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II JORNADAS DE INNOVACIÓN DOCENTE, TECNOLOGÍAS DE LA
INFORMACIÓN Y DE LA COMUNICACIÓN E INVESTIGACIÓN
EDUCATIVA EN LA UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA 2008
CONSTRUCCIÓN Y RESOLUCIÓN DE
PROBLEMAS EN EL LABORATORIO COMO
ESTRATEGIA PARA LA ADQUISICIÓN DE
COMPETENCIAS PRÁCTICAS DURANTE LA
FORMACIÓN DE MAESTROS.
Ángel Luis Cortés Gracia
COD, Dpto. de Didáctica de las Ciencias Experimentales, Facultad de Educación
Milagros de la Gándara Gómez
TEU, Dpto. de Didáctica de las Ciencias Experimentales, Facultad de Educación
Síntesis:
Se presenta una experiencia basada en la realización de pequeñas investigaciones en el
laboratorio donde los estudiantes deben obtener respuestas a problemas planteados por
ellos en clase, con ayuda del profesor. Este modelo consta de dos partes: la primera,
para identificar y construir problemas a partir de fenómenos cotidianos; la segunda, para
reflexionar y actuar dentro de un contexto de indagación dirigida, basado en un modelo
de ciencia caracterizado por la interacción explícita entre el marco teórico que conocen
y los procedimientos que ponen en juego a la hora de interpretar y emitir juicios sobre
los fenómenos estudiados.
Palabras clave:
Construcción de problemas, resolución de problemas, indagación dirigida,
competencias prácticas, formación de maestros.
INTRODUCCIÓN
Desde hace décadas, la investigación en Didáctica de las Ciencias Experimentales
ha señalado la apuesta por metodologías de enseñanza y aprendizaje que promuevan la
participación del alumnado en el desarrollo y el autocontrol del aprendizaje. Así,
muchas de las propuestas de innovación para la enseñanza de las ciencias desde los
primeros niveles educativos se centran en modelos de construcción de conocimientos en
los que el alumnado adquiere un papel protagonista. Esta sería una vía imprescindible
para el aprendizaje de las ciencias de modo significativo y acorde con las nuevas
visiones acerca de qué es la ciencia y de cómo se construye el conocimiento científico.
Un objetivo de este tipo implica un cambio epistemológico importante sobre la
1
concepción de la actividad docente y sobre el papel del estudiante en la planificación,
desarrollo y evaluación del proceso de enseñanza y aprendizaje. Las clases de ciencias
se diseñan desde una perspectiva de “indagación dirigida”, en torno, por ejemplo, a la
construcción de problemas y la elaboración de propuestas de estrategias de resolución
de los mismos, a propósito de fenómenos y hechos científicos que inciden en la vida
cotidiana (Pozo et al., 1994; Pérez Echevarría y Pozo, 1994; Caballer y Oñorbe, 1999;
Perales, 2000). Desde esta perspectiva, el profesorado no es ni el único ni el más
importante en la gestión del proceso de enseñanza-aprendizaje, sino que el alumnado
tiene que tomar protagonismo a la hora de diseñar, realizar y discutir sobre lo que se
trabaja. Las prácticas de laboratorio se muestran así como un medio eficaz para que el
estudiante manifieste y ponga en juego su propia epistemología (Séré, 2002).
Por tanto, la realización de este tipo de actividades requiere importantes cambios,
tanto en los contenidos curriculares teóricos y prácticos como en los organizativos, que
implican cuestiones de organización de los grupos, de gestión del espacio y del tiempo,
por no hablar de la disponibilidad de recursos materiales, de manera que hagan posible
la comunicación entre profesorado y alumnado. Aspectos como la existencia de horarios
rígidos, unas malas condiciones del aula-laboratorio, la dificultad e incluso
imposibilidad de acceso a recursos informáticos y/o fondos bibliográficos, por citar
algunos, se convierten a menudo en un obstáculo para el desarrollo del proceso de
aprendizaje. No obstante, la principal dificultad puede estar en el cambio de
pensamiento que se requiere por parte de los participantes en la actividad, profesores y
estudiantes, así como en las instituciones que desde arriba gestionan y controlan el
conjunto de la vida académica. Todo lo anterior no es nuevo y muchos de estos
problemas han sido recogidos recientemente en diversos documentos (Ministerio de
Educación y Ciencia, 2006).
El principal reto, sin duda, es romper con la rutina y con las inercias de tantos
años trabajando en una línea tan diferente. En este sentido, la apuesta de la universidad
española por integrarse en el Espacio Europeo de Educación Superior (EEES) permite
animar a intentarlo y romper con el escepticismo radical para pensar que si no todo, algo
se puede avanzar y que los errores y las dificultades pueden compensarse con la
satisfacción de trabajar hacia un objetivo tan gratificante como el de participar en un
proceso de liberalización del pensamiento y la apuesta por la participación en la
construcción de una universidad más próxima a una sociedad cambiante y exigente con
el progreso y la convivencia.
