En este artículo se presenta una propuesta de renovación de los Trabajos Prácticos (TP) que tradicionalmente se desarrollan en los cursos de Química de la enseñanza media en Panamá. Para tales fines, junto con explorar la actitud y la motivación de los estudiantes hacia el trabajo experimental, se realiza una investigación etnográfica, que se aplican dentro de un diseño de TP centrados en la actividad de estudiantes de 12º de colegios oficiales del país, durante el año escolar 2010. Se priorizan no solo aspectos conceptuales, sino que se busca el balance adecuado de estos con los contenidos procedimentales y actitudinales. También, se ofrece a los profesores la oportunidad de valorar la experimentación en microescala, en términos del tiempo de ejecución y las etapas del ciclo de aprendizaje que cubren durante cada sesión. Se utiliza la investigación-acción como método de investigación, apoyada en la recolección de información mediante grabaciones de audio y video, fotografías, notas de campo, entrevistas y encuestas. Una vez triangulada la información, se concluye que la microescala y el enfoque didáctico resultan apropiados para el trabajo experimental, pues se evidencian las bondades de la técnica, su ajuste eficiente al tiempo establecido para cada periodo de laboratorio y, se crean espacios de aprendizaje que se aproximan al ambiente que rodea el quehacer científico. Finalmente, la investigación conduce a la reflexión docente, al mirar su propia práctica como una alternativa válida para desarrollar un modelo de perfeccionamiento profesional.
This article presents a proposal for the renewal of practical works that have traditionally been applie d in chemistry courses in Panamanian high schools. These practices serve such purposes as, exploring the attitudes and motivation of students for experimental work, as well as, developing ethnographic research, which are applied in a design of practical works focused on the activity of 12th grade students from state schools of the country, during the year 2010. Priority is given not only to conceptual issues, but also in obtaining a balance of these aspects with the procedural and attitudinal contents. It also offers a scenario for teachers to experience and evaluate microscale techniques in terms of execution time, and the stages of learning that must be covered during each session. Action research methodologies were used based on the collection of information through audio/video recordings, photographs, field notes, interviews and surveys. Once triangulated, the information concluded that the microscale and the teaching approach are suitable for experimental work. The reasons for this statement are based on methodical benefits obtained by this technique and its efficient adjustment in the time established for each practical work. Also, the environment created in this type of activity and its resemblance of realistic actual scientific work. Finally, participation in this research led the teachers to reflect on their own practices as a valid alternative to develop a general model for professional growth.
Keywords: Practical Works, Microscale, Action-Research, Chemistry, Didactic Approach, Panama
1. Introducción
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En Panamá, los cursos de Química se inician en el décimo grado de bachillerato, con un currículo organizado en módulos temáticos, donde el profesorado es el centro del proceso docente. En los últimos años hemos centrado nuestro interés en la adecuación de un modo de empleo del laboratorio que supere las dificultades identificadas para su realización, derivadas ]]>
La manera tradicional de realizar un experimento poco tiene que ver con la forma real que seguiría un científico; el tema a investigar lo decide el docente, a partir de fuentes bibliográficas ]]>
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En el duodécimo grado del Bachillerato en Ciencias, semanalmente se cuenta con 4 horas-clase, con una duración de 37 minutos cada una y, generalmente, un periodo de laboratorio se desarrolla en un espacio de 2 horas-clase. La frecuencia de visitas al laboratorio durante el periodo escolar depende directamente del profesor. Tomando en cuenta estos antecedentes, se introduce ]]>
La química en microescala ha ]]>
