Resumen En este post presentamos un resumen de una propuesta didáctica en la que nos propusimos implementar actividades centradas en el alumno, para la enseñanza de los contenidos de Química del espacio curricular Físico-Química de segundo año. Identificamos necesidades que debían cubrirse para el grupo de estudiantes y a partir de ellas planificamos esas actividades. Para darles fundamento tomamos como base teórica las Líneas de Aprendizaje Activo, Aprendizaje Basado en Problemas y Aprendizaje Colaborativo.
Hicimos un estudio de caso en un curso, desarrollando y aplicando un test de aprendizajes de Química que nos permitió medir el cambio en los conocimientos y evaluar la reestructuración de los mismos. Además tomamos una encuesta de opinión a los estudiantes que, conjuntamente con los resultados del test y las observaciones del docente, nos permitieron evaluar los efectos de la implementación didáctica.
Encontramos que los aprendizajes se vieron favorecidos por la misma y que, a pesar de ser exigente para los estudiantes, estos la valoran positivamente. También pudimos establecer aspectos a mejorar.
Palabras Clave: Enseñanza de la Química, Contexto Significativo, Habilidades Necesarias.
1) Introducción
No es una novedad que la enseñanza de la Ciencia se presenta como una dificultad, tanto para docentes como para estudiantes. Este problema resulta de la confluencia de varios factores: políticas educativas inapropiadas, falta de relación entre el mundo laboral y el sistema educativo, diseños curriculares centrados en el contenido, enseñanza centrada en la estructura de la Ciencia, falta de contextos significativos en las actividades propuestas, docentes poco entrenados en la implementación de estrategias didácticas probadas por la investigación educativa, estudiantes con diversos problemas que dispersan su atención, entre otros. La enseñanza de la Química no escapa a esta realidad.
Lo peor de este panorama lo constituyen las consecuencias más importantes: estudiantes sin ánimo de aprender Química, estudiantes que no reconocen el valor de la alfabetización científica, jóvenes que no desarrollan capacidades científicas ni generales (que puedan serles útiles en la vida), docentes desanimados y stressados, un sistema educativo que promueve ciudadanos poco útiles al sistema laboral y con dificultades para seguir estudios superiores.
Ante esta realidad, quizás no tan intensa en nuestra institución, y convencidos que era necesario llevar a cabo un cambio, decidimos implementar una propuesta didáctica centrada en el alumno.
La reflexión consiguiente nos permitió identificar tres necesidades esenciales de nuestros estudiantes:
-construir conocimientos de Química a partir de Contextos y/o Problemas Significativos.
-desarrollar la capacidad de trabajo en el Laboratorio.
-desarrollar capacidades útiles para otros espacios curriculares y para la vida.
La posibilidad de satisfacer esas necesidades puede conllevar a que estos construyan concepciones químicas correctas, valoren positivamente el aprendizaje de esta ciencia y construyan herramientas útiles para el futuro. Dentro de este marco, nos planteamos como objetivo de esta propuesta didáctica: favorecer el aprendizaje de los contenidos de Química mediante la implementación de Actividades Centradas en el Alumno (ACA).
2) Fundamento Teórico
La propuesta didáctica se centra en el planteo de ciertas actividades cuyos objetivos particulares se orientan al aprendizaje significativo y profundo de contenidos de Química presentes en el diseño curricular. Para diseñar las actividades tuvimos como ejes directrices los fundamentos que detallamos a continuación.
2.1) Los fundamentos de las necesidades
Las necesidades identificadas no son el producto del capricho ni un hecho aislado, tienen su fundamento en nuestra experiencia docente y en la investigación en enseñanza de la ciencia. Está claro que los estudiantes poseen concepciones alternativas sobre el funcionamiento de la naturaleza y que muchas veces la enseñanza no es efectiva para cambiar esas concepciones, más allá de que el estudiante sea capaz de repetir una definición de forma correcta e incluso de aprobar el espacio curricular. Un estudio hecho por De la Mata, Álvarez y Engracia (2011) sobre las ideas alternativas respecto de las reacciones químicas pone de manifiesto esta cuestión, señalando que aunque “el alumnado conoce perfectamente la definición teórica que formalmente es utilizada… no conocen que implicaciones tiene...” (respecto de la definición de cambio químico). Esa conclusión, además, deja entrever que un estudiante puede saber una definición sin comprenderla dentro de un contexto (en el cual se observan sus implicaciones).