Los planteamientos del modelo de EEES (Zabalza, 2003; Benito y Cruz, 2005)
coinciden básicamente con el marco epistemológico de las nuevas propuestas sobre la
enseñanza y aprendizaje de las ciencias, siendo clave el trabajo autónomo del estudiante
a la hora de definir y cuantificar los créditos por asignatura. Este hecho plantea un
problema inicial, la dificultad de compaginar el cambio metodológico conservando
todos los demás parámetros organizativos como son: separación entre créditos, horarios
y espacios “teóricos” y los “prácticos”, número de grupos y, por tanto, tamaño de los
grupos. Al mismo tiempo encontramos un problema asociado: conciliar el modelo de
proceso de enseñanza y aprendizaje con el modelo de evaluación del mismo.
De forma paralela a lo anterior, se está haciendo una profunda reflexión sobre la
formación inicial y continua del profesorado, con nuevos diseños de titulaciones y
planes de estudios. Pero no sólo responde a un cambio de nombre y duración de los
estudios, sino que éstos se plantean desde hace un tiempo en términos de competencias
profesionales. Este término (concepto polisémico, polémico y peligroso, según Bernal,
2
2006) se entendería, en palabras del mismo autor, como “la capacidad de conocer y
comprender (conocimiento teórico de un campo académico), de saber cómo actuar
(aplicación práctica y operativa del conocimiento) y de saber cómo ser (los valores
como forma de percibir y vivir)”. En el caso de la formación de maestros (ANECA,
2005), existen una serie de competencias comunes y otras específicas relacionadas con
las ciencias experimentales y, en concreto, con su carácter práctico (Tabla 1).
Conocer y entender los contenidos actitudinales, conceptuales y procedimentales, (experimentar,
observar, describir, anticipar, argumentar, etc.), propios de las ciencias experimentales en los niveles
de la enseñanza obligatoria, y cómo éstos deben ser integrados para el aprendizaje de los alumnos.
Saber trabajar en equipo para compartir experiencias, diseñar actividades y reflexionar sobre la
práctica docente y la formación permanente en ciencias experimentales.
Conocer la diversidad de recursos didácticos concretos, tanto de aula, como externos, para la
enseñanza / aprendizaje de las ciencias experimentales y los criterios para decidir cómo y cuándo
utilizarlos y adaptarlos a la diversidad de alumnos y situaciones.
Conocer los rudimentos de los diversos lenguajes (dibujos, tablas, fórmulas, gráficos, etc.) y formas
de comunicación (descripciones, definiciones, justificaciones, etc.) propias de las ciencias
experimentales.
Dominar las habilidades propias del trabajo experimental.
Tabla 1. Competencias específicas directamente relacionadas con las actividades
prácticas durante la formación de Maestros de Educación Primaria (extraído de
ANECA, 2005).
En un intento de articular las tendencias actuales en innovación educativa propias
de la Didáctica de las Ciencias Experimentales y los nuevos enfoques relacionados con
la formación inicial de maestros, los autores de este trabajo llevamos varios años
diseñando y poniendo en práctica un modelo de actuación teórico-práctico en un
contexto de indagación dirigida (Cortés y de la Gándara, 2001, 2006). A continuación
mostramos tanto los rasgos generales del modelo como los resultados de una
experiencia didáctica basada en la construcción y resolución de problemas como eje
fundamental del aprendizaje.
LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES DURANTE LA FORMACIÓN DE
MAESTROS
La formación previa de los estudiantes de magisterio en materia de ciencias
experimentales es diversa y en la mayor parte de los casos muy limitada, a lo que
debemos añadir que, en algunos casos, la carrera de maestro es enfocada en muchos
aspectos como un “rebachillerato” (Torres, 1994). En muchas ocasiones, los hábitos de
trabajo durante la formación previa de estos estudiantes se han basado en la mera
manipulación, al margen de los contenidos conceptuales, o en la aplicación de alguna
teoría o principio, al margen de los procedimientos (Hodson, 1985; Gil et al., 1991,
1999). Muchas veces, tras los trabajos de laboratorio se oculta una simple ilustración o
demostración de un principio o ley científica, o la reproducción simplificada de un
experimento conocido (Pozo y Gómez Crespo, 1994). Los estudiantes acceden a los
estudios de la titulación de maestro con un conocimiento fragmentado, superficial y
poco sólido (Cañal, 2000), a lo que debemos añadir el variado bagaje intelectual de los
mismos. A menudo esto hace que el profesorado de Didáctica de las Ciencias se vea
3
abocado a introducir, junto a los conocimientos propios de esta disciplina, contenidos de
la ciencia correspondiente, lo que implica que todo ello suponga una tarea tal vez
excesivamente ambiciosa (Barberà, 2002).
Durante su formación como futuros maestros y maestras, y tomando como
referencia la especialidad “generalista”, Maestro de Educación Primaria en la
Universidad de Zaragoza, toda la carga lectiva de asignaturas troncales y obligatorias
relacionadas con las Ciencias Experimentales se concentra en 13 créditos, impartidos en
el último curso de la carrera. Dentro de estas asignaturas se deberían tratar
fundamentalmente diversos aspectos de las Ciencias Experimentales que incluirían la
adquisición de competencias relacionadas con la especificidad didáctica de los procesos
de enseñanza y aprendizaje de las mismas, bajo el supuesto de que los contenidos
científicos básicos (a nivel de Educación Primaria) a impartir deberían ser conocidos
por el profesorado en formación. En este contexto hay que destacar la ausencia de
asignaturas con contenido conceptual en ciencias, lo que implica numerosas dificultades
a la hora de buscar material de trabajo, tanto por parte del profesorado como del
alumnado (evidentemente, es complicado hablar de los recursos didácticos que facilitan
el aprendizaje de determinado concepto si éste no es conocido y/o comprendido por
parte del alumnado).
