un sistema instruccional que simultáneamente desarrolla estrategias para
solución de problemas y las bases y habilidades del conocimiento de la disciplina.
Los estudiantes desempeñan un papel activo en la solución de un problema, el
cual tiene más de una alternativa de solución similar a lo que ocurre con los
problemas del mundo real.
Entender a la propuesta del ABP como un cambio didáctico en la enseñanza de
las ciencias naturales, implica profundizar en su naturaleza como una didáctica
funcional y revisar desde allí las finalidades, los roles del maestro y del estudiante.
Según Hernández (2003, p.86), la perspectiva funcional del ABP permite privilegiar
las competencias operacionales como contenidos de aprendizaje de las ciencias,
el aprendizaje basado en problemas-ABP es una didáctica contemporánea
funcional, en el sentido que requiere de tareas de ciencias y experimentos que de
acuerdo con Pisa(2006, p.18) consisten en describir y explicar fenómenos
científicos, interpretar evidencias y conclusiones científicas y manifestar su
comprensión del proceso de investigación científica. Los problemas planteados
involucran contenidos y conceptos de la Física, la Química, las Ciencias biológicas
y las Ciencias de la tierra y el espacio.
Para Gorbaneff (2007), el ABP no sólo adopta la forma necesaria para la
resolución de problemas, sino también, se presentan en el los juegos de roles y
los experimentos. El problema es un minicaso que narra alguna dificultad
organizacional y conceptual. Para resolver el problema, los estudiantes se verán
obligados a acudir a la teoría y aplicarla, generando las habilidades propositivas.
Un juego de roles es un guión de teatro ideado con base en una situación
problemática organizacional. El "guión" se estructura de tal manera que, en el
proceso de la búsqueda de la solución, los protagonistas interactúen, negocien,
discutan, apliquen las teorías y las técnicas adecuadas y tomen las decisiones.
Los experimentos son unos "guiones" incompletos que se limitan a describir las
reglas de juego y asignar los roles a los alumnos. Los alumnos actúan según las
reglas anunciadas y llegan a ciertos resultados. Las decisiones que ellos toman y
los resultados a los cuales llegan, sirven al profesor para ilustrar el funcionamiento
de las leyes y los principios, contribuyendo a la formación de las capacidades
analíticas de los estudiantes.
Para Barell (1999), el aprendizaje basado en problemas tiene un enfoque
investigativo, debido a que puede definirse como un proceso de indagación que
resuelve preguntas, curiosidades, dudas e incertidumbres sobre fenómenos
complejos de la vida. Un problema es cualquier duda, dificultad o incertidumbre
que se debe resolver de alguna manera. La indagación por el alumno es una
parte integral importante del ABP y de la resolución de problemas.
La didáctica de las ciencias presenta un desarrollo histórico evidente en todos los
cambios que han marcado a las diferentes tendencias y enfoques didácticos que
buscan dar respuesta a las necesidades presentadas en la formación
contemporánea de los estudiantes en ciencias naturales. El Aprendizaje Basado
en Problemas –ABP- obedece a esta búsqueda y al sistema evolutivo de reflexión
y transformaciones que plantea el desafío para la educación científica en el siglo
XXI. El ABP tiene sus primeras aplicaciones en la Escuela de Medicina de la
Universidad de Case Western Reserve en Estados Unidos y en la Universidad de
Mc Máster en Canadá en la década de los sesenta. Este enfoque didáctico se
desarrolló con el objetivo de mejorar la calidad de la educación médica y supuso
un cambio de un currículum que se basaba en exposiciones del maestro, a uno
más integrado y organizado en problemas de la vida real.
Por otro lado, Majmutov (1983), desarrolló un sistema didáctico en las décadas del 60 y 70 en la antigua Unión Soviética, para lo cual estudió las experiencias de avanzada en su país, y creó un enfoque al cual designó “enseñanza problémica” que se define como la actividad del maestro encaminada a la creación de un sistema de situaciones problémicas, a la exposición, explicación y a la dirección de la actividad de los alumnos en la asimilación de conocimientos nuevos, tanto en forma de conclusiones ya preparadas, como el planteamiento independiente de problemas docentes y su solución. Algunos de estos planteamientos están enlazados con los procesos de búsqueda y construcción teórica para la
adquisición de nuevos conocimientos que hace la propuesta de intervención didáctica del ABP; en este sentido, elaboró estrategias didácticas utilizando la pregunta problematizadora desde la enseñanza problémica. El ABP admite el empleo de impulsos heurísticos que orientan la búsqueda, la inventiva, los hallazgos, el descubrimiento y la creatividad en el proceso de la solución del problema docente, estos son: las tareas problémicas y las preguntas problematizadoras, que pueden considerarse en algunos de los momentos de las etapas de desarrollo del Aprendizaje Basado en Problemas, de acuerdo con Ortiz (2009, p. 43, 48). Como propuesta educativa, el ABP asume que la finalidad del acto educativo
radica en desarrollar en el estudiante las habilidades necesarias para que pueda
resolver problemas reales: recolectar y analizar fuentes de información, analizar
situaciones reales desde una perspectiva teórica, proponer y evaluar soluciones
utilizando recursos disponibles, planificar y proyectar. Como propuesta didáctica,
establece que estos problemas tienen que ser significativos dentro del contexto de
un área de la actividad humana, es decir, que el enfoque didáctico ABP posee una
metodología y funcionalidad específicas, que les confieren a los estudiantes el
desarrollo y la potenciación de habilidades para enfrentar diversas situaciones
problema. Según Hernández (2003), el siguiente esquema relaciona las
habilidades implicadas en el desarrollo de la experiencia del ABP:
Esquema de relación de las Habilidades implicadas en el desarrollo de la
experiencia
Producción del
Modelo de
solución.
Elaboración de un
modelo de
solución.
Realización de un
informe final de
la solución del
problema.
Diseño y Discusión
de alternativas de
solución
Diseñar posibles
alternativas de
solución
Evaluación de las
mejores alternativas
y adopción de una
de ellas.
La inmersión de los
estudiantes en el
problema.
Identificación de
conocimientos
poseídos.
Definición y
estructuración del
problema.
Reunión y
distribución de la
información sobre el
problema
Evaluar
contenidos
Evaluar
Participaci
ón
Evaluar
contenid
os.
Evaluar
Particip
ación
El esquema que relaciona las habilidades implicadas en cualquier experiencia que
se realice utilizando como estrategia didáctica el ABP permite, entre otras
funciones, evidenciar una de las principales etapas del ABP que consiste en el
diseño y el desarrollo de la experiencia, ya que el sólo diseño de la experiencia,
requiere de la inmersión de los estudiantes en el problema, del diseño de
alternativas de solución y producción del modelo de solución.
En la puesta en escena de cada experiencia realizada en clase con ayuda del
ABP, es necesario una vez seleccionado el problema, pasar a la etapa del diseño
de la propuesta, en esta segunda etapa del ABP, se introduce a los estudiantes en
el problema de la investigación para que ellos hagan sus aportes y conceptualicen
las teorías que les servirán como fundamento para posteriormente, de forma
creativa, discutir las posibles alternativas de solución; en este sentido, la lluvia de
ideas, la pregunta problémica y la conversación heurística son de enorme
importancia; una vez unificados los criterios para solucionar el problema se recurre
a la elección y producción del modelo que mejor permite explicar el problema y
solucionarlo.
La última etapa del ABP es la construcción de la estrategia de solución, que da
cuenta de cómo funciona el modelo de solución, para que sirve y qué es lo que se
va a solucionar con este producto que en varios casos suele ser una innovación,
ya que innovar es una tarea colectiva, y que de acuerdo con Ponti (2010, p.73),
implica que todos los estudiantes que se den a la tarea de resolver un problema
estén involucrados con los procesos de innovación, lo que cada uno de ellos hace
en el proceso de solución de un problema está relacionado con la innovación y la
creatividad.
An
aliz
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n.
El rol del docente
El liderazgo del maestro en el ABP se concentra en la tarea de diseño, por eso es
instrumental, en el sentido que se adapta a las exigencias del contexto real en el
cual se desenvuelven los estudiantes en la escuela. En el perfil actitudinal del
maestro se privilegia el beneficio social del conocimiento, por eso es afiliativo, es
decir, que diseña estrategias que permiten conectar a los estudiantes entre sí. El
tutor infiere estrategias y tiene la responsabilidad de seleccionar el problema y
acompañar las etapas y metas de la experiencia del ABP, así como asesorar al
grupo en el diseño de la solución del problema.
La elección del problema supone la búsqueda de una situación significativa del
contexto de una comunidad humana, a partir de un núcleo o nodo extraído de la
estructura curricular. El diseño de la experiencia determina los roles desde los
cuáles se puede participar y las etapas de desarrollo de la experiencia con sus
metas y los contenidos asociados. El diseño de las actividades requeridas en el
desarrollo de la propuesta o estrategia didáctica que se presentan de forma
grupal, son parte fundamental del rol del docente así como la justificación de la
elección del problema.
El docente debe estructurar las etapas de desarrollo de la experiencia, teniendo
en cuenta los propósitos específicos y una selección de contenidos útiles para
alcanzar los objetivos diseñados. Las etapas de desarrollo se presentan en el
siguiente orden:
Inmersión en el problema: en esta etapa se pretende edificar una estructura teórica a partir de las experiencias de la vida cotidiana, la recolección de fuentes de información que permitan nutrir el desarrollo de la situación problema que se pretende abordar y, de este modo, definir la visión del problema que tiene cada uno de los sectores relacionados, definir el problema en torno a una pregunta de trabajo que integre los intereses de los sectores participantes y evaluar apropiación de contenidos.
Diseño y discusión de alternativas de solución: esta etapa permite esclarecer los elementos teóricos adquiridos, analizar las propuestas, evaluar las alternativas más viables y adoptar una vía de solución. Además, acordar una visión de los elementos, teóricos relacionados con el problema, realizar propuestas acerca de las características de las alternativas de solución desde la perspectiva de cada uno de los sectores implicados, generar alternativas diferentes de solución que armonicen de diferentes maneras las expectativas de los diferentes sectores.
Producción del modelo de solución: en esta etapa final se pretende generar un modelo de solución acorde y respaldada de argumentos extraídos de su proceso de investigación del problema durante la clase de ciencias naturales. Una opción podría ser la de generar una maqueta que presente el modelo de solución, diseñar un mapa conceptual para la presentación de los argumentos que respaldan la solución desde la perspectiva del grupo, o crear un experimento demostrativo que dé cuenta del proceso de solución del problema,
y que además sustente la producción del modelo, para motivar al estudiante y contribuir al desarrollo de actitud científica.
El rol del estudiante
En el ABP el estudiante participa como protagonista autónomo y afiliativo del
proceso, puesto que el conocimiento es socializado, se concibe como de utilidad
individual y social; sus relaciones de aprendizaje son más cercanas de unos con
otros, asumiendo un rol específico: es su tarea diseñar soluciones para un
problema apelando a fuentes de información.
En el contexto del ABP es determinante la autonomía regulada por el
conocimiento, porque es el estudiante quien decide cuales son los contenidos que
deberá estudiar con diferentes niveles de profundidad como así lo requiera la
resolución en clase de ciencias los problemas propuestos. Este perfil actitudinal es
la base y la meta del proceso: se requieren individuos con autonomía para
participar en éste, así no tendrán una figura de autoridad y pedirán que repitan la
lección. Sin embargo, tal como está diseñada esta didáctica, la autonomía tiene un
matiz especial, por eso la llamamos regulada. El regulador principal es el grupo
que, al asumir la tarea de diseño, conjuntamente necesita que todos los
participantes tomen posiciones personales, indaguen, cuestionen y, ante todo,
cumplan sus compromisos. El tutor en menor medida es regulador, no obstante,
al participar del proceso de evaluación, retroalimenta constantemente a cada
integrante del grupo.
El ABP como estrategia didáctica involucra procesos metacognitivos, la función de
la metacognición se podría comprender si analizamos las estrategias y habilidades
que se utilizan en clase de ciencias; por ejemplo en el caso de un equipo de
estudiantes: sus observaciones, sus interpretaciones, sus conclusiones acerca de
la solución que ofrece el estudiante a una situación problema o a un experimento
son propias o inherentes a este. Él, inicialmente, podría no ser consciente de la
estrategia que emplea. Sin embargo, el maestro hace que sea consciente del tipo
de estrategia que emplea, de esta forma puede llegar a identificar y desarrollar
procesos metacognitivos.
En el caso de la ABP y su relación con la metacognición es el estudiante quien
debe ser maestro y aprendiz al mismo tiempo, es él quien realiza la doble función.
Primero desarrollando y perfeccionando los procesos básicos (habilidades
cognitivas básicas) con la ayuda de técnicas de aprendizaje. En segundo lugar, el
estudiante ha de tener unos conocimientos específicos del contenido a aprender.
El saber planificar, regular y evaluar qué técnicas, cuándo y cómo, por qué y para
qué, se han de aplicar a unos contenidos determinados con el objetivo de
aprenderlos hace que el aprendiz se vuelva estratégico.
Para Soto (2003, p. 28), el concepto de metacognición enmarca la indagación
sobre cómo los seres humanos piensan y controlan sus propios procesos de
pensamiento. Y, en esta propuesta, dicha concepción se aproxima a cómo los
estudiantes son conscientes de sus procesos de aprendizaje en la medida en que
avanzan durante el proceso de solución de una experiencia o situación
problémica, estos procesos son abordados de forma creativa e innovadora a
través del enfoque de la didáctica problematizadora.
En consecuencia, la propuesta didáctica prevista para este capítulo, considera las
categorías de la didáctica general y las categorías de la didáctica
problematizadora presentadas mediante el enfoque del Aprendizaje Basado en
Problemas. Estas categorías establecen una amplia relación entre el manejo de la
ciencia y la tecnología al servicio de la comunidad educativa.
Ortiz (2009, p.29), afirma sobre lo anterior que los estudiantes, guiados por los
docentes, afrontan la solución de problemas nuevos para ellos, a causa de lo cual
aprenden a construir, asimilar y apropiar conocimientos de manera creativa e
independiente, es decir, que aprenden a utilizar estos conocimientos y a
conquistar la experiencia de la actividad creadora. Esa es la característica central
de la propuesta de mejoramiento que se expone a continuación.
2.2. Propuesta didáctica para la formación de actitud científica. Esta parte de la investigación se concibe como el “polo a tierra” que articula los desarrollos teóricos de la tesis y el trabajo de aula del maestro de ciencias naturales. Por ello, se ha concebido y desarrollado como una orientación e invitación al maestro para que asuma el ABP como una de las alternativas didácticas contemporáneas de mayor impacto en la didáctica de las ciencias naturales y de las matemáticas. En ese sentido, es necesario plantear previamente las siguientes precisiones:
La propuesta se instala en el propósito central de esta investigación: contribuir a desarrollar actitud científica en el estudiante, a partir de la resolución de problemas en clase de ciencias naturales.
El referente didáctico corresponde con lo desarrollado por el enfoque didáctico “Aprendizaje Basado en Problemas” (ABP), (De Zubiría, 2003). La investigación se propuso enriquecer esta perspectiva didáctica con dos elementos de la didáctica problematizadora: las categorías y las
estrategias didácticas problematizadoras (Ortíz, 2009). La didáctica problematizadora es una tendencia del ABP, particularmente desarrollada por pedagogos cubanos, aplicada a la didáctica de las matemáticas y didáctica de las ciencias naturales especialmente.
Igualmente, esta investigación entendió la necesidad de enriquecer la perspectiva didáctica de la evaluación en el ABP, para ello asumió una naturaleza formativa-cualitativa de la evaluación, estableció unos ejes temáticos objetos de evaluación y formuló unos criterios e indicadores de evaluación, específicamente orientados al profesor de ciencias naturales. Este proceso asume el referente teórico de la evaluación como juicios de valor (De Zubiría, 1995). Este desarrollo se hace en el tercer capítulo.
La formación de actitud científica, como condición de calidad para la enseñanza y
el aprendizaje de las ciencias naturales, se asume como el eje central de la
presente investigación. Su proceso de formación y la determinación de su estado
actual en la institución educativa, subyace a la problemática abordada en esta
propuesta. Especialmente, porque se comparte la idea que el desarrollo de actitud
científica a partir de la enseñanza de las ciencias naturales, debe propiciar una
inclinación cultural favorable de maestros y estudiantes, para explicarse en forma
científica los fenómenos de la naturaleza que ocurren en su cotidianidad, al igual
que debe promover el desarrollo progresivo de su cultura científica.
Los resultados hallados durante el proceso de indagación acerca de la cultura científica institucional y de los procesos de formación en ciencias naturales, permitieron estudiar con más profundidad el proceso de enseñanza de las ciencias en relación con la formación de actitud científica, examinado desde las prácticas cotidianas de aula, las salidas de campo y el desarrollo de proyectos pedagógicos transversales: educación ambiental, aprovechamiento del tiempo libre, educación sexual para la vida y, especialmente, en la formulación de proyectos de investigación formativa auspiciados por el programa Ondas (COLCIENCIAS) y el interés por el mejoramiento de las prácticas de laboratorio. Este proceso permitió evidenciar que en la institución se promueve una disposición de apertura frente a los replanteamientos sobre la enseñanza y el aprendizaje en general. Sin embargo, las representaciones sociales de los estudiantes (respecto a las ciencias naturales y su enseñanza), no se expresan articuladas a un proyecto institucional de formación de cultura científica, especialmente, como producto de un proyecto pedagógico centrado en formar al estudiante en ciencia, tecnología e innovación, articulado a una política nacional y a la construcción de la sostenibilidad ambiental, el uso inteligente de la energía, los recursos naturales y el desarrollo de una postura favorable hacia las ciencias y la investigación científica formativa en la escuela.
El diagnóstico reveló algunas de las dificultades presentadas en el aula, en
relación con la generación de actitud científica. Se presenta la falta de publicación
y socialización de los avances y experiencias académicas, eventos científicos, la
inoperancia de las pequeñas comunidades académicas (en formación) de
estudiantes y maestros de ciencias naturales en la institución, la desintegración
curricular institucional que se manifiesta en la escasa comunicación con los
departamentos de cada una de las áreas y con otras instituciones para establecer
convenios, organizar eventos y desarrollar proyectos que permitan transcender las
fronteras de lo institucional hacia lo interinstitucional. No existe registro, ni
seguimiento, ni apoyo y acompañamiento de los procesos que en la institución se
generan. En consecuencia, se observa la ausencia de la mayoría de los
estudiantes y profesores en los procesos de participación y formación en
investigación, afectados por la falta de apoyo económico y respaldo por parte de
los directivos de la institución.
Este resultado, además, revela la necesidad de incluir la formulación e
implementación de estrategias de comunicación, el desarrollo de redes de
conversación académica y la apertura a redes de información que constituyen uno
de los principales objetivos del programa ondas de Colciencias. De algún modo,
esta directriz debe hacer parte de las políticas y del modelo pedagógico
institucional para el avance y transformación de la enseñanza de las ciencias.
Igualmente, es necesaria la inclusión de situaciones problema que fortalezcan el
desarrollo de estrategias pedagógicas en el aula, faciliten la recreación de
ambientes o contextos que favorezcan la reflexión, la investigación, la
experimentación y la participación en el mundo científico para propiciar en los
estudiantes procesos de formación y apropiación creativa, dinámica e innovadora
de una cultura científica que favorezca el pleno desarrollo del pensamiento
hipotético- deductivo presente en los procesos científicos.
