Aprender a explicar conceptos científicos en la formación inicial

Pensamiento Educativo. Revista de Investigación Educacional Latinoamericana
2014, 51(2), 86-97
Aprender a explicar conceptos científicos en la formación
inicial docente: un estudio de las explicaciones conceptuales de
profesores en formación, su modificabilidad y su transferencia
Learning how to Make Scientific Concepts Explicit in Teacher
Education: A Study of Student Teachers’ Explanations, Their
Modifiability and Transference
Valeria M. Cabello y 3Keith J. Topping
1, 2
Centro de Investigación Avanzada en Educación, Universidad de Chile
Escuela de Pedagogía en Biología y Ciencias, Universidad Central de Chile
3
School of Education, Social Work and Community Education, University of Dundee, Escocia
1
2
Resumen
Este estudio exploró las explicaciones de conceptos científicos de profesores en
formación de último año en tres programas universitarios de formación inicial docente
en Chile. Se condujo una intervención basada en evaluación formativa entre pares
con el fin de analizar la modificabilidad de las explicaciones de los futuros profesores.
A través de un seguimiento de casos, este estudio determinó, además, la transferencia
del aprendizaje para desarrollar explicaciones conceptuales a la sala de clases como
profesores noveles. Los resultados mostraron que las características y elementos con
los que ellos explicitaban conceptos científicos a través de explicaciones mejoraron
significativamente luego de la intervención. Además, los participantes mantuvieron
la mejora al ejercer en la sala de clases y mostraron un alto nivel de desempeño al
construir explicaciones científicas con sus estudiantes en la mayoría de los elementos.
Este estudio demostró que es posible aprender esta crucial práctica de enseñanza
durante la formación inicial de profesores mediante la colaboración entre pares y
que este tipo de mejora es suficientemente potente como para sostenerse a mediano
plazo. Se discuten las implicancias para la formación inicial docente tanto en términos
prácticos como políticos.
Palabras clave: formación inicial, explicaciones, conceptos científicos, pares, práctica
Correspondencia a:
Valeria M. Cabello
Centro de Investigación Avanzada en Educación, Universidad de Chile
Periodista José Carrasco Tapia 75, Santiago, Chile
Correo electrónico: [email protected]
Agradecimientos a Conicyt PAI, concurso nacional de apoyo al retorno de
investigadores desde el extranjero, convocatoria 2013, 821320002, por el
apoyo financiero durante la preparación de este artículo y a Neil Taylor, Susan
Rodrigues, Norman Reid y Andrés Andrades por sus aportes al desarrollo de
esta investigación.
© 2014 PEL, http://www.pensamientoeducativo.org - http://www.pel.cl
ISSN: 0719-0409
DDI: 203.262, Santiago, Chile
doi: 10.7764/PEL.51.2.2014.7
APRENDER A EXPLICAR CONCEPTOS CIENTÍFICOS EN LA FORMACIÓN INICIAL DOCENTE
Abstract
This study explored student teachers’ explanations of scientific concepts during their
last year of preparation in three teacher education programs in Chile. An intervention
based on formative peer assessment was conducted to analyze the modifiability of the
participants’ explanations and a follow-up study determined that it was transferred
into science classrooms where they were beginner teachers. The results showed that
participants’ explanations of scientific concepts improved significantly after the
intervention. Moreover, they sustained the improvement into real classroom teaching
and demonstrated high performance in explaining scientific concepts to pupils in
most of the elements assessed. This study demonstrated that this crucial practice
can be learned in teacher education through peer collaboration and that this type of
improvement is strong enough to be sustained in the medium term. Implications for
initial teacher education practice and policy are discussed.
Keywords: science teacher education, explanations, scientific concepts, peers, practice
Los estándares y currículos para la educación científica (National Research Council, 2000), así como
las definiciones de alfabetización científica (OCDE, 2009), consideran las explicaciones de conceptos
científicos o de las grandes ideas de la ciencia como una característica esencial, una habilidad central para
los individuos y parte fundamental del entendimiento de la indagación en ciencias (Ruiz-Primo, Li, Tsai,
& Schneider, 2010).
En la última década, la temática sobre explicaciones ha captado la atención de investigadores, filósofos
y científicos (Braaten & Windschitl, 2011; Edgington, 1997; Geelan, 2003; Glynn, Taasoobshirazi, &
Fowler, 2007; Welsh, 2002). Las explicaciones han sido entendidas como argumentos sistemáticos sobre
cómo y por qué ocurre un fenómeno, los que suelen incluir relaciones de causa y efecto (Treagust &
Harrison, 1999). Las orientaciones de la Unesco para la enseñanza de las ciencias en el nivel primario
escolar indican que uno de los principales objetivos es lograr que los estudiantes expliquen el mundo
natural, sus mecanismos y procesos, a través de su propio razonamiento científico, aplicando conceptos
científicos para entenderlo y, consecuentemente, actuar responsablemente en él (Leymonié-Sáenz, 2009).
Sin embargo, las explicaciones de los estudiantes no se construyen en el vacío, sino que están
profundamente influenciadas por las explicaciones a las que han estado expuestos, las que generalmente
vienen de los profesores (Ruiz-Primo et al., 2010; Zangori & Forbes, 2013) de textos escolares (Ryoo
& Linn, 2014) y de actividades de enseñanza (Camacho, 2012). Por consiguiente, la pregunta sobre
las características y/o elementos de las explicaciones de profesores y el proceso de aprender a explicitar
conceptos científicos a audiencias inexpertas se vuelve relevante en el contexto de la formación inicial
docente, con el objetivo de asegurar que este aprendizaje sea adquirido durante el programa y se refleje en
sus futuras clases.
