Introducción

La relevancia del desarrollo de competencias científicas en el ámbito educativo debe estar direccionada a dinamizar la formación en investigación escolar. Al respecto, ^Luján-Villegas y Londoño-Vásquez (2020), refieren que esta se desnaturaliza en el contexto de la práctica pedagógica, ya que los procesos no se dan en prácticas in situ ni empoderando al estudiantado en la construcción de sus conocimientos a partir de la problematización de hechos o situaciones propias de su contexto.

El ^{Ministerio de Educación del Perú (MINEDU) (2020)}, con referencia al tema de desarrollo de competencias científicas, refiere que se siguen evidenciando serios problemas para alcanzar niveles satisfactorios de desempeño. Así, por ejemplo, en la evaluación PISA 2015, que está estructurada en ocho niveles de desempeño (Debajo del nivel 1b, Nivel 1b, Nivel 1a, Nivel 2, Nivel 3, Nivel 4, Nivel 5, Nivel 6), el 2 es considerado como el básico para el inicio del desarrollo de competencias científicas, y es donde se ubica el 27.9 % de estudiantes y por debajo de este mismo un 58.5 %. Mientras que, en los niveles superiores, como el 5, solo el 0.1 % y ninguno en el 6. En cuanto a los resultados de la Evaluación Censal (ECE), en Perú solo el 9.7 % alcanza el nivel de logro destacado, mientras que la mayoría de estudiantes se ubica en previo a inicio y en inicio, que son los niveles más bajos en la valoración de estas competencias.

Frente a esta problemática, se ha identificado una serie de factores que pueden estar influyendo. En primer lugar, el factor relacionado a la formación profesional inicial y continua del profesorado en el desarrollo de competencias científicas. Para ^{Kulishov et al. (2021}), la formación profesional inicial del futuro cuerpo docente debería estar relacionada a los objetivos que este persigue, la evaluación de sus capacidades, su disposición para implementar innovaciones tomando en cuenta la tecnología, así como de metodologías pertinentes, como también lo menciona ^{Barajas y Ortiz} (2019). En cuanto a la formación profesional continua que se inicia una vez graduadas las personas docentes, es necesario que sus creencias y actitudes influyan positivamente en su práctica (^{Hofer y Lembens, 201}9), con un rol actualizado que gestione el conocimiento y que les permita actuar frente a sus estudiantes como una compañera o compañero en los procesos de investigación (^{Londoño y Luján,} 2020). Por lo que, la formación profesional inicial y continua del docente debe tener en cuenta tanto el manejo disciplinar de las ciencias, como la didáctica, para así potencializar sus competencias científicas.

En segundo lugar, se ha identificado el factor relacionado a una marcada presencia de prácticas tradicionales en la E-A de las ciencias. En este sentido, ^{Avila et} al. (2020) refieren que en las clases predomina la transferencia de contenidos y el acopio de fórmulas y conceptos con procesos evaluativos ajenos al desarrollo de competencias científicas. Este tipo de prácticas, tampoco permite que el estudiantado interactúe directamente con el objeto de estudio a través de la observación o la experimentación para responder preguntas, relacionando sus hallazgos con diferentes fuentes de conocimiento para formular y argumentar sus conclusiones y proponer alternativas viables ^{(Mulyana et al., 2018)}. Así, por ejemplo, esto se da cuando el estudiantado solo transcribe información del texto o cuando solo hace experimentos de confirmación, lo cual tampoco ayuda, pues no propicia experiencias auténticas (^{Hester et al., 2018}). Por lo que se va desnaturalizando el proceso de E-A de las ciencias en detrimento de procesos que contribuyen en la construcción de sus propios conocimientos en función de contextos reales (^{Luján-Villegas y Londoño-Vásquez, 2020}).

