Aprender a enseñar ciencias experimentales en la formación inicial

Aprender a enseñar ciencias experimentales en la
formación inicial del profesorado.
Estudios de caso sobre la enseñanza de la energía
Vicente Mellado Jiménez
Lorenzo J. Blanco Nieto
Constantino Ruiz Macías
Dpto. de Didáctica de las Ciencias Experimentales y de las Matemáticas.
Facultad de Educación. Universidad de Extremadura.
ISBN: 84-86782-34-1
Deposito Legal: BA-474-1999
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INDICE
A modo de prólogo
Introducción.
PARTE I: Las investigaciones sobre el profesorado de ciencias
experimentales
1.1. Antecedentes
1.2. Concepciones del profesorado sobre la naturaleza de la ciencia.
1.3. Concepciones del profesorado sobre la enseñanza y aprendizaje
de las ciencias
1.4. Actitudes del profesorado al enseñar ciencias
1.5. El conocimiento del contenido del profesorado de ciencias
1.6. El conocimiento de didáctica de las ciencias
PARTE II: Un marco para aprender a enseñar ciencias
experimentales en la formación inicial del profesorado
2.1. Conocimientos profesionales del profesorado de ciencias
experimentales
2.2. La formación inicial del profesorado en la enseñanza de las
ciencias
2.3. Las prácticas de enseñanza
2.4. Un modelo para aprender a enseñar ciencias experimentales
durante las prácticas de enseñanza en la formación inicial del
profesorado de primaria
PARTE III: Metodología
3.1. La naturaleza de los datos
3.2. Los estudios de caso
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3.3. El video en la formación del profesorado de ciencias
3.4. Planteamiento del problema, selección de participantes y
procedimientos de recogida, análisis de datos y de edición
- Participantes
- Procedimientos de recogida y análisis de datos
- Elaboración del video
PARTE IV: Estudios de caso sobre la enseñanza de la energía
4.1. La enseñanza de la energía
4.2. Resultados de la investigación
- Concepciones, planificación y conducta docente
- El comienzo de la secuencia de la enseñanza de la energía
4.3. Conclusiones e implicaciones sobre la enseñanza de la energía
Reflexiones finales
Referencias bibliográficas
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A modo de prólogo.
El presente trabajo, con cuya presentación me honran sus autores,
se ha realizado en el marco de los Proyectos de Innovación
docente que convoca el I.C.E. de la Universidad de Extremadura
dentro del Plan de Formación del Profesorado.
Los Proyectos de Innovación pretenden la promoción de grupos
de trabajo que persigan mejoras en los programas de trabajo
docente, contenidos o metodologías en la universidad, a través de
la verificación de hipótesis o la búsqueda de alternativas para la
optimización de la enseñanza.
El grupo de colegas que componen los doctores Blanco Nieto,
Mellado Jiménez y Ruiz Macías conforman un grupo de trabajo
de cierta tradición, con numerosos trabajos publicados en
revistas españolas y extranjeras, dentro del ámbito de la
enseñanza de las Ciencias y de las Matemáticas, particularmente
en lo que afecta a la formación del profesorado de las mismas en
sus niveles de Primaria y Secundaria. No supone, pues, este
trabajo un hecho aislado, sino que es continuidad en una línea de
trabajo en equipo, dentro del que podíamos denominar
paradigma práctico colaborativo.
El trabajo revisa el estado de la enseñanza de las Ciencias
Experimentales y coloca al conocimiento práctico como marco
conceptual del estudio que pretende revisar distintas
intervenciones de profesores sobre aspectos que intentan resolver
dificultades de aprendizaje en las Ciencias Experimentales.
Dentro de dicho marco, estudia la metodología de cuatro casos
concretos, lo que nos parece una aportación valiosa, porque el
estudio de casos es, para nosotros, un instrumento metodológico
para la deliberación profesional crítica de los profesores.
Como sabemos, la metodología de los estudios de casos deriva
de diferentes tradiciones cualitativas de investigación
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(psicología, ecología, etnografía, antropología cognitiva, etc.) y
ocupa un espacio significativo en determinados ámbitos de la
investigación cualitativa. Parte del principio que compartimos de
que la observación sobre el terreno y la profundización en
situaciones particulares posibilita obtener un conocimiento
cualitativo de los hechos y problemas sobre los cuales la
tradición positivista, por su preocupación generalizadora, ofrece
un tipo de información menos significativa y relevante.
A ello añaden el uso del vídeo como instrumento de análisis de
los primeros minutos de las intervenciones analizadas.
Una segunda parte prevista de este trabajo, a la que animo a los
autores, permitirá poner a disposición de los interesados los
vídeos que han servido de base al estudio y que pueden resultar
de interés a los especialistas.
Pero, además, el estudio de casos compromete a los
investigadores, como es nuestro caso, de modo que éstos no
puedan mantenerse al margen de los hechos de un modo aséptico
o neutral. Además, al ser un método sencillo para planificar
situaciones de progreso en relación con tareas y/o estrategias de
enseñanza, permite una fácil interpretación de situaciones y
posibilita su revisión desde parámetros fundamentados en
experiencias prácticas, tal cual hacen nuestros colegas. Así el
estudio es útil tanto de cara a los sujetos para quienes se
diseminan las conclusiones como para los investigadores y los
propios investigados.