Explicaciones de los profesores sobre conceptos científicos para el aula
Las explicaciones están en el centro de la enseñanza (Geelan, 2012). Al mismo tiempo, la explicación
de conceptos propios de la disciplina es una de las prácticas consideradas que, de ser desarrolladas en un
alto nivel, conducen probablemente a mejores aprendizajes en los estudiantes, siendo por tanto una de las
habilidades centrales a desarrollar en la formación inicial docente (Ball, Sleep, Boerst, & Bass, 2009). De
hecho, en el contexto chileno, explicar es la estrategia más comúnmente usada por profesores de ciencia
en ejercicio para explicitar conceptos (Preiss, Alegría, Espinoza, Núñez y Ponce, 2012). Además, según
Alvarado (2012), los estudiantes consideran que saber cómo explicar es la característica más importante de
lo que para ellos significa ser un buen profesor. Sin embargo, el Ministerio de Educación ha identificado
importantes debilidades de los profesores en esta área, que presenta sistemáticamente uno de los más bajos
resultados de desempeño (Gobierno de Chile, 2013).
Las explicaciones de conceptos para el aula son entendidas en esta investigación como una unidad
coherente en la que el profesor vincula analogías, metáforas, ejemplos y axiomas con los conceptos para
favorecer la comprensión de los estudiantes (Geelan, 2003). Se consideran aquí no solo los elementos
87
APRENDER A EXPLICAR CONCEPTOS CIENTÍFICOS EN LA FORMACIÓN INICIAL DOCENTE
verbales, sino también los no verbales, representacionales y experimentales y las conexiones entre las ideas
de los estudiantes y del docente en la construcción de la explicación. En este sentido, las explicaciones
de los profesores no son necesariamente contradictorias con las perspectivas indagatorias del aprendizaje
y la enseñanza u otros tipos de comprensiones constructivistas y, por ende, no limitan a una enseñanza
expositiva (Geelan, 2012).
Los estudios actuales sobre explicaciones de profesores no son suficientes para articular un marco
completo para la enseñanza de las ciencias (Dagher & Cossman, 1992; Geelan, 2012), ya que la mayoría
de la investigación en esta temática se ha centrado en las explicaciones que los estudiantes construyen para
demostrar su conocimiento (Camacho, 2012; Ruiz-Primo et al., 2010; Sandoval & Reiser, 2004). De
hecho, un metaanálisis reciente reportado por Geelan (2012) indica que la búsqueda bajo los términos
science teach* explain* arrojó 1362 resultados en la base de datos del Education Resources Information
Center (ERIC), pero de estos, menos de 35 artículos estaban focalizados en algún aspecto de las
explicaciones de profesores. Por lo tanto, se vislumbra el potencial de investigación en esta área, que,
según algunos autores, aún no se ha reconocido (Edgington, 1997; Geelan, 2012). De los escasos estudios
encontrados sobre explicaciones docentes, aquellos referidos a caracterizar los elementos propios de una
explicación efectiva se centran mayormente en sus aspectos comunicacionales, tales como la adecuación a
la audiencia o la claridad del lenguaje utilizado en la explicación (Faye, 2011; Leite, Mendoza, & Borsese,
2007; Treagust & Harrison, 1999; Wragg & Brown, 2001), y solo se encontró un trabajo que hacía
referencia a que los profesores en formación en el área ciencias podían aprender a explicitar los conceptos
a través de explicaciones durante su formación profesional (Mohan, 2007).
Consecuentemente, existe muy poco conocimiento sobre cómo desarrollar esta competencia en la
formación inicial de profesores, lo cual, en palabras de Koziol, Minnick y Sherman (1996), vuelve necesaria
una examinación profunda de la adquisición de habilidades de enseñanza en la formación docente.
Desarrollo de habilidades prácticas de enseñanza: el rol de los pares
Se ha explorado el desarrollo de habilidades prácticas en la formación inicial de profesores a través de
la colaboración entre pares, por ejemplo, utilizando evaluación entre pares (Cabello, 2014; Lu, 2010).
La evaluación entre pares es un procedimiento por el cual los estudiantes consideran y especifican el
nivel, valor o calidad de un producto o desempeño de otros estudiantes de igual estatus, generalmente
incorporando retroalimentación (Topping, 2010). De hecho, se ha indicado que la evaluación entre pares
crea una cultura más participativa (Kollar & Fisher, 2010) y también puede servir para identificar buenas
prácticas en la formación docente (Sonmez & Can, 2010). Para algunos autores, la retroalimentación es
el elemento de la evaluación entre pares que más aporta en el aprendizaje (Gielen & De Wever, 2012; Liu
& Carless, 2006; Thurlings, Vermeulen, Bastiaens, & Stijnen, 2013). Sin embargo, como los estudios
empíricos en evaluación entre pares son escasos y estos han comparado mayormente las evaluaciones de
los pares con la de los instructores (Strijbos & Sluijsmans, 2010) esta idea aún se está discutiendo.
Del mismo modo, los estudios disponibles en evaluación entre pares durante la formación inicial
de profesores no han realizado un seguimiento de los resultados, una vez que deben ser transferidos al
contexto real de enseñanza (Sluijsmans, Brand-Gruwel, van Merriënboer, & Bastiaens, 2002). Por ende,
la evidencia parece inconclusa para definir si la evaluación entre pares sería una vía eficiente para mejorar
las habilidades prácticas de enseñanza como, por ejemplo, la habilidad para explicar y si facilitaría su
transferibilidad. Considerando estos antecedentes, este estudio buscó responder a las siguientes preguntas:
(a) ¿cuáles son los elementos que los profesores en formación utilizan para explicar conceptos científicos?,
(b) ¿son estos elementos igualmente modificables a través de una evaluación formativa entre pares? y
(c) los posibles cambios en las explicaciones de los profesores, ¿pueden transferirse a contextos reales de
enseñanza y sostenerse a mediano plazo?