Una de las asignaturas obligatorias a las que nos referíamos antes, “Laboratorio
Científico Escolar”, ha sido objeto en los últimos años de una profunda revisión en
cuanto a sus objetivos y metodología de trabajo (Cortés y Gándara, 2001, 2006).
Paralelamente, ha sido analizada y adaptada de acuerdo con los planteamientos
metodológicos que propone el Espacio Europeo de Educación Superior, participando en
el programa PIIDUZ de la Universidad de Zaragoza para los cursos 2005-2006, 20062007 y 2007-2008.
Además de las competencias citadas en la tabla 1, existen una serie de cuestiones
que han guiado el diseño de la asignatura “Laboratorio Científico Escolar”: a) ¿qué
prácticas de laboratorio son adecuadas para la formación del profesorado de Educación
Primaria?, b) de ellas ¿cuáles son viables en el contexto docente en el que nos
encontramos?, y c) ¿es posible identificar, construir y resolver problemas dentro de este
contexto?
DISEÑO GENERAL DE LA ASIGNATURA “LABORATORIO CIENTÍFICO
ESCOLAR”
La asignatura “Laboratorio Científico Escolar” es una asignatura obligatoria de
facultad que consta de 4 créditos teórico-prácticos impartidos en el primer cuatrimestre
del último curso de la especialidad de maestro de Educación Primaria. En ella, no hay
clara separación entre horas de teoría y de práctica, por considerarse ambas
indisociables, conforme a las características de lo que es la actividad experimental. El
objetivo prioritario es comprender la interacción continua entre la componente del
pensamiento (marco teórico que orienta la identificación de un problema a resolver, la
emisión de una hipótesis, las decisiones sobre estrategias de resolución o concreción en
un diseño experimental, la interpretación de los resultados empíricos, así como su
contrastación con el marco teórico de referencia, para su modificación) y de la acción
(planteamiento del problema, elección de una hipótesis, aplicación del diseño
experimental, el registro de datos y la elaboración de conclusiones). La asignatura se
plantea en torno a diferentes tipos de actividades experimentales, entendidas éstas con
diferentes finalidades.
4
- Actividades de actualización y manejo de material de laboratorio (20 horas). Su
principal objetivo es familiarizar a los estudiantes con el instrumental y técnicas de
laboratorio de ciencias experimentales. Se incluyen aquí el conocimiento de normas
básicas para la prevención de riesgos en laboratorio, prácticas básicas de medida y
cálculo de parámetros y manejo de instrumental de laboratorio más o menos complejo,
que van desde el uso de recipientes y material para montajes experimentales, hasta el
conocimiento y destrezas de uso de aparatos como microscopios y lupas binoculares.
- Pequeñas investigaciones (20 horas), centradas en el estudio de fenómenos
biológicos, geológicos, físicos y/o químicos. Se trabajan aspectos como: la capacidad de
describir fenómenos, formular hipótesis, diseñar estrategias de verificación, reflexión
sobre los resultados obtenidos y la elaboración de informes sobre la actividad realizada.
En todas las actividades los estudiantes trabajan en equipos de dos a cuatro
miembros cada uno. Se da la circunstancia de que alumnos y profesores coinciden
también en otra asignatura (Didáctica de los aspectos biológico-geológicos del medio),
lo que ha permitido coordinar las actividades de cada equipo de estudiantes en ambas.
Es en la segunda parte del curso (Pequeñas Investigaciones) donde se concentran
los esfuerzos para hacer explícito un modelo docente de Indagación Dirigida y
Aprendizaje Basado en Problemas. Ahora bien, entendemos que durante la formación
inicial del profesorado es especialmente importante que los estudiantes (profesores en
formación) dispongan de oportunidades para gestionar el medio, de manera que lleguen
a diseñar secuencias de acciones con unas metas establecidas por ellos mismos. Así,
pretendemos que los estudiantes tengan la oportunidad de trabajar “como lo hacen los
científicos” en la resolución de problemas, familiarizarse con el trabajo científico y
aprender, en el curso de estas investigaciones, las destrezas y procedimientos propios de
la indagación (Caamaño, 2003).
Sin embargo, en nuestro modelo proponemos un paso previo, ya que lo frecuente
es que los estudiantes se enfrenten a un problema presentado por el profesor.
Numerosos autores indican que en los guiones de las investigaciones en el aula (ver
Caamaño, 2003 y referencias incluidas) el profesor debe presentar el problema que se
debe resolver y recordar las fases a través de las cuales debe procederse. En la confianza
de que los maestros deberían de ser capaces de identificar y construir problemas
dirigidos a sus alumnos a partir de hechos y fenómenos de la vida cotidiana,
proponemos una situación abierta en la que éstos puedan trabajar sobre un tema
determinado y construir sus propios problemas, siempre que sus propuestas estén
debidamente razonadas.
