El aprendizaje de la ciencia en la enseñanza media (página 3)

-  Grupo C/E: 10% de los cursos

-  Grupo S/E: 58 % de los cursos

v  Conforme a criterios lógicos establecidos por el profesor. La frecuencia fue:

-  Grupo C/E: 30% de los cursos

-  Grupo S/E:            25% de los cursos

5.3    Tipo de razonamiento.

En la Lógica Formal se establecen razonamientos Inductivos y Deductivos. En la Ciencia ambos forman una unidad dialéctica, sin embargo, para la docencia escolar es necesario separarlos, de manera que las conceptualizaciones se construyan partiendo de hechos (Casos Particulares) para llegar a la formulación o enunciado general que abarca una clase de fenómenos (Caso General). Esto es coherente con lo que existe en la naturaleza y en los organismos: existen sólo casos particulares, los casos generales son abstracciones y generalizaciones hechas por el hombre.

En los cursos investigados, el tipo de razonamiento predominante se muestra en las siguientes cifras:

-  Inducción, se utilizó en el 10 % de los casos                                             

-  Deducción, se empleo en el 57% de los casos                                         

-  Inducción y Deducción, en relación dialéctica entre ellas, se usó en el 33% de los casos

Como se ve, el predominio es del uso de la deducción. Esto en la práctica significa que las descripciones o afirmaciones del profesor se basan en la lógica y, por lo tanto, son sólo válidas; por su parte, los experimentos son sólo para confirmar los enunciados ya aseverados. Esto dificulta gravemente la formación del razonamiento científico en los alumnos.

5.4  Perceptos[8]

En la enseñanza de la Ciencia, la formación de conceptos se sustenta en los perceptos; con dos o más perceptos de la misma clase se pueden hacer comparaciones entre ellos, establecer las semejanzas y las diferencias, identificar los atributos prescindibles, y generalizar los rasgos fundamentales del objeto o fenómeno, cuya enunciación constituye la verbalización del concepto.

Resulta evidente que mientras mayor sea el número de perceptos que los alumnos reciben, las comparaciones serán más abundantes y el concepto formado de ellas tendrá mayor riqueza de contenido. 

La observación de imágenes, los experimentos simulados o por descripción tienen un buen grado de eficiencia, entre otros aspectos,  en la medida que constituyan perceptos para los estudiantes.

La formación de conceptos, en cuanto enunciados que se refieren a una misma clase de objetos, requiere que la observación y análisis de los perceptos enfatice las semejanzas entre ellos mucho más que las diferencias. Este énfasis se observó, y los resultados son:

-  En el 19% de los cursos se enfatizaron las semejanzas entre perceptos

-  En el 19% de los cursos se enfatizó en las diferencias entre perceptos

-  En el 62% de los cursos se superpusieron semejanzas y diferencias, sin una línea metodológica clara

            Esto se ilustra en el gráfico siguiente

Los perceptos suministran información acerca de los objetos o fenómenos, cuyas características constituirán en concepto. En esa función, se presentan a los alumnos como elementos conocidos previamente o en imágenes ilustrativas. En la docencia, se registró que los perceptos se presentaron:

-  52% ilustrados con imágenes

-  48% como perceptos ya conocidos. En este caso:

-  El 50% se apoyó en la imaginación de los estudiantes

-  El otro 50% se apoyó en la memoria

Los perceptos presentados como ya conocidos por los alumnos se sustentaron tanto en la imaginación como en la memoria. La memoria y la imaginación son elementos constituyentes del Proceso de Pensar, por lo tanto, son relevantes del contenido del pensamiento y, a través de este, la calidad de los conocimientos. El profesor no puede saber si lo que está presente, tanto en la memoria como en la imaginación de cada alumno, corresponde con el percepto definido como necesario para la formación del concepto, lo más probable es que no coincidan, y si así fuese, lo que algunos alumnos aprenden no es lo que el profesor pretende enseñar.