Un tercer factor identificado está asociado a la escasa presencia de prácticas innovadoras para el desarrollo de competencias científicas en las instituciones educativas de la Provincia de Bongará - Región Amazonas. Así, por ejemplo, ^{Llorente et al. (2017)} proponen adaptar el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) a procesos dinámicos de la Enseñanza de las Ciencias Basada en la Indagación (ECBI). ^{Crujeiras y Cambeiro (2018)} sugieren una propuesta de indagación cooperativa. ^{Frieldl (2010}) hace referencia a las experiencias discrepantes de gran valor motivador y aprendizaje activo, que ^{Harper (2018}) aplicó para la enseñanza de física. ^{Vidal et al. (2017}) indican el trabajo con estudiantes de bajo rendimiento a través de proyectos de indagación científica. ^{López et al. (2016}) reseñan el uso de la Pizarra Digital Interactiva para desarrollar procesos indagatorios. Doménech-Casal (2019), por su parte, propone la lectura en oleadas a través de ciclos indagatorios.

Por tanto, es necesario que el profesorado que enseña ciencias aplique una serie de recursos didácticos para generar aprendizajes con participación activa del estudiantado (García-Molina, 2011, citado en ^{Baltà y Domènech}, 2019). En este sentido, Carretero (2005), citado en ^{Luján-Villegas y Londoño-Vásquez} (2020), menciona que las competencias científicas están relacionadas con el uso de diferentes estrategias de indagación (Torres et al. 2013, citado en ^{Campo y Aguado}, 2018), con ser curiosas, con modelar actuaciones parecidas a las personas científicas, por lo que entienden a las competencias científicas como una agrupación de capacidades, actitudes y saberes que conllevan al estudiantado hacia una participación más significativa en el contexto donde vive (^{Coronado, 2020;Avila et al., 2020}; ^{Doménech-Casal, 2019}). ^{Safitri y Widjajanti} (2019), por su parte, refieren que el uso de la indagación en el aprendizaje científico, ayuda a las personas estudiantes a ser más exitosas y con mayor autoconfianza que aquellas que reciben un servicio instruccional tradicional. Sobre todo, fomentan el razonamiento científico (^{Guerrero et al., 2020}). Sin embargo, el profesorado debe tener en cuenta las diferencias individuales para una buena educación científica, porque el estudiantado mejora según avanza su edad y según sus habilidades personales (^{Schlatter et al., 202}0).

A estos tres factores, que están influenciando negativamente el desarrollo de competencias científicas, se les podría sumar lo relacionado a la promoción de estas competencias en textos escolares que el MINEDU hace entrega a la población estudiantil y exige su uso. Este es un factor muy relevante, ya que analizar las actividades propuestas en estos puede contribuir a que el personal docente, quien tiene que analizar si las actividades promueven el desarrollo de las competencias científicas (^{Franco-Mariscal et al., 2017}), pueda apoyarse en este tipo de estudio para mejorar su práctica pedagógica. Por tanto, la temática de este artículo está alineada a la difusión de la investigación y la promoción de la reflexión académica en concordancia con el campo educativo, el análisis de temas relacionados a las condiciones de la labor docente, así como a los métodos de aprendizaje, sobre todo en educación básica, la cual enmarca a la educación secundaria.

^{Laya y Martínez} (2019) esclarecen que el desarrollo de competencias científicas involucra la movilización de forma conjunta de una serie de conocimientos, habilidades y actitudes por tratarse de una capacidad compleja. Situación que en la actualidad se está generando una serie de estudios para identificar los tipos de capacidades que estarían involucrados en su desarrollo. En este sentido, proponen una tipología de capacidades estructurada en: tipo I, relacionadas al conocimiento científico; tipo II, concernientes a cómo se da uso al conocimiento en contextos reales; tipo III, relaciona más a procesos científicos para estudiar una determinada problemática; y la de tipo IV, que tiene que ver con el uso de pruebas científicas. En este sentido, el presente estudio tiene como objetivo analizar en qué medida las actividades que proponen los textos escolares de Ciencia y Tecnología de segundo grado de educación secundaria y de uso obligatorio por la persona docente, promueven la adquisición de competencias científicas.