Métodos
Este estudio tuvo un diseño cuasiexperimental de medidas repetidas (pretest, postest y seguimiento)
y buscó explorar en qué medida la evaluación formativa entre pares podría afectar a las explicaciones de
profesores en formación y su transferencia a la sala de clases.
88
APRENDER A EXPLICAR CONCEPTOS CIENTÍFICOS EN LA FORMACIÓN INICIAL DOCENTE
Muestra
El muestreo tuvo como fin indagar en casos ricos en información y que a la vez fueran típicos o
representativos (Patton, 2001), en este caso, de los programas de formación chilenos que facultaban
para ejercer como profesores de ciencias en el segundo ciclo de enseñanza básica. Se seleccionaron tres
universidades, dos de las cuales ofrecían una formación en Enseñanza Básica con mención en Ciencias y
una ofrecía el programa de Pedagogía en Biología con mención en Enseñanza Básica. Las tres instituciones
recibían estudiantes de similares condiciones académicas y socioeconómicas. Su selección se estratificó
según el criterio de máxima variación posible en la variable conocimiento sobre la ciencia, medida a través
de los cursos obligatorios relacionados con el área científica que tenían los profesores en formación: alto
en la universidad 1 (U1), con catorce cursos, medio en la universidad 2, (U2) con nueve cursos, y bajo en
la universidad 3 (U3), con cuatro cursos.
Los participantes fueron 20 profesores en último año de formación, quienes aceptaron ser parte del
estudio y asistieron al menos a un 80% de las sesiones de una intervención basada en evaluación entre
pares. Tal como se indica en la Tabla 1, un 40% de los participantes eran hombres y un 60% mujeres, y
en promedio tenían 25 años de edad (SD=1.7). Provenían de una zona urbana de nivel socioeconómico
medio-bajo y tenían similar experiencia de enseñanza previa, pues la mayoría contaba con algunas
semanas de práctica. Para el estudio de seguimiento se seleccionaron seis participantes según el criterio de
máxima variabilidad en su avance durante la intervención: alto, medio y sin avance, considerando casos
de las tres universidades que estuvieran en aula luego de seis meses. Sus escuelas eran urbanas y de nivel
socioeconómico bajo, medio y medio-alto. De este grupo, un 67% eran hombres y un 33% mujeres,
mostrando una tendencia favorable hacia los hombres.
Tabla 1
Características de la muestra
Estudio
Número de
Mujeres
Hombres
Edad
participantes
(%)
(%)
(promedio)
Pre-/postest
20
60
40
24,9
Seguimiento
6
33,3
66,6
24,8
Edad (SD)
Edad
Edad
(mín.)
(máx.)
1,7
23
28
1,83
23
28
Instrumentos
Tabla 2
Elementos
de la rúbrica
para
explorar en las
explicaciones
conceptuales
dede
profesores
de cienciaa en
formación
Las explicaciones
de los
participantes
se midieron
al inicio
y al final
la intervención
través
de
episodios de microenseñanza grabados en video. En el estudio de seguimiento se grabaron las explicaciones
Elementos
estructurales
Descripción
en
una o más
clases completas.
1 Claridad
Adecuación del lenguaje de la explicación
Para medir las variables presentes en las explicaciones se usó una rúbrica validada para este propósito
2
Coherencia
y
cohesión
Conexión
las partes
la explicación
que la
(Cabello, 2013), que contenía tres niveles de logro y un
puntajeentre
final entre
0 y 20depuntos.
Los puntajes
configuran
como
un
todo
coherente
entre 0 y 6 se interpretaron como un desempeño bajo; entre 7 y 13, como un desempeño medio; y entre
14
y 20, como un desempeño alto. Los criterios de Progresión
la rúbrica se
en la revisión
de la literatura
3 Secuencia
enbasaron
la construcción
de la explicación
sobre
educación
en
ciencias
y
marcos
generales
orientadores
de
la
enseñanza.
Estos
criterios
evaluados
4 Precisión conceptual
Adecuación a modelos y teorías de la ciencia
fueron:
claridad
de
la
explicación,
coherencia
y
cohesión,
secuencia,
precisión
conceptual,
suficiencia,
5 Suficiencia
Completitud de la explicación en relación con el
conexión con las ideas previas o experiencias de los estudiantes, uso de analogías, metáforas, simulaciones,
objetivo
comprensión
profesorno verbal y el
experimentación o modelos, uso de ejemplos, imágenes
o de
gráficos,
uso deldellenguaje
6 Conexiónde
con
ideas de
de los
los estudiantes
estudiantes como unaVínculo
de la deexplicación
ideas
previasy o
tratamiento
loslaserrores
oportunidad
aprendizaje.conLalas
Tabla
2 ordena
describe de forma general cada uno de estos criterios. experiencias de los estudiantes
7 Uso de analogías, metáforas, simulaciones, Utilización correcta de dispositivos que permiten al
Luego de someter
la rúbrica a validación de contenido
por profesores
de el
ciencias
expertos, un estudio
experimentación
o modelos
estudiante
deconstruir
concepto
piloto permitió identificar su alta consistencia interna ( = 0,77, n = 10). Cerca de la mitad de las
8 Uso de ejemplos, imágenes, gráficos o Utilización correcta de dispositivos que permiten al
correlaciones
fueron significativas estadísticamente (p < 0,05) y todos los criterios fueron altamente
demostraciones
estudiante interpretar el concepto
asociados
con el puntaje total del instrumento.