En el último curso se ha introducido una pequeña restricción al planteamiento
general de nuestro modelo (Cortés y Gándara, 2006), ya que los equipos de trabajo
debían adscribirse previamente y preparar desde el punto de vista científico y didáctico
varios temas básicos de ciencias a elegir entre aquellos que incluye el currículum de
Educación Primaria. Estos temas se trabajarían paralelamente y de forma coordinada en
la otra asignatura de la que hemos hablado anteriormente, incluyendo el análisis del
lenguaje que aparece en los libros de texto de Educación Primaria y el modelo (o
modelos) docentes implícitos en las unidades didácticas analizadas. De esta forma, los
estudiantes cuentan con un contexto científico y didáctico en el que enmarcar sus
propuestas, plantear los correspondientes problemas e intentar resolverlos mediante el
planteamiento de estrategias que incluyan tanto la puesta en marcha de una metodología
aplicable al laboratorio escolar como la revisión del marco teórico relacionado.
5
Teniendo presentes las posibilidades y limitaciones que posee el planteamiento de
un modelo de Indagación Dirigida dentro de la formación inicial de los maestros
(National Research Council, 2000; Cañal, 2000; Anderson, 2002), se han planteado los
siguientes objetivos:
1) Poner a prueba el grado de autonomía que poseen los estudiantes de magisterio
a la hora de seleccionar, construir problemas y resolverlos en el laboratorio.
2) Desarrollar la capacidad de reflexión sobre las actividades prácticas.
3) Desarrollar destrezas metacognitivas que permitan evaluar sus propios
aprendizajes, tanto desde el punto de vista de las estrategias para la experimentación
como del uso de estrategias para la comunicación.
Con todo ello se pretenden desarrollar una serie de competencias prácticas en el
área de las Ciencias Experimentales que vayan más allá del simple manejo del
instrumental de laboratorio o la fiel reproducción de actividades prácticas a modo de
“recetas de cocina”, tan comunes en muchos libros de texto y en otros materiales
pretendidamente ofertados como de interés didáctico.
PAPEL DEL ESTUDIANTE Y DEL PROFESOR DURANTE LAS PEQUEÑAS
INVESTIGACIONES
Partiendo de una situación inicial de “aparente libertad” a la hora de presentar los
fenómenos a estudiar y el problema o problemas que se pueden construir alrededor de
los mismos, se asumen los principios de diseño aportados por autores como Del Carmen
y Jiménez Aleixandre (1997), que deben estar presentes a la hora de decidir sobre los
contenidos y las actividades, como son:
- Identificar problemas que tengan conexión con la vida real para ser investigados
(“auténticos problemas” de Duschl y Guitomer, 1997).
- Mantener los objetivos conceptuales en número limitado para facilitar tanto su
comprensión como su utilización en contextos de investigación. En otras palabras, no
introducir conceptos que no vayan a ser utilizados.
- Emplear destrezas de investigación y experimentación para comprobar ideas.
- Reflexionar de forma crítica sobre la forma en que se recogen los datos y las
pruebas y sobre cómo se usan para comprobar las ideas.
Al mismo tiempo, compartimos e intentamos hacer explícita la visión que sobre la
ciencia y la construcción de problemas presentan Orange et al. (1999): “construir
problemas es más importante que resolverlos” y entendemos que esto tiene mayor
importancia, si cabe, en la formación del profesorado. Estos autores parten de las ideas
de Fabre (1993) que indicaba que la entrada en el saber científico tiene que ver más con
la construcción de problemas que con su resolución, que no es más que un episodio
terminal y, en cierta manera, accesorio.
Es decir, desde el punto de vista de la adquisición de competencias durante la
formación del profesorado, consideramos fundamental que los futuros maestros y
maestras sean capaces de plantear problemas sobre fenómenos de la vida cotidiana, así
como estrategias para resolver los mismos teniendo en cuenta las limitaciones
materiales de un laboratorio escolar. No olvidamos las limitaciones conceptuales y
procedimentales que implica la diversa formación básica en ciencias experimentales que
posee el alumnado al que va dirigida esta propuesta y, por tanto, el papel fundamental
6
que juega el profesorado universitario a la hora de intervenir en los procesos de
enseñanza y aprendizaje. De forma resumida, el papel de alumnos y profesores dentro
de este modelo se presenta en la Tabla 2.
Etapas de la “investigación”
F
A
S
E
F
A
S
E
D
E
R
E
S
O
L
U
C
I
Ó
N
Objetivos del profesor
1) Descripción del fenómeno
- Descripción de distintos hechos o
fenómenos conocidos
- Ayudar a describir el fenómeno.
- Buscar la precisión en el lenguaje.
2) Análisis del fenómeno e
identificación de problemas
- Aportación de ideas previas sobre
los conceptos y/o procesos
relacionados.
- Análisis crítico del estado de
conocimiento y planteamiento de
dudas o problemas iniciales.
- Provocar la reflexión, incitar a la
formulación de problemas o de
principios generales sobre el
fenómeno.
- Orientar al estudiante en la
identificación de su propio marco de
referencia.
3) Planteamiento de un problema
concreto
- Opinión sobre los problemas
planteados.
- Planteamiento de nuevos
problemas.
- Proponer una discusión sobre los
problemas surgidos (naturaleza de la
pregunta y formulación de la misma):
¿son problemas realmente? (¿duda real
o retórica?)
4) Formulación de hipótesis
- Cada equipo formula su propia
hipótesis.