El material elaborado, además de servir de recursos para la
mejora de las disciplinas que imparten: Intervención en
dificultades de aprendizaje de Ciencias Experimentales y
Matemáticas, será, sin duda, útil para los estudiosos de la
enseñanza de las ciencias y, muy particularmente, para los que
se dedican a la formación del profesorado en este ámbito.
El trabajo confirma importantes proposiciones sobre la
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enseñanza de las ciencias, para cuyos profesores el conocimiento
del contenido de las mismas está inseparablemente unido con el
proceso de enseñarlas. De ahí que aprender a enseñar ciencias
experimentales suponga algo más que dominar ciertos
conocimientos académicos convencionales sobre la didáctica de
las ciencias, como nuestros colegas concluyen. Será, por tanto,
en contextos escolares concretos donde se plasme la componente
dinámica de la formación; contextos y prácticas docentes, para
cuya capacidad de análisis y reflexión hemos de preparar con el
mayor esmero a nuestros estudiantes de profesores.
Sirvan estas modestas reflexiones para agradecer a sus autores el
trabajo comprometido, así como de estímulo a otros grupos de
profesores acerca de la posibilidad del intercambio cooperativo
de reflexiones, experiencias e información. Todas ellas amplían
el horizonte profesional y pueden generar nuevas capacidades
para actuar sobre los hechos educativos, aprendiendo sobre ellos
y cambiándolos en el curso del propio aprendizaje.
Florentino Blázquez Entonado
Director del ICE de la Universidad de Extremadura
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Introducción.
En el curso 1995-96 comienza a impartirse en la Facultad de
Educación de Badajoz la Licenciatura de Psicopedagogía. Esta
licenciatura contempla en el Plan de Estudios la asignatura
“Intervención en dificultades de aprendizaje en Ciencias
Experimentales”, adscrita al Departamento de Didáctica de las
Ciencias Experimentales y de las Matemáticas. El Plan de
Estudios establece que esta asignatura tratará sobre las
dificultades en el aprendizaje de las Ciencias Experimentales, así
como de las estrategias de diagnóstico e intervención en dichas
dificultades.
El comienzo de esta nueva licenciatura, implica en el
Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales y de
las Matemáticas la asunción de una nueva responsabilidad tanto
en el plano docente como investigador. En cuanto a la docencia
supone una oportunidad de preparar nuevos programas, con
nuevos enfoques y con una metodología innovadora. El
licenciado en Psicopedagogía tiene que realizar en los centros,
además de las funciones generales de orientación, otras
específicas en relación al aprendizaje de las Ciencias
Experimentales: contribuir al desarrollo de capacidades para el
aprendizaje, colaborar con el profesor especialista para
anticiparse a la aparición de problemas de aprendizaje, contribuir
a la adaptación curricular, realizar evaluación de los aprendizaje
y colaborar con los profesores especialistas en el diseño de
actividades de intervención. En la asignatura de Intervención en
dificultades de aprendizaje de Ciencias Experimentales se
pretende no sólo impartir los contenidos mínimos que permiten
los créditos asignados, sino adoptar una metodología que
posibilite a los estudiantes el conocimiento de situaciones reales
de aprendizaje generadas en las propias aulas escolares.
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Por otra parte, en el Departamento de Didáctica de las Ciencias
Experimentales y de las Matemáticas venimos trabajando desde
hace años en el estudio de las concepciones y prácticas de aula
del profesorado de Ciencias y Experimentales y Matemáticas, y
en el desarrollo del conocimiento didáctico del contenido del
profesorado en estas materias. Resultados que hemos aplicado en
la propia formación inicial del profesorado de Primaria.
El sentido del presente proyecto, aprobado por el ICE de la
Universidad de Extremadura, fue recopilar algunos trabajos ya
realizados en el Departamento sobre la formación del
profesorado de ciencias experimentales, analizar grabaciones de
video sobre las situaciones de enseñanza/aprendizaje en los
niveles de escolaridad obligatoria en las Ciencias Experimentales,
elaborar material curricular como "estudios de caso" con las
grabaciones anteriores, y, finalmente, utilizar el material
didáctico elaborado para la docencia en la asignatura de
Intervención en Dificultades de Aprendizaje en Ciencias
Experimentales de Psicopedagogía, así como en las de Didáctica
de las Ciencias Experimentales en la formación inicial de
Maestros.
Los sujetos de nuestro estudio son los profesores, ya que aunque
en la enseñanza intervienen una gran cantidad de factores
interrelacionados, y la mejora de la misma hay que considerarla
desde una perspectiva global, es indudable que el profesor sigue
siendo un elemento decisivo en el aprendizaje de los alumnos.