más sencillas y los aparatos más fáciles de armar. En general, la habilidad y el cuidado en el manejo de sustancias Químicas y la atención de los alumnos tiende a acrecentarse más y los niveles de autoconfianza y satisfacción del estudiante aumentan. Abdullah y ]]>
La presente investigación se desarrolla desde una perspectiva cualitativa, mediante la cual se pretende conocer el impacto ]]>
Dentro de este marco, la investigación-acción4 (I-A) se constituye como guía para evaluar la ]]>
Este tipo de investigación responde a un supuesto epistemológico, según el cual la persona es actuante y responsable de la transformación de su propio espacio, por lo que es óptimo contar con un acompañamiento externo que comparta, reflexione y aporte críticamente a ]]>
Como técnica para direccionar la investigación se recurre a la triangulación5, que supone un instrumento de contrastación (datos, informaciones, incidencias, errores) efectivo siempre y cuando se incorpore ]]>
acciones que se comparten en el aula y que, posteriormente, permitirán reconstruir una valoración integral de la experiencia. La triangulación de investigador significa que se emplean múltiples observadores, lo que remueve el sesgo potencial que proviene de una sola persona y se asegura una considerable confiabilidad en las observaciones. Si un colega reporta la misma ]]>
2. Referente Teórico ]]>
La Química moderna surgió con los trabajos experimentales, que progresivamente se incorporan en los estudios de pregrado hacia el siglo XVIII. Después de una época marcada por el renacimiento de la enseñanza experimental, se comienza a cuestionar su efectividad y objetivos, lo que origina una pérdida del interés por los trabajos prácticos. No obstante, esta situación abrió el camino para la investigación sobre su verdadero ]]>
Existen diversos ]]>
2006; Hofstein y Mamlock-Naaman, 2007, Flores y col., 2009).
Los TP deberían reflejar la tarea del científico y, por lo tanto, facilitar la ]]>
Las investigaciones dirigidas a evaluar el rol de los TP en el laboratorio de Química dan cuenta de trabajos con distintos niveles de estructuración, ]]>
En el campo educativo, la indagación científica del modo en que se describe constituye un camino plausible mediante el cual el alumno puede construir su propio conocimiento, pensar acerca de lo que sabe, y acerca de cómo lo ha llegado a saber y por qué, mejorando su comprensión acerca de los procesos que llevan a los ]]>
Las fases de la estrategia indagatoria son cuatro, a saber: ]]>
a. Etapa de focalización: En esta primera etapa el protagonismo lo tienen los alumnos que exploran y explicitan sus ideas respecto a la temática, problema o pregunta a investigar propuesta por el docente. Estas ideas previas son puestas a prueba en la experimentación o exploración y son necesarias para la adquisición de aprendizajes que tienen significado real para los estudiantes. Es necesario, en esta etapa, iniciar la actividad con una o más ]]>
b. Etapa de exploración: Esta etapa se inicia ]]>
c. Etapa de reflexión, comparación o contraste: En este punto se confrontan las predicciones realizadas por los estudiantes con los resultados obtenidos, y elaboran sus propias conclusiones con respecto a la situación o problema analizado. ]]>
d. Etapa de aplicación: El foco de esta etapa es el de brindarle espacios al estudiante para que afirme su aprendizaje ante nuevas situaciones, de manera que pueda asociarlo y aplicarlo en acontecimientos del diario vivir. Esta etapa ]]>
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3. Metodología
Se realiza un estudio etnográfico del comportamiento de los estudiantes en el contexto escolar, dentro del marco de un enfoque didáctico bajo el cual ]]>
Un total de 314 estudiantes, con edades entre 17 y 18 años, participaron en el estudio.
Se seleccionaron 5 ]]>
colegios, de los cuales uno hizo la función de grupo control y trabajó de la forma habitual. Los profesores fueron capacitados tanto en los aspectos metodológicos como en las técnicas de microescala, previo al inicio del ]]>
Figura N.º 1.
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La dotación de material requerida en el laboratorio de cada colegio fue la normal de cualquier laboratorio escolar de un centro de enseñanza media. Los contenidos curriculares para el 12° incluyeron los siguientes temas: intercambio de energía, disoluciones, estado gaseoso, cinética y equilibrio químico. Además, se definieron las etapas para el desarrollo de cada sesión ]]>
Esquema N.º 1.