Antecedentes prácticos

^{Laya y Martínez} (2019), en su investigación, analizaron actividades que proponen los textos escolares españoles dirigidos al 6° curso, en tres unidades referidas a la función de nutrición y reproducción humana. El objetivo fue averiguar en qué medida las actividades presentes en los libros correspondientes a tres editoriales promocionan la adquisición de competencias científicas. Lograron analizar 369 actividades a través de una tabla de tipología de capacidades que se ha reinterpretado y agrupado en cuatro tipos. Los resultados apuntan a que la mayoría de las actividades están direccionadas al uso de capacidades respecto al conocimiento científico, donde lo más recurrente es la capacidad de identificar características, partes o procesos, con tareas proyectadas como refuerzo del conocimiento teórico que previamente se ha leído en el texto escolar (Tipo I). Mientras que las directamente asociadas al desarrollo de competencias científicas son escasas, como el diseño y ejecución de experiencias, el uso de pruebas o evidencias para elaborar conclusiones y argumentos (Tipo III y IV) que, a pesar de esta escasez, siguen enfatizando capacidades de menor demanda cognitiva, lo cual evidencia una resistencia al cambio en la producción y edición de estos textos.

^{Pérez y Meneses} (2020), en su investigación, caracterizaron actividades presentes en tres textos de Ciencias Naturales de diferentes editoriales con el objetivo de analizar si están direccionadas al desarrollo de competencias científicas. Llegaron a concluir que las actividades propuestas no ayudan a planificar estrategias de procesos, sobre todo experimentales, que inviten a trabajar con diferentes variables. Las actividades no presentan la ciencia con tinte humano, razón por la que las niñas y los niños no consideran que en un futuro puedan llegar a trabajar como científicas y científicos, lo hace evidente su apatía por las ciencias. Sugieren que en los textos se debe promover otro tipo de actividades que puedan dar respuesta a problemas de contextos reales, con métodos indagatorios flexibles y cíclicos.

^{García et al. (202}1), en su investigación, tuvieron como objetivo analizar las actividades de textos escolares de tres editoriales españolas de los últimos grados de educación primaria, así como de primero y tercero de secundaria, a fin de conocer si promocionan el desarrollo de competencias científicas. Por ello, esgrimieron la tabla de tipo de capacidades reinterpretada por ^{Laya y Martínez (2019).} Como resultado del análisis de 1723 actividades, refieren que las capacidades de tipo I son las que más se utilizan en ambos niveles, seguido del tipo II, III. IV. La más frecuente en el tipo I es identificar características. En el de Tipo II, describir es más frecuente que explicar y justificar. En el de tipo III, buscar información; y en el de tipo IV, emplear datos para analizar tiene mayor frecuencia. Además, manifiestan que estas conclusiones son similares al de otras personas autoras, que han venido demandando la poca importancia que dan los textos escolares a los procesos indagatorios y a la resolución de problemas propios del contexto del estudiantado. Lo cual pone en evidencia la promoción de un saber memorístico para conocer el mundo, pero no para poder explicarlo ni mucho menos para investigarlo. Todo esto en detrimento de otras capacidades como justificar, proponer hipótesis y pruebas, concluir y argumentar, las cuales son muy escasas. Por lo que, los textos deben acercarse más a la observación y experimentación.