Otro estudio (Dávila Acevedo, 2017) destaca, en general, que los estudiantes encuentran aburrido el aprendizaje de la Física y la Química, pero que se motivan con ciertas actividades (grupales y de laboratorio) y actitudes del docente (paciencia, comprensión, uso de nuevas tecnologías). Esta autora destaca que las emociones de los estudiantes son importantes a la hora de aprender y que el profesorado puede favorecer emociones positivas o negativas.
Fourez (1994) destaca la importancia que tiene el contexto en el desarrollo de una alfabetización científica y tecnológica. Consideramos que, precisamente, la falta de utilización de contextos significativos en la enseñanza es lo que puede ser causa del aburrimiento. De aquí la necesidad de enseñar a partir de ese tipo de contextos. Al respecto definimos, para este trabajo, como un contexto significativo aquel que puede o no ser cotidiano pero que tiene cierta importancia (personal o social) que es reconocida por los estudiantes.
La metodología de Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) tiene un fuerte lazo con la cuestión del contexto significativo, como destaco en un trabajo anterior (Cortez Castro, 2015). La base teórica de esta sostiene firmemente el porque es importante, y necesario para el aprendizaje, que se trabaje desde contextos significativos. Pero, además y fundamentalmente, esta metodología plantea que ese contexto esté incluido en un “problema inicial, complejo y retador, planteado por el docente, con el objetivo de desencadenar el aprendizaje auto-dirigido de sus alumnos”, como destacan Morales Bueno y Landa Fitzgerald (2004). Estas autoras, recuerdan también, que esta metodología es del tipo de aprendizaje centrado en el estudiante, de igual manera pretendimos nosotros con esta propuesta didáctica.
Por otra parte, resulta importante que los estudiantes desarrollen habilidades de trabajo en el laboratorio, que aprendan a trabajar en el mismo. Y no solo es importante por su aporte a generar emociones positivas, como se destacó más arriba, sino porque la Química es una ciencia experimental que así lo demanda.
Sin embargo, las prácticas de laboratorio en la enseñanza de la Química ocupan, habitualmente, el lugar de experiencias guiadas y cerradas cuyo objetivo es mostrar o demostrar lo que se vio en la clase de teoría. Flores, Caballero y Moreira (2009), en un trabajo sobre el lugar que ocupa el laboratorio en la enseñanza, destacan que las investigaciones vigentes ponen en duda que el mismo cumpla su más loable rol.
Avanzan en su descripción, además, en destacar que el laboratorio desde enfoque tradicional no ha sido efectivo para el aprendizaje conceptual ni para el desarrollo de competencias.
Por todo lo expuesto, resulta necesario que el laboratorio se constituya en un espacio didáctico en el cual el estudiante pueda construir aprendizajes que le permitirán resolver un problema y desarrollar habilidades.
Por último, y en acuerdo con la política nacional y los proyectos educativos internacionales, resulta necesario que los estudiantes desarrollen ciertas competencias. Al respecto, la UNESCO ha avanzado mucho, desde el año 2000, en fomentar y promover la enseñanza basada en competencias, pero no es el único organismo: OCDE, Unión Europea, Estados Unidos, México, Nueva Zelanda, Australia; (inee blog, junio 2013). Todos estos organismos acuerdan en que es imperante que los niños y jóvenes se eduquen de forma que logren desarrollar ciertas habilidades, simple y complejas, en combinación con conocimientos para utilizarlas de forma conveniente en contextos reales y para poder tomar decisiones; es decir: los niños y jóvenes deben educarse en el desarrollo de competencias. Nosotros seleccionamos dos competencias que nos parecen muy importantes: La Resolución de Problemas y La Comprensión Lectora. El desarrollo de estas capacidades complejas es importante porque son útiles para todos los espacios curriculares y para la vida.