Se trata de, según Adúriz (2002, p.106), asumir la resolución de problemas en los
procesos investigativos escolares, fortalecer los procesos de educación científica
con la ayuda de disciplinas como la epistemología y la didáctica de las ciencias,
pues ellas reconocen que el objetivo de las ciencias no es otro que el abordaje de
problemas y que la enseñanza de las ciencias debe tener como fundamento la
formación de actitud científica mediante procesos de investigación escolar. La
enseñanza de la resolución de problemas como investigación escolar se vincula
con la realidad cotidiana de los estudiantes, ocupa un lugar intermedio entre el
pensamiento del estudiante y el pensamiento del mundo de la ciencia.
Superar este balance del diagnóstico requiere que la propuesta didáctica tenga
como propósito la formación de una cultura favorable hacia el aprendizaje de la
ciencia. Por ello, el propósito de la propuesta didáctica fundamentada en la
didáctica contemporánea- Aprendizaje Basado en Problemas -ABP, es contribuir a
la formación de actitud científica y a la resolución de problemas del contexto
científico escolar y, de igual modo, a mejorar los procesos de comprensión de los
principios teóricos de las ciencias naturales para favorecer los procesos de
investigación formativa de los estudiantes; es decir, haciendo que ellos participen
en forma propositiva en la construcción de su propio conocimiento y así desarrollar
sus capacidades para entender el medio natural en que viven, razonar sobre los
fenómenos naturales que lo rodean y tratar de explicarse las causas que los
provocan.
Según García (1998, p.75-77), para desarrollar estas capacidades es necesario
que el docente propicie la discusión entre los propios estudiantes, que abra un
espacio que estimule el debate acerca de las contradicciones encontradas y que
compartan sus conocimientos y sus representaciones sobre los fenómenos
naturales. Los estudiantes aprenden mucho de lo que otros estudiantes iguales a
ellos saben y de lo que no saben, de sus argumentos y de sus errores, porque las
ideas de otro estudiante están cerca de lo que ellos mismos pueden razonar y
comprender.
La experimentación sobre los fenómenos naturales que llamen su atención y
despierten su curiosidad, permite que comparen lo que se imaginan que va a
ocurrir en una situación con lo que ellos pueden percibir y además confrontar sus
explicaciones con las explicaciones de otros compañeros. En consecuencia, así
no lleguen a los conceptos como los entiende la ciencia, se pretende que
evolucione su forma de ver las cosas y de explicarse por qué ocurren. Este
proceso es generado a través del aprendizaje basado en problemas y el desarrollo
de aspectos específicos de la didáctica problematizadora. Es el punto nodal, el
origen de la formación progresiva de una cultura científica en el estudiante.
La propuesta toma como referente conceptual los desarrollos teóricos e
investigativos en torno a la problemática asociada a la enseñanza y aprendizaje
de las ciencias naturales focalizadas en los procesos que inciten al desarrollo del
espíritu científico, la investigación, la innovación, la construcción de modelos
explicativos y estrategias de laboratorio que favorezcan la recolección y análisis
de información, representación e interpretación de informes, la construcción de
hipótesis que actúen como alternativas de solución y estimular así, la formación y
el desarrollo de la una cultura científica en los estudiantes.
El desarrollo coherente de estos procesos es lo que contribuye a mejorar la
calidad de la formación de actitud científica en clase de ciencias naturales que,
según Ortiz (2009, p.97), debe asumirse como la actividad docente en la cual los
estudiantes guiados por el profesor, se enfrentan a problemas de su contexto
mediante tareas docentes en función de apropiarse de diversos contenidos
conceptuales, procedimentales y actitudinales, los mismos que orientan las
competencias científicas, generando capacidades para indagar, explicar, e
interpretar los fenómenos de la naturaleza y adoptar, desde los fundamentos de
las ciencias naturales, una postura científica con respecto a los problemas
confrontados.
La propuesta plantea un conjunto de elementos que deben tener en cuenta los
docentes a la hora de concebir, planear y desarrollar una clase de calidad con el
ánimo de favorecer los procesos de comprensión de las ciencias naturales y la
formación de actitud científica en los estudiantes, el estímulo de la creatividad y la
innovación que caracteriza el pensamiento científico.
En este sentido, la propuesta asume como referentes teóricos autores como
Adúriz (2002, 2005), García (1998), Hernández (2003), Pozo (1997),Ortiz (2009) y
Majmutov (1983),que desde las tendencias en didáctica de las ciencias naturales y
las didácticas contemporáneas como el ABP, orientan la perspectiva científica de
la propuesta: la formación de actitud científica en los jóvenes estudiantes de
educación media como requisito sine qua non para la formación de una cultura
científica en la escuela.
La estructura teórica incorpora, en el marco del ABP, categorías de la didáctica
problematizadora y el desarrollo de la clase en el marco de los lineamientos
generales del ABP; incluye una propuesta de plan de clase para la apropiación de
los contenidos relacionados con el desarrollo de pensamiento científico en clase
de ciencias naturales. Todos estos aspectos sumados a los ya mencionados
componen el cuerpo de la propuesta.
2.2.1 Desarrollo didáctico de la propuesta
Es posible afirmar que la esencia de la enseñanza en el marco del aprendizaje
basado en problemas consiste en lograr que en las diferentes formas de la clase,
los estudiantes, guiados por el profesor, sean capaces de comprender los
problemas de la realidad, introducirse en el proceso de investigación y solución de
problemas al generar como resultado el aprendizaje y el alcance de forma
independiente de los conocimientos, para que puedan utilizarlos en la solución de
nuevos problemas. Esta propuesta orienta a los estudiantes hacia el desarrollo de
sus procesos de asimilación y apropiación consciente del conocimiento y, en
consecuencia, permite el desarrollo de su pensamiento científico.
El marco teórico de la propuesta, además de lo ya asumido como referentes
teóricos, incorpora como desarrollos teóricos emergentes las categorías de la
didáctica problematizadora, las estrategias didácticas problematizadoras, algunas
de las condiciones psicopedagógicas problematizadoras, y el diseño didáctico del
plan de área esencial en el desarrollo de la clase en la didáctica problematizadora.
Todos ellos, elementos esenciales para aportar una solución al problema de la
investigación formativa en el aula, sin la cual no se podrá generar alfabetización
científica.
La propuesta didáctica asume las categorías de la didáctica problematizadora
planteada por Ortiz (2009), para ser articuladas a la estructura teórica del ABP
formulada por Hernández (2003); en razón a que las categorías de la didáctica
problematizadora profundizan y enriquecen en mayor proporción cada uno de los
aspectos que aborda el enfoque del ABP, otorgando una nueva mirada que
resignifica las etapas del proceso didáctico problematizador.
2.2.1.1. Categorías didácticas Problematizadoras:
El ABP, como una didáctica problematizadora, se considera en esta investigación
como el enfoque adecuado y útil para trabajar en función de la construcción,
asimilación consciente y apropiación creativa de los conocimientos por parte de
los estudiantes; por ello, la tesis incorpora las categorías didácticas
problematizadoras como aspectos sustanciales para el logro de este propósito
formativo. En ese marco, las categorías didácticas problematizadoras se asumen
para enriquecer la especificidad de la enseñanza de las Ciencias Naturales desde
el ABP y bajo la orientación de las categorías didácticas generales. Ello explica el
abordaje de estos tópicos de la didáctica general en el cuerpo de la propuesta. La
investigación asume las siguientes categorías de la didáctica problematizadora:
2.2.1.1.1. Situación problémica
En esta investigación la situación problémica se asume como el estado inicial del
pensamiento del estudiante, en el cual descubre que se encuentra ante una
contradicción que debe ser superada para dar solución al problema científico
abordado. Esta situación genera una reacción de tensión intelectual en el
estudiante que lo invita a investigar y descubrir todo aquello que no sabe, que lo
impulsa a resolver el problema, abriéndose paso ante la contradicción para
enfrentar el problema.
El docente - investigador asume como tarea en su proceso pedagógico, las
estrategias didácticas problematizadoras que le permitan crear ambientes de
trabajo y aprendizaje para la reconstrucción del conocimiento científico en clase,
ello potencia la formación de actitud científica en los estudiantes, en la medida
que enfrenten situaciones problémicas y sean orientados en su solución. La
situación problémica, por su parte, es considerada como un estado psíquico de
dificultad intelectual que se logra cuando en el problema que está resolviendo el
estudiante no puede explicar un hecho mediante los conocimientos que tiene y
debe, por lo tanto, buscar un procedimiento nuevo para actuar. Por ello las
situaciones problémicas estimulan el desarrollo del pensamiento divergente y
creativo, además, son situaciones que se forman durante el proceso del
conocimiento en las que las contradicciones dialécticas se reflejan en la relación
contradictoria entre el sujeto cognoscente y el objeto del conocimiento científico,
en la dinámica del proceso de aprendizaje basado en problemas, en las
discusiones que se generan en torno a la comprensión de los nuevos
conocimientos y nuevos razonamientos que debe incorporar el estudiante en sus
estructuras mentales. Estas situaciones reflejan una contradicción entre el
conocimiento conocido y lo desconocido de cierta parte de la realidad por parte del
sujeto investigador, se revelan como choques de dos juicios o razonamientos que
se niegan mutuamente.
Por ejemplo, en el curso de la investigación, algunas de las situaciones
problémicas presentadas en clase de termodinámica (ver anexo 7) se hicieron
evidentes al formular las siguientes preguntas problémicas:
1. ¿Cuando se suministra calor a una sustancia, siempre aumenta su temperatura?
2. ¿Bajo qué circunstancias aumenta la temperatura al suministrar calor a una sustancia?
Los estudiantes empezaron a formularse alternativas de solución o hipótesis
acerca de lo que sucedería si cambiaran las condiciones de temperatura, o
qué sucede con un cuerpo o sustancia que podría cambiar de fase cuando se
somete al calor, y posteriormente a la experiencia de laboratorio, ellos
explicaron que la temperatura de una sustancia no varía durante el tiempo en
el cual la sustancia cambia de estado, como ocurre en el estado de fusión,
para el cual se experimentó con un helado sometido al calor durante su
cambio de fase de sólido a líquido, y se utilizó un termómetro para determinar
si efectivamente existían cambios en la temperatura. Al comienzo de la
experiencia aumentó la temperatura del Helado pero cuando empezó a
derretirse se mantuvo constante su temperatura durante el cambio de fase. En
términos generales los equipos de trabajo coincidían en afirmar que: cuando
los cuerpos o sustancias experimentan un cambio de fase a través del
suministro de calor, la temperatura permanece constante, es decir, que durante
los cambios de fase la temperatura no varía.
De lo anterior es importante rescatar que es necesario que los problemas
seleccionados por el docente sean pertinentes y contextualizados, que apunten
hacia los objetivos de la clase de ciencias, puesto que deben obedecer a la
necesidad del estudiante para observar, experimentar y argumentar. Por lo tanto,
algunos de los aspectos que deben caracterizar las situaciones problémicas son:
la situación problémica es planteada por el maestro al formular a los estudiantes la contradicción, es algo que se debe resolver porque no se entiende bien, es confuso y, en consecuencia, genera contradicción o conflicto para ellos. Puede concluirse que la situación problémica en el aprendizaje de las Ciencias naturales surge a partir de la contradicción que se genera en el estudiante frente a un nuevo fenómeno que no puede explicar o resolver a través de los conocimientos que posee o procedimientos que conoce acerca de la ciencia y tiene que buscar otros para resolverlo, ya sea en la institución
educativa o en el contexto social que le rodea.
De acuerdo con Ortiz (2009, p.34-35), el momento en el cual el hombre enfrenta una situación problémica, es cuando aparece en él la necesidad de comprender algo; así mismo, como las situaciones problémicas se presentan a través del problema de investigación, entonces, el proceso de enseñanza y aprendizaje comienza inmerso en un problema de investigación en el que los estudiantes participan en la situación problémica seleccionada por el profesor y deben aportar conocimiento científico vital para su comprensión. 2.2.1.1.2. El problema docente (Conflicto cognitivo)
El profesor ha de asumir que la forma más concreta para que el estudiante
identifique y comprenda una contradicción es enfrentarlo a la solución del
problema. Por ello, el conflicto cognitivo ha de crearse en clase entre lo que se
conoce y la falta de conocimiento científico, es ello lo que evidencia la
contradicción y genera el conflicto que incita a los estudiantes a resolver el
problema, Si el estudiante no comprende la contradicción, no es posible que
comprenda el problema y, mucho menos, que lo resuelva. Solo cuando el
estudiante asimila la contradicción, la hace suya, el profesor puede asumir que
comprendió el problema, que puede establecer lo que conoce y lo que le falta
conocer para poder resolverlo. Ello lo estimulará a trabajar en forma más planeada
su proceso de solución.
En el desarrollo de esta experiencia investigativa se abordó como tema de
enseñanza y aprendizaje el problema relacionado con la pregunta ¿Cómo es
posible aprovechar los elementos eléctricos reciclados para el diseño de un
circuito eléctrico en serie? (ver numeral 2.2.2.1.). Este proceso permite observar
una relación de saberes entre el sujeto y su objeto de estudio, relación que
produce el desarrollo de procesos de transformación de sus concepciones en un
nuevo conocimiento, y que, potencialmente, lo traslada a considerar nuevas
situaciones.
En este contexto de aprendizaje de las ciencias es especialmente importante tener
en cuenta el planteamiento inicial del problema, que de acuerdo a sus
necesidades debe ser replanteado y exige de los estudiantes innovadoras
propuestas o alternativas de solución. Desde esta perspectiva, y a partir de los
desarrollos didácticos alcanzados por el docente de ciencias, se debe considerar
especialmente la selección de los problemas que presentan a los estudiantes
apreciando tanto el conjunto de conocimientos que se requieren para su solución
como también, afirma Adúriz (2005,p.12), la naturaleza del problema científico
como resultado de la reflexión teórica y práctica a la cual se ha visto avocado el
docente, puesto que no todos los estudiantes experimentan el mismo grado de
interés hacia el problema seleccionado.
Ortiz (2009:41) plantea que la solución del problema docente depende de la
actividad investigativa del estudiante en torno a la situación problémica que originó
la contradicción. El problema se identifica como una contradicción, por lo tanto, no
es posible que los estudiantes identifiquen el problema si no asimilan la
contradicción.
Todos los problemas se pueden extractar de la vida real, es a este contexto social donde el profesor debe conducir a los estudiantes con el propósito de solucionarlos. En este escenario ha sido posible que el docente de ciencias presente o seleccione el problema que deben solucionar sus estudiantes, pero también, se da libertad a los estudiantes para que ellos puedan planteárselos a sí mismos, así serán de mayor agrado y pueden aportar mucho más a su solución. Debe tenerse en cuenta que “no es un problema para la ciencia, la técnica, o para el profesor, sino para el estudiante, que asume el papel de hombre de ciencia […] con vista a hallar la solución con la orientación del profesor” Baró (1997: 5, citado por Ortiz, 2009: 42) . El ABP crea construcción, reconstrucción y deconstrucción del conocimiento. En el
marco de este enfoque, el aprendizaje por resolución del conflicto cognitivo se
apoya en los contenidos que están organizados o presentados en forma de
situaciones problema; se dice que la situación problematiza porque contribuye a
generar cierta inestabilidad al solicitar nuevos requerimientos o conocimientos,
más información, y la necesidad de expandir su campo de conocimiento, en tanto
que el estudiante necesita crear nuevas relaciones entre sus saberes previos y el
nuevo conocimiento.
2.2.1.1.3. La tarea Problémica
La investigación asume como tarea problémica el conjunto de actividades elegidas
para la búsqueda cognoscitiva (salidas de campo, prácticas o experiencias de
laboratorio, debates, lluvia de ideas y exposiciones, formulación de preguntas,
proyectos de investigación, solución de problemas, entre otras) cuya ejecución
conduce a buscar los datos para la solución del problema que se originó ante la
contradicción del contenido de la enseñanza.
Al respecto, esta propuesta privilegia las prácticas de laboratorio como actividad
capaz de potenciar el desarrollo de actitudes positivas hacia el aprendizaje de las
ciencias y que permite en sí misma el desarrollo de tareas complejas que
requieren de la experimentación, la argumentación, la demostración, la
elaboración y sustentación de informes de laboratorio; además, fortalece los
espacios para el trabajo en equipos y para publicar o comunicar los hallazgos o
descubrimientos científicos escolares. La discusión sobre los resultados obtenidos
en laboratorio generan la capacidad de inferir o extraer conclusiones una vez se
evalúa la actividad. La ejecución de este tipo de tareas es lo que contribuye a la
solución de los problemas propios de la enseñanza de las ciencias naturales en el
laboratorio.
En el desarrollo del proyecto se evidenció que los estudiantes tienen facilidad para
realizar procesos de observación, de análisis y síntesis y, en especial, la
capacidad de someter a prueba o experimentación varios de los postulados
científicos vistos a la luz de los contenidos y los objetivos de la clase de ciencias.
La clase de ciencias experimental (en el laboratorio), conduce a la
experimentación o puesta a prueba de las teorías científicas. La tarea de
investigar y experimentar en el laboratorio de ciencia conduce a que los
experimentos permitan estimular el desarrollo de la independencia cognoscitiva en
los estudiantes y de esta manera, trabajar dando un enfoque de problema a los
contenidos que se van a estudiar, pues queda abierto un interrogante al inicio del
experimento, que incita y estimula a los estudiantes hacia el saber, a participar en
su construcción. Desde el punto de vista psicológico, su importancia está dada en
que el estudiante percibe directamente las propiedades del objeto científico o
fenómeno natural determinado y pone en funcionamiento varias vías perceptivas,
por lo que la representación del fenómeno será más próxima a la realidad y
estimulará los procesos de: memoria, atención y la esfera emotiva o impulso de la
voluntad, lo que favorece resignifica el aprendizaje. El estudiante que realiza el
experimento siente que descubre aspectos de las Ciencias naturales que para él
eran desconocidos o que había observado con anterioridad pero no había podido
explicar.
Se puede afirmar que el docente de ciencias debe aprender a plantear problemas
de manera metacognitiva, es decir, debe hacerse a sí mismo las preguntas de
investigación, resolverlas y valorar la calidad del proceso, tal como lo exigirá a los
estudiantes; las tareas no lo son simplemente para el estudiante también deben
ser asumidas por el profesor. De tal forma que el maestro ha de ser el primero en
experimentar una situación problémica para enseñar cómo abordar el problema en
estudio.
Ortiz (2009, p.43), plantea que la tarea es el factor fundamental de la búsqueda
cognoscitiva. En el problema docente sólo se conoce la contradicción entre lo
nuevo y lo conocido, lo cual provoca que lo desconocido se convierta en lo
buscado, pero los datos para encontrar la solución no aparecen en el problema,
éste debe resolverse mediante la ejecución de tareas; las tareas problémicas se
definen como las acciones que se organizan para la búsqueda de elementos
nuevos, en cuya base subyace la contradicción entre lo que hay y lo que el
estudiante quiere buscar.
Por tanto, las tareas variadas como la formulación de preguntas, las prácticas de
laboratorio, las salidas de campo, las lluvias de ideas presentes en los debates,
las exposiciones problémicas y sustentaciones de informes de laboratorio entre
otras, deben desarrollar actividades con diferentes niveles de exigencia que
conduzcan a la aplicación del conocimiento en situaciones conocidas y
desconocidas, que promuevan el esfuerzo intelectual del estudiante y lo
conduzcan a etapas de desarrollo mental superior. Frente al desequilibrio cognitivo
que surge en el estudiante durante este proceso, se requiere construir nuevas
relaciones y nuevas respuestas a sus preguntas en la clase de ciencias naturales.
El desarrollo de tareas en la clase de ciencias naturales consiste en que los
estudiantes bajo la dirección del profesor, se introduzcan en el proceso de
búsqueda de soluciones, para lo cual y gracias a ello, aprenden a adquirir
conocimientos científicos y habilidades de forma independiente, a aplicar los
conocimientos y a desarrollar la experiencia de la actividad creadora. En esta
medida, las preguntas y situaciones problémicas también se convierten en tareas.