Asumimos, por ello, que el profesor es el factor clave que
determina el éxito o el fracaso de la puesta en práctica de
cualquier innovación curricular (Mitchener y Anderson, 1989),
que las reformas de las escuelas y del currículo de ciencias tienen
que estar en consonancia con lo que se realice en los programas
de formación del profesorado de ciencias (Shymansky y Kyle,
1992), y que cualquier reforma educativa estará condenada al
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fracaso si no cuenta con un profesorado adecuadamente
preparado y dispuesto a llevarla a cabo.
Hace ya 25 años que Busquet (1974) formuló la metáfora del
nadador para ilustrar el problema de la relación teoría-práctica en
la formación del profesorado.
"Imagínese una escuela de natación que se dedicara un año a
enseñar anatomía y fisiología de la natación, psicología del
nadador, química del agua y formación de los océanos, costes
unitarios de las piscinas por usuarios, sociología de la natación,
antropología de la natación y, desde luego, la historia mundial
de la natación, desde los egipcios hasta nuestros días. Todo
esto, evidentemente, a base de cursos magistrales, libros y
pizarras, pero sin agua. En una segunda etapa se llevaría a los
alumnos-nadadores a observar durante varios meses a
nadadores experimentados; y después de esta sólida
preparación, se les lanzaría al mar, en aguas bien profundas, en
un día de temporal de enero" (Busquet, 1974, p. 50).
En la metáfora de Busquet parece que en la escuela de natación
haría falta una piscina poco profunda, en la que los futuros
nadadores se iniciasen en la práctica de la natación sin peligro de
ahogarse. Quizá la piscina era lo que intentaba poner en práctica
el paradigma de racionalidad técnica, por esa época todavía la
principal referencia en investigación educativa, que buscaba
como conseguir una enseñanza eficaz desarrollando en el
profesorado las destrezas esperadas a través de métodos como la
enseñanza programada, la microenseñanza, las técnicas de
modificación de conducta, etc. En este paradigma, con bases
positivistas y conductistas, el profesor era un técnico que
aplicaba conocimientos adquiridos en la teoría, y sus
metodologías de investigación asociadas eran fundamentalmente
de tipo cuantitativo.
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En la década de los ochenta se produce un cambio en la
investigación sobre el profesorado desde los paradigmas de
racionalidad técnica, a paradigmas como el del “pensamiento del
profesor” (Marcelo, 1987) que conciben al profesor como un
sujeto reflexivo, que tiene concepciones, emite juicios, toma
decisiones y genera rutinas y conocimiento práctico propias de
su desarrollo profesional, y en los que predominan los métodos
cualitativos de investigación. Otra importante línea de
investigación, iniciada a partir de los estudios de Shulman
(1986) considera que los profesores desarrollan un
Conocimiento Didáctico del Contenido (CDC) específico para
cada materia, que es elaborado por los profesores de forma
personal en la práctica de la enseñanza, constituye un cuerpo de
conocimientos que distingue a la enseñanza como profesión, y es
una forma de razonamiento y acción pedagógica por medio de la
cual los profesores transforman la materia en representaciones
comprensibles a los estudiantes.
En didáctica de las ciencias experimentales se produce una
consolidación del constructivismo como marco teórico
mayoritario, que impregna la investigación del profesorado de
ciencias, y comienzan a ponerse en práctica programas de
formación de profesores de ciencias con un fundamento
constructivista. Desde una perspectiva constructivista (Gil,
1993a; Hewson y Hewson, 1989) se considera que los profesores
de ciencias tienen concepciones sobre los conceptos científicos,
sobre la naturaleza de la ciencia, y sobre la forma de aprenderla
y enseñarla, fruto de sus años de escolaridad, que están
profundamente arraigadas. Estos programas de formación parten
del análisis de las propias concepciones, roles, conocimientos,
actitudes y conducta en el aula de los profesores, para a partir de
ellos construir nuevo conocimiento profesional.
Destacamos la confluencia que se produce entre la didáctica
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general y la didáctica de las ciencias al resaltar la importancia
del profesorado y de la materia a enseñar, lo que ocasiona desde
el final de los años ochenta un desplazamiento de las
investigaciones, inicialmente centradas fundamentalmente en
problemas de aprendizaje, hacia el profesorado y la enseñanza.
Para avanzar en la mejora de la enseñanza y aprendizaje de las
ciencias es necesario investigar al profesorado y conocer sus
concepciones, sus problemas y motivaciones, sus actitudes, sus
conocimientos, su conducta docente, su formación y su
desarrollo profesional. Las investigaciones sobre el profesorado
de ciencias han aumentado considerablemente en los últimos
años, y sus resultados tienen enorme importancia en el diseño y
desarrollo de la formación del profesorado.
En la primera parte del libro revisamos las investigaciones sobre
el profesorado de ciencias experimentales en los siguientes
aspectos: antecedentes, concepciones sobre la naturaleza de la
ciencia, concepciones sobre la enseñanza y aprendizaje de las
ciencias, conocimientos científicos, conocimientos sobre
didáctica de las ciencias, y actitudes.