2.2) El fundamento de la propuesta
En virtud de las necesidades identificadas, y de los fundamentos de las mismas, nuestra decisión metodológica toma como eje vertebrador un enfoque centrado en el estudiante. En el mundo de la investigación educativa se identifican dos grandes grupos de metodologías: Tradicional e Innovadora.
Las metodologías incluidas en el grupo innovadora, que dan forma al enfoque decidido, están caracterizadas porque:
-promueven la construcción de conocimientos de los estudiantes.
-posibilitan que el estudiante encuentre sentido al contenido que debe aprender (a través del uso de los contextos).
-involucran al estudiante en su propio proceso de aprendizaje (lo vuelven un sujeto activo).
-fomentan el desarrollo de competencias y habilidades sociales.
Si bien estas metodologías (y las estrategias didácticas que se enmarcan en ellas) requieren más tiempo para su implementación en el aula, los resultados son más efectivos que en las tradicionales. Por citar algunos casos documentados: Gonzalez Rodriguez & Crujeiras Pérez (2016), Isalgué Álvarez e.a. (2015), López-Agudelo, Barragán y Parra (2013) y Daza Pérez e.a. (2009), entre otros.
Dentro de la gama de líneas de aprendizaje que nutren a las metodologías innovadoras (centradas en el estudiante), nosotros hemos tomado: Aprendizaje Activo, Aprendizaje Basado en Problemas y Aprendizaje Colaborativo.
La línea de Aprendizaje Activo tiene por objetivo fundamental lograr que el estudiante sea un partícipe activo de su propio proceso de aprendizaje. Esa actividad no debe entenderse solo como una actividad manual, sino principalmente como una actividad cognitiva. Para lograrlo propone la siguiente secuencia de acciones que debe llevar a cabo el estudiante: Predicción, Discusión, Observación y Síntesis.
La línea metodológica de Aprendizaje Basado en Problemas tiene por objetivo fundamental promover el aprendizaje del estudiante desde su compromiso por resolver una situación problemática que le resulta significativa. Esta línea de aprendizaje, que reúne medio siglo de existencia exitosa, puede resumirse en seis características:
-El aprendizaje está centrado en el alumno.
-El aprendizaje se produce en grupos pequeños.
-Los profesores son facilitadores o guías.
-Los problemas forman el foco de organización y estímulo para el aprendizaje.
-Los problemas son un vehículo para el desarrollo de habilidades para la resolución de problemas.
-La nueva información se adquiere a través del aprendizaje autodirigido.
Por último la línea de Aprendizaje Colaborativo tiene por objetivo fundamental promover el aprendizaje a partir de la interacción responsable entre los integrantes de un grupo. Esta línea, totalmente coherente con las dos anteriores, está caracterizada por los siguientes aspectos:
-El trabajo no se trata de repartir tareas.
-Todos los integrantes deben aportar positivamente.
-Las aportaciones deben ser multifacéticas.
-Todos los integrantes son igualmente responsables del aprendizaje.
3) Metodología
La propuesta didáctica se pensó desde las líneas de aprendizaje antes citadas. Para completarla se decidió implementarla desde un enfoque de estudio de caso, puntualizando en la medición del progreso de los estudiantes en cuanto a su aprendizaje. Para ello se construyó un test de indagación de comprensión basándonos en el programa de estudio del espacio curricular Físico-Química de la E.C.L.G.S.M. de la UNSJ, en De la Mata, C., Álvarez, J. B. & Alda, E. (2011), Izquierdo, M., Caamaño, A. y Quintanilla, M. (Ed.) (2007) y Muñoz Martinez (2014).
Para la secuenciación de los contenidos y actividades se tuvieron en cuenta los siguientes aspectos.
-Edad de los estudiantes: al encontrarse en una etapa de transformación del pensamiento concreto al abstracto, se consideró comenzar por los contenidos más concretos para terminar con los más abstractos (no se ha tenido en cuenta una teoría de aprendizaje en particular para esta decisión pero se consultaron los trabajos de Mergel, 1998 y Concejo Nacional Técnico-Pedagógico, 2013, como orientación, además de los conocimientos propios de Psicología del Aprendizaje).