Referentes conceptuales

El desarrollo de competencias científicas que se busca desarrollar en el estudiantado de educación básica está dirigido, en diferentes países, principalmente por currículos con un enfoque de competencias. Es así como, en el caso peruano, se promueve su implementación con una propuesta estructurada centrada en seguir linealmente los pasos del método científico, el cual es más usado en educación superior y necesita hacerlo más atractivo para el estudiantado de educación básica (^{Rosa, 2019}), ya que los resultados en el desarrollo de estas competencias no son prometedoras. Por tanto, es importante tener claridad sobre la comprensión de competencia científica y cómo esta ha sido objeto de múltiples concepciones a lo largo del tiempo. Así, por ejemplo, Carretero (2005), citado en ^{Luján-Villegas y Londoño-Vásquez} (2020), refiere que están relacionadas con los procesos indagatorios, con ser curiosas, modelar actuaciones parecidas a las personas científicas; por lo que conceptúan a las competencias científicas como un conjunto de saberes, capacidades y actitudes que conllevan al estudiantado hacia una participación más significativa en el contexto donde vive. Cañal (2011; 2012), citado en ^{Laya y Martínez (201}9), en relación con la competencia científica, la define bajo cuatro dimensiones. La dimensión conceptual; relativa a comprender para describir, explicar o predecir información de la realidad del estudiante. La metodológica; referida al uso de procesos para la búsqueda y selección de información que permitan formular conclusiones y hacer argumentaciones razonadas. La actitudinal; referida al interés por la investigación, es decir la búsqueda del desarrollo de una actitud científica. Finalmente, la integrada; referida a desarrollar las diferentes capacidades científicas estableciendo relaciones entre ellas. Por su parte, la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) (2016), citado en ^{Doménech-Casal (201}8), define a las competencias científicas desde tres dimensiones. La conceptual; referida a la capacidad de poder dar uso a modelos científicos para hacer interpretaciones de fenómenos o contextos. La procedimental; referida a la capacidad de dar uso a las habilidades de razonamiento científico, como identificar, inducir, deducir o diseñar actividades experimentales que se pueden presentar al momento de trabajar el conflicto cognitivo. Finalmente, la epistemológica; referida al desarrollo de capacidades en el uso de pruebas y argumentación para validar el conocimiento. Por su parte, la ^{OCDE (2016}), en el informe sobre los resultados de PISA 2015, conceptúa a la competencia científica como un conjunto de habilidades de las que el estudiantado puede empoderarse y que está influenciada tanto por lo que conoce de la ciencia y sobre ciencia. Además, identifica tres subcompetencias: explicar fenómenos científicos, diseñar y evaluar investigaciones científicas e interpretar datos y evidencia científicamente (^{Sanmartí y Márquez, 2017)}. Estas fueron tomadas en cuenta en la evaluación, donde los resultados que se compartieron inicialmente son poco propicios, por lo que sugieren al gobierno peruano cambios en la política educativa. En cambio, para ^{Coronado (2020}), la competencia científica es convergente con la multiculturalidad, sobre todo por el contexto globalizante mundial, del cual Perú no está ajeno. Resalta, además, que las competencias científicas con mayor validez son identificar, indagar, explicar, comunicar y trabajar en equipo (^{Campo y Aguad}o, 2018; ^{Avila et al., 202}0), por lo que una propuesta curricular debe seguir procesos democráticos, flexibles, inclusivos y participativos. A todo esto, ^{Mulyana et al. (2018)} esclarecen la importancia que tiene en los procesos de desarrollo de competencias científicas, la interacción directa con el objeto de estudio, es decir, la observación, la experimentación para responder preguntas relacionando sus hallazgos con diferentes fuentes de conocimiento para poder formular conclusiones y proponer alternativas. Una situación que una propuesta de indagación descriptiva no está alineada, ya que es más subjetiva y se pierde ese contacto directo con el objeto de estudio que se está enfatizando. Por lo que las preguntas tienen que ser investigables, bajo el entendido de que las buenas preguntas se dan durante todo el proceso al momento en que el estudiantado observa y manipula, y no al inicio, como se acostumbra tradicionalmente y que están más direccionadas a la búsqueda de información teórica (^{Sanmartí y Márquez, 2017)}. ^{Aguilera et al. (2018}), al describir las características del aprendizaje basado en la indagación, enfatiza que se deben organizar en entornos de investigación tipo prácticos, donde el estudiantado tenga un rol más activo, con una mayor autonomía y capacidad decisoria. En este afán de comprender las concepciones de competencia científica, las personas autoras consideran importante hacer mención del tema de alfabetización científica, que es muy relevante y que no puede estar ajena al entendimiento actual de esta. En este sentido, ^{Innatesari et al. (2019)} manifiestan que la investigación científica es una forma de alfabetización científica, la cual es muy necesaria para que el alumnado pueda enfrentarse al mundo global como personas competitivas. Posición que Aoun (2017), citado en ^{Vitasari y Supaha}r (2018), también señala, ya que el alumnado debe ser alfabetizado científicamente, esto significa que debería dominar tres habilidades, como la alfabetización de datos, alfabetización tecnología y la alfabetización humana. Habilidades que se deben tomar en cuenta en un proceso donde urge la necesidad de cambios para un adecuado desarrollo de competencias científicas y donde el rol del personal docente es fundamental, sobre todo en un mundo interconectado cada vez más, donde el ejercicio de una ciudadanía digital activa también cobra importancia para no perder la esencia de lo humano.