El enfoque didáctico se implementó durante el año lectivo 2010, con miras a ajustarlo y mejorarlo permanentemente durante el proceso. A continuación se describen las acciones realizadas para tales fines: ]]>
Diseño de una guía de experimentos para nivel medio y evaluación de su uso en promoción de habilidades científicas, utilizando la técnica de Química en microescala, herramienta operacional que se ilustra en la Figura N.º 2 mediante diversos sistemas y montajes.
Se hicieron entrevistas a los estudiantes como instrumento de evaluación que permitirá evaluar su percepción durante el desarrollo de los TP. También, se les aplicó un cuestionario con preguntas específicas sobre las particularidades de la guía, con la finalidad de advertir si hay un acercamiento a los métodos de elaboración de la ciencia.
Observación sistemática de la actividad de estudiantes y profesores, mediante grabaciones de audio y video, fotografías y notas de campo, recogidas durante las visitas a las que asistían al menos tres observadores. Se utilizó como recurso de análisis de las interacciones de aula, una pauta de observación de video que le permitiera al profesor conocer las dimensiones relevantes de sus acciones, para el logro de aprendizajes de calidad, así como para mejorar su práctica pedagógica. Periódicamente se revisaban las grabaciones, individualmente y en grupo, para evaluar fortalezas y áreas de oportunidad y establecer el nuevo plan de acción.
Valoración de los logros de aprendizaje de los estudiantes en el transcurso del proyecto, a través de la observación directa del desempeño y de las hojas de reporte completadas (bajo el título de “Con qué me quedo”), que al final de cada sesión experimental se entregaban al equipo investigador. Las preguntas incluidas en este apartado apuntaban a obtener información sobre las siguientes cuestiones generales: ¿Cuál fue el principal reto instrumental del experimento, cómo lo resolviste?; finalizada esta experiencia, ¿En qué tienes confusión todavía? y ¿Qué aprendiste hoy?
Comparación con el grupo control, al cual no se le aplicó el enfoque didáctico; no obstante, fue monitoreado durante el mismo lapso que los grupos experimentales. ]]>
Evaluación de la investigación-acción, según se muestra en el Esquema N.º 2, como una metodología idónea en el desarrollo profesional del docente-investigador, mediante la reflexión y autoevaluación de su propia práctica, apoyado en el uso del portafolio y en las grabaciones de sus sesiones experimentales.
4. Resultados y Análisis
La información proporcionada desde las entrevistas iniciales dejó ver que un grupo de estudiantes no realizó trabajos prácticos en los ]]>
Esta deficiente utilización del laboratorio en años precedentes se tradujo, en términos generales, en un obstáculo para el desempeño de los estudiantes, pues el grado de abertura propuesto para los experimentos demandaba procesos cognitivos de mayor orden que la simple obtención o no ]]>
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Los TP se diseñaron con un grado de abertura dosificado, según la cantidad de intervención por parte del profesor y la participación del alumno (Jiménez y col., 2005), permitiéndole a este último reconstruir su conocimiento, a través de preguntas orientadoras dirigidas a activar sus ideas previas dentro de un contexto cercano a sus intereses. El formato de los experimentos seguía la secuencia de apartados de la Figura N.º 3.