En la segunda parte, basándonos en los paradigmas actuales y en
los resultados de las investigaciones anteriores, formulamos un
marco de formación del profesorado, que desarrolle los
conocimientos profesionales necesarios para el profesorado de
ciencias. En esta parte describimos un programa de formación
inicial en el que los profesores aprendan a enseñar ciencias de
acuerdo con el marco propuesto.
En la tercera parte analizamos los métodos de investigación
cualitativos, centrándonos especialmente en los estudios de caso
y en la ayuda que para estos estudios suponen las nuevas
tecnologías de análisis y tratamiento de datos integrando el
ordenador, el video y las nuevas tecnologías audiovisuales. En
esta parte planteamos el problema de investigación con cuatro
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profesores con distinta formación inicial.
En la cuarta parte aplicamos el marco teórico anterior y
analizamos las grabaciones de clase de cuatro profesores en
formación sobre el comienzo de la secuencia de la enseñanza de
la energía. Finalmente con el material analizado editamos un
video que sirva de material de enseñanza en la formación del
profesorado en ciencias experimentales.
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PARTE I:
LAS INVESTIGACIONES SOBRE EL PROFESORADO
DE CIENCIAS EXPERIMENTALES
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En trabajos anteriores (Mellado, 1996; 1998b y d; Mellado, Ruiz
y Blanco, 1997) hemos revisado las investigaciones sobre el
profesorado de ciencias experimentales. A continuación
señalamos los resultados más relevantes.
1.1. Antecedentes.
Cando los futuros profesores comienzan su etapa de formación
universitaria tienen ideas, concepciones y actitudes sobre la
ciencia y sobre la forma de aprenderla y enseñarla, fruto de los
muchos años que han pasado como escolares, asumiendo o
rechazando los roles de los profesores de ciencias que han tenido
en su etapa escolar (Abell, Bryan y Anderson, 1998). Los
antecedentes escolares de los profesores y sus experiencias como
alumnos al aprender ciencias influyen en los profesores de
primaria en formación inicial y principiantes (Gustafson y
Rowell, 1995) y con experiencia (Wallace y Louden, 1992), así
como en los profesores de ciencias de secundaria en formación
inicial (Gunstone et al., 1993) y con experiencia (Pavón, 1996).
Esto tiene mucha importancia para su futuro profesional, porque
muchos profesores enseñan con métodos didácticos muy
similares a los que ellos mismos preferían en sus profesores
cuando eran alumnos (Huibregtse et al., 1994), o simplemente
enseñan de la misma forma en que fueron enseñados (Tobin et
al., 1994).
Además, algunas creencias e imágenes pedagógicas personales
de los profesores son muy estables (figura 1) y sufren muy pocos
cambios durante la formación inicial del profesorado (Marcelo,
1995), formación que a menudo incluso refuerza las creencias y
roles de los profesores de ciencias. En otros aspectos, en cambio,
los profesores en formación entran en la Universidad con
muchas dudas y ambigüedades, y aunque tienen ideas que
permanecen durante la formación inicial, también tienen
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percepciones y actitudes que pueden cambiar a través de un
adecuado programa de formación (Tamir, 1991).
Los resultados de numerosas investigaciones señalan que las
concepciones de los profesores se van formando paulatinamente
desde su etapa escolar, y son más estables cuanto más tiempo
llevan formando parte del sistema de creencias de cada persona,
por lo que los antecedentes escolares de los profesores en
formación son una variable que hay que tener en cuenta en el
análisis de sus concepciones y conducta en el aula al enseñar
ciencias, así como en el diseño de los programas de formación
inicial y permanente. Además si no se analizan adecuadamente
los orígenes de las creencias, es muy posible que éstas se
perpetúen a pesar de las contradicciones causadas por la razón,
el paso del tiempo, la escolaridad y las experiencias (Pajares,
1992).
Además, muchas de las concepciones de los profesores en
formación son implícitas, por lo que durante sus cursos
universitarios tienen que reflexionar sobre ellas y hacerlas
explícitas; aunque como veremos a continuación la reflexión
sobre sus concepciones no garantiza de forma automática su
transferencia a la práctica del aula.
ANTECEDENTES DEL PROFESORADO EN FORMACIÓN
* Han tenido un largo periodo de escolaridad.
* Les influyen los roles de sus profesores.
* Prefieren los métodos que les gustaban como alumnos.
* Enseñan de la misma forma en que fueron enseñados.
* Tienen creencias e imágenes pedagógicas:
- formadas a lo largo de su etapa escolar
- muy estables y resistentes al cambio
- implícitas
* Tienen una organización fragmentada del contenido científico.
Figura 1. Antecedentes del profesorado en formación
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1.2. Concepciones de los profesores sobre la naturaleza de
la ciencia.