Procedimientos metodológicos

Para realizar el análisis de las actividades del texto escolar y la guía de actividades de ciencia y tecnología del segundo grado de secundaria de Educación Básica Regular (EBR) tuvieron que identificar la estructura de los dos textos; se encontró que ambos contienen nueve unidades relacionadas a la célula, función de nutrición, digestión y circulación, respiración y excreción, coordinación nerviosa y endocrina, reproducción y sexualidad, movimiento y fuerza, calor y temperatura, y, finalmente, los fenómenos naturales. En el primer texto hallan solo información de consulta sobre contenidos teóricos y ninguna actividad que promueva algún tipo de competencia científica. En el segundo texto, por cada una de las 9 unidades, se encuentran entre 5 y 6 actividades, que en realidad son guías para que el personal docente realice su clase y que sigan un mismo formato de siete partes. Por lo que, una vez conocida la estructura del texto y la finalidad de cada una de sus siete partes, el estudio se centró en la cuarta unidad, por ser la parte medular para el desarrollo de competencias científicas, donde analizaron 500 actividades, las cuales se fueron registrando de forma literal en tablas similares a la propuesta por ^{Laya y Martínez (}2019), teniendo en cuenta a qué tipo pertenecen. Luego, trasladaron la información en función a la cantidad de actividades por cada capacidad a una matriz de datos en la hoja de cálculo Excel, para determinar porcentajes y establecer comparaciones en función al tipo que más se promueven en el texto. Posteriormente, se procedió a discriminar las actividades bajo dos criterios: aquellas que promueven la comprensión lectora a partir de lecturas de textos escritos y las que se promueven desde procesos experimentales. Finalmente, los datos generados fueron analizados y utilizados para realizar las discusiones y conclusiones respectivas. A continuación, se comparten ejemplos representativos encontrados en el texto, según tipología de capacidades (Ver Tabla 1).

Análisis y discusión de resultados

Conclusiones

Las actividades promueven prioritariamente capacidades de menor demanda cognitiva, como las de tipo I y II, en detrimento de las de tipo III, relacionadas más a procesos científicos para estudiar una determinada problemática; y las de tipo IV, que tienen que ver con el uso de pruebas científicas.

A la escasa presencia de actividades experimentales (5 %), se suma el hecho de que ya vienen formuladas las preguntas, así como las estrategias y materiales para validar hipótesis, en las que se le niega al estudiante un involucramiento más activo y autónomo en su aprendizaje (^{Pérez y Meneses, 2020}), pese a ser uno de los objetivos que persigue el texto. Se niega, además, la posibilidad de argumentar sus conclusiones con base en pruebas, evidencias e información científica gestionada en alguna base de datos confiable, como parte de la alfabetización científica (^{Innatesari et al., 2019}) que ninguno de los textos lo promueve.

Se evidencia en el texto un intento por promover el desarrollo de competencias científicas que necesitan mejoras significativas, de acuerdo con las personas autoras de este estudio, por lo que debe darse una transformación de las actividades incluidas en los textos motivo de estudio.

Recomendaciones

Continuar con este tipo de investigación para determinar si los demás textos y guías escolares de otros grados y niveles educativos de educación básica (inicial, primaria y secundaria) promueven el desarrollo de competencias científicas.

Socializar los resultados de la presente investigación ante las instancias de gestión educativa correspondientes, a fin de que se implementen acciones para mejorar la calidad de los textos y guías escolares.

Líneas futuras de investigación

El enfoque de competencias y su relación con los textos más usados por el personal docente.

Cómo hace uso de los textos escolares el personal docente de ciencias.

Motivación e interés por las ciencias bajo un modelo de aprendizaje lineal.

Impacto de los procesos de aprendizaje lineal y abierto en la construcción del conocimiento.

Tipos de indagación científica y su relación con la gestión autónoma de los aprendizajes.