- Incitar a la identificación de
variables.
- Plantear situaciones análogas.
- Ayudar a organizar las ideas.
5) Diseño de una
estrategia experimental
- Cada equipo diseña la forma de
poner a prueba su hipótesis.
- Exponer las posibilidades materiales
y temporales para la realización del
experimento .
6) Discusión razonada de la
pertinencia y viabilidad de la
propuesta
- Opinión sobre la pertinencia y
viabilidad de las distintas propuestas
- Plantear dudas conceptuales y
técnicas.
- Vigilar la coherencia entre teoría y
acción.
- Incitar a hacer explícita la propuesta
experimental de forma razonada.
7) Aplicación de la propuesta y
registro de los datos
- Cada equipo aplica (pone en
práctica) su propio diseño.
- Señalar la importancia de cuidar el
cumplimiento de lo propuesto.
8) Interpretación y comunicación
de los resultados
- Puesta en común, discusión.
- Planteamiento de dudas sobre los
resultados o sobre las
interpretaciones.
- Dirigir las sesiones de puesta en
común y los debates sobre los
resultados obtenidos.
9) Elaboración de conclusiones
- Puesta en común, discusión.
- Aportación de nuevos datos.
- Aparición de nuevas soluciones.
- Poner especial atención en que las
afirmaciones no incurran en
contradicciones con el marco teórico
científicamente aceptado.
- Aportar nueva información.
10) Planteamiento de nuevos
problemas
- Discusión
- Planteamiento de nuevos problemas
- Plantear posibles situaciones
problemáticas relacionadas con los
experimentos y/o los resultados
obtenidos
- Análisis conjunto de toda la
actividad y búsqueda de consenso.
- Representación global de la
actividad de forma esquemática.
- Ayudar al grupo a discriminar entre
los aspectos teóricos y prácticos de la
propuesta
D
E
C
O
N
S
T
R
U
C
C
I
Ó
N
Tareas del alumnado
FASE DE RECONSTRUCCIÓN DEL
CONOCIMIENTO
(METACOGNICIÓN)
Tabla 2. Cuadro resumen del proceso de indagación dirigida donde se señalan las
distintas etapas de la “pequeña investigación”, con las tareas de los estudiantes y el
papel del profesor a lo largo del proceso.
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LA UVE DE GOWIN COMO ORGANIZADOR DE LOS ASPECTOS
TEÓRICOS Y PRÁCTICOS IMPLICADOS EN LA INVESTIGACIÓN
Tras la fase inicial de organización, estableciendo los equipos de trabajo (3-4
alumnos), el profesor pide a los estudiantes que hablen sobre el fenómeno elegido para
trabajar y se les advierte que es imprescindible que lo describan y convenzan a la clase
de que “eso que han visto o que conocen” realmente existe y se puede trabajar en el
laboratorio:
- “Podemos construir un manantial / ... un pozo artesiano / ... un filtro para agua /
... una potabilizadora / ...una depuradora... cogiendo una botella de agua bocabajo que se
rellena con grava, arena, carbón vegetal,…”. En este caso, los estudiantes tienen en
mente la realización de una experiencia determinada y en lugar de describir el fenómeno
objeto de estudio introducen una misma estrategia experimental para hablar de cosas
muy diferentes.
- “Poner rebanadas de pan y frutas en condiciones diferentes para que se pudran”.
En este caso, cuando se les pide que describan el fenómeno que conocen, hablan de lo
que quieren hacer en su experimento, en lugar de decir, por ejemplo, que han observado
que en el pan y la fruta aparece moho (o unas manchas negras o verdosas) o
simplemente que se pudren en determinadas condiciones.
Muchas de las propuestas iniciales no surgen de un interés del alumno por
conocer mejor aquello de lo que habla, sino que son en ocasiones el resultado de una
discutible búsqueda bibliográfica. Posiblemente, algunos estudiantes tratan simplemente
de “salir del paso” ante la demanda del profesorado. De este conjunto de propuestas se
infiere el gran peso que tienen sus experiencias previas en “prácticas de laboratorio” o
“de aula” (en las etapas educativas anteriores). Para buena parte de los estudiantes, la
finalidad del laboratorio es manipular objetos y observar cambios. Cuanto más
asombrosos sean los resultados, más motivados se encuentran en principio, pero es poco
frecuente que se hagan preguntas sobre las causas o razones que explican esos
fenómenos. En un principio no se plantean “problemas” relacionados con los
fenómenos observados y la manipulación se convierte en un fin en sí misma.
En este punto, se invita a los estudiantes a identificar el problema concreto, a
diseñar una estrategia de verificación a partir de una hipótesis inicial que permita poner
en práctica sus propuestas. Entonces el profesor les pide razones: ¿qué significa eso que
has dicho?, ¿por qué crees que ocurre esto?, ¿podríamos bebernos el agua que saldría
de tu manantial?, ¿de dónde ha podido salir el moho?
Como indica Jacob (1987), a veces las hipótesis existen en los estudiantes bajo la
forma de presentimientos vagos y, a menudo, en la ciencia son necesarias
investigaciones empíricas exploratorias simplemente “para probar” (Orange et al.,
1999). El paso entre la aparición del problema y la formulación de la hipótesis no
responde a una lógica concreta, sin embargo, esto es algo que rara vez se comenta en la
enseñanza de las ciencias. Entonces surgen los “verdaderos problemas”, cuando los
estudiantes no encuentran una respuesta inmediata. Es en ese momento cuando se
desencadenan las conjeturas y piden ayuda al profesor, es decir, se manifiesta
explícitamente la indagación dirigida.