En la dinámica de la sesión experimental, el profesor ofrecía al estudiante un espacio para formular, en equipo y previa lectura del contexto y procedimiento, una hipótesis sobre la temática definida en el TP, que confrontaría posteriormente con las observaciones y datos empíricos obtenidos, que al final le llevaría a reflexionar y a extraer sus conclusiones. En este ]]>
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Concluida la sesión experimental y, a partir de las hojas de reporte completadas y entregadas al equipo investigador, se observó que los estudiantes, en las etapas iniciales del proyecto, no tenían claridad en el marco teórico de la situación experimental, no mostraban aptitud para su interpretación lógica y los términos que utilizaban en sus descripciones eran vagos y confusos, lo que les dificultaba un enunciado operacional válido para hacer su predicción. La ]]>
Hay que destacar que en el transcurso del proceso se notaron algunos avances por parte de los estudiantes en la identificación de ciertos aspectos específicos implícitos en una hipótesis, como su carácter de respuesta tentativa a un problema, en un contexto científico, la relación de variables que debe plantear y su consistencia con hechos ya conocidos. No obstante, ]]>
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Con respecto a los contenidos procedimentales, las hojas de reporte de las guías contenían preguntas sobre los retos operacionales (destrezas manuales, manipulación, ensamblaje, habilidades instrumentales) que afrontaban los estudiantes durante el desarrollo del experimento y la forma en que lograban resolverlos. La pregunta indicaba: ¿Cuál fue el principal reto instrumental del experimento, ]]>
En este caso, la interpretación incorrecta de la pregunta les hizo desviar el sentido e hicieron anotaciones sobre aquellos aspectos conceptuales del experimento que reconocían no entender. Esta situación marca claramente que el estudiante no distingue entre contenido conceptual (saber qué) y procedimental (saber cómo). Con ]]>
Después de identificar el problema anterior, se procedió a la realimentación ]]>
Cuestionados sobre las confusiones que persistían después de realizar el TP, mediante la interrogante: Finalizada esta experiencia, ¿En qué tienes ]]>
Para terminar, cuando los estudiantes expresaron los aprendizajes que creían haber alcanzado durante el TP, regularmente, se refirieron a aprendizajes de habilidades y destrezas técnicas. Estos resultados ]]>
En sus hojas de reporte posteriores, los estudiantes incluyeron aspectos conceptuales y actitudinales dentro de sus anotaciones, lo que sugiere que los ]]>
Con respecto a la guía de trabajo, se indagó sobre su formato y apartados, a partir de las entrevistas personales recogidas durante las visitas de campo y un cuestionario aplicado a los estudiantes al finalizar el proyecto. Las ]]>
Con relación a la técnica de microescala, los estudiantes señalan que los experimentos son cortos, novedosos y se pueden realizar en el tiempo disponible, lo que les permite, además, ir más seguido al laboratorio. También, informan que la serie de TP les llama más la atención por el uso de materiales comunes, la motivación que genera en el grupo y porque le prestan ]]>
El uso del equipo de ]]>
Posteriormente, se revisaron las ]]>
A partir de la ]]>
De igual forma, se percibe que el profesor adquiere conciencia de los momentos implícitos durante el trabajo de laboratorio, focalización, exploración y reflexión-aplicación, internalizando su importancia para el desarrollo de habilidades científicas en los estudiantes, de modo que consigue organizar mejor su trabajo, apoyado en la guía de TP estructurada para tal fin. El ]]>
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Permanentemente, los profesores mostraron imparcialidad en su trato a los estudiantes y una forma cortés de llamarles la atención. No hubo situaciones críticas que dieran lugar a episodios inapropiados o fuera de control en alguna de las sesiones filmadas.
El grupo que ]]>
Cuestionados ]]>
Luego de su ]]>
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5. Conclusiones El trabajo práctico en el laboratorio de Química de los colegios de nivel medio ha sido pobremente utilizado a través del tiempo en nuestro país, a pesar de la importancia y preferencia que los estudiantes le dan a estar en el laboratorio y de acuerdo con los enfoques didácticos que lo señalan como un espacio para generar otros aprendizajes, no solo de destrezas técnicas. Esta realidad se hizo evidente en los colegios que participaron en el proyecto, independientemente de la región educativa a la cual pertenecen.
La técnica de Química en microescala permite optimizar el uso del tiempo durante las sesiones experimentales, lo que ofrece un mayor espacio para promover el desarrollo de habilidades científicas en los estudiantes. En este sentido, los estudiantes mostraron una valoración positiva frente a la guía de trabajo que utilizaron y al tipo de experimentos que realizaron.
La investigación-acción puede valorarse como un instrumento idóneo para que el profesor se convierta en investigador, que explore su práctica educativa y reflexione para mejorarla, junto con su desarrollo profesional. ]]>
Los medios de observación ofrecen un conjunto de registros amplio, que facilitan enfocarse en los aspectos relevantes durante la implementación de un enfoque didáctico de los trabajos prácticos en el laboratorio de Química, que incluyen el rol docente y de los estudiantes.