Razonamiento Científico

Es el estilo de pensamiento que, sustentado en observaciones, elabora preguntas, busca sus respuestas utilizando él método y las categorías de la Ciencia, una vez encontradas las somete a verificaciones y establece el ámbito o clase en la cual se cumplen. A este tipo de razonamiento le es inherente, aunque no consustancial, la disposición intelectual de modificar y hasta eliminar ideas y conceptualizaciones conforme surjan hechos cuya explicación o comprensión lo requiera.

Es pensamiento desarrollado sobre la base de probabilidades. Nada se establece como definitivo y absoluto, nada se acepta como verdad si no está confirmado por la práctica. Es la búsqueda constante de la verdad y la aceptación, a priori, que la afirmación tenida como verdadera, puede no ser tal. 

Los objetivos escolares más trascendentes del aprendizaje de la Ciencia tienen directa dependencia de la formación y desarrollo de este tipo de razonamiento, así es en el plano de la formación intelectual, de los valores que hacen posible la convivencia armónica entre las personas, de la actitud inquisitiva y de búsqueda de respuestas. 

La formación del razonamiento científico depende de la forma de ejercer la docencia. Se consideraron tres variables:

1.6.   Diferenciación entre hechos e interpretaciones de esos hechos.

Las mediciones realizadas muestran que, en el 95% de los cursos, los profesores diferenciaron los "hechos" de la "interpretación" de estos.

Esta actitud es relevante pues independiza ambos aspectos, no dogmatiza las interpretaciones y, por lo tanto, hace posible que se modifiquen con la aparición de nuevas informaciones; no dogmatizarlas evita que se inserten en la estructura cognitiva como algo rígido que le resta la flexibilidad indispensable para poder modificarse.

En el 5% de los cursos no se diferenciaron los hechos de su interpretación 

1.7.    Fundamentación de afirmaciones.

Los profesores fundamentaron sus afirmaciones empleando tres modalidades. Aquella utilizada contribuye en mayor o menor medida a la formación del razonamiento científico.

v  El 37%  respaldó sus aseveraciones con hechos científicos

v  El 20 % se sustentó en teorías científicas

v  El 43% de los docentes utilizó la lógica formal como base para demostrar aquello que estaban afirmando.

No da lo mismo usar cualesquiera de estas alternativas. La demostración sobre la base de la lógica, desconecta el hecho de la interpretación, sobredimensiona esta última y establece como criterio de verdad las condiciones establecidas para ello por la lógica formal[9]. En la enseñanza de la Ciencia, sustentar las afirmaciones en teorías científicas otorga a la teoría una estabilidad y permanencia que realmente no tiene y que es opuesta a la naturaleza misma de cualquier teoría.

Apoyarse en la idea que las conclusiones son verdaderas si hay coincidencia entre la conclusión experimental y la teoría, lleva la teoría a una categoría de inmutable, o de absoluto, pasa a ser un dogma y, como tal, sustentado en creencias, fe o convicciones y no en los hechos o en la razón. Es la antítesis de la Ciencia. La implicancia en la formación intelectual de los estudiantes de la absolutización de la teoría, es que el criterio de verdad pasa ser la referida coincidencia y, en consecuencia, si no coinciden deben modificarse los hechos experimentales y no la teoría.

Por lo tanto, respaldar las afirmaciones con hechos científicos en la conducta más eficiente en la formación del razonamiento científico. Esto fue utilizado por el 37% de los docentes.

El 63% de los profesores fundamentó sus afirmaciones en teorías o en la lógica formal.

1.8.     Base de obtención de conclusiones

La base en la que sustentan las conclusiones es otro factor importante para la formación y desarrollo del tipo de razonamiento inherente a la ciencia.

El experimento, como la base de las conclusiones, implica el análisis y procesamiento de los datos experimentales. En las clases observadas se dio lo siguiente: 

v  En el 32 % de los cursos el experimento fue suficientemente claro como para que las conclusiones sean obvias

v  Otro 32% permitió que, del experimento mismo y sin mediar intervención del profesor, se obtuvieran conclusiones

v  En el 28% de los cursos, las conclusiones se obtuvieron a través de responder a preguntas que aparecían en la Guía de Trabajo

v  En el 8% de los casos, se llegó a conclusiones basadas en el experimento con las explicaciones del profesor.