Al respecto García (1998, p.58-59) argumenta que la tarea puede ser definida
como una acción cognoscitiva que se lleva a cabo dentro de un proceso que
obedece al fin de dar solución a un problema, de este modo desde la formulación
del problema devienen las tareas.
Además, las tareas que se elaboren durante el desarrollo del trabajo colaborativo
de los estudiantes, deben caracterizarse por permitirles aprender a trabajar o
hacer juntos las tareas académicas, responder a un carácter desarrollador
expresado en las potencialidades de las mismas para reforzar el sentido de la
pertenencia hacia su país y su enorme riqueza ecológica, el desarrollo de
sentimientos de protección y conservación de la naturaleza, es decir, que las
tareas están conectadas desde las asociaciones de ideas que surgen a partir de
los contenidos fundamentados en la relación ciencia, tecnología y sociedad.
Hernández (2003, p.100-103), afirma que el ABP incluye tareas específicas tanto
para docente como para el estudiante. Para el caso del docente de ciencias la
presente investigación propone las siguientes tareas fundamentales: la selección
del problema científico, el diseño de la experiencia relacionada con los contenidos
de la clase y la construcción de la estrategia de enseñanza y aprendizaje que
conducen al proceso de apropiación de los conocimientos científicos y a la
solución colectiva y participativa de las situaciones problemas, enriquecidas por la
investigación formativa de los grupos de trabajo en los cuales se ha distribuido la
clase de ciencias; para generar interés en el estudiante hacia una cultura
científica, y en el docente de ciencias una mayor contribución hacia todo lo que
tiene que ver con las nuevas tendencias en ciencia y tecnología. Esto propiciará
un ambiente de trabajo académico propicio para la discusión, el análisis y aportes
a la solución del problema.
Por ello, en este proceso las tareas para el estudiante se traducen en
responsabilidades como:
Elegir el rol para participar en el diseño de solución del problema. Consultar las fuentes de información y participar en las actividades que contribuyan a
conocer la realidad del problema. Participar en la discusión orientada a definir la estructura del problema. Proponer alternativas de solución. Participar activamente en la construcción del modelo de solución Sustentar con el grupo la deseabilidad del modelo de solución escogido (Hernández,
2003: p.103).
Asumir las tareas en términos de responsabilidades permite al estudiante de la
clase de ciencias y al docente investigador, entre otras opciones, mantener una
actitud investigadora en las aulas, compartiendo recursos (por ejemplo, a través
de las webs docentes, los experimentos colectivos, la información colectada en
las fuentes bibliográficas, el desarrollo de proyectos Ondas-Colciencias, etc.),
observando y reflexionando sobre la propia acción didáctica y buscando
progresivamente mejoras en la investigación formativa en ciencias naturales a
partir de sus progresos en la resolución de problemas.
2.2.1.1.4. La pregunta problémica:
La pregunta problémica expresa de manera específica y concreta la contradicción,
es decir, permite que el estudiante evidencie lo que sabe como conocimiento
previo y la falta de conocimiento para resolver lo que le pide el problema. El
correcto planteamiento de la pregunta es definitivo para estimular en el estudiante
su pensamiento creativo y divergente que orientará su reflexión en el proceso de
apropiación del nuevo conocimiento.
La pregunta problémica de la didáctica problematizadora, guía a los estudiantes
en el análisis, así que seleccionar y planificar una situación problema exige
saber hacia dónde vamos profesor y estudiante, esto implica identificar los
propósitos del aprendizaje implícitos en un problema específico y que serán
nuestra guía durante el proceso de desarrollo del problema, y el comprender sus
alcances con una evaluación que sea un indicador real de la situación. En el caso
particular de la investigación, implica tomar el rumbo central del para qué
enseñamos ciencias naturales y cómo enseñamos ciencias para formar en los
estudiantes actitud científica. A través de la pregunta problémica, el proceso de
aprendizaje de las ciencias debe conducir a los estudiantes a vincular el nuevo
conocimiento con sus saberes previos, contribuyendo al desarrollo tanto del
pensamiento científico como de la creatividad.
La pregunta problémica es, en este sentido, una herramienta que permite a los
alumnos aproximarse al problema y esa tarea de acuerdo con Adúriz (2002, p. 81)
puede llevarles varios períodos de desajuste, pero ese esfuerzo por captar la
totalidad de la situación es esencial. Los alumnos tienen que sumergirse en el
desorden creador a fin de que puedan experimentar lo que es intentar algo, llegar
a resultados incompletos y desear saber más antes de ponerse a elaborar una
solución final y, a partir de ella, producir nuevo conocimiento (innovación), puesto
que una innovación científica consiste en un salto creativo que permite trasladar
una idea establecida a un contexto novedoso.
En el transcurso de la investigación, por ejemplo, ello fue evidente cuando los
alumnos de la clase de ciencias del grado 10 o ciclo 5 (ver anexo 7) se sumergían
en preguntas como:
3. ¿Bajo qué circunstancias aumenta la temperatura al suministrar calor a una sustancia?
Los estudiantes debían tener en cuenta características de algunos de los estados
de la materia como el calor latente de fusión, que es el calor necesario para
cambiar de fase del estado sólido al líquido. Igualmente debían probar que una
sustancia experimenta un cambio de temperatura cuando absorbe o cede calor al
ambiente que le rodea. Sin embargo los estudiantes no lograban entender en
esencia como el calor pasaba de una sustancia a otra, mientras se liberaba calor y
como el helado absorbía calor pasando a un nuevo estado de agregación de la
materia, este conflicto cognitivo vivido por los estudiantes se resolvió en el
momento que los estudiante midieron la temperatura con el termómetro y
descubrieron que cuando una sustancia cambia de fase absorbe o cede calor sin
que se produzca un cambio de su temperatura. Todas estas concepciones
(cambio de fase, temperatura, fusión) apropiadas por los estudiantes durante la
experiencia (ver anexo 7), contribuyen en la búsqueda de nuevo conocimiento, el
cual es indispensable para plantear o formular de manera conveniente la pregunta
problémica en tanto que permite valorar, describir y solucionar el problema de
investigación.
Adúriz (2002, p.105), plantea que la parte más difícil y al mismo tiempo más
importante en la solución de un problema es definirlo. Una forma fácil de comenzar
sería dar a los alumnos su problema, pero si esto se hace le quitamos la
oportunidad de desarrollar importantes habilidades, conocimientos, destrezas,
condiciones y una actitud que le permita generar cambio conceptual para
comprender los problemas, puesto que se inhibe su creatividad, su construcción
conceptual y su entusiasmo.
Los estudiantes de la clase de ciencias naturales en muchos casos pueden
identificar cuestiones y condiciones que nunca se le habían ocurrido al docente.
En este sentido, Ortiz (2009, p.48) argumenta que la pregunta problémica conduce
a la reflexión del estudiante en la búsqueda de un conocimiento nuevo, ella
aparece cuando las explicaciones al problema general se han agotado en el
conocimiento común, desde donde inicialmente el estudiante se aproxima al
problema, y, entonces, se hace necesario que incursione en el conocimiento
académico-científico. El nuevo conocimiento requiere de la comprensión de los
estudiantes acerca de los cambios físicos que sufren las sustancias, por ejemplo:
el hielo (sólido) que pasa a agua (líquida), y el valor de la temperatura durante los
cambios de estado. En el caso específico del cambio de estado de sólido a líquido
denominado fusión, se asume que la temperatura permanece constante porque
todo el calor que se entrega a la sustancia lo emplea en el trabajo de
transformación de sólido a líquido. (Ver anexo 7)
La pregunta problémica motiva al estudiante hacia la comprensión del problema e
incita a aquellos estudiantes a que se hagan preguntas entre sí mismos acerca
del problema. Esto los conduce a explorar soluciones, el docente de ciencias se
concentra en ayudar al grupo a identificar las preguntas centrales que articulan el
problema en el enfoque del ABP, en tanto que, enfrentar un problema como
situación por resolver implica relacionar eventos, sujetos y objetos, que motivan la
búsqueda que trasciende la esfera cognitiva e involucra el trabajo en grupos
autodirigidos e interdependientes, la voluntad y el deseo de hacerlo, la asunción
de riesgos cognitivos en un proceso de construcción de saberes cuya salida se
desconoce.
La pregunta problémica, genera ambientes de aprendizaje, puesto que la pregunta
es un paso hacia el desarrollo de la creatividad del docente y del estudiante, el tipo
de pregunta que el estudiante hace al docente y el docente al estudiante
determina y estimula su horizonte de reflexión y de curiosidad. En razón a la
creación de nuevos ambientes de aprendizaje, las estrategias didácticas
problematizadoras, requieren de las categorías didácticas problematizadoras que,
así como la pregunta problémica, fortalecen y propician el desarrollo de la actitud
científica en los estudiantes.
A continuación se exponen las estrategias didácticas problematizadoras asumidas
por la investigación:
2.2.1.2. Estrategias didácticas Problematizadoras.
En el ABP, el grupo de trabajo da cuenta de sus progresos de acuerdo al nivel de
sus desarrollos obtenidos en el uso de las estrategias didácticas utilizadas tanto
por el profesor como por los estudiantes; es así, como de acuerdo con Ortiz (2009,
p.53-62), las preguntas y tareas problémicas constituyen el eje central en torno al
cual gira la actividad heurística de los estudiantes la cual tiene un carácter
dinámico y encierra un proceso de conocimiento que supera el esquema
tradicional de enseñanza-aprendizaje.
En el aprendizaje basado en problemas, el nivel problematizador de la enseñanza
está definido por el desarrollo de la actividad heurística en los procesos de
resolución de problemas y por el grado de complejidad de la situación problema
seleccionada; situación que depende de la estructura de las preguntas como de
las tareas problémicas. En la presente investigación, la actividad heurística se
concibe como el producto del diálogo mayéutico entre el docente y el estudiante.
Este diálogo se traduce en el resultado del trabajo de búsqueda independiente del
conocimiento por parte de los estudiantes. Por este motivo, es preciso diseñar
“situaciones problémicas en correspondencia con la denominada zona de
desarrollo próximo del sujeto. Las situaciones problémicas presentadas a los
estudiantes no deben ser ni tan simples que no ocasionen conflicto cognitivo
alguno, limitando o anulando la posible actividad intelectual del sujeto, ni tan
complejas, que el conflicto cognitivo creado sea imposible de superar a partir de
los esquemas y conocimientos previos” como lo afirma Fuentes (1998: 153, citado
por Ortiz, 2009: 53)
Excluyendo aquellos casos de discapacidad cognitiva todos los estudiantes tienen
un potencial natural para el aprendizaje y, en esa dirección, existe una relación
entre los saberes previos y la incorporación de nuevos conocimientos durante los
procesos que conducen a la solución de un problema (actividad heurística de los
estudiantes). En esta relación se fundamenta y potencializa las estrategias
didácticas problematizadoras del Aprendizaje Basado en Problemas.
El proceso de apropiación del conocimiento científico se desarrolla a través de una
serie de operaciones intelectuales que los motivan hacia la investigación
formativa, hacia la búsqueda y producción de nuevos conocimientos. En relación
con este planteamiento y a partir del análisis de la información científica utilizada
por el docente (publicaciones científicas, textos escolares, lineamientos
curriculares, estándares, etc.), el docente de ciencias naturales asume los
referentes teóricos que le permiten comprender el problema y propiciar el proceso
de inmersión en él por parte de los estudiantes.
Según Martínez (1987: 90, citado por Ortiz, 2009: 54) las estrategias didácticas
problematizadoras “educan el pensamiento creador y la independencia
cognoscitiva de los estudiantes, aproximan la enseñanza y la investigación
científica”. Es por esta razón, la de aproximar la enseñanza de las ciencias a la
formación de actitud científica en el estudiante, que esta investigación abordó las
estrategias y las categorías didácticas problematizadoras como una alternativa
didáctica para el maestro.
Las estrategias didácticas problematizadoras “…brindan la posibilidad de
desarrollar conscientemente el proceso de aprendizaje por cuanto las situaciones
problémicas planteadas tienen en sí no sólo el aspecto de contenido específico de
la asignatura, sino también lo relacionado con la profesión y lo metodológico o
personológico en donde lo relativo a la motivación (intereses, necesidades), se
conjugan con la comprensión y sistematización del contenido,” (Fuentes, 1998;
156).
Las estrategias didácticas problematizadoras utilizadas en esta investigación son
las siguientes:
2.2.1.2.1. La exposición Problémica:
La exposición Problémica en clase de ciencias naturales es una forma de
comunicación de los conocimientos científicos por parte del docente. De acuerdo
con Majmutov (1977, p. 335, citado por Ortiz, 2009, p. 55), su esencia consiste en
que “…en lugar de una exposición informativa, es decir de una transmisión de
conclusiones ya hechas de la ciencia, sin despertar la actividad mental
independiente del estudiante, el maestro comunica el material y da la descripción
y explicación creando sistemáticamente situaciones problémicas.”
“En la exposición Problémica, “…el profesor no comunica a los estudiantes
conocimientos acabados, sino que conduce la exposición demostrando la
dinámica de formación y desarrollo de los conceptos y plantea situaciones
problémicas qué el mismo resuelve. Mediante este método el docente le enseña a
los estudiantes a hallar la solución a determinado problema revelando la lógica del
mismo a partir de sus contradicciones, indicando las fuentes del surgimiento del
problema argumentando cada paso en la búsqueda.” (Martínez, 1998; 85, citado
por Ortiz (2009; p.55-56).”
En la presente investigación se evidencia la utilización de la exposición problémica
cuando el docente muestra a través de preguntas los conocimientos científicos, al
mismo tiempo que va revelando las contradicciones presentes en el problema.
Muestra su tema de investigación, y los problemas parciales relacionados con la
situación problémica a través de preguntas que muestran la vía de solución del
problema o del experimento propuesto en el laboratorio de ciencias. Al respecto
Ortiz (2009; 56) afirma que es necesario conducir el proceso de pensamiento de
los estudiantes siguiendo la lógica de la actividad científica. Durante este proceso
el profesor presenta una situación problémica, la posible hipótesis, debate las
variantes de solución y plantea preguntas problémicas que guíen a los estudiantes
en el análisis.
La esencia de la exposición problémica radica en que el profesor introduce a los
estudiantes por la vía de la solución de un problema científico: muestra la
veracidad de los datos, ayuda a evidenciar las contradicciones, orienta la forma de
razonamiento y la lógica de este para solucionar el problema, pues lo relaciona
con los métodos de la ciencia. En este sentido, es una relación dialógica mental
entre profesor y estudiantes, que no necesariamente gira en torno las respuestas
de ellos, sino que especialmente, las preguntas que el profesor formula conducen
a mostrar la vía de razonamiento que los estudiantes podrían seguir para abordar
la solución del problema.
La exposición problémica hace más confiable y segura la exposición del profesor,
los conocimientos son más comprensibles, por ello ayuda mejor al desarrollo del
pensamiento y la argumentación del estudiante. La exposición problémica del
profesor estimula el desarrollo de un pensamiento dialéctico en el estudiante y, por
tanto, es una mejor guía para el desarrollo del pensamiento científico.
Durante la exposición problémica el docente crea una situación problémica, como
en el caso del diseño de un circuito eléctrico (ver 2.2.2.1), la ilustración de esta
experiencia hace referencia a la pregunta: ¿Cómo es posible aprovechar los
elementos eléctricos reciclados para el diseño de un circuito eléctrico en serie?
El docente puede plantear preguntas conducentes a la presentación de
problemas parciales, hipótesis o posibles soluciones; por ejemplo, preguntas
relacionadas con:
¿Qué fenómenos físicos ocurren en un circuito eléctrico?, ¿Qué condiciones
físicas debe tener el circuito eléctrico para que ocurran dichos fenómenos? , ¿Qué
es resistencia en serie?, ¿Qué es voltaje y cómo se mide?, Por qué el voltaje y la
corriente eléctrica no se miden de la misma manera, ¿Qué dificultades se podrían
presentar en la medición de la corriente, el voltaje y la resistencia eléctrica en un
circuito eléctrico en serie y cómo se pueden abordar? , ¿Cuál es el la intensidad
de la corriente eléctrica que circula por una pila de 1,5 voltios?, ¿Cómo se diseña
un circuito eléctrico formado por un sistema en serie?, ¿Cómo se pueden integrar
los elementos de un sistema eléctrico en serie?, y ¿cómo propiciar la producción
de conocimientos en torno a la forma como se integran los elementos electrónicos
en un circuito eléctrico en serie?, hasta ¿cómo se realiza una soldadura en un
circuito eléctrico?
Estas dos preguntas de cierre sugieren una reflexión para el docente de ciencias y
están relacionadas con los elementos que intervienen en la aplicación
experimental de los contenidos teóricos de la exposición problémica. Así, es
posible evidenciar la forma como la exposición problémica permite plantear
nuevas preguntas que enriquecen el proceso de aprendizaje basado en
problemas.
En cada una de estas preguntas se evidencia una situación problémica capaz de
generar el interés de los estudiantes hacia el manejo de los hallazgos, y la
solución de nuevos retos que requiere del estudiante el desarrollo de sus
destrezas y su creatividad, puesto que debe buscar nuevas formas de actuar y
poner en marcha su potencial innovador. Si el estudiante se apropia del problema,
el docente puede evidenciar la efectividad del proceso y su actividad heurística.
De forma que puede mostrar la lógica que sigue la solución del problema a partir
de sus contradicciones. En esta experiencia también es posible hablar de la
exposición problémica dialogada que permite al estudiante una mayor
participación generando respuestas anticipadas a los problemas parciales
formulados por el docente y que permite recurrir al empleo de la lluvia de ideas
con base en las nuevas preguntas asumidas por los estudiantes como
respuestas, lo cual podría explicarse como una forma innovadora de comunicación
entre el docente y el estudiante.
2.2.1.2.2. La conversación Heurística
La presente investigación asume por conversación heurística el proceso de
reconstrucción científica del conocimiento mediante el diálogo mayéutico entre
docente y estudiante. Esta conversación implica una participación activa de los
estudiantes mediante preguntas, respuestas, argumentos y otros ejercicios de
razonamiento. Su propósito es construir en forma argumentada la demostración o
la negación del problema o situación en estudio. Por ello privilegia la dialéctica de
la discusión, la generación de la duda y la necesidad de la búsqueda científica
permanente como formas eficientes para estimular el desarrollo del pensamiento
científico independiente mediante la solución de problemas concretos por parte de
los estudiantes.
Por esta razón el profesor debe dominar la técnica de hacer preguntas que
conduzcan al estudiante a un trabajo de búsqueda y producción del conocimiento
científico, este proceso requiere de las capacidades del estudiante para la
discusión y el análisis del problema sobre la base de tareas como la
experimentación realizada en el laboratorio de ciencias y las preguntas deben ser
formuladas en torno a la situación problema, sus causas y consecuencias.
El desarrollo de la comunicación heurística se estimula a través del laboratorio de
ciencias que crea un ambiente que induce hacia el aprendizaje por
descubrimiento, genera la solución de problemas mostrando el camino para la
solución de las contradicciones que se presentan al abordar una situación
problémica. La comunicación heurística conduce al cambio de actitudes, en este
caso incide directamente sobre la formación de una cultura científica o de una
actitud favorable hacia el aprendizaje de las ciencias. Es así como, por ejemplo, se
planteó un problema concreto para que los alumnos llegaran a través de
preguntas al conocimiento acerca del comportamiento de la temperatura en el
proceso de fusión durante los cambios de estado de algunas sustancias.