Así pues, la construcción del problema no está restringida únicamente a la fase
inicial del trabajo, sino que es una parte esencial del mismo y se desarrolla a lo largo del
tiempo en interacción permanente con el resto de la actividad. Estamos ante una
situación de investigación en la que los estudiantes estarían construyendo problemas
8
auténticos (Jiménez Aleixandre, 1998) a partir de una situación inicial que quizá no
constituía un verdadero problema.
Para ayudar a los estudiantes a organizar la información y a relacionar los
aspectos teóricos y prácticos de su actividad, se propone a los estudiantes la utilización
de la UVE de Gowin (Novak y Gowin, 1988). Los elementos de la UVE (figura 1) se
presentan como una guía para llamar la atención sobre la necesidad de coordinar,
integrar y fundamentar teóricamente las observaciones y las conclusiones, que deben ser
incluidas en un diario junto con los debates que tienen lugar dentro de su propio equipo
y con los demás alumnos de clase. Cada equipo debe representar en forma de UVE un
resumen de su actividad (figura 2), introduciendo si es necesario modificaciones al
esquema general de la misma, lo que les obliga a revisar y a precisar su propia dinámica
de trabajo. El profesor hace hincapié en que no se valorará su tarea por los “conceptos”
que sepa o que haya construido, sino por la coherencia entre lo que dice saber y las
conclusiones a las que llegue, gracias a su diseño y a la realización de la actividad
experimental.
Figura 1. Esquema simplificado de la técnica heurística UVE para ilustrar los
elementos conceptuales y metodológicos que interactúan en el proceso de construcción
del conocimiento (en Novak y Gowin, 1988).
Figura 2. Ejemplo de una UVE de Gowin elaborada por los estudiantes durante el
desarrollo de su propuesta experimental.
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CONSIDERACIONES FINALES
Después de la aplicación en varios cursos académicos del modelo anteriormente
expuesto como parte de la formación del profesorado de Educación Primaria, se han
detectado en los estudiantes una serie de dificultades conceptuales y procedimentales,
así como diferentes actitudes ante un modelo de enseñanza y aprendizaje al que no están
habituados.
Entre las principales dificultades podemos destacar:
- La identificación de “problemas” en el mundo natural. Muchos estudiantes
piensan que sólo existe “problema” cuando no ocurre lo que estaban esperando. Para
ellos, no poder (o no saber) explicar algo que ocurre no es “su problema”.
- La identificación de qué es lo que saben y la expresión de sus propias ideas. Es
común que se dediquen a hacer montajes, sin que hayan explicitado previamente qué
pretenden hallar y en qué fundamentan sus decisiones de actuación. También es
frecuente que den argumentos tautológicos, dando como razón el problema que habían
formulado (por ejemplo, proponen humedecer pan para que salga moho, y luego
explican que ha salido moho porque el pan estaba húmedo). En otras ocasiones se
manifiesta su conocimiento fragmentado, la superficialidad, la ausencia de criterios
claros y la presencia de numerosas ideas alternativas.
- La aparición de dificultades a la hora de recabar y usar la información relevante,
lo que repercute en el uso de fuentes de consulta a menudo poco adecuadas y en el
registro de datos poco significativos.
- La componente del pensamiento no sólo presenta dificultades en el marco
estrictamente teórico (conceptos, principios, leyes y teorías) sino también en los
conceptos y fundamentos referentes a la experimentación (concepto de fenómeno,
variable, problema, hipótesis, conclusión, etc.).
Los estudiantes presentan en un principio actitudes muy diversas ante la
investigación que deben afrontar:
- Algunos asumen plenamente los objetivos iniciales, ven al profesor como guía
de su actividad, plantean discusiones internas y externas, y tienen claro que han de
buscar información adicional que les ayude a diseñar su actividad y a interpretar los
resultados de ésta.
- También hay algunos estudiantes extremadamente entusiastas, que ven más allá
de los datos, inventándose si es preciso un marco teórico. Muchas veces actúan (o
pretenden actuar) de forma totalmente autónoma y al margen del profesor y del resto de
la clase.
- Hay estudiantes que no asumen el objetivo inicial del modelo (piensan que, en
última instancia, para eso están los libros de texto; no tienen ganas de complicarse la
vida, etc.).
- Otros se ven desbordados por el verdadero problema y cambian de experimento
“porque quieren hacer otro diferente”.
Una vez iniciada la actividad experimental propiamente dicha, se observan
diversas actitudes frente al registro de datos y su posterior interpretación:
- Encontramos grupos (no demasiados) que registran, analizan y utilizan los datos
experimentales con meticulosidad y bastante objetividad.
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- Existe una tendencia a generalizar a partir de unos pocos datos, hasta el punto de
que los estudiantes pueden cuestionar lo que están viendo en función de los resultados
de su experimento, antes que cuestionarse la adecuación del diseño o los presupuestos
que aplican a los montajes experimentales.