-Contenidos Centrales: se seleccionaron los siguientes tópicos como centrales sistemas materiales y métodos de separación, soluciones y concentración, compuestos binarios y modelo atómico y tabla periódica.
El siguiente diagrama de flujo muestra la secuencia completa de desarrollo de la propuesta didáctica.
Ni el Test de Química ni las guías de trabajo de cada actividad se incorporan en este informe por cuestiones de longitud del mismo, pero estarán a disposición de quienes lo soliciten.
Por último, y para mejorar la evaluación de esta propuesta didáctica se tomó una encuesta de opinión a las estudiantes. Dicha encuesta fue de carácter anónimo e indagaba sobre cuestiones generales del trabajo y sobre el tratamiento de algunos de los temas (no se adjunta pero se puede solicitar).
3.1) Test de Química
El test contiene diecisiete preguntas de opción triple que indagan sobre los contenidos del programa y sus fundamentos teóricos según la siguiente tabla de especificaciones.
Si bien hay contenidos que no están explícitamente incluidos en las
preguntas del test, sirven de fundamento y profundización para otros
que si se preguntan explícitamente.
3.2) Las actividades
Las actividades ejecutadas para cada tema pueden resumirse de la
siguiente forma:
-Sistemas Materiales: se dio a los estudiantes un
problema en el cual se aplica el contenido al peritaje judicial (se
pide encontrar la presencia de una sustancia en el sistema material),
acompañado de una muestra de sistema material.
-Soluciones: se dio a los estudiantes un
problema en el cual se pide elegir entre dos medicamentos aquel que
procure la menor ingesta de una sustancia, dentro del periodo de
tratamiento.
-Uniones Químicas:
se planteó la necesidad de aprender a realizar lectura
comprensiva en función
de la habitualidad del uso de texto escrito en la educación
secundaria. A partir de ahí se propuso hacerlo con el tema Uniones
Químicas.
-Compuestos
Binarios: el
curso se dividió en grupos, ocho en total, y se entregaron guías de
investigación a cada uno. Las guías eran diferentes según los
tipos de compuestos que se debían estudiar, a saber: Óxidos
Metálicos, Óxidos No Metálicos, Hidruros Metálicos e Hidruros No
Metálicos.
-Modelo Atómico y Tabla
Periódica: para el
tratamiento de este contenido se propuso a los estudiantes una
actividad de Instrucción entre Pares apoyada con la simulación PHET
Construcción de un Átomo, como inicio del
tema.
4) Análisis de Resultados
Para el análisis de resultados se decidió tomar cuatro parámetros: el porcentaje de respuestas correctas, las ganancias (absoluta y relativa) entre pre y pos test, la correlación entre pre y pos test y la información brindada por la encuesta de opinión.
Para obtener el porcentaje de respuestas correctas se utilizó la ecuación:
En la misma “Pc” significa porcentaje de respuestas correctas y “Rc” cantidad de respuestas correctas. Para el cálculo de la ganancia absoluta se utilizó la ecuación:
Donde los significados de los símbolos es el ya aclarado.
En virtud de lo expuesto debe aclararse que en esta ocasión solo se presentan los resultados de cada estudiante y el resto del análisis se hace con los promedios del curso. No hacemos un análisis minucioso del comportamiento de las respuestas para cada contenido indagado por el Test. Esta será tarea que quede para un futuro artículo (en el cual pueden participar otras colegas de la institución que lo deseen).
Para el análisis de correlación se decidió utilizar el valor que genera la planilla de cálculo LibreOffice Calc en la función Estadísticas/Correlación.
Para la encuesta de opinión la herramienta fundamental será la comparación de porcentajes de selección de las distintas opciones de cada pregunta. Más detalles sobre la misma se presentan en el análisis correspondiente.
4.1) Resultados de pre y pos-test
En virtud de lo expuesto debe aclararse que en esta ocasión solo se presentan los resultados de cada estudiante y el resto del análisis se hace con los promedios del curso. No hacemos un análisis minucioso del comportamiento de las respuestas para cada contenido indagado por el Test. Esta será tarea que quede para un futuro artículo (en el cual pueden participar otras colegas de la institución que lo deseen).