Lederman (1992) señala que desde la década de los 50
existen investigaciones que abordan desde una perspectiva
proceso-producto las concepciones de los profesores sobre la
naturaleza de la ciencia. Estas primeras investigaciones
asumen que las concepciones de los profesores sobre la
naturaleza de la ciencia afectan a las concepciones de los
estudiantes sobre la naturaleza de la ciencia e influyen en la
conducta de los profesores en el aula y en el ambiente de
clase. Una conclusión general de estos primeros trabajos es
que la mayoría de los profesores analizados de primaria y
secundaria no poseen puntos de vista adecuados sobre la
naturaleza de la ciencia, así como que los antecedentes
académicos de los profesores no están significativa-mente
relacionados con sus concepciones sobre la naturaleza de la
ciencia.
Brickhouse (1990) considera tres aspectos de la
epistemología de la ciencia que pueden ser cruciales para los
profesores de ciencias: la naturaleza de la construcción social
de las teorías científicas, las relaciones entre la observación y
la teoría, y la naturaleza del progreso científico.
En los últimos años el estudio de las concepciones de los
profesores sobre la naturaleza de la ciencia es un tema
prioritario en la investigación didáctica. Numerosas
investigaciones encuadran a la mayoría de los profesores en
alguna de las formas del positivismo, no encontrándose
diferencias significativas en este aspecto entre los profesores
expertos y los principiantes. Sin embargo otros resultados nos
hacen pensar que la situación no es tan simple y que aunque
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los profesores tienen rasgos empiristas, no pueden encuadrarse
en un inductivismo ingenuo, sino que un alto porcentaje posee
un punto de vista ecléctico sobre la naturaleza de la ciencia y
sus concepciones no pueden considerarse consistentemente
asociadas con una orientación filosófica particular (figura 2).
Una causa puede ser que la filosofía de la ciencia es apenas
tratada en los programas de formación del profesorado de
ciencias, por lo que debería abordarse ayudando a los
profesores en formación a reflexionar sobre sus propias
concepciones epistemológicas (Jiménez, 1995; Mellado y
Carracedo, 1993).
CONCEPCIONES DEL PROFESORADO
SOBRE LA NATURALEZA DE LA CIENCIA
* Falta de reflexión sobre estos temas.
* Rasgos de positivismo.
* Tópicos sobre el método científico.
* Concepción generalmente ecléctica
* Escasa relación entre sus concepciones
y su conducta docente al enseñar ciencias.
Figura 2. Concepciones del profesorado sobre la naturaleza de la ciencia.
En cuanto a la influencia de las concepciones de los
profesores sobre la naturaleza de la ciencia en su docencia en
el aula, existen investigaciones que encuentran correlación
entre las concepciones de los profesores sobre la naturaleza de
la ciencia y su conducta en el aula al enseñar ciencias.
Hashweh (1996) estudió a profesores de ciencias de primaria y
segundaria y señala que sus creencias epistemológicas se
mantienen estables y tienen una fuerte correlación con sus
estrategias de enseñanza: los profesores constructivistas
identifican mejor las ideas alternativas de los estudiantes y
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usan estrategias de enseñanza variadas y consideradas
potencialmente más efectivas que los profesores empiristas.
Sin embargo otras investigaciones no encuentran una
influencia directa entre las concepciones de los profesores
sobre la naturaleza de la ciencia y su conducta docente en el
aula. Los profesores justifican las contradicciones por la
presión de las situaciones de clase y del curriculum impuesto.
En un trabajo con profesores de primaria y secundaria al final
de su etapa de formación universitaria realizado con una
combinación de cuestionarios y entrevistas (Mellado, 1996 y
1997), hemos detectado que los profesores no tienen
concepciones bien definidas sobre la naturaleza de la ciencia,
porque no han reflexionado antes sobre estos aspectos, sino
sólo orientaciones dominantes (uno de ellos positivista, otro
relativista y dos de ellos con concepciones mixtas), pero
conservando fuertes contradicciones en todo lo referente a la
metodología científica. Al analizar su conducta en el aula no
se encuentra relación directa entre las concepciones de los
profesores sobre la naturaleza de la ciencia y su conducta
docente: la profesora con una concepción más positivista
sobre la ciencia era la más constructivista en el aula, en
cambio el profesor con una concepción relativista de la ciencia
seguía en el aula una estrategia instruccional tradicional
transmisiva en la que los alumnos eran meros receptores
pasivos de conocimiento externo.
Estos resultados unidos a otros realizados por Lederman
(1992) cuestionan la relación entre concepciones de los
profesores sobre la naturaleza de la ciencia y la conducta
docente en el aula e indican que lo que más influye en las
creencias de los estudiantes sobre la naturaleza de la ciencia
son las actividades, conductas y decisiones instruccionales
llevadas a cabo en el aula dentro del contexto de la lección.
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1.3. Concepciones de los profesores sobre la enseñanza y
aprendizaje de las ciencias.