- Podemos encontrar también otra tendencia hacia la mera manipulación, al
margen de la teoría y del problema. Algunos estudiantes, cuando se involucran en un
experimento, olvidan el problema de partida, de manera que la aparición de datos no
esperados les crea cierto desasosiego y la primera intención es la de abandonar. Muchos
terminan formulando un falso problema cuya solución conocían de antemano, como si
el éxito de la tarea estuviera en la consecución de ciertos datos. Todo ello a pesar de la
insistencia del profesor en que lo que se valora realmente es la relación entre los
aspectos teóricos y procedimentales de la tarea y no el resultado en sí mismo.
CONCLUSIONES
Pese a la autocrítica que hemos presentado en el apartado anterior, no todo son
resultados desoladores y dificultades. El análisis de nuestra experiencia nos ha mostrado
que es posible crear espacios de reflexión dentro del proceso de enseñanza y aprendizaje
de las Ciencias Experimentales donde aparezcan integrados (y se analicen críticamente)
los problemas, junto con el marco teórico en el que se pueden formular y los
procedimientos necesarios para la resolución de los mismos. No pretendemos con esto
llegar a una formación científica de alto nivel del futuro profesorado de Primaria, sino
más bien, como señala Perrenoud (2004), a guiar al maestro en formación hacia un
contexto de relación con el saber (con las ciencias experimentales en este caso), la
acción, la opinión, la libertad, el riesgo y la responsabilidad, es decir, hacia una práctica
reflexiva (Schön, 1987; Roth, 1989).
Esto conlleva, sin embargo, un mayor esfuerzo por parte del profesorado frente a
una concepción más tradicional de los trabajos prácticos. Este esfuerzo adicional debe
manifestarse 1) en la parte inicial del modelo, donde el profesor debe insistir a los
estudiantes en los objetivos y en la necesidad de razonar sus propuestas y 2) en las
investigaciones propiamente dichas, donde el profesor debe asumir el seguimiento de
unas actividades no diseñadas por él.
Desde un punto de vista más esperanzador (aunque también más subjetivo), tras la
aplicación de nuestro modelo cabría destacar:
- La actitud positiva general durante el curso de la mayor parte de los estudiantes.
- La especial motivación de los mismos, al no estar sujetos a un programa teórico
concreto.
- La confianza “inicial” en su capacidad para realizar la tarea.
- El reconocimiento final de la importancia de la interacción continua con los
conocimientos teóricos en la realización de actividades prácticas (desde el
planteamiento inicial hasta la resolución del problema).
- La iniciativa mostrada por muchos estudiantes en la búsqueda de información
complementaria.
- La aparición de vías de diálogo y de colaboración tanto en los aspectos teóricos
como en los metodológicos entre distintos grupos que partían de problemas, en
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principio, muy diferentes. En las diferentes sesiones se expresan desacuerdos y dudas,
se proponen ideas, explicaciones alternativas, etc.
Por último, queremos destacar que el proceso de enseñanza-aprendizaje de las
ciencias en cualquier nivel requiere una organización flexible del espacio y del tiempo,
de manera que haga posible la integración entre “teoría” y “práctica” de una forma más
natural. Desde nuestro punto de vista, la alternancia clásica (en muchos casos impuesta
administrativamente) que obliga a distinguir, y separar, un tiempo para pensar y un
tiempo para actuar, como si fueran cosas separables, es contraproducente. En el caso de
la formación inicial de maestros, esta separación tiene todavía menos sentido. Sería
conveniente crear momentos para la reflexión crítica y conjunta sobre ambos aspectos
(teóricos y prácticos) para que los profesores en formación sean los primeros en asumir
esa dualidad inseparable.
No obstante, propuestas docentes como la que aquí presentamos y como las que se
sugieren desde el Espacio Europeo de Educación Superior, implican cambios que sólo
se mostrarían eficaces cuando sean asumidas por un número amplio de profesores
(incluidas otras áreas de conocimiento). Sólo de esta forma, aunando esfuerzos en una
misma dirección, el alumnado podría asumir la necesidad de un cambio, por su parte, de
acuerdo con los objetivos de las diferentes asignaturas. Se les podría ayudar a romper
con la inercia y dar un nuevo sentido a las actividades de aprendizaje.
Referencias bibliográficas
Anderson, R.D. (2002). “Reforming science teaching: what research says about inquiry?” Journal of Science Teacher
Education, 13 (1), pp. 1-12.
ANECA (2005). Libro Blanco del Título de Grado en Magisterio. Madrid, Agencia Nacional de Evaluación de la
Calidad y Acreditación (ANECA).
Barberà, O. (2002). “El área de “Didáctica de las Ciencias Experimentales”: ¿apuesta de futuro o error del pasado?”.
Revista de Educación, 328, pp. 97-109.
Benito, A. y Cruz, A. (2005). Nuevas claves para la docencia universitaria en el Espacio Europeo de Educación
Superior. Madrid, Narcea.
Bernal Agudo, J.L. (2006). Diseño curricular en la enseñanza universitaria desde la perspectiva de los ECTS.
Zaragoza, ICE Universidad de Zaragoza.
Caballer, M.J. y Oñorbe, A. (1999). “Resolución de problemas y actividades de laboratorio”. En L. del Carmen
(coordinador): La enseñanza y el aprendizaje de las ciencias de la naturaleza en la Educación Secundaria, pp. 107131. Barcelona, ICE Univ. de Barcelona / Horsori.