Al estudiar el comportamiento de la temperatura en el cambio del estado sólido a líquido en un helado (ver anexo 7), se encontró que la temperatura permanecía constante durante el cambio de fase, el docente inicia la conversación heurística con la siguiente pregunta: ¿Cómo es posible que al calentar el helado su temperatura permanezca constante por unos segundos mientras se derrite el helado? A partir de esta pregunta que evidencia una situación problémica, el docente puede permitir que los estudiantes asuman el rol de físicos experimentales y formulen preguntas ante esta situación (lluvia de ideas). Luego el docente puede generar las siguientes preguntas a sus estudiantes: ¿Qué cambios ocurrieron en el helado? ¿Cuáles fueron sus cambios de temperatura al comienzo, durante y después de la fusión del helado? ¿Cuál es la causa de la constante de temperatura en el proceso de fusión? ¿Por qué sólo hubo variación de la temperatura al principio y al final del proceso? ¿Cuál es la posible relación entre el cambio de fase y la temperatura? ¿Qué conclusión puede sacar de esta experiencia? De las preguntas anteriores surgen respuestas generadas por los estudiantes que participan de la discusión, estas respuestas son refutadas y reorientadas por el docente a través de nuevas preguntas. Es decir, que incluso las preguntas que sean formuladas por los mismos estudiantes, pueden ser refutadas por el docente. La discusión que orienta la solución del problema es moderada por el docente quien contradice los argumentos del estudiante siempre que le sea posible. La exposición de las preguntas problémicas mejora la calidad de la conversación heurística puesto que en ocasiones el estudiante contradice los planteamientos del docente a través de una nueva pregunta, del mismo modo que lo hace el docente. Finalmente, el docente puede solicitar a los estudiantes que pregunten a sus compañeros lo que no entendieron de sus opiniones y les pide que analicen las relaciones que existen entre sus preguntas y las respuestas que dieron para establecer sus propios criterios y provocar inferencias colectivas que contribuyan al desarrollo de su pensamiento científico.
2.2.1.2.3. La búsqueda Parcial
En la presente investigación la búsqueda parcial se concibe como el proceso de
investigación formativa que le permite al estudiante la solución de problemas de
forma colectiva, participativa e independiente. En este proceso el docente de
ciencias motiva al estudiante hacia la realización de las tareas problémicas que
conducen a los estudiantes hacia la búsqueda de fuentes de conocimiento para la
solución de un problema o el desarrollo de un proyecto determinado. La naturaleza
parcial de esta búsqueda radica en que el estudiante encuentra parte de la
solución y/o aplica algunos aspectos del proceso de investigación científica
formativa.
De esta forma se realizan investigaciones sencillas, en su contexto socio-cultural,
se plantean preguntas y tareas problémicas orientadoras que no resuelvan
completamente el problema, de tal manera que el análisis de sus respuestas y
hallazgos permita el desarrollo de una conversación heurística y de debates
académicos entre profesor y estudiantes. Esto estimula en el estudiante el
desarrollo de su independencia cognoscitiva pues asume la mayor responsabilidad
en la solución al comprender la incompletitud de la solución. Es importante que el
docente, en este proceso, haga transitar a los estudiantes por etapas específicas
(no todas) de la investigación científica. Por ello, el docente ha de planificar el
desarrollo de estas etapas, desde la formulación del problema hasta sus
conclusiones, lo mismo que el tipo de informes y sustentaciones (orales y escritas)
que los estudiantes deben presentar para evidenciar la calidad de su proceso de
búsqueda científica parcial.
Recientemente en esta investigación la búsqueda parcial se evidenció en un
proyecto titulado “Cubeta de Ondas mecánicas” aprobado por el programa Ondas-
Caquetá (ver anexo 8). Durante el desarrollo del proyecto el docente
acompañante organizó la participación de sus estudiantes para que ellos
realizaran tareas específicas del proceso de investigación. Los estudiantes se
involucraron con la experimentación y búsqueda de datos para estudiar cada uno
de los fenómenos ondulatorios en las respectivas cubetas. Estas actividades
experimentales, que son partes de la investigación, son abordadas por los
estudiantes como tareas problémicas que los conducen hacia el manejo de sus
hallazgos y la apropiación de conocimientos necesarios para dar solución del
problema planteado por el docente. Ante la tarea del registro de datos
experimentales de cada uno de los fenómenos ondulatorios descritos por la cubeta
de ondas mecánicas se generaron las siguientes preguntas problémicas:
¿Qué ocurre si colocamos un obstáculo en el camino de una onda?, ¿Por qué
cree que ocurre esto? , ¿Qué cambios se producen en la curvatura de la onda
mecánica al observar el fenómeno de difracción?, ¿Qué podría concluir?, Para
responder a estas preguntas se colocaron diversos obstáculos sumergidos en la
cubeta y se realizaron observaciones acerca del cambio en la curvatura de las
ondas. La pregunta hace referencia a la difracción de onda, fenómeno que se
basa en el curvado y esparcido de las ondas cuando encuentran un obstáculo o al
atravesar una rendija.
¿Cómo es posible medir la velocidad de una onda que se propaga en un tubo
sonoro? ¿Cómo podemos medir la propagación de la velocidad de las ondas que
se producen en el agua?, ¿Cómo se propagan las ondas mecánicas?, ¿cómo se
mide el espacio recorrido por una onda mecánica? ¿Cuánto tiempo tarda en
cruzar la cubeta de 20 cm, el pulso que se produce en el agua?, ¿Existe alguna
relación entre la velocidad de la onda y la longitud de propagación de la onda en el
fenómeno denominado refracción?, ésta como las preguntas anteriores, está
relacionada con la posibilidad de medir la velocidad de una onda, puesto que la
refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un
medio material a otro. Un ejemplo de este fenómeno se evidencia al sumergir un
lápiz en una de las cubetas.
En las preguntas se evidencia la búsqueda parcial que deben realizar los
estudiantes en algunas de las etapas de la investigación formativa para
comprender la totalidad del fenómeno y generar la apropiación y producción de
nuevo conocimiento científico a partir de la mediación didáctica que brinda el ABP.
La enseñanza y el aprendizaje de las Ciencias Naturales es un problema de la
didáctica. Por tanto, en esta tesis se considera que una propuesta de la
enseñanza de las ciencias centrada en la solución de problemas, debe asumir
como marco didáctico general las categorías didácticas, enriquecerlas y
complejizarlas al asumir las categorías de la didáctica problematizadora y las
estrategias didácticas problematizadoras como un desarrollo específico de las
categorías de la didáctica general, especialmente de la relación objetivos-
contenidos- métodos- recursos- evaluación. Por ello, a continuación se expondrá
la forma como esta investigación asumió las categorías didácticas generales en el
marco del Aprendizaje Basado en Problemas y del propósito del proyecto. La
categoría método, no se considera necesario desarrollarla, pues es claro que la
opción del método y lo metodológico de la investigación se instala en el ABP.
2.2.1.3. Categorías de la didáctica general utilizadas en la investigación
2.2.1.3.1. Los objetivos
Los objetivos se conciben como la categoría didáctica que hace referencia a la
pregunta ¿para qué se enseña ciencias naturales? Por lo tanto, en la presente
investigación el propósito de la enseñanza de las ciencias naturales se instala,
más que en la apropiación de los contenidos por parte del estudiante, en generar
una cultura favorable hacia la formación de su actitud científica, en el desarrollo de
su pensamiento científico, de su capacidad de análisis y argumentación a partir de
la resolución de problemas.
Consecuente con esta concepción de Objetivos de enseñanza de las Ciencias, se
consideró necesario abordar las categorías didácticas problematizadoras como
una expresión específica de las categorías de la didáctica general y en el marco
del enfoque didáctico contemporáneo ABP. Las categoría Objetivos orienta cada
una de las estrategias didácticas problematizadoras que, una vez apropiadas por
el docente de ciencias, permiten aportar complejidad y saber didáctico al trabajo
del maestro en el laboratorio de ciencias experimentales, en la participación en
proyectos de investigación formativa de los estudiantes (Ondas es un ejemplo de
esto), en el desarrollo de proyectos en el aula, y la resolución de problemas, entre
otras estrategias propias de la enseñanza de las ciencias. En el desarrollo de esta
investigación, esta fue la ruta para demostrar que el objetivo de la enseñanza de
las Ciencias Naturales en la escuela debe focalizarse en la formación de la actitud
científica del estudiante, de su cultura científica y en el desarrollo de su
pensamiento científico. El marco didáctico para trabajar en lograr este objetivo lo
constituye el ABP.
En este propósito, la pregunta problémica, en el marco de la conversación
heurística, contribuyó a fortalecer el objetivo de la investigación y de la enseñanza
de las ciencias. El desarrollo de la concepción de esta categoría se evidenció en
la mayoría de las etapas desarrolladas en los trabajos efectuados en clase y
orientados bajo el enfoque del ABP, especialmente en la generación de
situaciones problémicas que requieren de exposiciones problémicas en el
laboratorio de ciencias. Ello orientó a los estudiantes en el proceso de la inmersión
en el problema, en plantear las alternativas de solución y en la producción del
modelo de solución que más satisfacía al grupo de trabajo.
Igualmente, orientar de esta manera la enseñanza de las ciencias, implicó usar
las tareas problémicas y la búsqueda parcial en el proceso de comprensión de
cada uno de los problemas expuestos, así como en la elaboración de alternativas
de solución ( ver anexos 5,7, y 8). Por ello, esta concepción de objetivos de
enseñanza de las ciencias debe estar presente desde el momento de organizar los
planes de clase, las guías de laboratorio, los procesos de experimentación y
recolección de datos que se consideran fundamentales para la comprensión y
explicación de los fenómenos naturales a través de la investigación formativa en
torno a la solución de problemas.
2.2.1.3.2. Contenidos
La investigación asume por contenidos en clase de ciencias naturales aquellos
que hacen referencia a los conceptos organizadores de las Ciencias Naturales.
Son los conceptos imprescindibles para comprender los fenómenos naturales y
especialmente los de: diversidad, organización, interacción, cambio y energía.
Esta organización permite la organización curricular, la enseñanza y el aprendizaje
de conocimientos científicos con el aporte y articulación de las estrategias y
categorías didácticas problematizadoras.
Apoyada en Acevedo (2000; 4-26) y Pisa (2006; 7), la presente investigación
sugiere tres ejes temáticos en torno a los contenidos que se consideran
prioritarios para explorar y diseñar situaciones problema en ciencias naturales con
metodología ABP y favorecer la formación de actitud científica en el estudiante.
Defensa del Medio Ambiente: A través de este contenido los jóvenes perciben el ambiente y los recursos naturales como un patrimonio colectivo formado por elementos que no son eternos y que se degradan o reducen por el uso irreflexivo y descuidado. Se recalca la concepción de desarrollo sostenible, puesto que el progreso tecnológico es compatible con el uso racional de los recursos naturales y del ambiente, en torno a una conciencia biocéntrica que considere al hombre como un miembro más de la naturaleza, y que toma un destino común al desarrollo del resto de las especies terrestres. Esta nueva comprensión requiere del avance integral de la ciencia. Por esta razón, es conveniente que los estudiantes perciban el proceso de degradación del medio ambiente como resultado de acciones y procesos específicos que pueden controlarse y evitarse, y no como un hecho global e irremediable.
Transformaciones de la Materia y la energía: se pretende organizar todos los conocimientos relacionados con los fenómenos naturales y los cambios de la materia y la energía, así como sus transformaciones, principios y leyes que los rigen. La formación de nociones iniciales a partir de la observación y la experimentación, caracteriza el trabajo científico en la formación del estudiante. Los estudiantes deben tener la visión de que, en el conocimiento científico, se combinan el carácter sistemático y riguroso de los procedimientos con la flexibilidad intelectual, la capacidad de plantear las preguntas adecuadas y la búsqueda de explicaciones no convencionales a los problemas de la vida cotidiana. Ello lo permite la didáctica problematizadora como ya se ha expuesto.
Relaciones entre Ciencia, tecnología y sociedad-CTS. En este eje se tiene como propósito desencadenar el interés del estudiante por las aplicaciones técnicas de la ciencia y la capacidad de imaginar, innovar, crear y valorar diversas soluciones tecnológicas relacionadas con problemas prácticos y de las actividades productivas en el contexto científico escolar. Es necesario asumir como objeto de estudio, en clase de ciencias naturales, los problemas inscritos en la relación ciencia, tecnología y sociedad, entenderlos como un compromiso profesional con la alfabetización científica de la sociedad, con los cambios en la construcción de los procesos de conocimiento de los estudiantes y en sus formas de pensar las ciencias naturales. El profesorado debe apropiarse de estas nuevas orientaciones y comprender la importancia de los nuevos contenidos, de los nuevos objetivos y finalidades de la educación científica, imprescindibles para afrontar el reto de la formación de los futuros ciudadanos.
El enfoque de la relación CTS es interdisciplinar, concurren en él disciplinas de las ciencias sociales y la investigación académica en humanidades como la filosofía y la historia de la ciencia y la tecnología, la sociología del conocimiento, las ciencias de la educación, entre otras. La relación CTS trata de promover la alfabetización científica, no solo como criterio de calidad de la enseñanza de las ciencias naturales, sino también para promover la ciencia como una actividad humana, cultural e históricamente situada y de reconocida importancia y utilidad social.
Los tres ejes antes mencionados se pueden precisar en términos de competencias científicas como lo sugiere Pisa (2006), es decir, que los contenidos se encuentran en una relación dialógica con el desarrollo de competencias científicas que se ponen de manifiesto en los estándares de competencias, MEN (2003). La
formación de actitud científica en el estudiante requiere del desarrollo de competencias básicas (interpretativas, argumentativas y propositivas), por tanto, la enseñanza de las ciencias, desde el ABP, debe estimular la formación y desarrollo de capacidad de observación, de descripción, de análisis, argumentación y proposición a lo largo del proceso de resolución de problemas; sin ello no será posible estimular la investigación formativa en el aula. La presente investigación plantea las siguientes competencias científicas:
Comprender las teorías científicas relacionadas: este planteamiento debe permitir asociar las prácticas o experiencias de laboratorio a las teorías o principios que permiten la comprensión de fenómenos naturales a partir de la investigación en clase de ciencias. De esta manera, las ciencias naturales permiten estudiar y comprender la estructura y hechos que gobiernan los fenómenos de la naturaleza, es primordial el uso de ayudas y nuevas formas de enseñanza y de aprendizaje que les permitan a los estudiantes desarrollar estrategias didácticas como las planteadas en el ABP y usadas en esta investigación.
Explicar científicamente el comportamiento de los fenómenos: esto implica describir, comprender, argumentar y analizar el comportamiento de los fenómenos naturales mediante el desarrollo del pensamiento científico. El pensamiento científico está muy relacionado con el análisis del papel que juega la creatividad y el tratamiento de problemas que hacen parte de los procesos de pensamiento y acción en los cuales el joven debe enfrentarse a la interpretación, comprensión y análisis de fenómenos y situaciones problema. Para entender un problema es necesario interpretar la información relacionada con el problema que ha sido recogida y seleccionada previamente, es decir, codificarla o traducirla a un nuevo código o lenguaje con el que el alumno esté familiarizado y con el que pueda conectar esa nueva información recibida. MEN (1998, p.16 y 57).
Manejar los hallazgos o evidencias científicas: para este propósito es necesario que el estudiante reconozca las implicaciones sociales de los desarrollos que ha alcanzado en su contexto científico escolar, haciendo aportes creativos e innovadores a la solución de problemas cotidianos. La solución de problemas en clase de ciencias desarrolla en los jóvenes su capacidad de análisis y pensamiento reflexivo innovador, de ese modo la creatividad orienta todo el trabajo científico escolar. De acuerdo con el MEN (2008, p.112), la formación en ciencias debe propiciar el desarrollo de la capacidad para comunicar las ideas científicas de forma clara y rigurosa, lo que implica un uso adecuado no solamente del lenguaje cotidiano, sino de aquel propio de las ciencias. Debe también formar en el lenguaje científico en relación con el manejo social de los descubrimientos, debe alfabetizar en ciencias. El manejo correcto de los hallazgos permite demostrar la validez de los enunciados científicos en relación con las observaciones de los fenómenos.
2.2.1.3.3. Los recursos o medios de enseñanza
La presente propuesta privilegia o centra su atención en el uso del laboratorio de
ciencias como uno de los medios más importantes para las mediaciones
didácticas y para organizar la enseñanza de las ciencias naturales, pues apoya el
proceso de formación de actitud científica en forma teórica (estudio de las teorías
científicas) y en forma práctica (experimentación y solución de problemas),
estimulando la observación, la descripción, la argumentación y la proposición
científica en forma progresiva. Por ello el ABP es una adecuada y útil propuesta
didáctica para el trabajo en el laboratorio.
2.2.1.3.3.1. El Laboratorio de Ciencias Naturales. Permite simular muchos de los fenómenos que requieren la observación científica, la investigación formativa, el trabajo práctico experimental y a su vez estimula los procesos de observación, reflexión y análisis, básicos en la solución de problemas que involucran experimentación en el aula. En este sentido, el laboratorio de física, acompañado de la sustentación de informes, la solución de situaciones problema a través de la experimentación y la integración de ayudas audiovisuales, permite abordar la enseñanza de las ciencias a través de la experiencia didáctica-ABP con el propósito de generar actitud científica en los estudiantes. Su implementación evidencia y promueve el desarrollo de los contenidos asumidos, las competencias científicas, el trabajo en equipo, las habilidades comunicativas personales, el manejo del ordenador y los valores éticos, y además, permite el perfeccionamiento de las habilidades experimentales en los estudiantes al fomentar la comprensión de fenómenos físicos, la resolución de problemas y el cálculo numérico. La presente propuesta considera que el docente de física necesita utilizar
experimentos que debe enfrentar con una organización del aula que facilite el
desarrollo de las actividades de laboratorio y para este propósito debe tener una
visión global de los procesos de aprendizaje de los estudiantes, es necesario
entonces presentar a los estudiantes una visión clara de cada una de las clases, o
qué parte del problema deberá ser resuelta por los estudiantes y en qué parte de
la experiencia interviene el profesor. Si la experiencia es de prolongada duración
es importante que los estudiantes lleven una bitácora o diario al final de cada
lección que les permita llevar un registro de actividades, y facilite una visión
holística del problema, también es importante considerar las situaciones de
contexto, es decir crear un ambiente de aula que estimule la exploración de
nuevas situaciones en el estudiante a través de la discusión de las dificultades
experimentales y las dudas que se encuentren en el desarrollo de la experiencia.
Al respecto, Adúriz (2002, p. 95) afirma que los descubrimientos científicos no
pueden producirse por simple acumulación de datos empíricos, los datos en sí no
tienen ningún sentido si no son interpretados de acuerdo con un sistema de
pensamientos que les confiera un significado. En la construcción de ese
significado por parte del profesor y de los estudiantes es muy útil la mediación
didáctica del laboratorio de Ciencias naturales.
Durante el trabajo en el laboratorio como forma preferida por la investigación para
organizar, desarrollar y evaluar la clase de ciencias, se adopta una distribución
específica, fundamentada en el diseño de trabajo en equipo o de forma grupal de
cada práctica de laboratorio desde los preceptos del modelo didáctico de ABP;
asigna roles a las mesas de trabajo, hecho que favorece una mayor participación y
constituye, en gran medida, la forma de organización de cada una de las clases en
donde se implementó la estrategia de mejoramiento. Sin embargo, también la
clase de ciencias naturales se basa en la incorporación de técnicas grupales de
aprendizaje cooperativo presentes en la implementación de talleres, videos,
mesas redondas, debates o lluvia de ideas y exposición de ensayos, que se
interrelacionan y complementan entre sí y son acordes al desarrollo de los
contenidos de cada una de las clases experimentales. Esta forma de organizar la
clase promueve la participación y la creatividad, motivando el afianzamiento de
sus destrezas y su progreso cognitivo. Todas estas acciones contribuyen a
mejorar los resultados obtenidos a partir de la implementación de la estrategia
didáctica en su relación con el laboratorio de ciencias.