Un  número poco relevante de profesores entregaron la explicación requerida para llegar a conclusiones antes  de hacer el experimento; esta conducta puede ser eficiente, bajo la condición de tener presente el punto 6.0 de este trabajo.

Evaluación

Las evaluaciones son procesos que conducen a una nota o calificación, en este sentido, lo establecido en los dos primeros párrafos del punto 3.3 de este trabajo, cobra singular importancia.

1.9.   Tipos de pruebas

Las notas fueron logradas a través de diferentes tipos de evaluaciones. El tipo y frecuencia porcentual de uso se muestra en el gráfico siguiente

1.10.Ítems evaluados en las pruebas aplicadas a los cursos

Existen muchas modalidades y aspectos factibles de evaluar. Para los efectos de este trabajo, consideramos los ítems siguientes, los cuales aparecieron en los porcentajes indicados.

·         El 17% de las preguntas se dirigen a la Memoria

·         Otro 17% se refiere a análisis de datos, por ejemplo, construir o interpretar gráficos

·         El 19% de las preguntas se refieren a obtener conclusiones de hechos presentados o experimentos someramente descritos.

·         El 5%  de las preguntas pide respuestas relacionadas con planear experimentos u otras demostraciones fácticas de enunciados o afirmaciones.

·         El 12% de las preguntas pide describir experimentos. Este ítem se separó de los ítems centrados en al memoria pues no se refiere a definiciones.

·         El 19% de las preguntas plantea casos o hechos y pide que sean explicados basándose en los experimentos realizados o descritos en clases.

·         El 10% de las preguntas exige demostraciones, empíricas o lógicas, de hechos.

Resulta notorio que existe un predominio de preguntas orientadas al  uso de razonamiento científico, esto podría explicar porqué en los rangos de notas sobre 5.5  disminuye la frecuencia en el grupo S/E, tal como se ve en el gráfico de la página 7

Es necesario comentar que la memoria es una función indispensable en todos los aprendizajes, lo cual no significa que sea deseable la memorización de definiciones.

El gráfico siguiente ilustra las cifras antes expuestas:

Clima Educógeno en la sala de clases

Las características del clima de relaciones en el interior de la sala de clases son determinantes para los aprendizajes y la formación de la autoestima positiva de los alumnos

La investigación realizada cuantificó la acciones del profesor en relación con el estilo de conducción y presencia o ausencia de recompensas y el tono afectivo utilizado con los alumnos. Al respecto se encontró que la gran mayoría de los docentes, crea en clima educógeno adecuado para lograr buenos aprendizajes y formación de buena autoestima en sus alumnos.

8.1    Acciones del Profesor.

La formación del pensamiento probabilístico, la capacidad de plantearse hipótesis (con la asunción del riesgo que estén erradas), la modificación en la estructura cognitiva, la argumentación para sostener puntos de vista en temas que están recién conociendo y otros aspectos similares, requiere, como conditia sine qua non, un clima estimulante, de incentivos al pensamiento libre o al menos la ausencia de críticas mordaces o descalificatorias

Los puntos estudiados y las cifras encontradas son:

·         El 77% de los profesores entrega recompensas (reforzamientos positivos) a sus alumnos

·         El 18% hace críticas a los errores de los alumnos

·         El 5% tiene conducta laisse – faire.

8.2    Tono afectivo

Se refiere al tipo de relaciones que predomina entre el profesor y los alumnos. Hay tres posibilidades de Tono Afectivo, relacionadas con la actitud del profesor: Agradable, Indiferente y Desagradable.

El tono afectivo está directamente relacionado con las acciones del profesor, se puede correlacionar cada tipo de acción de este con el tono afectivo.

Las cifras correspondientes a Acciones del Profesor y a Tono Afectivo son similares, por lo que podemos afirmar que existe coherencia en esas áreas.