9 Uso del lenguaje no verbal
Utilización de gestos que representan el concepto,
89entonación o inflexiones de la voz
10 Tratamiento de los errores de los estudiantes Utilización de errores en el entendimiento del
como una oportunidad de aprendizaje
concepto como fuente de indagación, oportunidad de
aprendizaje y/o evaluación
(mín.)
(máx.)
23
28
APRENDER
A EXPLICAR 6CONCEPTOS33,3
CIENTÍFICOS
EN LA FORMACIÓN
INICIAL
Seguimiento
66,6
24,8
1,83DOCENTE23
28
Pre-/postest
participantes
(%)
(%)
(promedio)
20
60
40
24,9
1,7
Tabla 2
Elementos de la rúbrica para explorar en las explicaciones conceptuales de profesores de ciencia en formación
Elementos estructurales
Descripción
1 Claridad
2 Coherencia y cohesión
Adecuación del lenguaje de la explicación
Conexión entre las partes de la explicación que la
configuran como un todo coherente
Progresión en la construcción de la explicación
Adecuación a modelos y teorías de la ciencia
Completitud de la explicación en relación con el
objetivo de comprensión del profesor
Vínculo de la explicación con las ideas previas o
experiencias de los estudiantes
Utilización correcta de dispositivos que permiten al
estudiante deconstruir el concepto
Utilización correcta de dispositivos que permiten al
estudiante interpretar el concepto
Utilización de gestos que representan el concepto,
entonación o inflexiones de la voz
Utilización de errores en el entendimiento del
concepto como fuente de indagación, oportunidad de
aprendizaje y/o evaluación
3 Secuencia
4 Precisión conceptual
5 Suficiencia
6 Conexión con las ideas de los estudiantes
7 Uso de analogías, metáforas, simulaciones,
experimentación o modelos
8 Uso de ejemplos, imágenes, gráficos o
demostraciones
9 Uso del lenguaje no verbal
10 Tratamiento de los errores de los estudiantes
como una oportunidad de aprendizaje
Procedimiento
Tabla 3
La intervención
basada
evaluacióncientíficos
formativaexplicados
entre pares
forma
de un taller de explicaciones
Características
de los
cursosen
y conceptos
en eltomó
estudio
de seguimiento
para el aula. Se invitó a participar a todos los profesores en formación de último año en los programas
seleccionados en el muestreo y se les proporcionaron las condiciones de participación tanto de forma oral
Participante
Curso
Estudiantes
Concepto
explicado
como
escrita. Aproximadamente
la mitad de los NSE
asistentes a la reunión
inicial
aceptó voluntariamente
formar
parte
del
estudio
y
firmó
un
consentimiento
informado.
1
8vo Básico
40
Bajo
Evolución
tuvo
la siguiente
sesiones orientadas
a introducir
1 La intervención6to
Básico
45 estructura: dos
Bajo
Circuitos
eléctricos las condiciones para
que la evaluación formativa entre pares se desarrollara adecuadamente (respeto, crítica constructiva, etc.) y
2 requerimientos4to
45en el estudio. Luego,
Bajo se dedicóCiclo
de la vida
los
deBásico
participación
una sesión
a analizar un video de clase
para
aproximarse
a
la
evaluación
de
la
práctica
de
un
par,
simulando
la
retroalimentación
que entregarían
3
4to Básico
35
Bajo
Clasificación de seres vivos
a un profesor joven. Posteriormente, se llevó a cabo la evaluación inicial entre pares en dos sesiones, donde
los
episodiosMedio
de microenseñanza
sobrenatural
algún concepto científico de
4 profesores en formación
8vo Básico desarrollaron
40
Selección
su elección y se retroalimentaron mutuamente. Algunos de los conceptos desarrollados fueron: estructura
4 la Tierra, evolución,
8vo Básico
40 y transformaciones
Medio de la materia.
Herencia y ambiente
de
carga eléctrica
5 Luego, se realizaron
7vo Básico
30en las que los Medio-alto
Calor y temperatura
dos sesiones
participantes discutieron
sobre las prácticas ejemplares
y cuáles podían mejorarse, discusión donde se trabajaron algunos lineamientos del modelo cognitivo
de enseñanza de las ciencias (Jorba y Sanmartí, 1996), tales como la incorporación de las concepciones
alternativas de los estudiantes en la introducción de nuevos puntos de vista, indagación y aplicación.
Posteriormente, se dedicaron dos sesiones a la evaluación final entre pares, donde los conceptos escogidos
Tabla
por
los4participantes para desarrollar su explicación fueron movimientos de la Tierra, ciclos hormonales,
Resumen
resultados
pre-/postest
flujo
de la de
corriente
eléctrica
en un circuito, estructura atómica, entre otros. Finalmente, se recogieron
las opiniones de los participantes sobre esta metodología en la última sesión. Cabe señalar que ellos no
tuvieron
acceso a la rúbrica
utilizada N
para medir sus
Medición
Promedio
DSexplicaciones.
Mínimo
Máximo
Pretest
10,10
20
3,38
5
17
Para desarrollar el estudio de seguimiento en aula, se contactó a todos los participantes seis meses
Postest
20 en el estudio.