Se hace necesario un cambio del entorno de aprendizaje de la Química en el nivel de enseñanza media, lo que requiere ajustar los roles de los profesores y de los estudiantes. Pocas veces los profesores de Química generan una auto-reflexión sobre por qué se realizan prácticas o trabajos experimentales y por qué estas, generalmente, están en desacuerdo con la visión contemporánea de la ciencia.
Los profesores muestran una preocupación innegable por las condiciones en que desarrollan su enseñanza, circunstancia que puede ser materia de reflexión, comprensión y crítica en contextos distintos a los descritos en esta investigación.
La aportación de los trabajos prácticos puede ser irremplazable para la educación científica, por lo que hay que explotar su potencial latente como una necesidad cognitiva en la resolución de situaciones problema. En este sentido, consideramos que el enfoque didáctico utilizado en esta investigación y aplicado en el laboratorio de 12º representa un importante aporte inicial al mejoramiento de la enseñanza de la Química en Panamá.
6. Agradecimientos
A la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (SENACYT) de Panamá por el financiamiento de este proyecto (19/2010).
A los profesores de educación media, Miriam Bonilla, Otilia Santana, Oscar Trent, Anel Adames y Edgar Sension, quienes voluntariamente nos acompañaron en esta investigación. A las colegas, Profesoras Nitzia Banfield y Nidia Romero.
A los colaboradores del CIMECNE, de la Facultad de Ciencias Naturales, Exactas y Tecnología y de la Vicerrectoría de Investigación y Postgrado de la Universidad de Panamá.
A nuestros colegas mexicanos del Centro de Química Verde y Microescala, Dr. Jorge Ibáñez y M.Sc. María del Carmen Doria, por su apoyo y capacitación.
7. Referencias
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8. Citas y Notas
4. El propósito de la investigación-acción, en comparación con gran parte de la investigación tradicional o fundamental, es resolver los problemas diarios inmediatos y acuciantes de los profesionales en ejercicio. 5. La triangulación valora el papel del profesor, del alumno y del propio acontecer de los procesos de enseñanza y aprendizaje a través de un observador.
*Correspondencia a: Abdiel Aponte Rojas: Labora como docente en la Universidad de Panamá. Director del Centro de Investigaciones para el Mejoramiento de la Enseñanza de las Ciencias Naturales y Exactas (CIMECNE). Doctor en Química. Especialista en Docencia Superior. Dirección electrónica: habdyel@yahoo.com Richard Aguilar González: Investigador del Centro de Investigaciones para el Mejoramiento de la Enseñanza de las Ciencias Naturales y Exactas (CIMECNE), Panamá. Licenciado en Docencia de Química. Dirección electrónica: Ryychard1407@hotmail.com Ilsa Austin de Sánchez: Labora en la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación, Panamá. Magister en Educación-Especialidad Didáctica de las Ciencias. Especialista en Indagación en la Enseñanza de las Ciencias. Dirección electrónica: ilsaustin23@gmail.com 1. Labora como docente en la Universidad de Panamá. Director del Centro de Investigaciones para el Mejoramiento de la Enseñanza de las Ciencias Naturales y Exactas (CIMECNE). Doctor en Química. Especialista en Docencia Superior. Dirección electrónica: habdyel@yahoo.com 2. Investigador del Centro de Investigaciones para el Mejoramiento de la Enseñanza de las Ciencias Naturales y Exactas (CIMECNE), Panamá. Licenciado en Docencia de Química. Dirección electrónica: Ryychard1407@hotmail.com 3. Labora en la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación, Panamá. Magister en Educación-Especialidad Didáctica de las Ciencias. Especialista en Indagación en la Enseñanza de las Ciencias. Dirección electrónica: ilsaustin23@gmail.com
Artículo recibido: 13 de diciembre, 2012. Aprobado: 25 de abril, 2013