Vistas en un gráfico, las cifras se ven así:

Conclusiones Finales

1.11.Conclusiones específicas

Los hechos registrados en las observaciones de clases, consignados en los puntos precedentes, junto a las cifras expuestas en las páginas anteriores permiten obtener las siguientes conclusiones:

1.11.1.  La mayoría de los estudiantes está recibiendo enseñanza de Biología, Física y/o Química con técnicas y procedimientos pedagógicos que no incluyen la realización de experimentos. Este hecho atenta contra los objetivos fundamentales de la enseñanza de la Ciencia en la Enseñanza Media del país.

1.11.2.  Casi la mitad del personal docente de las asignaturas del área de Ciencias tiene 40 años o menos de edad, por lo que, conforme a las actuales disposiciones de las leyes laborales, se puede suponer que continúen haciendo clases en los próximos 20 años.

1.11.3.  Existe una gran disgregación en la jornada laboral del personal docente que enseña las asignaturas científicas, casi 2/3 tiene contratos por menos de 30 horas semanales.

Este es un punto que requiere mayor profundización a fin de establecer la medida en que esa disgregación afecta a la docencia a los aprendizajes de los alumnos

1.11.4.  Aparece como problema didáctico relevante, que exige prontas soluciones, el cómo enseñar Ciencia sin emplear experimentos y lograr formación intelectual y axiológica similar o equivalente a la lograda con el empleo de experimentación como actividad docente.

1.11.5.  En el grupo de estudiantes que realiza experimentos hay mayor número de alumnos con mejores notas que en el grupo que no los realiza, a su vez este último grupo tiene mayor cantidad de notas bajo 4.0 que el anterior. Esto significa que los aprendizajes evaluados en las asignaturas científicas son mejores en el grupo de alumnos que realiza experimentos.

1.11.6.  El proceso Observar, base de los siguientes procesos conducentes a la experimentación y obtención de conclusiones, es deficitaria puesto que más del 10% de los alumnos muestra insuficiencias en sus observaciones. Sin embargo todos los alumnos que plantearon experimentos se apoyaron en ellas para hacerlo, esos experimentos incluyen las deficiencias del proceso Observar, a guisa de "efecto dominó".

1.11.7.  La experimentación tiene deficiencias, para la mayoría de los estudiantes aparece como actividad  no proyectada al paso siguiente, sin identificación ni control de variables.

1.11.8.  El trabajo en grupos requiere ser mejorado pues más del 20% de los alumnos  no se integró al trabajo grupal. Sin embargo no está claro si la deficiencia proviene de la conformación de los grupos, de su organización o de fallas en la comprensión de las instrucciones para realizar el trabajo.   

1.11.9.  En el conjunto de cursos que no realiza experimentos la ciencia se enseña, mayoritariamente, como informaciones cuya veracidad depende de la autoridad del profesor o de la fuente de consulta.

1.11.10.   El proceso que se inicia con la Observación  y termina con la Experimentación y sus conclusiones está trunco o no está consolidado, por lo que el desarrollo de las habilidades para el trabajo en Ciencia adolece de las mismas deficiencias.

1.11.11.   En algunos cursos se reemplazó la experimentación directa por descripciones de los experimentos realizados por los descubridores y que respaldan las afirmaciones hechas por el profesor

1.11.12.   Se constató un gran predominio de razonamientos deductivos presentes en la experimentación y en la descripción de experimentos hechos por científicos. El paso de lo general a lo particular hace primar la teoría sobre los hechos, lo que conduce a la dogmatización de las informaciones en menoscabo del empleo de la praxis como criterio de verdad.

1.11.13.  La formación de conceptos se sustenta, en el 81% de los casos, en las diferencias entre perceptos, lo cual dificulta la estructuración de la clase de objetos o fenómenos que incluye en concepto. Está demostrado que el pensamiento se realiza transformando las negaciones en afirmaciones [10], por lo tanto a la misma formación conceptual tiene una dificultad adicional la cual podría explicar las debilidades en los aprendizajes.