3,38 De estos, 6solo diez estaban
19 realizando clases al
después
para evaluar 14,65
su continuidad
momento del contacto y ocho de ellos mostraron interés en ser visitados en sus establecimientos. Se
90
experimentación o modelos
estudiante deconstruir el concepto
8 Uso de ejemplos, imágenes, gráficos o Utilización correcta de dispositivos que permiten al
demostraciones
estudiante interpretar el concepto
CIENTÍFICOS
LA FORMACIÓN
INICIAL
DOCENTE
9 Uso del lenguajeAPRENDER
no verbal A EXPLICAR CONCEPTOS
Utilización
de EN
gestos
que representan
el concepto,
entonación o inflexiones de la voz
10 Tratamiento de los errores de los estudiantes Utilización de errores en el entendimiento del
como una
oportunidad
aprendizaje
concepto
como fuente
decursos
indagación,
oportunidad
solicitó
autorización
a ladedirección
para grabar una clase
del profesor
en sus
de ciencias,
en seisdede
los casos se obtuvo la autorización y en cinco se logróaprendizaje
realizar la grabación.
La Tabla 3 presenta los niveles
y/o evaluación
escolares abarcados por el estudio de seguimiento, así como los conceptos científicos que se desarrollaron
a través de explicaciones en esta experiencia.
Tabla 3
Características de los cursos y conceptos científicos explicados en el estudio de seguimiento
Participante
Curso
Estudiantes
NSE
Concepto explicado
1
8vo Básico
40
Bajo
Evolución
1
6to Básico
45
Bajo
Circuitos eléctricos
2
4to Básico
45
Bajo
Ciclo de la vida
3
4to Básico
35
Bajo
Clasificación de seres vivos
4
8vo Básico
40
Medio
Selección natural
4
8vo Básico
40
Medio
Herencia y ambiente
5
7vo Básico
30
Medio-alto
Calor y temperatura
Análisis de datos
Tabla 4
Resumen
de resultados
Para el análisis
de laspre-/postest
explicaciones conceptuales a partir de la rúbrica se utilizaron técnicas de análisis
cuantitativo mediante observación categorizada. Se analizó la consistencia interna usando el Coeficiente
AlfaMedición
de Cronbach y también
se calcularon
Luego de esto,
se calculó la prueba de
Promedio
N correlaciones
DS de Pearson.
Mínimo
Máximo
Levene
de
normalidad
de
la
varianza
para
permitir
los
análisis
estadísticos:
prueba
T
Pretest
10,10
20
3,38
5
17de Student y análisis
de la varianza (ANOVA) y explorar los posibles cambios usando el software SPSS (IBM Corp., 2010).
Postest por investigador
14,65 (Patton,
202001) para3,38
6
19 siendo todos los
Se trianguló
conferir confiabilidad
a los análisis,
videos codificados por dos investigadores de manera ciega. El acuerdo interjueces fue de un 80%, lo cual
se considera un porcentaje alto (Jindal-Snape & Topping, 2010). Se llegó a un consenso en los casos
donde hubo discrepancia, y los puntajes finales se usaron para los análisis y el reporte de los resultados.
Resultados
En los episodios iniciales de microenseñanza los profesores en formación presentaron un desempeño
variado en sus explicaciones conceptuales, pero el patrón general se inclinó hacia el nivel medio de la
rúbrica (mín. 5, máx. 17, DS 3.386). Los tres grupos fueron bastante heterogéneos dentro de ellos pero
similares entre ellos. Como las universidades fueron categorizadas en tres grupos según el criterio de
máxima variación en el conocimiento sobre la ciencia, era esperable que U1 hubiese mostrado un mayor
desempeño que U2 y U3 porque sus participantes tenían un mayor conocimiento conceptual. A pesar de
lo anterior, las diferencias entre los grupos no fueron estadísticamente significativas (gl = 19, F = 0,764,
p = 0,384). Este resultado sugiere que en los últimos años de la formación inicial de profesores la habilidad
para explicitar conceptos científicos a través de explicaciones no se asociaba directamente con la cantidad
de cursos de ciencias que habían tomado durante los años anteriores. Específicamente, la característica
más desarrollada según la medición en el momento inicial fue la secuencia en que se presentaban los
elementos de la explicación y el uso de ejemplos, gráficos e imágenes. Los puntos más débiles fueron el
uso de metáforas, analogías, simulaciones, experimentación o modelos y el tratamiento de los errores en el
entendimiento en función del aprendizaje. Los otros criterios presentaron un nivel intermedio.
En los episodios de microenseñanza realizados luego de haber participado en evaluación entre pares,
los participantes presentaron igualmente un amplio espectro de desempeño en sus explicaciones (mín. 6,
91
1
6to Básico
45
Bajo
Circuitos eléctricos
2
4to Básico
45
Bajo
Ciclo de la vida
3
4to Básico
35
Bajo
Clasificación de seres vivos
4
8vo Básico
40
Medio
Selección natural
4
8vo Básico
40
Medio
Herencia y ambiente
APRENDER A EXPLICAR CONCEPTOS CIENTÍFICOS EN LA FORMACIÓN INICIAL DOCENTE
máx. 19, DS 3,379). Comparando el pretest y el postest como se presenta en la Tabla 4, los profesores en
5
7vo
Medio-alto
Caloraly final
temperatura
formación
tuvieron
unBásico
desempeño30
más alto comparado
consigo mismos
frente al inicio (promedio
pretest = 10,1; promedio postest = 14,65). Esta diferencia fue estadísticamente significativa (F = 16,540,
gl = 39, p < 0,001) y el tamaño del efecto de avance fue alto (d = 1,4).
Tabla 4
Resumen de resultados pre-/postest
Medición
Pretest
Postest
Promedio
10,10
14,65
N
20
20
DS
3,38
3,38
Mínimo
5
6
Máximo
17
19
Considerando lo anterior, se puede afirmar que hubo un avance en las características y los elementos a
los cuales los participantes recurrieron para explicitar conceptos científicos a través de explicaciones. Estas
fueron mejores y más ricas en variedad y elementos de apoyo. En general, los profesores en formación
que comenzaron en un nivel más bajo tuvieron una mejora más marcada. Esto podría significar que la
evaluación entre pares fue especialmente útil para los participantes que mostraron dificultades iniciales.