Algunas investigaciones asignan a los profesores
concepciones tradicionales transmisivas sobre la enseñanza, en
las que el alumno actúa como receptor de conocimiento
externo. Estos profesores tienen también una visión
espontaneista en la que consideran a las actividades y
experiencias prácticas como las mejores para la enseñanza y
aprendizaje de las ciencias. Para Hashwet (1996) es similar el
número de profesores de ciencias de primaria y secundaria
analizados que tienen una concepción constructivista del
aprendizaje, que los que la tienen empirista; además encuentra
una fuerte correlación entre las concepciones sobre el
aprendizaje y sus concepciones sobre las estrategias de
enseñanza. En los trabajos de Horak (1980) se identifican tres
tipos de profesores de primaria: el primero centrado en el
alumno con actividades individuales y métodos indirectos; el
segundo centrado en la transmisión, con fuerte énfasis en el
orden y en la disciplina; y el tercero basado en la flexibilidad,
en las actividades de gran grupo y en la variedad de técnicas y
materiales de clase.
Sin embargo aunque algunos profesores muestren un
acuerdo aparente con la orientación constructivista, el valor
epistemológico que dan a las ideas de los alumnos puede ser
muy diferente: desde simples errores que el profesor tiene que
cambiar a través de la explicación o del libro de texto, hasta
auténticas teorías alternativas con valor didáctico y
epistemológico (López, 1994).
En todo caso, coincidimos con Fernández y Elortegui (1996)
en que el establecimiento de modelos o tipologías docentes
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pueden mostrar tendencias, pero en un profesor lo habitual no
es encontrar versiones puras sino una mezcla de rasgos
característicos de varias tipologías.
Para algunos autores existe una relación parcial entre las
concepciones epistemológicas de los profesores y sus
concepciones curriculares. Por ejemplo para Koulaidis y
Ogborn (1995) los profesores que consideran reales las teorías
científicas prefieren la enseñanza por asignaturas separadas en
vez de por ciencia integrada, así como los procesos separados
de los productos.
Desde el paradigma del pensamiento del profesor se
considera que las creencias educativas de los profesores y su
conducta en clase se influyen mutuamente. ¿Qué resultados
obtienen las investigaciones sobre la posible relación entre las
concepciones de los profesores sobre la enseñanza y
aprendizaje de las ciencias y su conducta docente en el aula?
En algunos estudios de caso de profesores, como el
realizado por Appleton y Asoko (1996) con un profesor
experto, se encuentra coherencia entre su concepción
constructivista sobre la enseñanza y aprendizaje de las
ciencias y su planificación y práctica docente. Sin embargo la
consideración de la complejidad del aula, lleva a algunos
investigadores a matizar la influencia de las concepciones de
los profesores en su conducta docente en el aula, y a resaltar la
importancia del conocimiento práctico. Los profesores
expertos tienen un conocimiento práctico sobre las situaciones
de clase que les permite actuar y tomar decisiones en la
complejidad del aula. El conocimiento práctico no es simple,
sino complejo y polifacético, y se desarrolla de forma lenta y
gradual a través de la experiencia y de un considerable
esfuerzo (Duffe y Aikenhead, 1992).
En otros trabajos sólo se produce una relación parcial, con
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frecuentes contradicciones, entre las concepciones educativas
y la conducta docente en el aula, especialmente en los
profesores en formación (Mellado, 1998c), aunque también
existen contradicciones en profesores con experiencia, como
el caso del maestro experto estudiado por Louden y Wallace
(1994) cuyos principios constructivistas se contradicen con
una enseñanza de las ciencias centrada en el profesor. Incluso
profesores expertos con fuertes compromisos filosóficos con
el constructivismo y el cambio conceptual (Abell y Roth,
1995) reconocen contradicciones entre sus creencias sobre el
aprendizaje y la enseñanza de las ciencias y sus conductas
docentes en el aula (figura 3).
CONCEPCIONES DEL PROFESORADO SOBRE LA
ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS
* ¿Profesores transmisivos, espontaneistas o constructivistas?
- muestran tendencias y no modelos puros
- nan un significado ambiguo a los modelos.
* Existe un relación parcial entre sus concepciones y su conducta
docente al enseñar ciencias, con fuertes contradicciones.
* Se resalta la importancia del conocimiento práctico.
* Existe mayor consistencia entre sus concepciones en el
profesorado con experiencia que en los principiantes.
* Los profesores en formación suelen tener una conducta
docente más tradicional que sus concepciones previas.
* Los profesores con experiencia suelen tener una conducta
docente más innovadora que sus concepciones previas.
Figura 3. Concepciones del profesorado sobre la enseñanza y aprendizaje de
las ciencias
Las investigaciones anteriores nos indican que las creencias
y la práctica del aula son más consistentes en los profesores
con experiencia que en los principiantes y en los estudiantes
para profesores; en estos últimos pueden darse notables
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contradicciones entre las teorías expuestas y las implícitas y
suelen tener una conducta docente más tradicional que la
manifestada en sus concepciones previas.
Una línea de investigación importante para el cambio del
profesorado está relacionada con los roles y metáforas que
adoptan los profesores de ciencias. En ocasiones las
concepciones personales de los profesores son tácitas y
difíciles de articular, y las metáforas utilizadas en el lenguaje
se han mostrado como una poderosa herramienta para articular
el pensamiento de los profesores. Tobin et al., (1994) realizan
una extensa revisión sobre este tema. Numerosas
investigaciones señalan que los profesores de ciencias de
secundaria conceptualizan sus creencias y roles en términos de
metáforas, las cuales tienen un considerable efecto sobre la
práctica que llevan a cabo en el aula. Las metáforas de los
profesores de secundaria también están relacionadas con sus
actitudes hacia la enseñanza y aprendizaje de las ciencias.