Las técnicas grupales fortalecen el aprendizaje cooperativo, en el sentido de
permitir a cada alumno trabajar con independencia y a su propio ritmo, por esta
razón, es necesario promover la colaboración y el trabajo grupal, ya que éste
permite establecer mejores relaciones con los demás alumnos, aprenden más, les
agrada la escuela, se sienten más motivados, aumenta su autoestima y aprenden
habilidades sociales más efectivas al estudiar, aprender y trabajar en grupos
cooperativos.
El rol del profesor no se limita a observar el trabajo de los grupos sino a orientar y
monitorear activamente (no directivamente) el proceso de construcción y
transformación del conocimiento, así como las interacciones de los miembros de
los distintos grupos. El rol del docente, entonces, es el de un mediatizador en la
generación del conocimiento y del desarrollo de las habilidades sociales de los
alumnos.
De este modo el trabajo de forma grupal establece relaciones importantes entre
ciencia, tecnología y sociedad, ya que muchos de los problemas contemporáneos,
la polución, las guerras, la explosión demográfica, la competencia y la innovación,
están asociados, y son derivados del mal uso de la tecnología. Por otro lado, la
ciencia nos permite profundizar en el conocimiento del mundo natural atenuado los
problemas de la humanidad, el aprendizaje cooperativo promueve la apropiación
de conocimientos generando comunidad científica escolar. Sólo a través de una
mirada colectiva se puede llegar a acuerdos que privilegien ideas pertinentes y
coherentes para dar solución a los diversos problemas que atañen a la sociedad
de hoy. Los nuevos procesos de investigación científica se consolidan en los
esfuerzos del trabajo en equipo y a través de las técnicas de observación,
experimentación, registro y comunicación de la información que poseen los
participantes de los distintos proyectos o semilleros de investigación, que en
buena medida favorecen la apropiación del conocimiento científico inherente a la
formación una cultura científica en el estudiante.
La experiencia asumida en la investigación privilegió el uso del laboratorio de
ciencias puesto que permite incorporar tanto la investigación como la aplicación a
proyectos institucionales y regionales como los adelantados a través del programa
ondas-Caquetá (ver anexo 4).
2.2.1.3.4. La Evaluación
Esta propuesta concibe con Hernández (2003, p.113) que la evaluación es un
proceso de retroalimentación que propicia la motivación y el aprendizaje, se basa
esencialmente en la reflexión conjunta de alumnos y docentes acerca de los
procesos y factores involucrados tanto en el aprendizaje como en la enseñanza;
es decir, es una forma de interrelacionar tres variables fundamentales: los
conocimientos científicos, las capacidades y habilidades; la dinámica de los
participantes del grupo o equipo de trabajo; y, la deseabilidad de la propuesta de
solución seleccionada. Ello estimula la comprensión a partir de la negociación de
significados, es decir, del intercambio de ideas, valoraciones y percepciones que se
generan entre estos actores del proceso formativo, lo que contribuye a la
construcción personal e interpersonal, y que de acuerdo con García (2007, p.122),
permite valorar los niveles de aprendizaje sobre la base de objetivos previamente
planeados. Esta negociación cultural de significados es el eje de la evaluación y
de la valoración colectiva de la propuesta de solución del problema. La exposición
o sustentación ante el grupo contribuye a coevaluar la calidad de la solución, del
trabajo en equipo desarrollado y la calidad de los aprendizajes.
En el Aprendizaje Basado en Problemas-ABP, la evaluación se efectúa al interior
de la organización de los grupos de trabajo en clase, puesto que uno de los
componentes de la evaluación consiste en valorar los contenidos que los
estudiantes han ido apropiando y la calidad de los procesos conducentes a la
solución del problema. Se asumen los siguientes componentes: Evaluación de
apropiación de contenidos, la evaluación formativa del grupo de trabajo que evalúa
la participación de los estudiantes en equipo y la calidad de los resultados.
En el primer aspecto, los conocimientos científicos son observados desde su nivel
de apropiación, del uso o aplicación que del conocimiento científico hacen los
estudiantes, tales como la innovación, divulgación y creatividad alcanzados en el
uso de dicho conocimiento para fortalecer y lograr un aprendizaje permanente. La
evaluación de apropiación de contenidos pone de manifiesto a la contradicción
como la fuerza que genera la dinámica del aprendizaje basado en problemas
tanto en las tareas como en el problema docente, por lo tanto, la contradicción
identificada durante el proceso de implementación del ABP muestra el nivel de
desarrollo en el cual se encuentran los conocimientos, y las habilidades adquiridas
por el estudiante; el segundo aspecto está relacionado con la dinámica de
participación de los grupos de trabajo, se tiene en cuenta el nivel de los aportes
teóricos y de construcción del conocimiento científico que el grupo elabora durante
su proceso de aprendizaje. Cabe destacar que la deseabilidad de la propuesta
seleccionada da cuenta de las preferencias del grupo hacia cada una de las
posibles soluciones del problema y sus puntos de interés con relación al manejo
de los hallazgos científicos.
En lo relativo a la primera componente (Apropiación de conocimientos técnico-
científicos), se pone de relieve la apropiación de conceptos, técnicas de
recolección y habilidades de argumentación, se puede considerar que un aspecto
relevante dentro de la argumentación es el conocimiento que el estudiante tiene
de la situación problema y la especificación que hace de ella en los ámbitos
Biológico, físico, químico y tecnológico, mostrando consistencia de los registros
que utiliza para llegar a una correcta solución.
La segunda componente corresponde a la participación grupal, está sustentada en
valores como la responsabilidad acerca de cada uno de los compromisos
adquiridos, la calidad de la participación, la consulta adecuada de las fuentes o
referentes bibliográficos en torno a las alternativas de solución y la dinámica
grupal en la cual participan todos los estudiantes. Y, finalmente, en la tercer
componente se tienen en cuenta la deseabilidad de la propuesta de solución
seleccionada, se analiza la situación problema y las alternativas de solución que
dan los grupos, o lo que es equivalente a evaluar la posibilidad de solucionar una
problemática mediante un proceso de selección y valoración de información
pertinente que mejore la situación o problemática expuesta, que rescate el uso y
apropiación del conocimiento científico.
La evaluación es continua, a lo largo del proceso, esto permite obtener mejoras
progresivas, puesto que el desarrollo de la estrategia contribuye a evidenciar los
alcances o logros y las debilidades o dificultades que presenta el estudiante en el
momento de su aproximación al proceso de formación de actitud científica, que
está seguido de proceso cognitivos y metacognitivos, que permiten la apropiación
del conocimiento científico.
Para la evaluación de apropiación de contenidos se proponen los siguientes
criterios (que deben ser conocidos previamente y compartidos por el grupo):
1. Interpretación y apropiación de los conceptos en ciencias naturales
evidenciados en el problema.
2. Avances en la formación de actitud científica de acuerdo con los criterios de
valoración:
Interés y desarrollo durante las etapas de solución del problema (cómo se sumergen ellos en el problema, cómo pasan del lenguaje materno o cotidiano al científico, etc.), es el proceso de transposición didáctica.
Persistencia en el proceso conducente a la solución del problema ( desarrollo de las etapas de ABP)
Creatividad e innovación en el proceso y en la producción del modelo de solución. Se valora el desarrollo de un pensamiento lateral, no lineal y reproductivo como es tradicional en la escuela.
Valoración, autoevaluación y aplicación de los resultados obtenidos (manejo de los hallazgos). Es importante estimular el desarrollo de procesos metacognitivos de los estudiantes en esta autovaloración y autocrítica.
La evaluación formativa del grupo de trabajo reúne los siguientes criterios:
Exposición o socialización del problema
Autoevaluación sobre el aporte del grupo a la solución del problema de carácter científico. Como elemento metacognitivo está encaminado hacia los procesos que desarrollan la actitud científica.
Calidad de la Indagación y las fuentes de consulta bibliográfica, los aportes y los resultados obtenidos.
Visión científica del problema, pertinencia y calidad de la participación del grupo.
Aproximación creativa e innovadora al diseño del modelo de solución.
La evaluación formativa del grupo de trabajo evidencia todo el proceso que
desarrollaron los estudiantes y los elementos metodológicos y didácticos que
utilizaron para el desarrollo de las socializaciones en torno a la situación problema,
si realmente trabajan en grupo o lo hacen de forma individual, si comparten
recursos e información, reflexionan en lo que pensaron sobre el problema
identificando nuevos intereses y aún nuevas preguntas, cómo se aventuran hacia
nuevas áreas o disciplinas del conocimiento para profundizar en la búsqueda de
respuestas, o cómo son capaces de recopilar y registrar resultados para debatir o
discutir el significado de sus descubrimientos, e intentan llegar a conclusiones a
partir de la comprobación de sus hipótesis o preguntas, y finalmente cómo son
capaces de planificar o planear desde qué punto de vista comparten con otros
miembros del grupo todos los descubrimientos producto de su investigación.
Todos estos elementos incluidos en el marco de la evaluación formativa del grupo,
fortalecen la comprensión global del problema, dilucida la exploración de
soluciones viables al problema en el contexto real escolar y contribuye al
desarrollo de actitud científica de los estudiantes. El proceso de evaluación es
inherente a la calidad del proceso que los estudiantes construyen desde el primer
momento de la inmersión en el problema hasta el final, cuando argumentan su
propuesta de solución y valoran la calidad de sus aprendizajes.
En la presente investigación se considera que el estudiante debe valorar el trabajo
de acompañamiento del docente con criterios acordes con la naturaleza del ABP:
El docente crea ambientes de aprendizaje a partir de problemas que promueven en el estudiante la capacidad de explicarse el mundo de una manera más científica.
El docente genera oportunidades de participación y profundización en los contenidos mediante resolución de situaciones problémicas.
El docente hace uso experimental del laboratorio de ciencias, simulando, interpretando y confirmando teorías, estimulando la investigación formativa en el aula.
El docente promueve una evaluación de aprendizajes centrada en la observación, la descripción, la argumentación y la proposición científica de los estudiantes al resolver un problema.
Por ello, la concepción y la práctica de la evaluación de aprendizajes toman
distancia de la reproducción memorística y acrítica, estimulan la apropiación
consciente y la aplicación de la teoría científica en el marco de la solución de
problemas. En este proceso, maestro y estudiantes son sujetos de evaluación, de
crítica y autocrítica (autoevaluación), instalados en un trabajo cooperativo y
afiliativo.
2.2.2. Una Experiencia de aula con ABP.
Durante el desarrollo de la investigación, los procesos de enseñanza y aprendizaje
se instalaron en la perspectiva didáctica del ABP. Por ello, para facilitar la
comprensión del lector se considera oportuno seleccionar como ejemplificación
una experiencia en la implementación del aprendizaje basado en problemas para
desarrollar una unidad correspondiente a una de las asignaturas (Física) del área
de ciencias. En esencia, con el diseño didáctico y la inmersión en el problema se
aprecia de forma más específica en qué consiste el denominado aprendizaje
basado en problemas ABP, el método que puede ser empleado por el docente y
sus características; las categorías que articulan este tipo de enseñanza, y la
secuencia de trabajo del profesor al preparar la clase y desarrollarla. Se muestra
un ejemplo de una clase desarrollada con el empleo del ABP con el tema de
“circuito eléctrico en serie”
Se considera la aplicación del ABP en esta experiencia como un caso particular o
unidad temática denominada circuitos y corriente eléctrica, de manera que se
pueda planear una unidad completa enmarcada en el eje temático Ciencia-
Tecnología y Sociedad, con los estándares y competencias que permitan
comprender los aportes de las ciencias naturales al mejoramiento de la calidad de
vida de la comunidad, como también analizar y hacer conciencia en los
estudiantes de los riesgos que podrían crear los avances científicos para la
humanidad y para el ecosistema.
2.2.2.1. Elección del problema de investigación.
En la primera fase del Aprendizaje basado en problemas el docente tiene como su
primera tarea la de seleccionar el problema que dará a conocer a sus estudiantes
a través de la exposición problémica de los contenidos; debe ser una situación del
contexto real que someterá al análisis de sus estudiantes para comprender las
contradicciones que se generan al abordar en un momento inicial del problema
una situación problémica en la experiencia. El docente debe ser consciente que la
elección del problema debe contribuir al desarrollo de una cultura científica en el
estudiante y, por tanto, debe promover las prácticas de investigación formativa
como inherentes a la enseñanza y aprendizaje de las ciencias mediante la
resolución de problemas.
Problema relacionado con el diseño de un circuito eléctrico
trabajado con el enfoque ABP
La elección del problema relacionado con el diseño de un circuito eléctrico supone
la búsqueda de una situación significativa del contexto de la comunidad regional,
en la cual se encuentran inmersos el docente y sus estudiantes; a partir de las
relaciones que existen entre la ciencia, la tecnología y la sociedad como uno de
los ejes que corresponde al núcleo curricular del área de ciencias naturales. En
este sentido, la construcción de la estrategia de enseñanza aprendizaje establece
las actividades o rutas que en el marco de la conversación heurística se deben
realizar en cada una de las etapas del desarrollo de la experiencia acompañadas
de sus respectivas evaluaciones acordes con la estructura del problema
planteado.
Para abordar este problema el docente de ciencias debe plantearse la siguiente
pregunta: ¿En qué sectores de la realidad regional sus estudiantes tienen la
oportunidad de enfrentar el eje Ciencia, Tecnología y sociedad?, la respuesta a
esta pregunta le permite al docente revisar de forma global su contexto, sus
necesidades, le ayuda a dirigir su mirada hacia la búsqueda de una situación
concreta que le permita evidenciar el problema del contexto regional en torno a
esta situación específica.
A continuación se toma una experiencia concreta en el contexto real de la
Institución Educativa Nacional Dante Alighieri del Municipio de San Vicente del
Caguán para ser desarrollada en clase de ciencias naturales:
La institución Educativa comprende cuatro sedes con capacidad estudiantil
instalada de aproximadamente 1900 estudiantes de educación básica y media.
Esta población atendida produce toneladas de basura y desechos, incluidos
aquellos que se producen en cada una de las dependencias de la institución, salas
de cómputo y oficinas. Los computadores dados de baja y demás aparatos
eléctricos y electrónicos igualmente son arrojados a la basura. Los estudiantes
no poseen una conciencia ecológica bien fundamentada que les ayude a percibir
la situación que rodea, así como los nuevos cambios que se dan lugar en la
institución y desconocen el uso y aprovechamiento de los materiales sólidos
reciclables. En consecuencia se manifiesta un total desinterés por el cuidado del
medio ambiente y las especies naturales.
Este problema resulta ser suficientemente significativo desde tres perspectivas:
La solución del problema se puede articular al núcleo curricular de la institución, es decir, al conjunto de las competencias, objetivos, contenidos, criterios metodológicos y de evaluación que los estudiantes deben alcanzar en un determinado nivel educativo, y que debe responder a la pregunta ¿Para qué enseñar ciencias naturales y progresar en torno a los proyectos pedagógicos que son promovidos transversalmente (interdisciplinaria y transdisciplinariamente)?
Es un problema que permite trabajar de forma participativa las categorías y estrategias didácticas problematizadoras presentes en el ABP.
Es un problema que afecta a muchos otros colegios y cuya solución beneficia a gran parte de la población de estudiantes.
En relación con lo anterior, el diseño de un circuito eléctrico hace referencia a la utilización de una de las clases de energía con mayor número de aplicaciones en el medio actual, “la eléctrica” que se convierte en productos, bienes y servicios para el mejoramiento de la calidad de vida de las personas, el uso de los circuitos eléctricos está presente en el desarrollo continuo de las actividades cotidianas, en este sentido, los circuitos eléctricos son dispositivos que integran o interconectan entre sí varios elementos que en su conjunto cumplen con una función específica, los circuitos en sí permiten el flujo de electrones y la utilización funcional de la energía eléctrica. En razón a las distintas funciones que desempeñan los circuitos eléctricos, y a su reutilización en la industria moderna, el docente plantea la siguiente pregunta problémica en clase de ciencias: ¿Cómo abordar de forma creativa e innovadora el esquema de un circuito en serie, aprovechando la utilización de residuos sólidos?
Esta pregunta es apoyada a través de las situaciones problémicas planteadas por
el docente desde la exposición problémica, es decir desde la forma como el
docente muestra a través de preguntas el mismo camino que siguió el científico
para llegar a sus descubrimientos, algunas de las situaciones problémicas que
intervienen en el planteamiento de este problema son:
¿Qué fenómenos eléctricos ocurren en un circuito en serie?
¿Qué condiciones deben tener los circuitos en serie para que ocurran dichos fenómenos?
¿Qué es resistencia en serie?
¿Cómo se presenta la intensidad de la corriente eléctrica en un sistema eléctrico en serie?
¿Cómo se presenta el voltaje en un sistema en serie?
¿Qué función cumple la batería, el interruptor y cada uno de los elementos que integran un sistema en serie?
¿Cómo se diseña un circuito eléctrico formado por un sistema en serie?
Este problema hace referencia a la forma como se puede mostrar y construir un
circuito eléctrico de manera creativa y novedosa utilizando objetos de reciclaje
obtenidos del medio ambiente, como el botón de encendido de una impresora
desechada y el motor obtenido de la unidad de disco de un computador, así como
los cables, y el portapilas se pueden tomar de un radio descompuesto o fabricar
en cartón u otro material desechable y biodegradable. De esta forma se enfatiza
en la conciencia ambiental, se desarrolla y estimula la creatividad a la hora de
seleccionar el problema y de diseñar estrategias para su solución.
La elección del problema implica recurrir a una o varias situaciones problémicas
que muestren el camino para construir y definir el problema, estas situaciones
deben inquietar al estudiante y lo conducen al planteamiento del problema que se
considera como la determinación del elemento que provocó la dificultad. Del
problema surgen aquellas acciones encaminadas a hallar la respuesta y a
solucionar las tareas que el estudiante tiene ante sí.
La implementación de esta experiencia permitió: identificar los principales
conceptos interrelacionados entre sí (los contenidos de la clase de ciencias), leyes
y teorías relacionadas con la comprensión de los fenómenos eléctricos, alcanzar
habilidades y destrezas en el manejo de elementos que integran un circuito
eléctrico, y desarrollar su creatividad en el proceso de aprendizaje y en la solución
de un problema. El experimento permite:
El conocimiento, análisis y desarrollo de los componentes de los circuitos eléctricos en serie y su impacto en la vida cotidiana.
Establecer relaciones entre fuerzas macroscópicas y electrostáticas.
Relacionar voltaje y corriente eléctrica con los diferentes elementos de un circuito complejo y para todo el sistema.
El desarrollo de las tareas a partir de las preguntas problémicas que ayudan a
definir el problema de la experiencia, evidencia los alcances del conocimiento
científico que apropia el estudiante, algunas tareas pueden ser mucho más
complejas que otras, sin embargo el uso de la creatividad es uno de las mejores
recursos que con la intervención de la imaginación y el pensamiento divergente
configuran cada una de las ideas o alternativas que aportan a la solución del
problema.
2.2.2.2. Diseño de la experiencia
La segunda tarea que asume el docente de ciencias al trabajar con el ABP es el
diseño de la experiencia, aquí el docente debe abordar la planeación, la ejecución
y la evaluación del proceso, además se deben definir los roles que asumen los
estudiantes y que están relacionados con el proceso de solución del problema.
Asimismo, el docente debe diseñar cada una de las etapas de la experiencia
(inmersión en el problema, diseño y discusión de las alternativas de solución y el
modelo de solución del problema).