1.11.14.  Casi en la mitad de los casos el profesor supone que sus frases evocan recuerdos o estimulan la imaginación con los elementos que él desea. Los perceptos, base de la conceptualización, no se presentan como elementos perceptibles directamente sino que se apela a la memoria o imaginación de los alumnos; el profesor no puede saber si lo imaginado o recordado por sus estudiantes corresponde con las necesidades perceptuales que satisfacen la formación del concepto.

1.11.15.   Existe una gran fortaleza en los docentes observados: casi todos diferenciaron "hechos" de "interpretaciones".  Esto contiene una importante potencial para superar deficiencias antes consignadas.

1.11.16.   La mayoría de los docentes (63%) no respaldo sus afirmaciones con hechos científicos, sino que se apoyó en la lógica o en la teoría. Esto dificulta la formación del razonamiento científico.

1.11.17.   Los experimentos permitieron, en el 64% de los casos, obtener conclusiones directas. Esto constituye otra significativa fortaleza de la docencia.

1.11.18.    Las evaluaciones utilizan variados tipos de preguntas referidas a también variados ítems. Se destaca el predominio (sobre el 80%) de preguntas orientadas al empleo de razonamiento científico.

1.11.19.    Otras fortalezas de los profesores son las acciones que determinan el clima educógeno en la sala de clases. En este están las condiciones que permiten la adquisición de aprendizajes de buen nivel en todas las áreas de la personalidad.

1.12.Conclusiones generales

De los registros realizados y expuestos en este trabajo, se concluye que:

1.12.1.  Existen significativas pérdidas operaciones de oportunidades de aprendizajes relevantes en el área cognitiva, en la socialización para integrarse productivamente a un grupo de trabajo, en la valoración de la sinergia grupal. .

1.12.2.  Se pierde potencial de aprendizaje de los alumnos por deficiencias en la Metodología Didáctica empleada por los profesores en las clases de Biología, Física y Química, tanto en la adquisición de información estructurada como en el desarrollo de capacidades y habilidades para usar pensamiento divergente y probabilístico.

1.12.3.  La situación es reversible considerando las fortalezas ya señaladas y la buena disposición de los profesores a aceptar que sus clases hayan sido observadas.

1.12.4.  Es necesario desarrollar metodologías eficientes, que permitan formar estilos de  razonamiento científico en los alumnos, sin que este dependa de la realización constante de experimentos en laboratorio, por ejemplo: hacer "Trabajo de Campo", es decir, observaciones, mediciones, clasificaciones, asociaciones y otros en patios u otros terrenos o lugares dentro del liceo.

1.12.5.  La solución de los problemas detectados, el mejoramiento de los aspectos sólo deficitarios y la consolidación de los aspectos positivos y bien realizados y de las fortalezas docente, requiere el compromiso y la eficiencia de los conductores administrativos y técnicos de cada liceo.

Anexos

ANEXO  1.-

NOMINA  OBSERVADORES,

ESTUDIANTES DEL PROGRAMA DE MAGISTER,

CURSO DE DIDACTICA Y EVALUACIÓN.  AÑO  2000

ANEXO 2 :  PROPUESTA DE SOLUCIONES 

a problemas y situaciones detectadas en la Investigación sobre la Enseñanza de la Ciencia en Establecimientos Municipalizados y Subvencionados de Enseñanza Media de la Región del Maule

Las situaciones consignadas por los Observadores y las Conclusiones Finales de la investigación realizadas constituyen un desafío profesional los docentes de Biología, Física y Química. Ellos son los que deben, como un imperativo de educadores, llevar a cabo acciones que corrijan o  mejoren las falencias detectadas.

La siguiente propuesta de soluciones se dirige a esos profesores y a los directivos de los liceos.

1.     Es necesario desarrollar metodologías eficientes, que permitan formar razonamiento científicos en los alumnos, sin estar dependiendo de la realización constante de experimentos en laboratorio, por ejemplo: hacer "Trabajo de Campo": observaciones, mediciones, clasificaciones, asociaciones y otros en patios u otros terrenos o lugares dentro del liceo.

2.     Actualización y/o capacitación del personal docente en:

·         Metodología Didáctica de la Ciencia, enfatizando en la Heurística.