Además los profesores de ciencias realizan cambios en sus
prácticas pedagógicas si simultáneamente adoptan o
construyen nuevas metáforas compatibles con tales cambios
teniendo en cuenta el contexto social en la que se lleva a cabo
y los apoyos que el profesor recibe (Tobin y Tippins, 1996).
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1.4. Actitudes del profesorado al enseñar ciencias
También los aspectos afectivos y actitudinales tienen
importancia en el conocimiento práctico de los profesores al
enseñar ciencias, influyendo las expectativas sobre los
alumnos y el conocimiento de la materia a enseñar (figura 4).
LAS ACTITUDES DEL PROFESORADO
AL ENSEÑAR CIENCIAS
* Autoconfianza en su propia eficacia como profesores.
* Importancia de las expectativas sobre el alumnado.
* Inseguridad en las asignaturas de ciencias.
* Importancia del clima social del aula.
Figura 4. Las actitudes del profesorado al enseñar ciencias
Algunos profesores de primaria se sienten poco cualificados
para enseñar ciencias y tanto los que tienen experiencia como
los que se encuentran en formación inicial consideran
insuficientes sus conocimientos científicos, creen que las
asignaturas de ciencias tienen dificultades para ser enseñadas
y con ellas se sienten inseguros y con poca confianza, lo que
puede fomentar actitudes negativas hacia la enseñanza de las
ciencias. Además la ansiedad que provoca en los profesores de
primaria en formación enseñar ciencias les repercute en su
autoeficacia en la enseñanza de las ciencias (Czerniak y
Scriver, 1994).
Los estudios basados en las teorías socio cognitivas de
Bandura (1977) sobre las creencias de los profesores de
ciencias en su propia eficacia como enseñantes, así como los
que se han llevado a cabo sobre las expectativas de los
profesores en los resultados del aprendizaje de los estudiantes
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han mostrado la relación de ambos constructos con la
conducta docente del profesor en el aula. Además la
autoconfianza en la propia eficacia como enseñantes depende
de la materia a enseñar. Los profesores dedican más tiempo y
más interés a las áreas en los que se creen más eficaces, lo que
repercute en su enseñanza y en el aprendizaje de los alumnos
(Huinker y Madison, 1997). La confianza de los profesores
principiantes en la enseñanza de las ciencias también está
relacionada con la percepción que tienen de los estudiantes;
cuando los profesores aumentan la confianza en los resultados
de sus estudiantes, se produce un aumento de la confianza en
sí mismos.
Otras investigaciones nos indican que los alumnos parecen
percibir a los buenos profesores de ciencias según el clima
social que generan en el aula (Tobin y Fraser, 1990),
relacionándolos con aspectos afectivos más que con los
cognitivos. En la misma línea, Yager y Penick (1986) señalan
que la actitud de los estudiantes hacia la ciencia y hacia la
clase de ciencias es más negativa al aumentar su edad y
escolarización; los profesores de primaria, a pesar de tener
menos conocimientos científicos que los profesores de
secundaria, generan actitudes más positivas entre los
estudiantes. Los propios profesores perciben que el clima de
clase es más favorable en las escuelas de primaria que de
secundaria (Fraser, 1994).
31
1.5. El conocimiento del contenido de los profesores de
ciencias.
El conocimiento de la materia a enseñar es esencial para el
profesorado de ciencias (Figura 5). En primer lugar porque las
estrategias didácticas de los profesores son muy diferentes
según la materia que enseñen y sus actividades y prácticas
pedagógicas no son fijas, sino que dependen sobre todo de la
asignatura, ya que cada materia tiene unas tradiciones sobre la
mejor manera de enseñarlas y aprenderlas (Stodolsky, 1991), y
la asignatura no sólo influye en el profesor, sino también en el
comportamiento de los estudiantes.
EL CONOCIMIENTO DEL CONTENIDO
EN EL PROFESORADO DE CIENCIAS
* Las estrategias didácticas dependen de la asignatura.
* El contenido se organiza en los profesores de forma
diferente que en los científicos.
- Por el aprendizaje de los alumnos.
- Por el proceso de enseñanza.
- Conceptos mas jerarquizados y menos
interrelacionados.
- Integrado con conocimiento didáctico.
* La falta de conocimientos de ciencias puede generar:
- Una enseñanza menos eficaz.
- Dificultad para realizar cambios didácticos.
- Dedicar menos tiempo a los temas.
- Inseguridad en la enseñanza de las ciencias.
- Refuerzo de las ideas alternativas de los estudiantes.
- Mayor dependencia del libro de texto.
- Mayor dependencia de la memorización
y transmisión de la información.
- Preguntas de menor nivel cognitivo.