Para el análisis de correlación se decidió utilizar el valor que genera la planilla de cálculo LibreOffice Calc en la función Estadísticas/Correlación.
Para la encuesta de opinión la herramienta fundamental será la comparación de porcentajes de selección de las distintas opciones de cada pregunta. Más detalles sobre la misma se presentan en el análisis correspondiente.
4.1) Resultados de pre y pos-test
En la siguiente
tabla se presentan los porcentajes de respuestas correctas obtenidos por
cada estudiante en cada instancia y los valores promedio de cada una.
Cabe destacar que no se colocan los nombres de los estudiantes por ser
estos menores de edad y no haberse pedido ninguna autorización al
respecto.
Puede notarse que los valores de porcentaje de cada estudiante se muestran con números enteros. Si bien los resultados tienen cifras decimales, se los ha redondeado porque la cantidad de datos y el error estadístico no justifican utilizar decimales. En los valores promedio se ha colocado un decimal con la intención de mostrar el resultado real obtenido redondeado a una cifra decimal. Sin embargo esos promedios, en el resto de los cálculos se utilizarán redondeados.
Como parámetro de corte para indicar un aprendizaje aceptable o no utilizaremos los dos tercios del puntaje total del test (66,66%). Este parámetro es muy utilizado en la investigación educativa, lo que justifica su uso acá. Entonces puede verse que el promedio de respuestas correctas en el pre-test está por debajo de ese parámetro, al igual que el promedio del pos-test. Esto nos estaría indicando que, en promedio, en ninguna instancia el grupo ha alcanzado el mínimo necesario de aprendizajes. Sin embargo, es de notar que en el pos-tes se acerca a ese valor. Además, coherentemente con nuestro marco teórico, no solo es importante establecer el nivel de logro de los aprendizajes sino también el crecimiento de los mismos respecto del estado inicial, para poder valorar el aprendizaje y el impacto de la propuesta didáctica.
La siguiente figura muestra los datos agrupados en intervalos de porcentajes de diez puntos cada uno, con el objetivo de visualizar más rápidamente los cambios ocurridos.
4.2) Ganancias y correlación
La siguiente tabla (Tabla 3) muestra los valores obtenidos para la ganancia absoluta y para la relativa del curso. Puede observarse que la ganancia absoluta equivale aproximadamente al 50% del porcentaje de respuestas correctas en el pre-test. Esto equivale a decir que, en promedio, los estudiantes responden correctamente en el pos-test la misma cantidad que en el pre-test más la mitad de ese valor.
El valor obtenido para la ganancia relativa nos dice que el grupo tuvo un crecimiento en sus conocimientos de alrededor del 33% de lo que debería haber crecido para responder correctamente todo el Test. De todos modos, resulta una ganancia relativa importante respecto a la cantidad y dificultad de los aprendizajes vinculados a los contenidos del programa.
El cálculo de correlación da 0,17 (redondeado), valor cercano a cero. Las correlaciones cercanas a cero indican una baja relación entre un conjunto de datos y otro conjunto de datos, obtenidos ambos para el mismo grupo de estudio. En educación esto se interpreta como un alto impacto de la estrategia didáctica implementada. El valor obtenido, teniendo en cuenta que es positivo, nos dice que la mayor parte de los estudiantes cambiaron sus estructuras de pensamiento, con lo que cambiaron sus respuestas equivocadas.
Teniendo en cuenta los porcentajes individuales y las distribuciones de los mismos, podemos decir coloquialmente que: los estudiantes que eran buenos en el pre-test siguen siendo buenos, y los que no eran buenos mejoraron aceptablemente. 4.3) Encuesta de opinión
La encuesta de opinión cuenta con siete preguntas que se caracterizan como se muestra en la siguiente tabla de especificaciones.
El siguiente gráfico, figura 3, muestra los porcentajes de elección de distintas características de que podía haber tenido la propuesta metodológica en general.