La presente situación problema hace parte del contexto científico escolar y
permite presentar las etapas de acuerdo con las consideraciones del ABP:
elección del problema, el diseño de la experiencia (inmersión en el problema,
diseño y discusión de alternativas y producción del modelo) y la construcción de la
estrategia. Hernández (2003, 106) afirma que al seleccionar el problema el
docente debe diseñar la experiencia y en primera instancia definir los roles
posibles que permitirán la participación de los estudiantes en la tarea del diseño,
el docente entonces debe remitirse a la siguiente pregunta:
¿Qué sectores están interesados e implicados en la solución de este problema?
.
El problema que afronta la institución es abordado por los sectores interesados que van desde la rectoría en cuya representación se encuentra la coordinación académica, pasando por la asociación de padres de familia hasta el Dpto. Ciencias y el Dpto. de Tecnología, que poseen el personal científico y técnico idóneo. Los estudiantes deben formar equipos de cuatro personas para que cada uno de ellos asuma el rol respectivo:
Coordinador Académico: encargado del marco legal en el cual se mueve la propuesta (convenios, acuerdos interinstitucionales, programas y proyectos de investigación) y responsable de la institucionalización de la solución del problema.
Representante de Asociación de padres: encargado de que el grupo tenga en cuenta los intereses de la comunidad educativa así como el apoyo o respaldo de los padres de familia a la solución del problema.
Representante del Departamento de Ciencias: encargado de revisar las etapas de la experiencia en coherencia con las metas que se deben alcanzar y los contenidos asociados a dichas metas; así como las alternativas o caminos científicos que se requieren para que el grupo pueda solucionar el problema.
Representante del Dpto. de tecnología: encargado de revisar las soluciones prácticas que requiere la consecución del modelo de solución y las perspectivas de generación de innovaciones en los esquemas de circuitos en serie como guía en el trabajo de apropiación Tecnológica.
En la tabla que se muestra a continuación se puede observar el desarrollo de cada
una de las etapas del diseño de la experiencia:
Tabla 23. Diseño de las Etapas de la Experiencia
Etapa Metas Contenidos asociados
1. Inmersión en el problema.
1.Definir la visión del problema
que tiene cada
Uno de los sectores involucrados.
2. Apropiación de conocimiento
científico a través de la
conversación Heurística y la
exposición problémica.
3. Definir el problema en torno a
una pregunta problematizadora
que integre los intereses de los
sectores involucrados.
Alfabetización científica de la
sociedad, soluciones tecnológicas
asociadas a problemas prácticos
o de la vida cotidiana,
aplicaciones técnicas de la ciencia
( aprovechamiento de la energía
eléctrica)
2. Diseño de las alternativas de
solución
1. Conocer las concepciones
teóricas relacionadas con el
problema.
2. Formular alternativas de
solución desde cada sector
haciendo uso de las categorías y
estrategias problematizadoras
3. Generación de estructuras
heurísticas, que puedan expresar
distintas rutas o caminos
científicos.
4. Discusión y selección de una de
las alternativas de solución al
problema.
Las transformaciones físico
químicas de la Energía, el calor, la
luz, la electricidad, circuitos
eléctricos, etc.
3. Producción del modelo
de solución
1. Diseñar y construir una
estructura, montaje eléctrico o
invención que represente el
modelo de solución.
-Esquema de producción de
conceptos científicos (mapa de
preguntas jerarquizadas de
acuerdo a temas y subtemas)
2. Sustentar en forma oral y
pública, con argumentos
científicos, la solución desde la
perspectiva del grupo en un
informe final. Copia escrita.
-Esquema financiero ( costos de la
invención, proyecto o trabajo)
-Esquema de un circuito eléctrico
creativo resultado de la
apropiación tecnológica de una
estructura heurística ( sistema
tecnológico)
El diseño de la experiencia hace referencia al plan que siguen los estudiantes así
como el conjunto de procedimientos que les permite enfrentar una situación
concreta y participar en la toma de decisiones, actividades, las metas, las tareas,
los progresos y estrategias didácticas problematizadoras que favorecen el
desarrollo y solución del problema.
El paso siguiente es desarrollar cada etapa de la experiencia planteada en forma
general en el cuadro anterior, explicar sus funciones respectivas y actividades en
torno a la construcción de la estrategia de enseñanza y aprendizaje evidenciado
en la propuesta didáctica a partir del aprendizaje basado en problemas para la
formación de actitud científica. En esta propuesta se hace uso de herramientas
heurísticas o instrumentos, para identificar y aclarar las condiciones iniciales en el
estado del problema, es decir, la situación de contexto en la cual se halla inmerso
el problema y los elementos que permiten identificarlo.
2.2.2.3 Inmersión en el problema
Esta etapa se caracteriza por permitir tanto al docente de ciencias como a los
estudiantes construir una estructura teórica a partir de las experiencias, hipótesis,
y preguntas relacionadas con el problema, Hernández(2003,p.97) plantea que en
la inmersión en el problema se requiere: Identificar los conocimientos poseídos e
ignorados sobre el problema, definir y estructurar el problema, reunir y distribuir la
información sobre el problema (Estructurar el problema en torno a una pregunta de
trabajo que integre los intereses de los roles o sectores involucrados).
Al respecto, la conversación heurística contribuye a formular y resolver las
preguntas problémicas, y las tareas que se presentan en el momento de enfrentar
la situación problema que se desea abordar y estructurar en el proceso de
inmersión en el problema. A través de las estrategias de la didáctica
problematizadora es posible incorporar y articular a este proceso cualquiera de las
categorías de la didáctica problematizadora. Un ejemplo claro de ello son las
distintas preguntas y tareas problémicas que resultan en la lluvia de ideas y
durante la conversación heurística que establece el docente y los estudiantes.
Dentro de las preguntas y tareas problémicas que se generaron durante la
experiencia, se tienen las siguientes:
¿Cómo se va a realizar el laboratorio experimental para abordar la investigación?, es decir, se deben tener en cuenta las hipótesis sobre las cuales se aborda el problema acerca del cual se inicia el proceso experimental.
¿Qué fuentes de información se van a consultar para iniciar la búsqueda de alternativas de solución al problema
¿Qué conceptos relacionados con los circuitos eléctricos se tienen en cuenta para ayudar a estructurar el problema.
¿Cómo se produce la corriente eléctrica?
¿Qué es un circuito eléctrico?
¿Cómo se comporta la corriente eléctrica en materiales conductores?
La presente investigación incluye además las tareas problémicas asociadas al
proceso de aplicar el ABP que, además, guardan relación con el desarrollo de las
preguntas problémicas asumidas en la conversación heurística:
Solucionar el problema mediante un laboratorio experimental de circuitos eléctricos que permita valorar los alcances del experimento en el proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias naturales, en dónde la hipótesis central gira en torno a la posibilidad de aprovechar los elementos eléctricos reciclados para el diseño de un circuito eléctrico en serie
consultar las fuentes de información y la búsqueda conocimientos propios del área de ciencias como una forma de acceder a las relaciones y el análisis de los elementos teóricos que permiten definir y estructurar el problema.
Incorporar los procesos de discusión y análisis que desde estrategias didácticas problematizadoras como la exposición problémica del docente y la conversación heurística contribuyen a la comprensión de los conceptos y fenómenos relacionados con los circuitos eléctricos para promover la búsqueda de alternativas de solución al problema planteado, y así determinar: Los procesos que conducen a generar corriente eléctrica, la utilización de los circuitos eléctricos en estos procesos, y cómo se comporta la corriente eléctrica en estos circuitos.
A través de la presente tabla se evidencian las etapas, los contenidos y las actividades asociadas al proceso didáctico de inmersión al problema:
TABLA 24.ETAPA 1. INMERSIÓN EN EL PROBLEMA
Etapa Contenidos asociados Estrategia-Actividades 1. visión del problema relacionada con
el aprovechamiento de los residuos
sólidos para el diseño de un circuito
eléctrico.
-concepciones desconocidas
relacionados con el problema del
circuito eléctrico, por ejemplo:
Fenómenos eléctricos, uso de los
circuitos, elementos básicos de un
circuito y técnicas de conexión.
Interrogar a los sectores
involucrados sobre la situación
problémica y apelar a las
fuentes bibliográficas. Hacer
uso de la conversación
heurística.
2. Redefinición del problema a través
de una pregunta problémica central:
¿Cómo es posible aprovechar los
elementos eléctricos reciclados para el
diseño de un circuito eléctrico en
serie?
Preguntas problémicas o hipótesis que
acompañan la redefinición del
problema:
¿Cómo se comporta la corriente
eléctrica en los elementos básicos de
un circuito (interruptor, lámpara,
batería)?
¿Un circuito eléctrico permite la
conexión de varios elementos que
cumplen una función específica?
Estructuración del problema en
un mapa del problema que es
el producto de la conversación
heurística que revela la
generación de preguntas.
3. Evaluar apropiación de contenidos. Los contenidos asociados a las
preguntas, a las tareas problémicas,
en la definición del problema se hacen
evidentes en la conversación
heurística, en las explicaciones que de
su entorno hace el estudiante, en las
discusiones grupales y su forma de
argumentar y concluir durante la
sustentación.
-Elaboración de preguntas
problémicas relacionadas con
los constructos teóricos de la
clase de ciencias.
-Registro de las concepciones
científicas y de los hallazgos
alcanzados durante el proceso
de apropiación del
conocimiento y de apropiación
de las prácticas científicas.
4. Autoevaluación sobre el aporte del
grupo de trabajo.
solución del problema
de forma científica.
Utilización de metodología
científica: Observación,
formulación de hipótesis y
preguntas problémicas, registro de
la información.
Durante la inmersión de los grupos de trabajo en el problema, el docente detectó
que para ellos no era una situación que hubiesen tratado antes, esto implica que
los estudiantes debieron enfrentarse a una situación problémica nueva y entrar a
identificarla asumiendo cada una de las nuevas concepciones científicas, es decir,
apropiando conocimiento científico y construyendo su propia estructura del
problema, este análisis los lleva a redefinir el problema mediante la pregunta
problémica:
¿Cómo es posible aprovechar los elementos eléctricos reciclados para el diseño de un circuito
eléctrico en serie?
Los estudiantes son apoyados por la conversación heurística que los ayuda a
dilucidar el camino a seguir. En este orden de ideas, La propuesta articula a su
investigación la siguiente estructura del problema y sus relaciones.
La presente investigación se nutre de los aportes de las categorías de la didáctica
problematizadora para abordar las alternativas de solución y las relaciones
establecidas entre los diferentes elementos teóricos de la experiencia. Una vez
conocida la estructura del problema y la pregunta problémica que hace referencia
al diseño creativo e innovador de un circuito en serie, se procede a generar una
discusión que en el marco de la conversación heurística revele un ambiente de
posibilidades que permita generar alternativas de solución al problema.
La evaluación de apropiación de contenidos se evidenciará a través de la
culminación de las tareas y en el marco de cada actividad de discusión o
aplicación de la conversación heurística, cada pregunta problémica que genera
una tarea específica y cada técnica desarrolla una función determinada
Durante la inmersión en el problema se identifican los conocimientos poseídos e ignorados sobre el problema. Después del análisis de las fuentes de información,
Población
Naturaleza del
problema. Intereses de solución
asociados al problema
de los residuos sólidos
Necesidad de apropiación
del concepto y la
aplicación del Circuito
eléctrico en serie.
Grado 11 (ciclo-6)
de educación
media
Comunidad educativa
Institución Dante Alighieri.
Jornada Institucional de
la ciencia y la
creatividad, y Convenio
Ondas-Caquetá
Desconocimiento de cuáles son
los fenómenos físicos que
ocurren en un circuito eléctrico
Población infantil de
los grados de básica
que observan los
proyectos en el área
de ciencias.
los estudiantes definieron el problema en el marco de las estrategias didácticas
problematizadoras:
Preguntas gnoseológicas de búsqueda parcial con respecto a la situación
problémica y que son el resultado de la conversación heurística:
¿Cómo se aborda la investigación de manera experimental?
¿Qué información se requiere para iniciar la búsqueda de alternativas de solución al problema?
¿Qué conceptos relacionados con los circuitos eléctricos se tienen en cuenta para ayudar a estructurar el problema?
¿Cómo se comporta la corriente eléctrica en materiales conductores y en los elementos básicos de un circuito (interruptor, lámpara, batería)?
Otra de las herramientas heurísticas que permite evidenciar la estructura e
identificación de los conocimientos científicos presentes en el problema y que son
considerados como nuevos conocimientos para los grupos de trabajo es la
actividad relacionada con la elaboración del denominado mapa del problema:
MAPA DEL PROBLEMA
¿Cómo es posible aprovechar los
residuos sólidos eléctricos?
¿Para qué sirven los circuitos eléctricos?
¿Qué
fenómenos
eléctricos
ocurren en
un circuito
en serie?
¿Cuáles son los elementos
básicos de un circuito?
¿Cuáles son las técnicas de
conexión para circuitos eléctricos?
¿En qué sector de la realidad regional los actores involucrados
se enfrentan al eje ciencia-tecnología y sociedad?
¿Cuál es el
efecto
magnético de un
circuito y el
efecto Joule?
Qué es
Empalme eléctrico,
continuidad, y
rigidez?
¿Qué es
resistencia,
voltaje, e
intensidad de
la corriente
continua?
¿Qué es batería,
receptor de energía,
interruptor?
El presente mapa puede sugerir la transformación de preguntas en términos,
conceptos o temas que una vez jerarquizados progresivamente pueden dar origen
a una heurística que contribuye a identificar todos los aspectos del proceso de una
forma más clara. La siguiente heurística constituye una ruta posible: se empieza
en un nodo extraído de la estructura curricular denominado Ciencia-Tecnología-
Sociedad, y desde ahí se va a la concepción más cercana que guarda relación
con el problema, y luego desde ahí se va identificando o explorando al nodo
siguiente más cercano de cada nodo que no haya sido identificado antes, hasta
que todos los nodos hayan sido explorados o identificados de forma conveniente y
volvamos al punto de origen, así:
Una de las primeras conexiones que podemos hacer de la heurística presentada
es que los circuitos eléctricos se pueden integrar de forma funcional favoreciendo
el aprovechamiento de los sólidos eléctricos que antes se arrojaban a la basura y
que ahora se pueden reciclar, además, este recorrido teórico revela todo aquello
que se desconocía de la situación problémica y que ahora conforma el acervo de
nuevo conocimiento científico.
Una vez estructurado el problema, se procede a una jornada de reflexión y
discusión grupal a través de la conversación heurística, ello permite interrelacionar
todos los elementos teóricos que arrojan nuevas expectativas que contribuyen al
análisis y la solución de la situación problémica. Cabe destacar que tanto los
estudiantes como el docente de ciencias deben conocer la técnica de elaboración
de preguntas para asimilar de manera conveniente la estrategia de la
conversación Heurística. Una vez terminada la discusión se realiza una plenaria
La relación Ciencia, tecnología y sociedad
C-T-S considera:
El aprovechamiento y uso de
circuitos eléctricos como
residuos sólidos, para
favorecer el desarrollo de:
Conocimientos sobre fenómenos
eléctricos como: La corriente
continua, el voltaje, la resistencia
eléctrica, el efecto Joule y el
efecto magnético.
Conocimiento y destreza
sobre las técnicas de
conexión de circuitos como:
el empalme, rigidez y
continuidad.
Conocimientos sobre los
elementos básicos de un
circuito como son: el
interruptor, la batería, el
receptor de energía.
con el aporte de todos los actores involucrados y que permite generar alternativas
de solución al problema.
2.2.2.4. Diseño y discusión de alternativas de solución:
En esta etapa del diseño de la estrategia se esclarecen los elementos teóricos
necesarios para generar nuevos conocimientos científicos, una vez comprendida o
superada la contradicción, se pueden analizar las alternativas de solución dando
respuesta a las preguntas problémicas, evaluar las alternativas más viables y
adoptar el camino para la solución. El diseño de las alternativas de solución
requiere de la generación de soluciones posibles e imaginables y la evaluación de
las mejores soluciones para adoptar la más conveniente. Nuevamente se hace
necesario hacer uso de la conversación heurística como estrategia didáctica
problematizadora que ayudan a elaborar las preguntas relacionadas con la
formulación de cada alternativa. A continuación se mencionan algunas
alternativas de solución generadas durante la discusión grupal en torno a la
experiencia:
Presentación de un foro didáctico en clase sobre elementos de un circuito eléctrico.
Presentación del esquema de un circuito eléctrico sobre un protoboard.
Gráfica de un circuito eléctrico que muestre el encendido de un LED (light-emitting diode).
Presentación de un artefacto mecánico o sistema tecnológico que responda a las exigencias planteadas en la temática relacionada con el uso y producción de la corriente eléctrica en los diversos circuitos.
Una estrategia útil para seleccionar una de las alternativas más convenientes,
señala García (1998, 122), consiste en hacer uso de las herramientas heurísticas
para reconocer el problema, esta permite elaborar anticipaciones acerca de lo que
sucedería si se mantienen o se cambian las condiciones que intervienen en una
situación, al respecto se podrían sugerir hipótesis para cada una de las
alternativas de solución y verificar si se pueden satisfacer de acuerdo a las
exigencias del problema planteado.
Frente a estas alternativas se formulan las siguientes preguntas a manera de
hipótesis de trabajo:
¿La presentación de un foro didáctico sobre los elementos de un circuito eléctrico contribuye al aprovechamiento de los sólidos eléctricos creando al mismo tiempo conciencia ecológica en la institución?
¿La presentación del esquema de un circuito eléctrico sobre un protoboard satisface la necesidad de aprovechar los residuos sólidos eléctricos en coherencia con el eje Ciencia-Tecnología y sociedad?
¿La Gráfica de un circuito eléctrico que muestre el encendido de un led contribuye a mejorar las prácticas científicas de los estudiantes, al aprovechamiento de los sólidos eléctricos y a crear conciencia ecológica institucional y construcción de región?
¿La presentación de un artefacto mecánico o sistema tecnológico que responda a las exigencias planteadas en la temática relacionada con el uso y producción de la corriente eléctrica en los diversos circuitos, satisface la pregunta relacionada con el aprovechamiento de los residuos sólidos eléctricos y la creación de conciencia ecológica en los estudiantes, una vez determinadas las características del artefacto?
A continuación se muestran las etapas, los contenidos y las actividades asociadas al diseño de las alternativas de solución al problema:
TABLA 25. ETAPA 2. DISEÑO DE ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN.
Etapa Contenidos Asociados Estrategia-Actividades
1. Discusión, reflexión, e
interrelación de los elementos
teóricos involucrados en la
situación problémica.
Teoría de la corriente continúa.
Fenómenos eléctricos que
ocurren en los circuitos
eléctricos, aplicaciones
convencionales de los circuitos
eléctricos y sus elementos
básicos.
-Revisión, de hipótesis, metas,
tareas y objetivos de aprendizaje,
como también de los referentes
teóricos y contenidos asociados.
-Tutoria con expertos en física,
química, tecnología, para disipar
las inquietudes.
-Trabajo especializado de los
equipos de acuerdo con el rol que
desempeñan en el interior de los
grupos.
-Participación y discusión grupal a
través de la lluvia de ideas.
2. Generar cuatro alternativas
de solución que den cuenta del
análisis que efectuaron los
actores involucrados al
problema planteado.
Apropiación de habilidades
que permiten el
aprovechamiento de los
residuos sólidos eléctricos
para que funcionen en el
diseño y consecución de un
circuito eléctrico.
-implementación de estrategias
relacionadas con de herramientas
heurísticas que permiten el
reconocimiento adecuado del
problema
-Utilización de preguntas que
pueden proveer de datos la
experiencia de cada investigador.
3. Evaluar la apropiación de
contenidos y la calidad del
trabajo del profesor en el
marco de las estructuras
generadas a través de la
conversación heurística.
-Presentación de informes,
calidad en los aportes, y las
asociaciones establecidas por los
actores del proceso entre el
Conocimiento científico y
Tecnológico, así como la
apropiación de prácticas
científicas (presentación de
informes de laboratorio,
experimentos).