Se visualizaron amplios avances en participantes de los tres grupos, lo cual implica que la intervención
funcionó, independientemente del conocimiento previo de los participantes sobre ciencias.
Comparando los patrones iniciales y finales, se observó que los dos criterios que inicialmente fueron
los más bajos, fueron los mismos que presentaron un menor desarrollo una vez finalizada la intervención.
En el pretest se mostró que los profesores en formación prácticamente no utilizaron metáforas, analogías,
experimentación o modelos, ni tampoco trataron los errores de los estudiantes como una oportunidad
de aprendizaje. En el postest, aunque algunos de los participantes utilizaron más recursos o elementos
relacionados con estos criterios, este uso no alcanzó el nivel alto determinado por el instrumento. Esto
implica que dichos elementos no solo fueron los puntos más débiles, sino que también fueron los más
difíciles de mejorar a través de la metodología de evaluación entre pares. Probablemente ambos elementos
requieren un conocimiento más flexible sobre la ciencia y una mayor seguridad de los profesores para ser
desarrollados.
Por otro lado, las características o elementos que más fácilmente se modificaron fueron la claridad de la
explicación y la conexión con las ideas previas o experiencias de los estudiantes. Esta mejora fue marcada,
e implicó que al final de la intervención la mayoría de los participantes explicaran conceptos científicos
claramente y construían sus explicaciones en relación estrecha con el conocimiento, ideas o experiencias
de los estudiantes.
En la medición realizada en el estudio de seguimiento, la mayoría de los participantes fue capaz de
explicitar conceptos científicos a través de explicaciones para la sala de clases con un desempeño alto,
ligeramente mejores que en las mediciones pre- y postest, y solo un profesor participante mantuvo su
puntaje postest, que ya era alto. Los puntajes promedio fueron mantenidos como en el postest (promedio
pretest 10,1; promedio postest 14,65; promedio seguimiento 14,7), ya que las leves diferencias entre el
postest y el estudio de seguimiento no fueron significativas estadísticamente.
Este hallazgo avala la idea de que la mejora obtenida luego de participar en evaluación formativa entre
pares fue posible de sostener después de seis meses de transcurrida la intervención, y los participantes
fueron capaces de transferir el aprendizaje de cómo explicitar conceptos científicos a través de explicaciones
desde un contexto simulado (en la universidad practicada con sus pares) al contexto real de enseñanza.
El patrón promedio de cada uno de los elementos fue levemente más alto en la mayoría de los criterios
evaluados por la rúbrica. Sin embargo, el uso de metáforas, analogías, experimentación o modelos y el
tratamiento de los errores de los estudiantes como una oportunidad de aprendizaje fueron elementos que
no se transfirieron al contexto real de enseñanza, sino que incluso redujeron su aparición en las diversas
clases observadas.
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APRENDER A EXPLICAR CONCEPTOS CIENTÍFICOS EN LA FORMACIÓN INICIAL DOCENTE
Discusión
Las universidades que participaron en esta investigación fueron representativas de los programas de
formación de profesores en Chile. Por lo tanto, sus resultados obtenidos se consideran generalizables a
otros programas de formación docente en un contexto similar. Dichos resultados son interpretados como
significativos, tanto en términos estadísticos como educacionales, ya que se logró un alto tamaño del
efecto (Cohen, 1988) a pesar de que la muestra de este estudio no fue demasiado grande. Se encontraron
diferencias estadísticamente significativas en cómo los profesores en formación explicaban conceptos
científicos mediante la comparación de su desempeño antes y después de participar en la evaluación
entre pares, y este avance general se transfirió al contexto real de enseñanza y mantuvo a los seis meses de
finalizada la intervención, lo cual permite interpretar que hubo un aprendizaje medible.
Lo anterior podría hacer proyectar la mantención de estos resultados en un tiempo mayor, pero es
necesario considerar también que los primeros años de ejercicio docente suelen ser los más importantes
para modelar las prácticas pedagógicas, así como el hecho de que los profesores en este período reciben
diferentes influencias en su enseñanza que vienen de los colegas y las autoridades escolares (Day, 2008).
Por lo tanto, sería necesario seguir monitoreando el desempeño de los profesores noveles y, en especial,
dándoles el espacio y tiempo para la reflexión crítica de sus prácticas, tanto individual como entre pares, para
evitar la desaparición de los efectos positivos mostrados en esta investigación. De hecho, la mayoría de los
profesores que fueron parte del estudio de seguimiento de esta investigación comentaron la relevancia que
veían en la evaluación entre pares entre colegas en su escuela como un mecanismo para seguir mejorando
sus prácticas pedagógicas y resolver las tensiones propias de la enseñanza en el contexto real. Esta es una
interesante sugerencia que proyecta este trabajo, surgida de los propios participantes del estudio.
En términos generales, aunque el avance en el aprendizaje sobre el desarrollo de explicaciones
conceptuales fue levemente diferente en las tres universidades participantes de este estudio, los tres grupos
desarrollaron su nivel inicial para explicar conceptos científicos. De hecho, aunque se habría esperado un
mejor desempeño por parte de los profesores en formación con un mayor conocimiento sobre las ciencias,
los resultados mostraron que estos elementos no están necesariamente relacionados. Sin embargo, es
necesario tener un conocimiento relevante sobre los conceptos a desarrollar en la enseñanza —aunque
no es lo único necesario— para desarrollar explicaciones flexibles y que sean correctas conceptualmente.