·         Psicología del Aprendizaje

·         Historia de los descubrimientos científicos

·         Elementos de Filosofía de la Ciencia

·         Experimentos para sala de clases que sí funcionen

·         Dinámica de grupos pequeños orientada a Educación

3.     Las condiciones materiales de los liceos deberían posibilitar la:

·         Disponibilidad de espacios para que los alumnos experimenten en Ciencia

·         Disponibilidad de instrumental e insumos para realizar experimentos

·         Disponibilidad de recursos audiovisuales de imagen fija, imagen móvil e interactiva, proyectores desde microscopios y PC´s, etc…

4.     Las condiciones administrativas en los liceos deberían:

·         Aumentar el tiempo de permanencia de los profesores en un mismo liceo, de tal modo que dispongan de tiempo adicional a las horas de clase, destinado a la planificación de la lección[11] acerca del tema, la  preparación de los materiales didácticos que empleará, ajustar y readecuar la planificación anual de la asignatura.

·         Posibilitar reuniones de profesores del área científica con temas técnicos, asegurándose que dichas reuniones tengan productividad creciente.

·         Estimular la Motivación por Logro en los profesores

·         Desarrollar una política de incentivos para alumnos y profesores sobre la base de metas cumplidas. 

Talca, marzo 2.001

Autor:

Jorge Luis Araneda Aguilera. Ph.D.

[1] En Chile existe una clasificación de establecimientos educacionales según su propiedad y aportes económicos del Estado. Hay colegios de propiedad privada, denominados "Particulares Pagados" que se financian mediante el pago que realizan los padres y apoderados, hay  colegio de propiedad privada, llamados "Particulares Subvencionados"  en los cuales no padres de los alumnos no pagan y el colegio se financia con aportes mensuales del Estado. Hay colegios de propiedad municipal, nombrados como "Establecimientos Educacionales Municipalizados" , los padres de los alumnos no pagan y el colegio se financia con aportes del Estado y en algunos y pocos casos también con aportes de la municipalidad dueña del Colegio

[2] La obligación de aprender Ciencia es ineludible puesto que con frecuencia deben rendir pruebas u otras formas de evaluación cuyo resultado se refleja en calificaciones que inciden directamente en la promoción al curso siguiente o en el proceso de selección para ingresos a la Educación Superior

[3] Este hecho podría ser determinante en algunos elementos de la formación profesional de esos profesores.

[4] En las evaluaciones escolares, no se considera las respuestas omitidas como una categorías distinta sin incidencia en la nota obtenida, por lo que se asimilan a la categoría de respuestas erradas, con el supuesto que si se omitió una respuesta por no saberla

[5]Como toda acción humana, la realización de experimentos, conlleva aprendizajes, estos son, por ejemplo de técnicas, procedimientos etc.,  pero por sí mismos los experimentos no producen aprendizajes de ciencias

[6] Las cifras aparecen en la página 6

[7] Magíster dixit = El Maestro lo dijo. Frase cuyo contenido indica que lo dicho es verdadero, por la sola razón de haber sido dicho por alguien con autoridad, fundada o no, para ser considerado maestro. No considera los hechos de la realidad objetiva que muestren lo contrario; en ese caso, no se cambia la afirmación sino que se descalifica esa realidad objetiva. 

[8] Percepto = lo que se percibe

[9] En la lógica formal hay que diferenciar "Válido" de "Verdadero". Una frase puede ser válida y no verdadera, esto suele confundir a los estudiantes al pretender llegar a conclusiones basadas en observaciones o experimentos.

[10] Watson y Johnson "Psicología del Razonamiento" ;  Belis Marianne "Mecanismele inteligentiei"

[11] Lección se refiere a una o más sesiones de clases empleadas en iniciar, desarrollar, cerrar y evaluar los aprendizajes logrados acerca de un tema; previamente requiere la elaboración de  una Lista de Cotejo y una Red Conceptual. Puede incluir una o más "Unidades de Materia" o Capítulos.

Partes: , 2, 3