-Presentación que hace el
docente de las oportunidades de
participación que ofrece a sus
estudiantes evidenciadas en la
calidad de las preguntas que
contribuyen a generar
acercamientos al problema, o
alternativas de solución.
-Presentación de un
laboratorio experimental que
dé cuenta de la apropiación
científica y tecnológica.
-Estrategias del docente de
ciencias relacionadas con la
utilización de la pregunta
problémica: la exposición
problémica y la conversación
heurística.
4. Promoción de la evaluación
formativa del grupo en cuanto
la calidad de la participación
de los actores del proceso en
la elección de las alternativas
de solución.
Calidad en los procesos de
Inclusión de los conocimientos
que permitan generalizar y
seleccionar el modelo más
adecuado o la alternativa de
solución más adecuada. (el
grupo tiene la facultad de
excluir o incluir contenidos si
así lo considera necesario).
.
-La puesta en escena de la
conversación Heurística en donde
los grupos tengan la facultad de
discutir en torno a sus inquietudes
y acuerdos para profundizar en la
evaluación formativa del grupo.
Demostración de la capacidad del
grupo para tomar
determinaciones.
Demostración de la capacidad del
grupo para llegar a concretar
acuerdos que sean convenientes
para todos.
Una vez realizada la evaluación de apropiación de contenidos y la evaluación
formativa del grupo, fue posible evidenciar que la alternativa que satisface las
condiciones del problema estaba relacionada con la elaboración de un artefacto
mecánico que en primera instancia surgió como una estructura heurística que
había apropiado tecnología, la elaboración del artefacto tendría una fuerte
intencionalidad ecológica.
Las relaciones entre los diversos elementos teóricos presentes en la formulación
de las alternativas de solución son ilustradas en el marco de las categorías
didácticas problematizadoras y se presentan en el siguiente esquema:
Esquema de las relaciones de los elementos teóricos de las alternativas de
solución
Alternativas y tecnologías para la
producción del modelo de solución,
como aporte a la situación problémica en relación con el contexto socio-
económico de los estudiantes.
Necesidad
institucional de
promover,
incrementar y
apropiar el
conocimiento
científico y cuidado del
medio ambiente
Necesidad de la
comunidad educativa
de mejorar los
resultados de las
pruebas estatales y/o
otras de universidades
y mejorar las
oportunidades para
acceder a la educación
superior
Aprovechamiento de los sólidos reciclables y articulación con las políticas
ambientalistas de los proyectos institucionales en la relación CTS.
Actitud favorable hacia el
aprendizaje de las ciencias: Actitud
científica.
Aporte del docente
desde la
conversación
heurística.
Las asociaciones mostradas en el gráfico anterior muestran el aporte directo de la
conversación heurística al análisis de las preguntas problémicas que conducen a
fortalecer las alternativas de solución del problema. La formación de la actitud
científica se nutre igualmente del aporte que el docente hace desde estrategias
didácticas problematizadoras como la conversación heurística. Los logros en la
formación de la actitud científica están relacionados y articulados a las
características particulares (económicas, culturales, éticas) de los estudiantes de
la población, puesto que cada estudiante puede participar de la conversación
heurística a partir de la comprensión que tiene de los fenómenos naturales y
desde su formación científica puede aportar a la comprensión de las alternativas
de solución del problema planteado haciendo uso de estructuras heurísticas.
En el marco del ABP la comunidad educativa se hace partícipe de los avances de
la ciencia y de los desarrollos de los estudiantes demostrando el interés hacia la
necesidad de fortalecer las políticas institucionales para promover la apropiación
del conocimiento científico y el cuidado del medio ambiente. En esto estriba la
necesidad que el problema considere en sus alternativas de solución la utilización
de los sólidos y materiales reciclables.
2.2.2.5. Producción del modelo de solución:
El modelo de solución propuesto por los estudiantes debe presentarse en
coherencia con argumentos extraídos de su proceso de investigación formativa y
el acuerdo al cual ha llegado el grupo de trabajo con el apoyo de las estrategias
didácticas problematizadoras. Una de las estrategias didácticas problematizadoras
involucradas en este proceso, además de la conversación heurística, es la
Búsqueda parcial que permite abordar de manera consciente las necesidades
expresadas y evaluadas en la elaboración del modelo de solución y la realización
del informe final de la solución propuesta al problema.
En el modelo de solución, la tarea final del docente investigador reside en la
construcción de la estrategia de enseñanza y aprendizaje basada en el problema,
por esta razón el docente de ciencias planea previamente las sugerencias que
permiten justificar la selección del problema y en la elección de los roles que cada
estudiante asume.
La dinámica del trabajo en equipo permite establecer las tareas problémicas y su
tiempo de duración para alcanzar los objetivos de la clase; de modo, que
finalmente el docente puede evaluar el conjunto de conocimientos científicos de
los cuales se apropia el estudiante a través de la evaluación de apropiación de
contenidos que plantea el ABP. El desarrollo de las preguntas problémicas, las
tareas y las actividades de elaboración y socialización de las alternativas de
solución convergen en el modelo de solución del problema.
En coherencia con lo antes mencionado, Hernández (1997, p.103), particulariza
las tareas que debe asumir el estudiante para abordar el modelo de solución:
Seleccionar un rol para participar en el diseño de la solución del problema dentro de un grupo de trabajo
participar en las actividades que conducen a identificar el contexto que permite reconocer, interpretar y analizar el modelo de solución del problema de investigación seleccionado por el grupo.
Proponer alternativas de solución y participar de la discusión que evalúa las más deseables.
Sustentar con el grupo la deseabilidad del modelo de solución escogido.
Con la utilización de la presente tabla es posible evidenciar cada una de las
etapas relacionadas con el proceso de producción del modelo de solución.
TABLA 26. ETAPA 3. PRODUCCIÓN DEL MODELO DE SOLUCIÓN.
Etapa Contenidos Asociados Estrategia-Actividades
1. Elaborar el diseño y explicación
del modelo o artefacto mecánico
como solución al problema.
El empleo de montajes de
experiencias de laboratorio,
simulación y ensayo de
aparatos eléctricos, como
aplicación de los conceptos
utilizados.
1. Elaboración del modelo de
solución producto de la discusión
grupal.
2. Diseño y presentación de los
argumentos que respaldan la
solución del problema.
Esquema de producción de
conocimientos científico y
conceptos asociados al modelo
de solución ( mapa de
conceptos de la experiencia)
Elaboración de un informe conjunto
del esquema de producción y
elaboración de la sustentación
pública de la propuesta.
Esquema demostrativo de
funcionamiento de un circuito
eléctrico en serie a través del
aparato eléctrico diseñado.
Explicación de la teoría
utilizada.
Presentación y sustentación ante un
jurado conformado por los
representantes de los sectores
involucrados en el problema.
Evaluación formativa final,
autoevaluación de los participantes.
Particularidades del diseño demostrativo del modelo de solución: En el
modelo de solución se usa un interruptor para hacer funcionar o interrumpir el
circuito eléctrico en el cuál están conectados en serie motor e interruptor, es decir,
que un motor está instalado en serie con un interruptor y a su vez estos
componentes son alimentados por dos pilas cada una de 1,5 voltios. El modelo
presenta un movimiento vibratorio y rotacional. El motor corresponde a un
pequeño motor eléctrico que son comúnmente encontrados en las sumadoras con
rollo de papel, el motor transforma la corriente eléctrica en energía mecánica y en
ocasiones es adaptado a los prototipos de modelos de fabricación para robot
caseros simples controlados mediante un interruptor. El interruptor corresponde a
una impresora que ha sido reciclado e incorporado al circuito y a la fuente de
alimentación. El modelo además permite la apropiación de nuevos conocimientos
sobre los principios y comportamiento de la electricidad, respetando el orden de
sus diferentes parámetros usados en la interconexión de los elementos de cada
circuito.
Diseño del circuito cerrado en serie:
Interruptor
1 2
Batería de 3V Motor electromecánico.
Funcionamiento del circuito en serie cuando está cerrado:
Cuando analizamos el conexionado en este circuito eléctrico cerrado, la corriente
eléctrica de cargas eléctricas positivas salen por polo o borne positivo de la
batería o pila, agrega Saavedra (2008), las cargas son llevadas por el conductor y
entran al borne o punto de conexión No.1 del interruptor, que está cerrado.
La corriente sale del contacto del interruptor por el borne No.2, viaja por el
conductor, entrega energía por uno de los terminales que posee el motor y circula
por la resistencia interna del motor, la energía es suministrada al motor generando
el movimiento. La corriente sale del motor, y regresa al polo (-) de la pila o batería
a través del conductor cumpliéndose así la ley de cargas contrarias (Teoría básica
de la corriente continua)
Funcionamiento del circuito en serie cuando está abierto:
Interruptor
1 2
+ Batería 3V. Motor electromecánico.
La corriente de energía positiva, sale del borne (+) y llega al punto de conexión
No.1 del interruptor; en éste, se bloquea o interrumpe la circulación de energía
necesaria para encender el motor.
Observando la ilustración anterior, se nota, que el único lazo de conexión que
tienen los conductores es el interruptor y está abierto. Se dice entonces que el
circuito está apagado. El motor no enciende ya que la batería no tiene por donde
suministrar energía eléctrica.
MAPA DE CONCEPTOS DE LA EXPERIENCIA
CIRCUITO ELÉCTRICO
TEORÍA BÁSICA DE LA CORRIENTE
CONTINUA.
LEY DE OHM: la corriente que circula
por un conductor eléctrico es
directamente proporcional a la
tensión e inversamente proporcional
a la resistencia.
LEYES DE KIRCHCHOFF: permite hallar
corrientes y tensiones en cualquier
punto del circuito eléctrico.
CIRCUITO ELÉCTRICO EN SERIE
INTERRUPTOR
MOTOR
PILA
MARIQUITA ECOLÓGICA:
PROTOTIPO ESFÉRICO-
ROTACIONAL – sistema
tecnológico
Corriente eléctrica
Voltaje
Resistencia
El mapa de conceptos muestra las relaciones que emergen en el campo teórico
de la electricidad, sus principios y aplicaciones prácticas, así como también
representa el desarrollo de todas las concepciones involucradas y que subyacen
en la posible solución del problema, incluye los principios teóricos y prácticos que
hacen parte de la explicación del diseño del circuito resultado de la experiencia:
Cómo se obtiene el movimiento en el circuito, los elementos eléctricos que
Intervienen en su estructura y la clase de diseño que se utiliza para la
identificación de cada uno de estos elementos.
Modelo de la MARIQUITA:
Fotografía del equipo de trabajo del ciclo 6, o grado 11 del programa sabatino del
Dante Alighieri.
De esta manera los grupos de trabajo han diseñado un artefacto que se presenta
como estrategia de solución al problema, siguiendo las fases del desarrollo teórico
que plantea el ABP y que contribuye al objetivo de la investigación: contribuir a la
formación de actitud científica en el estudiante a partir de la solución de problemas
en clase de ciencias naturales.
Una vez evaluadas las actividades tanto por el docente como por los estudiantes
en cada uno de los equipos de trabajo, se ponen en marcha todos aquellos
contenidos asociados o funciones que están encaminados hacia el proceso de
apropiación de conocimientos científicos. Los roles involucran la participación
consciente y dinámica de los estudiantes en el proceso, teniendo en cuenta que
deben suplir los intereses, y actitudes del equipo de trabajo para desarrollar de
manera favorables el aprendizaje de las ciencias. A continuación se relacionan
algunas funciones complementarias que deben ser asumidas tanto por los equipos
de trabajo del laboratorio experimental de ciencias como por el docente de
ciencias en el desarrollo del modelo de solución:
Presentación de un informe final escrito sobre los conocimientos científicos apropiados durante la experiencia.
Discusión a partir del esquema que ha elaborado el grupo como modelo de solución y que da cuenta del alcance de la experiencia.
Valoración grupal del cumplimiento y la calidad de la participación de los integrantes del grupo.
Sustentación y explicación del funcionamiento del aparato eléctrico.
La evaluación de apropiación de contenidos debe estar dirigida hacia la
apropiación de los conceptos en ciencias naturales evidenciados en el problema.
La valoración considerada por el grupo permite valorar: la calidad de su trabajo, la
calidad de sus aportes y la calidad de los resultados obtenidos a nivel individual
(autoevaluación) y grupal, en relación con la calidad del proceso de participación
de los estudiantes debe tener en cuenta también los alcances de la propuesta en
torno a la formación de actitud científica. La producción del modelo de solución
culmina con su sustentación o presentación del informe final.
En la presente investigación la propuesta más deseable entre los grupos de
trabajo coincidió en afirmar que el diseño y presentación de un artefacto mecánico
que responda a las exigencias planteadas en la temática relacionada con el uso y
producción de la corriente eléctrica en los diversos circuitos, contribuye a la
solución del problema seleccionado. Desde esta perspectiva se puede afirmar que
ha sido resuelta la pregunta problémica. Los grupos de trabajo fueron creativos e
innovadores activando todos sus recursos disponibles, adaptando tecnología, y
apropiando conocimiento científico para el diseño del modelo de solución.
A través de la experiencia también ha sido posible evidenciar las nuevas formas
de comunicación entre el docente y el estudiante de ciencias naturales que son el
resultado de la puesta en escena del ABP bajo el enfoque de las categorías de la
didáctica problematizadora. De igual modo, las estrategias didácticas
problematizadoras han permeado cada una de las etapas del ABP, permitiendo
mejoras sustanciales en la calidad de los aportes, las prácticas de laboratorio y
las actividades que desarrollan los estudiantes en el aula (preguntas problémicas,
discusiones, lluvia de ideas, investigación formativa, proyectos y experimentos
creativos); al transformar los conocimientos previos, tanto de los docentes como
de los estudiantes, en un esfuerzo por concebir, comprender, aproximar y
proyectar al estudiante hacia la concepción de actitud científica y facilitar el
abordaje de los procesos para solucionar problemas relacionados con el contexto
real.
CAPITULO TERCERO
LA EXPERIENCIA DE AULA CON ABP: APROXIMACIÓN A LOS CRITERIOS
PARA SU EVALUACIÓN CUALITATIVA
El presente capítulo se focaliza en hacer una valoración a la perspectiva de la evaluación del proceso y de los actores propuesta por el ABP. La experiencia de aula se centró en implementar procesos de investigación formativa a partir de la resolución de problemas por parte de los estudiantes en clase de Ciencias Naturales. Por ello, evaluar de forma cualitativa – formativa este proceso y sus resultados, permitió establecer criterios de evaluación e indicadores de desempeño de los estudiantes. Estos criterios e indicadores fueron compartidos y previamente conocidos por los actores del proceso, ello enriqueció la experiencia y fortaleció la autoevaluación, la coevaluación y la heteroevaluación, como formas complementarias y necesarias en este tipo de enfoques didácticos alternativos. Además, se provee al lector de una explicación argumentada sobre cómo se desarrolló la experiencia de aula desde la evaluación en el ABP, se describe la manera cómo interactúan los actores, cómo empiezan a aparecer los primeros resultados e indicios que muestran los avances en la formación de cultura científica de los estudiantes. El aporte de esta tesis a la propuesta de evaluación del ABP se soporta en unos propósitos, unos ejes temáticos, unos criterios de evaluación y unos indicadores de desempeño de los estudiantes. Estos aspectos orientaron el desarrollo de la aplicación de la propuesta de mejoramiento. Los propósitos son los siguientes:
Presentar una argumentación sobre la necesidad e importancia de establecer criterios a las formas de evaluación propuestas por el ABP.
Instalar en estos criterios e indicadores de desempeño del estudiante, el propósito central de la tesis: contribuir a la formación de actitud científica en el estudiante a parir de la solución de problemas en clase de ciencias naturales.
Reivindicar la naturaleza formativa-cualitativa de la evaluación en el ABP. 3.1. Ejes temáticos para contextualizar la evaluación Para alcanzar los propósitos antes mencionados, se formularon tres ejes temáticos que permiten contextualizar la evaluación en el ABP:
Interés, Voluntad de saber, y participación científica escolar
El interés que desarrolla el estudiante hacia el aprendizaje de las ciencias surge de su propio desarrollo cognitivo, de su conciencia creadora, de su voluntad de saber, que se asume en esta investigación, como el resultado de la construcción colectiva del conocimiento, el deseo de saber y la inclinación cultural del estudiante a participar a través de las prácticas de laboratorio, de la ejecución de proyectos, de la resolución de problemas en clase de Ciencias. Esta voluntad se
traduce en las experiencias de conocimiento y proyectos científicos resultantes de la participación científica escolar, es decir que se nutre del desarrollo progresivo de la cultura científica de los estudiantes en la clase de ciencias. Este eje guarda relación con lo que afirma Cornella (2009; citado por Ponti, 2010; 14), cuando habla de la voluntad de riesgo que se traduce como el deseo de arriesgarse a participar con nuevas ideas que aporten e enriquezcan los procesos de investigación en el aula. Este eje fue el motor que movió a los estudiantes a participar en los proyectos Ondas Colciencias y en las ferias de la Ciencia y la creatividad institucionales e interinstitucionales.
Apropiación del conocimiento científico en el marco de la relación ciencia-tecnología y sociedad.
A través de la experiencia, cada docente puede asumir el tratamiento de trabajos prácticos para los estudiantes en donde exista coherencia con los referentes epistemológicos que plantea la ciencia, es decir, que las experiencias de aula deben evidenciar la articulación entre la teoría de las ciencias y el trabajo experimental, puesto que los conceptos científicos se han desarrollado a través de la historia de las distintas sociedades y no es fácil que el estudiante acceda con facilidad a la comprensión de los fenómenos si no se lleva de la mano de la investigación científica; en palabras de Adúriz(2002; 111): “El trabajo práctico experimental al ser abordado como un problema de investigación bajo los preceptos teóricos del modelo de resolución de problemas por investigación, es lo que se denomina resolución de problemas experimentales”
Así es factible abordar los problemas sociales con una comprensión y explicación científica de los hechos.
Creatividad y persistencia en la solución de problemas
La Capacidad que presentan los estudiantes para resolver problemas guarda una extraordinaria relación con el desarrollo de su creatividad, la comprensión del problema es en esencia una actividad creativa. En el ABP los estudiantes llegan a las soluciones de las situaciones problémicas a través del trabajo en equipo. En consecuencia, la creatividad en el presente informe se concibe como el resultado del trabajo colectivo o en equipo que como sugiere Ponti (2010; 115): “la mayoría de los inventos no pertenece tanto a la acción individual sino al ingenio colectivo. Incluso muchos científicos han trabajado muchas veces con la ayuda de otras personas. Y sus inventos no hubiesen triunfado tanto si no los hubiese podido vender con la ayuda de sus amigos, sus relaciones públicas, periodistas y financieros que procuraban el capital necesario para sus experimentos”, “aprender a trabajar en equipo es clave para el desarrollo de las personas. Y desde esta perspectiva creativa es simplemente imprescindible”. Aprender a trabajar en equipo es aprender a trabajar en clase de ciencias naturales con el ABP.
El trabajo en equipo para resolver problemas trae sus recompensas, y una de ellas es el desarrollo de la creatividad y el pensamiento divergente entendido, desde esta investigación, como la capacidad que posee el estudiante para encontrar varias alternativas de solución en el momento de enfrentarse a una situación problémica y desde allí reorganizar sus estructuras cognitivas. 3.2. Tipos de evaluación en el ABP Los propósitos de la evaluación formativa-cualitativa del ABP que promueven el auto aprendizaje y la autoformación yacen sobre dos tipos de evaluación que responden a los desafíos que plantea el ABP:
Evaluación formativa del grupo y
Evaluación de apropiación de contenidos.