Este resultado podría desafiar la idea de que los profesores no pueden construir un conocimiento
pedagógico del contenido mientras no sean expertos en el contenido que enseñan y, además, expertos en
pedagogía, lo cual ocurriría cuando tienen varios años de experiencia enseñando los mismos conceptos
(Shulman, 1986). Esta investigación ha mostrado que las raíces o las bases del conocimiento pedagógico
del contenido pueden desarrollarse durante la formación inicial docente, cuando los profesores en
formación tienen una escasa experiencia enseñando contenidos. Sin embargo, el componente práctico
necesario para desarrollar este tipo de conocimiento profesional docente establecido por Shulman (1986)
está en la misma línea de los resultados de esta investigación: la experiencia práctica es necesaria para
desarrollar las habilidades requeridas para explicar conceptos científicos, aun en contextos simulados de
enseñanza, como lo es la evaluación formativa entre pares a través de microenseñanzas, e incluso en
momentos tempranos de la experiencia práctica de los profesores en formación.
Por otro lado, es importante recordar que los estudios sobre evaluación entre pares en formación
inicial de profesores por lo general no incluyen un seguimiento en el contexto escolar (Sluijsmans, 2002).
En la presente investigación el estudio de seguimiento mostró que los profesores participantes no solo
transfirieron el aprendizaje ganado en la formación inicial sino que además mantuvieron en un alto nivel
de desempeño ocho de los diez elementos evaluados como importantes para explicar conceptos científicos
a los estudiantes. Esto demuestra que la evaluación entre pares puede ser una estrategia exitosa para usar
en la formación inicial docente con el fin de mejorar algunos aspectos de la forma en que los profesores
en formación explicitan los conceptos científicos, tales como la claridad de la explicación, la coherencia y
cohesión, la secuencia, la suficiencia, la conexión con las ideas previas o experiencias de los estudiantes, el
uso de ejemplos, imágenes o gráficos y el uso del lenguaje no verbal.
Por el contrario, el uso de metáforas, analogías, experimentación y modelos, así como el trabajo con los
errores de los estudiantes, no mostraron un avance sustantivo luego de la evaluación entre pares. Además,
estos dos elementos no se transfirieron satisfactoriamente a la práctica real de enseñanza, sino al contrario,
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APRENDER A EXPLICAR CONCEPTOS CIENTÍFICOS EN LA FORMACIÓN INICIAL DOCENTE
el escaso avance logrado luego de la intervención bajó a su nivel mostrado en un inicio. Esto puede
deberse a que estos elementos requieren un conocimiento disciplinar más maduro y flexible, como han
insinuado otros autores (Davis, 2005; Ogborn & Martins, 1996) pero esto aún se está debatiendo, y en esta
investigación se considera una pregunta todavía abierta. Otro estudio con profesores en formación reveló
que, aunque tenían la habilidad de crear y usar analogías, estos eran incapaces de usarlas como estrategia
de enseñanza cuando estaban enseñando conceptos poco familiares (James & Scharmann, 2007). Esta
puede ser una hipótesis sobre los resultados de este estudio, considerando que los profesores en formación
prepararon sus microenseñanzas escogiendo el concepto que querían enseñar, mientras que en el estudio de
seguimiento enseñaron los conceptos indicados por el currículo nacional para ese momento del año y, por
ende, debieron ser menos familiares para ellos. En este sentido, esta investigación ayudó a clarificar cuáles
elementos son más fáciles de modificar mediante la evaluación entre pares y aquellos que presentan un
mayor desafío tanto para desarrollarse como para transferirse del contexto universitario al contexto escolar.
En relación con la idea anterior, los profesores de esta investigación que participaron del estudio
de seguimiento realizaron una dura autocrítica sobre sus habilidades de enseñanza, autoevaluando sus
explicaciones con foco en el clima de aula que ellos lograban desarrollar y mantener durante su clase
más que en la explicación en sí misma. Así, el desarrollo de habilidades para analizar las prácticas e
identificar aquellas que son efectivas para el contexto particular de enseñanza resuena en este estudio
(Sonmez & Can, 2010). Se visualizó que los profesores tienen que ser capaces de analizar los elementos
propios de su práctica y aislar los componentes de su desempeño de aquellos del contexto de enseñanza,
identificando así causas, efectos y atreviéndose a intentar algunas mejoras en este. De otra manera, harán
juicios incorrectos sobre su desempeño, lo cual puede afectar su sentido de desempeño y profesionalismo
y los procesos de toma de decisiones en el aula. Este es un punto relevante a considerar en la práctica de
los programas de formación de profesores.
Finalmente, es importante considerar, al igual que en todos los estudios con participantes voluntarios, que
algunas variables de autoselección podrían haber influenciado los resultados, tales como la autopercepción
de eficacia en la generación de explicaciones conceptuales. A pesar de lo anterior, como se encontraron
niveles de desempeño alto, medio y bajo en los tres grupos participantes al inicio de la intervención, se
entiende que la muestra representaba el espectro completo de desempeños posibles en esta variable, lo
cual permite proyectar avances en caso de volver a aplicarse esta metodología de evaluación entre pares en
profesores en formación con diferentes destrezas en su práctica de enseñanza.
Conclusión y proyecciones
La presente investigación fue guiada por tres preguntas, que se responden a continuación.
(a) ¿Cuáles son los elementos que los profesores en formación utilizan para explicar conceptos científicos?