La característica más elegida fue “entretenida”, con más de los dos tercios del curso, y en segundo lugar quedó “útil para aprender”. De buenas a primeras podemos ver que a la mayoría de los estudiantes la forma de trabajo los entretuvo y les permitió aprender; por lo menos desde su perspectiva.
El análisis del resto de las preguntas de opciones puede encontrarse en el informe completo. Ahora presentamos algo de los resultados de la pregunta 7.
Antes de presentar las opiniones del alumnado es oportuno aclarar que el análisis cualitativo de las mismas es muy difícil. La interpretación de los dichos de los estudiantes no puede hacerse desde la perspectiva que todo es real y objetivo. Debido a sus edades, las opiniones están cargadas de subjetividad. Además, como son personas diferentes pueden percibir el mismo hecho de formas diferentes (la misma explicación o actividad puede parecer entretenida para un estudiante y aburrida para otro). Lo importante es intentar detectar las ideas subyacentes y tomar todo lo que pueda ser bueno para mejorar la propuesta didáctica.
En principio hemos agrupado las opiniones de los estudiantes en tres grupos: Opiniones Generales, Opiniones Particulares, Opinión Hiperfoco. De los treinta estudiantes del curso, fueron veintiuno los que respondieron la pregunta 7, es decir el 70%.
Veamos las opiniones generales.
-Se debería hacer más práctica, antes de evaluar.
-Se deberían hacer más laboratorios y prácticos con nota.
-Tratar de hacer más entretenida la clase, con diferentes actividades, más laboratorios, juegos y videos.
-Dedicar más tiempo a cada tema.
-Aunque las explicaciones son buenas y entendibles, tratar de mejorarlas y hacerlas lo más cortas posible.
-El cursado de la materia es costoso, pero se aprende.
Podemos ver que esas opiniones, en parte, apoyan los resultados de las preguntas anteriores. Se resalta lo entretenido de la propuesta, lo difícil del trabajo y lo bueno de hacer varias tareas evaluadas. Eso se detecta tanto en las opiniones positivas como en las que reclaman más actividades de ese tipo.
Los dos reclamos más destacados son que el docente debe mejorar sus explicaciones y que hay que dedicarle más tiempo a cada tema.
El análisis de los otros dos tipos de opiniones se puede encontrar en el informe completo.
5) Conclusiones
En principio podemos asegurar que el efecto de la propuesta didáctica ha sido positivo. Pero no podemos dejar de reconocer que tiene aspectos a mejorar. Con esta propuesta nos habíamos planteado el objetivo de: favorecer el aprendizaje de los contenidos de Química mediante la implementación de Actividades Centradas en el Alumno (ACA). Y podemos decir que el mismo se ha cumplido, aunque no haya sido con la intensidad que deseábamos. Con este logro derivamos consecuencias que nos marcan el camino a seguir:
-La propuesta didáctica basada en ACA promueve el aprendizaje de los contenidos de Química, entendiendo “Aprendizaje” de forma coherente con las líneas pedagógicas seguidas.
-Las ACA permiten el desarrollo de las competencias de lectura comprensiva y de resolución de problemas en el marco del aprendizaje significativo de los contenidos de Química.
-La propuesta didáctica basada en ACA es útil para satisfacer las necesidades educativas de los estudiantes.
-Los resultados de la propuesta didáctica son coherentes con otras propuestas también basadas en ACA y, de algún modo, corroboran que este tipo de actividades favorecen el aprendizaje en mayor medida que las propuestas basadas en Actividades Tradicionales.
En futuras implementaciones de esta propuesta didáctica tendremos en cuenta los aspectos que hay que mejorar surgidos de esta primera experiencia y mantendremos el proceso de evaluación de la misma.
6) Agradecimientos
En primer lugar agradecer al instituto preuniversitario Escuela de Comercio Libertador Gral. San Martín, dependiente de la UNSJ, por haberme permitido llevara a cabo este trabajo.
En segundo lugar agradecer a la Dra. Liliana Matus y a la Ing. Ma. Liliana Sanchez por sus respectivas colaboraciones, desinteresadas, con las construcciones del Esquema Conceptual y del Test de Química respectivamente.
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