Evaluación formativa del grupo: La investigación asume como evaluación formativa del grupo aquella encaminada a valorar en forma cualitativa - formativa la dinámica del trabajo creador en grupo, ello posibilita que el ambiente de aula les permita formular preguntas y cuestionarse acerca de la calidad del proceso y los resultados, de la información obtenida y de las fuentes de consulta. De esta manera, ellos pueden aportar nueva información y crear nuevas preguntas que favorecen la ejecución de debates, mesas redondas, lluvia de ideas, para desarrollar estrategias que como la exposición problémica y conversación heurística, entre otras, están fundamentadas en el ABP y la didáctica problematizadora. La evaluación formativa del grupo estimula la autoevaluación, la autocrítica y los ejercicios de metacognición en los estudiantes. Evaluación de apropiación de contenidos: En la investigación, este tipo de evaluación privilegia la información obtenida acerca de los contenidos, temas o concepciones que el estudiante decide abordar o estudiar para resolver los problemas, en este sentido, el propio estudiante elabora metas u objetivos para identificar las necesidades de aprendizaje y evalúa permanentemente la calidad de su propio aprendizaje (proceso de auto aprendizaje y metacognición), así como el desarrollo de habilidades, destrezas, competencias y actitudes. Esta evaluación es auto- formativa (proceso de autoformación) porque los estudiantes tienen la oportunidad de aprender de sus errores, de sus dificultades u obstáculos, esta característica hace parte de la dinámica que ofrece el ABP y de su característica transdiciplinaria e interdisciplinaria. 3.3. Establecimiento de criterios de evaluación para orientar los juicios de valor sobre los procesos y productos de la evaluación en el aula: Los criterios de evaluación en la experiencia de aula son asumidos como los referentes, reglas o lineamientos desde los cuales es posible cumplir con los objetivos sobre los que se fundamenta la evaluación del ABP sugerida para abordar el desarrollo de actitud científica en el estudiante. Cada criterio, permite
emitir un juicio de valor que se aborda o valora de acuerdo a la escala de bueno, aceptable e insuficiente. De Zubiría (1995; 161) alude en relación con el tema: “Detrás de toda comparación existe un punto de referencia, una base común que sirve de regla para ordenar o clasificar lo que estamos juzgando. A esta regla la denominamos criterio”
El ABP presenta en sus formas de evaluación lineamientos generales para cualquier área del conocimiento, sin embargo, una mirada hacia el interior de la evaluación formativa del grupo de trabajo en clase de ciencias naturales ha precisado o requerido de unos criterios e indicadores de evaluación específicos. Durante la experiencia de aula, los grupos de trabajo son evaluados de acuerdo con su participación en la lluvia de ideas, los debates, las mesas redondas y la aplicación de estrategias que como la conversación heurística crean un ambiente de oportunidades para opinar y crear nuevas preguntas que contribuyen a fortalecer la dinámica del grupo, puesto que le corresponde al grupo evaluar su propio proceso de aprendizaje y de formación. Al final de la experiencia de aula se hace una sustentación del modelo de solución a partir de la exposición del informe final. Por ende, los criterios (aparecen en color azul) y los indicadores (en orden vertical) propuestos para evaluar la experiencia de aula del grupo de trabajo fueron los siguientes:
Tabla 27. Criterios e indicadores para la evaluación formativa de grupo indicadores
criterios
Bueno Aceptable Insuficiente.
Calidad de la Exposición y la
socialización en la inmersión
en el problema.
Evidencia progreso en
la capacidad de
argumentación de
conceptos y en el
manejo del lenguaje
científico.
Argumenta con frecuentes
incoherencias que
demuestran bajos niveles de
comprensión de los
contenidos científicos.
No realiza ningún tipo de aporte
a la exposición y comprensión
del problema.
Capacidad de Indagación y
acceso a fuentes de consulta
bibliográfica y cibergráfica.
Supera el reto de
acceso y lectura de
las fuentes de
consulta y aborda la
problemática a
resolver.
La consulta de fuentes es
menos autónoma y presenta
dificultades en la
comprensión de los
conceptos.
Tiene dificultad para entender y
acceder al tipo de información
que requieren, los términos son
nuevos y complejos para ellos.
Pertinencia y calidad de la
participación del grupo en la
elaboración científica del
problema.
Interviene y hace
preguntas creativas,
oportunas y
pertinentes.
Interviene en forma
discontinua, pero demuestra
interés con sus preguntas
solicitud de asesoría al
docente.
La participación del grupo es
muy limitada, hay poca
comprensión e interés en el
problema.
Capacidad de aproximación
al diseño del modelo de
solución y calidad de su
sustentación.
La aplicación del
modelo de solución es
creativo y didáctico, y
hace evidente la
apropiación final de
los contenidos y su
deseo de saber.
Pese a sus dificultades de
comprensión, demuestra
voluntad y creatividad en la
sustentación, exposición y
preguntas para aclarar las
dudas.
Los bajos niveles de
comprensión del problema
limitan proponer y sustentar una
solución.
Autoevaluación sobre el
aporte del grupo a la solución
creativa del problema de
forma científica.
La solución es
creativa, se sustenta
con buenos niveles de
argumentación.
La propuesta de solución es
aceptable, los problemas de
comprensión limitan su
creatividad y calidad de la
sustentación.
La solución es limitada y no se
puede hacer su sustentación.
Es necesario proponer procesos
de acompañamiento y
recuperación.
Por su parte, la evaluación de contenidos (ver tabla 28) pretende llevar a cabo una
evaluación individualizada, cualitativa y formativa de cada uno de los estudiantes a
través de la asignación de roles o funciones específicas a cada uno de los
integrantes, en los cuales se evidencie su capacidad de argumentación y de la
apropiación de los contenidos que contribuyen a la solución del problema. La
evaluación de apropiación de contenidos también adopta criterio e indicadores de
desempeño que promueven los procesos de calidad en la enseñanza y
aprendizaje de las ciencias:
Tabla 28.Criterios e indicadores de logro para la interpretación de la evaluación de
apropiación de contenidos. Indicadores
Criterios
Bueno aceptable Insuficiente
Interpretación y
apropiación de los
conceptos científicos
del problema.
Buen nivel de
comprensión, análisis y
apropiación de los
conceptos centrales del
problema.
Interpreta los conceptos
pero no logra apropiarlos
para argumentar con
ellos sobre el problema.
Dificultades para
interpretar, analizar y
apropiarse de conceptos
claves del problema.
Calidad de los
procesos conducentes
a la formación de
actitud científica.
Demuestra en forma
escrita, verbal y
actitudinal su deseo y
voluntad de saber. Se
introduce
progresivamente en la
comprensión del
lenguaje científico
escolar.
Evidencia discontinuidad
en su compromiso frente
a la resolución del
problema y la discusión
científica.
Presenta dificultades
para abordar y
solucionar el problema y
apropiarse del lenguaje
científico escolar.
Persistencia en la
actividad cognitiva
para explicar en forma
científica la solución
del problema.
Desarrolla evidencias
escritas y orales para
explicar su nivel de
comprensión y aporte en
la resolución del
problema.
Demuestra poco nivel de
apropiación de las
explicaciones científicas
para la solución del
problema.
La calidad de su
actividad cognitiva no
le permite argumentar
la solución del
problema.
Creatividad e
innovación en el
proceso y en la
solución del problema.
La calidad de su
actividad cognitiva,
orienta en forma
creativa la solución del
problema.
La sustentación del
proceso y de la solución
del problema no
evidencia creatividad y
aporte.
La no resolución del
problema evidencia
limitaciones en su
proceso creativo e
innovador.
Valoración y
Aplicación de los
resultados obtenidos (
manejo de los
hallazgos)
A través de la
investigación, contrasta
sus hallazgos con la
realidad y da especial
atención a la aplicación
de sus descubrimientos.
Muestra poca atención a
la contrastación de sus
hallazgos con la realidad
y a la aplicación de sus
descubrimientos.
La calidad de los
procesos no le
permiten hacer esta
valoración, menos su
aplicación.
Los juicios de valor, que en la presente investigación hacen referencia a la
valoración continua del docente de ciencias hacia el estado de dominio del
conocimiento científico por parte de sus estudiantes, tiene un carácter diagnóstico
porque permite identificar las fortalezas y las debilidades de los estudiantes y
presentar una solución a partir de la puesta en escena de la propuesta
fundamentada en el ABP y la didáctica problematizadora. Un juicio de valor es
toda afirmación donde se entre a calificar o valorar una conducta, opinión,
actividad del estudiante. En el caso particular de esta investigación, el desarrollo
de actitud científica es un factor que incide en la calidad de los procesos de
enseñanza y aprendizaje de las ciencias, la falta de actitud científica en los
estudiantes de ciencias naturales desmejora estos procesos, lo cual puede
asumirse como un juicio de valor. La evaluación en sí misma también es entendida
como un juicio de valor puesto que permite tomar decisiones con base a criterios
e indicadores determinados. Al respecto De Zubiría (1995; 151-152) afirma:
“evaluar es formular juicios de valor acerca de los procesos de formación de los estudiantes, para
orientar acciones educativas futuras”, “y sirven para dar fe de los aprendizajes y desarrollo logrado
por el alumno”.
Los indicadores de desempeño en la presente investigación se expresan en juicios
de valor, se valoran de acuerdo a su buen, aceptable o insuficiente desempeño; se
construyeron de acuerdo a las exigencias planteadas por los criterios de
evaluación y responden a las características de calidad del trabajo de los
estudiantes que, con más regularidad, se presentaron en la experiencia de aula.
3.3. Balance de la experiencia de aula en el marco de la evaluación formativa-cualitativa:
La interpretación de los criterios de la evaluación formativa del grupo (ver tabla 27)
considera la posibilidad de abordar la evaluación en 15 estudiantes del ciclo 6
(grado 11), para describir a través de los indicadores de desempeño los logros, el
alcance y desarrollo de la experiencia de aula durante la clase de ciencias
naturales. Este análisis nos permite, además, afrontar la experiencia de aula en
relación con la evaluación formativa-cualitativa y la concepción de actitud
científica, manifestando las siguientes consideraciones:
Los criterios presentados en la evaluación formativa del grupo están centrados en
la calidad de los procesos de formación y aprendizaje de las ciencias mientras que
los criterios relacionados con la evaluación de apropiación de contenidos (ver tabla
28) se encuentran asociados de una manera más aproximada a la concepción de
actitud científica en aspectos como la importancia que se da al manejo de
hallazgos, apropiación del conocimiento científico e indagación de las fuentes de
consulta entre otras.
Los indicadores de desempeño muestran de qué forma se presenta cada criterio y
en qué medida contribuye a la formación de actitud científica, de este modo, cada
indicador se expresa en la forma de un juicio de valor que contribuye a cualificar el
nivel de formación en el estudiante.
La dinámica del ABP proporciona multidisciplinariedad en los procesos de
autoformación, desde esta perspectiva los estudiantes fortalecen sus deficiencias
conceptuales, aprendiendo de sus errores para asimilar, construir y articular
nuevos conocimientos a sus estructuras cognitivas previas. En este sentido, los
juicios de valor en torno a la experiencia de aula permiten evidenciar los logros de
los estudiantes y observar su nivel de apropiación del conocimiento científico, así
como su capacidad para trabajar en equipo y generar soluciones creativas a sus
problemas.
Los criterios e indicadores de desempeño son elementos imprescindibles para
valorar o generar juicios de valor en torno a la experiencia de aula mediante la
evaluación en el ABP. Permiten identificar la comprensión, asimilación y análisis
de los fundamentos propios de la naturaleza de las ciencias, generar interesantes
cambios en torno a los planteamientos epistemológicos, pedagógicos y didácticos
que surgen desde la enseñanza de las ciencias y que favorecer la apropiación y
construcción del conocimiento científico.
Se establecieron juicios de valor y relaciones que pudieran abordar las situaciones
problemas en coherencia con el entorno científico - tecnológico del estudiante para
facilitar la apropiación de los contenidos científicos, hecho que se evidenció en la
evaluación formativa del grupo y en la evaluación de apropiación de contenidos
del proceso de aprendizaje de las ciencias. Esta experiencia contribuyó a la
construcción del conocimiento científico y generó cambios en las estructuras de
pensamiento de los estudiantes a partir de la elaboración de hipótesis, la
interpretación de los resultados de los experimentos, en las investigaciones o en la
elaboración de alternativas de solución creativa e innovadora para dar solución a
una situación problémica específica. Hecho que generó en el estudiante una
actitud positiva hacia el aprendizaje de las ciencias naturales.
Desde esta nueva óptica, la evaluación formativa-cualitativa en la experiencia de
aula, permite que los estudiantes logren superar, en buena medida, los obstáculos
epistemológicos y didácticos que evidenciaron durante el diagnóstico, en
particular, a la elaboración de proyectos de investigación en el aula, a las nuevas
experiencias de laboratorio acompañadas de estrategias didácticas
problematizadoras, cambiando su visión acerca de las prácticas sociales de los
científicos, resignificando la importancia del trabajo en equipo y recurriendo a la
participación creativa para contribuir con numerosos aportes a las situaciones
problémicas que se presentaban durante el desarrollo de las clases. Las mejoras
sustanciales en la formación de actitud científica se deben también al cambio en la
visión del docente de ciencias que a través del manejo de preguntas podía
analizar, comparar y evidenciar los progresos científicos de sus estudiantes.
Cuando el grupo de estudiantes es consciente de su formación, puede explicar
mejor los fenómenos naturales y articular el lenguaje de las ciencias a su contexto
sociocultural. Las estrategias empleadas por los estudiantes al socializar los
problemas en clase de ciencias les permitieron avanzar en lo relacionado con la
calidad de los procesos de aprendizaje, la formulación de problemas y sus
soluciones y la apropiación e interpretación de conceptos de manera creativa.
Bajo la experiencia de aula, los estudiantes lograron desarrollar sus habilidades,
capacidades y sus destrezas para formular preguntas problémicas, sugerir
posibles alternativas de solución al problema de forma creativa y explicar y
explicarse la solución de cada problema presentado en las situaciones de su
contexto científico escolar, haciendo posible la construcción de saberes y llegando
a las mismas conclusiones a las cuales podría arribar un científico si describiera el
mismo camino que utilizó el científico para llegar a sus descubrimientos. Todos
estos desarrollos les permitieron participar con más calidad en los proyectos
Ondas Colciencias, por ejemplo. (Ver anexo, 4,8 y 9).
Esta propuesta, como resultado del proceso de investigación, aún no ha sido
implementada en la institución más allá de la experiencia de aula con los
estudiantes involucrados en el proceso. Se aspira sí, a que la institución se
comprometa con un proceso de experimentación y evaluación de la propuesta,
previo a su institucionalización. Ello requiere de un tiempo de exposición más
prolongado en el cual se realizaría desde la sensibilización, la intervención
didáctica de aula de manera selectiva y controlada, la evaluación de esa
experiencia, la introducción de los ajustes y la posterior expansión a toda la
institución.
Llevar a cabo este proceso llevaría un tiempo no inferior a tres años, lo cual
dilataría en extremo el proceso de formación y graduación en la maestría, en
razón a ello, los resultados hasta ahora evidenciados corresponden a los avances
teóricos logrados durante el transcurso de la investigación.
CONCLUSIONES
El desarrollo de la investigación y los resultados de la valoración de la experiencia de aula permiten arribar a las siguientes conclusiones:
1. Las dificultades de los estudiantes, encontradas en el proceso de formación de actitud científica, surgen no sólo del modelo de enseñanza tradicional, sino que también obedecen a la actitud del profesor de ciencias frente a las estrategias didácticas empleadas en clase para mejorar los procesos de alfabetización científica y de transposición didáctica. Además, de la concepción dogmática e inflexible que asume de la ciencia, debido en buena medida a su propia concepción de ciencia y de actitud científica y a la falta de aplicación de las estrategias didácticas problematizadoras como medio a través del cual se pueda estimular el interés de los estudiantes hacia los fenómenos de la ciencia y para promover en ellos una cultura científica.
2. El Aprendizaje Basado en Problemas (ABP), contribuye al proceso de formación de actitud
científica porque: ayuda al estudiante a formarse una actitud favorable para el trabajo en
equipo, para la discusión científica y la construcción de consensos; favorece la creación de ambientes científicos escolares que estimulan aprendizajes de calidad; rescata el saldo
pedagógico del error; y, consolida el problema como una estructura científica y como mediación didáctica que remite a los estudiantes hacia la formación histórica de los
principios básicos de las ciencias y les permite argumentar sobre la evolución de las teorías científicas.
3. En el ABP, la autoformación y el trabajo en equipo son los ejes que determinan la naturaleza formativa – cualitativa de la evaluación centrada en el desarrollo de capacidades para: recolectar y analizar fuentes de información; analizar en forma teórica problemas concretos, proponer y evaluar soluciones usando los recursos disponibles en el medio; y, evaluar, planificar y proyectar procesos y resultados a lo largo de la experiencia. Estas capacidades lo habilitan mejor para el desarrollo de su creatividad y su metacognición.
4. Para contribuir a la formación de actitud científica, el docente en el ABP, debe privilegiar la investigación formativa en el aula, debe estimular los estudiantes para la ejecución de proyectos centrados en la solución de problemas, así podrán relacionar los fenómenos de la naturaleza con los aspectos culturales, sociales y económicos que hacen parte de su contexto real; esta actividad genera en ellos la importancia de formar comunidad científica escolar y mejorar la calidad de su proceso de formación en ciencias naturales.
5. Es necesario complementar y enriquecer la perspectiva de evaluación propuesta por el ABP; para ello, se requiere de ejes temáticos, criterios de evaluación e indicadores de desempeño de los estudiantes en el marco de una evaluación de naturaleza formativa – cualitativa propia del aprendizaje basado en problemas.
6. La articulación de las categorías y estrategias didácticas problematizadoras con el ABP, hacen a este enfoque didáctico más potente para la formación de actitud científica en los estudiantes, pues permite una interacción cultural y científica continua entre estudiantes y profesores en torno a la solución de problemas.
RECOMENDACIONES
La propuesta de mejoramiento reserva a otros investigadores la posibilidad de
abordar ejes temáticos e innovadores que permitan profundizar en todos los
alcances y el impacto generado por la Investigación. Por ello se recomienda:
● Inclusión Curricular
Se recomienda que la Institución Educativa Dante Alighieri incorpore al Proyecto
Educativo institucional- PEI, específicamente a los planes de área y de aula, los
aspectos curriculares y didácticos de la propuesta de mejoramiento que favorecen
la integración de las ciencias naturales. La eficacia y transversalidad de esta
propuesta didáctica tienen especial proyección en todas las investigaciones que a
futuro se promuevan en el panorama institucional y en la participación en
proyectos nacionales como Ondas Colciencias.
La integración del currículo institucional conlleva a su flexibilización, hecho que
facilita la inclusión de la propuesta didáctica a todas las áreas del currículo
institucional, asumiendo como ejes transversales el ABP y la didáctica
problematizadora favoreciendo la autonomía científica escolar, fortaleciendo las
relaciones entre ciencia escolar y ciencia erudita como fuente generadora de
conocimiento y de actitudes necesarios para fortalecer la cultura científica en
estudiantes de ciencias naturales al mejorar los procesos de calidad en la
enseñanza y aprendizaje de las ciencias.
● Implementación de la propuesta a los procesos de Enseñanza y aprendizaje de
las ciencias en todos los niveles educativos de la institución.
Se recomienda aplicar, observar y evaluar los resultados de la estrategia de
intervención didáctica en todos los niveles de enseñanza de la institución para
determinar sus alcances y mejorar los procesos de enseñanza y aprendizaje de
las ciencias, durante un tiempo de experimentación prudencial. Las directivas
académicas podrían conformar un equipo docente para que planifique el proceso
de experimentación, ejecución, evaluación, ajustes y posterior ampliación de su
implementación en la institución.
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