Caamaño, A. (2003). “Los trabajos prácticos en ciencias”. En M.P. Jiménez Aleixandre (Coordinadora), Enseñar
ciencias, pp. 95-118. Barcelona, Graó.
Cañal, P. (2000). “El conocimiento profesional sobre las ciencias y la alfabetización científica en Primaria”.
Alambique, 24, pp. 46-56.
Cortés, A.L. y de la Gándara, M. (2001). “Del “todo vale” a la “enseñanza por indagación”. Un intento de “hacer
ciencia” en la formación del profesorado de Educación Primaria”, en Retos de la enseñanza de las Ciencias en el
siglo XXI, pp. 457-458. Barcelona, VI Congreso Internacional sobre Investigación en Didáctica de las Ciencias.
Cortés, A.L. y de la Gándara, M. (2006). “La construcción de problemas en el laboratorio durante la formación del
profesorado: una experiencia didáctica”. Enseñanza de las Ciencias, 25 (3), pp. 435-450.
Del Carmen, L. y Jiménez Aleixandre, M.P. (1997). “Los libros de texto: un recurso flexible”. Alambique, 11, pp. 714.
Duschl, R.A. y Guitomer, D.H. (1997). “Strategies and Challenges to Changing the Focus of Assessment and
Instruction in Science Classrooms”. Educational Assessment, 4 (1), pp. 37-73.
Fabre, M. (1993). “De la résolution de problèmes à la problématisation. Les sciences de l’éducation pour l’ère
nouvelle”. Didactique, 4, pp. 4-5.
12
Gil, D., Beléndez, A., Martín, A. y Martínez-Torregrosa, J. (1991). “La formación del profesorado universitario de
materias científicas: contra algunas ideas y comportamientos de sentido común”. Revista Interuniversitaria de
Formación del Profesorado, 12, pp. 43-48
Gil, D., Furió, C., Valdés, P., Salinas, J., Martínez-Torregrosa, J., Guisasola, J., González, E., Dumas-Carré, A.,
Goffard, M. y Pessoa, A. (1999). “¿Tiene sentido seguir distinguiendo entre aprendizaje de conceptos, resolución de
problemas de lápiz y papel y realización de prácticas de laboratorio?”. Enseñanza de las Ciencias, 17 (2), pp. 311320.
Hodson, D. (1985). “Philosophy of science, science and science education”. Studies in Science Education, 12, pp. 2557.
Jacob, F. (1987). La statue intérieure. Paris, O. Jacob.
Jiménez Aleixandre, M.P. (1998). “Diseño curricular: indagación y razonamiento con el lenguaje de las ciencias”.
Enseñanza de las Ciencias, 16 (2), pp. 203-216.
Ministerio de Educación y Ciencia (2006). Propuestas para la renovación de las metodologías educativas en la
universidad. Madrid, Secretaría General Técnica. Subdirección General de Información y Publicaciones.
National Research Council (2002). Inquiry and the National Science Education Standards: a guide for teaching and
learning. Washington, D.C., National Academy Press.
Novak, J.D. y Gowin, D.B. (1998). Aprendiendo a aprender. Barcelona, Martínez Roca.
Orange, C., Beorchia, F., Ducrocq, P. y Orange, D. (1999). “Réel de terrain”, “réel de laboratoire” et construction de
problèmes en Sciences de la Vie et de la Terre”. Aster, 28, pp. 107-129.
Perales, F.J. (2000). Resolución de problemas. Madrid, Síntesis Educación.
Pérez Echevarría, M.P. y Pozo, J.I. (1994). “Aprender a resolver problemas y resolver problemas para aprender”. En
J.I. Pozo (Coordinador): La solución de problemas, pp. 13-52. Madrid, Aula XXI/Santillana.
Perrenoud, P. (2004). Desarrollar la práctica reflexiva en el oficio de enseñar. Barcelona, Graó.
Pozo, J.I. y Gómez Crespo, M.A. (1994). “La solución de problemas en Ciencias de la Naturaleza”. En J.I. Pozo
(Coordinador): La solución de problemas, pp. 85-131. Madrid, Aula XXI/Santillana.
Pozo, J.I., Pérez Echeverría, M.P., Domínguez, J., Gómez Crespo, M.A. y Postigo, Y. (1994). La solución de
problemas. Madrid, Aula XXI/Santillana.
Roth, R. (1989). “Preparing the reflexive practicioner: transforming the apprentice through the dialectic”. Journal of
Teacher Education, 40 (2), pp. 31-35.
Schön, D. (1987). Educating the reflexive practicioner. San Francisco, Jossey-Bass. Publicación en castellano (1992):
La formación de profesionales reflexivos. Madrid, Paidós-MEC.
Séré, M.G. (2002). “La enseñanza en el laboratorio. ¿Qué podemos aprender en términos de conocimiento práctico y
de actitudes hacia la ciencia? ”. Enseñanza de las Ciencias, 20 (3), pp. 357-368.
Torres, J. (1994). El currículum oculto (4ª ed.). Madrid, Morata.
Zabalza, M. A. (2003). Competencias profesionales del docente universitario. Calidad y desarrollo profesional.
Madrid, Narcea.
13