Para responder a esta primera pregunta, se desarrolló un instrumento para identificar y evaluar los
elementos presentes en las explicaciones de los profesores en formación, el que resultó válido conceptualmente
de acuerdo con un panel de expertos y confiable según los análisis estadísticos. Los elementos identificados
como fortalezas, es decir, presentados con mayor frecuencia y nivel por los participantes, fueron la secuencia
de la explicación —caracterizada en su mayoría por ser lógica y progresiva— y el uso de ejemplos, imágenes
y gráficos para clarificar o ilustrar ciertos componentes del concepto explicado. En menor medida, los
participantes utilizaron un lenguaje no verbal para representar aspectos del concepto desarrollado. Sus
explicaciones no siempre fueron claras, y varios participantes las construyeron con algunas imprecisiones o
errores conceptuales, pero en general coherentes con el concepto, con sus partes cohesivamente relacionadas
y con grados variables de suficiencia con respecto al objetivo planteado por el profesor y de conexión con las
ideas de los estudiantes. Por el contrario, los elementos menos desarrollados por este grupo de profesores en
formación para hacer explícitos conceptos científicos fue el uso de metáforas, analogías, experimentación o
modelos y el tratamiento de los errores de los estudiantes como una oportunidad de aprendizaje.
(b) ¿Son estos elementos igualmente modificables mediante la evaluación formativa entre pares?
Esta pregunta se exploró mediante la conducción de una intervención basada en la evaluación formativa
entre pares, identificando si el patrón de elementos descritos arriba sería posible de modificar mediante
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APRENDER A EXPLICAR CONCEPTOS CIENTÍFICOS EN LA FORMACIÓN INICIAL DOCENTE
este tipo de evaluación del desempeño. Los resultados mostraron que los participantes mejoraron sus
explicaciones en la mayoría de los elementos, y la diferencia entre su desempeño al inicio y al final de la
intervención fue estadísticamente significativa. Sin embargo, los dos elementos que se mostraron menos
desarrollados al inicio fueron muy difíciles de modificar mediante la evaluación formativa entre pares.
(c) Los posibles cambios en las explicaciones de los profesores, ¿pueden transferirse a contextos reales
de enseñanza y sostenerse a mediano plazo?
Para responder a esta pregunta, se realizó un estudio de seguimiento con el objetivo de explorar la
sustentabilidad y transferencia de los aprendizajes obtenidos en el contexto universitario a la sala de clases
de ciencia. Los resultados mostraron que ocho de los diez elementos se transfirieron adecuadamente e
incluso fueron potenciados por la práctica, manteniéndose la mejora obtenida luego de seis meses de
concluida la intervención.
En síntesis, esta investigación exploró el aprendizaje de profesores de ciencia en formación sobre la
explicitación de conceptos científicos mediante explicaciones, usando como motor la evaluación formativa
entre pares en la formación inicial docente y su posterior transferencia desde este contexto universitario al
contexto escolar. Es posible concluir que el aprendizaje de esta práctica de enseñanza puede gatillarse en
la mayoría de sus elementos en contextos de simulación de enseñanza cuando se preparan cuidadosamente
las condiciones.
Considerando el amplio espectro de esta investigación, se han identificado implicancias de utilidad
más allá del contexto de la formación en Chile para la formación de profesores. Primero, la rúbrica
construida por los investigadores es un instrumento que permite mejorar las herramientas de diagnóstico
y los mecanismos de intervención en las competencias de los profesores en formación. De este modo,
puede constituirse como un modelo de dispositivo para diseñar evaluaciones de proceso y/o de progreso
de las competencias prácticas de enseñanza, contribuyendo a la creación de metas medibles en formación
inicial docente, lo cual contribuye también al monitoreo de dichas metas. Los resultados de esta
investigación podrían ser útiles para orientar los procesos de toma de decisiones en actividades curriculares
orientadas a que los profesores desarrollen este tipo de competencias prácticas antes de hacerse cargo de
las responsabilidades de la enseñanza en las escuelas, por ejemplo, integrando grupos de aprendizaje o
mentoría sobre las bases de la identificación de sus habilidades. Asimismo, la presente investigación puede
servir como un ejemplo para diseñar otros tipos de metodologías innovadoras que consideran el poder
educativo de los pares que trabajan en colaboración.
En un foco más amplio, los resultados obtenidos pueden tener implicancias o generar discusión
para volver a pensar el rol de los instrumentos de evaluación usados en la formación inicial de profesores.
Hoy en día la mayor parte de la información se utiliza para dar cuenta del cumplimiento o incumplimiento
de los estándares de formación de profesores en los países donde éstos se encuentran ampliamente
instalados. Cabe preguntarse, entonces, si sería posible tener instrumentos que sirvan tanto para los
propósitos formativos como para los informativos de la evaluación. O, por otro lado, podría peguntarse
si la incorporación de la evaluación y la retroalimentación entre pares en los primeros años de formación
docente es útil. Estas son nuevas preguntas que esta investigación deja abiertas, considerando que tanto
estas como los resultados obtenidos en esta investigación pueden ser valiosos para los países que hoy en
día se encuentran evaluando o reformulando los estándares para la formación inicial docente, lo cual
trasciende el contexto de este estudio.
Más aún, este estudio podría estimular el debate en política sobre formación de profesores,
pensando críticamente en las oportunidades que esta, como mecanismo central del funcionamiento del
sistema educativo, proporciona a los futuros profesores para desarrollar sus competencias. ¿Cómo podría
esta formación garantizar que, además de que los profesores sean capaces de desarrollar buenas prácticas
de enseñanza, estas se transfieran y mantengan en el ejercicio docente? Es una pregunta interesante de
plantear en el marco de las nuevas políticas de incentivo y promoción de la excelencia pedagógica en el
contexto chileno.
El artículo original fue recibido el 17 de julio de 2014
El artículo revisado fue recibido el 1 de septiembre de 2014
El artículo fue aceptado el 15 de septiembre de 2014
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APRENDER A EXPLICAR CONCEPTOS CIENTÍFICOS EN LA FORMACIÓN INICIAL DOCENTE
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