* Algunos profesores tienen ideas alternativas sobre
determinados conceptos científicos.
Figura 5. Importancia del conocimiento sobre el contenido de ciencias
32
En segundo lugar, porque los profesores que enseñen
ciencias tienen que tener ellos mismos un sólido conocimiento
de las materias de ciencias. Las investigaciones realizadas nos
indican que el bajo conocimiento científico del profesorado es
una barrera para una eficaz enseñanza de las ciencias. Cuando
los profesores tienen bajos conocimientos de ciencias, tienen
dificultades para realizar cambios didácticos (Grimellini y
Pecori, 1988); evitan enseñar los temas que no dominan
(Smith y Neale, 1991); tienen inseguridad y falta de confianza
en la enseñanza de las ciencias (Appleton, 1995); refuerzan los
errores conceptuales de los estudiantes (Tobin et al., 1994),
tienen mayor dependencia del libro de texto, tanto en la
instrucción como en la evaluación y dependen más de la
memorización de la información.
Un tercer grupo de investigaciones tratan de las ideas
alternativas de los propios profesores sobre los temas de
ciencias. El constructivismo comenzó estudiando las ideas
espontáneas de los estudiantes sobre conceptos científicos.
Ideas que están profundamente arraigadas y que a menudo no
coinciden con las teorías científicas. Pero tener ideas
alternativas sobre conceptos científicos se ha demostrado que
no es exclusivo de los estudiantes; también los profesores
tienen ideas alternativas sobre conceptos científicos, en
ocasiones coincidentes con las de los alumnos, lo que
demuestra la persistencia de las mismas. Estas ideas científicas
alternativas forman auténticos sistemas de creencias que
filtran la información recibida y persisten y sobreviven, a
pesar de las contradicciones con el conocimiento científico,
coexistiendo con él en dominios específicos. Aunque no
siempre desde un marco constructivista, se han realizado
investigaciones que detectan ideas alternativas en temas de
33
ciencias en el profesorado, tanto en formación como con
experiencia.
Un cuarto aspecto es que el propio conocimiento científico de los
profesores de ciencias se organiza de forma diferente que el de los
científicos. Los profesores son mediadores entre dos subculturas diferentes,
la de los científicos y la de los estudiantes y tienen que decidir qué aspectos
de la ciencia son accesibles para ellos. La estructura inicial del conocimiento
del contenido científico de los profesores se va formando en sus experiencias
de aprendizaje, pero se modifica al enseñarlo (Gess-Newsome y Lederman,
1995). La visión de cómo los estudiantes aprenden ciencias influye en la
propia concepción científica de los profesores (Pomeroy, 1993) y hace que
el conocimiento científico de los profesores de ciencias sea más jerarquizado
y menos interrelacionado que el de los científicos (Hauslein et al., 1992).
Los profesores de ciencias a lo largo de su experiencia profesional integran
el conocimiento de la materia y el conocimiento pedagógico en el
conocimiento didáctico del contenido (Gess-Newsome y Lederman, 1993),
lo que parece indicar que para los profesores de ciencias el conocimiento del
contenido está inseparablemente unido con el proceso de enseñarlo. Sin
embargo la transferencia de la estructura del contenido a la práctica del aula
no es un proceso automático, incluso para los profesores de ciencias con
experiencia, e influyen factores como las intenciones del profesor, el
conocimiento del contenido y el pedagógico, los estudiantes, la autonomía
del profesor y el tiempo.
Estos aspectos tienen gran importancia para la formación del profesorado
de secundaria ya que todavía en muchos sitios los conocimientos de ciencias
que recibe un profesor de secundaria no difieren de los licenciados que van a
dedicarse a la industria o a la investigación básica. Además los profesores de
ciencias de secundaria reciben los conocimientos científicos de una forma
fragmentada y poco integrada, lo que influirá en la forma en que
posteriormente enseñarán ciencias a sus alumnos (Lederman et al., 1994).
34
1.6. Los profesores expertos y noveles.
Una línea de investigación que nos aporta notables
resultados para conocer los conocimientos profesionales del
profesor de ciencias es la comparación entre profesores
expertos y profesores noveles o en formación (figura 6).
La dirección de la clase y el proceso instruccional están
estrechamente relacionados y es una de las características que
distingue a los profesores expertos. Estos profesores dirigen
activamente la conducta de los estudiantes y mantienen el
control de toda la clase. En estas clases los estudiantes saben
trabajar individualmente o en grupos y los profesores no están
sometidos a la presión de mantener el orden, sino que dedican
su tiempo a dirigir el aprendizaje de los alumnos (Tobin et al.,
1994).
PROFESORES EXPERTOS
PROFESORES NOVELES
* Tienen problemas de control y disciplina.
* Pasan del descontrol al autoritarismo.
* Piensan en términos globales sobre la
clase y están más preocupados por ellos
mismos que por el aprendizaje de los
estudiantes.
* Tienen mayor preocupación por completar
todo el contenido, que por el aprendizaje..
* Dan explicaciones largas con pocas pausas
* Tienen un ritmo de clase demasiado rápido.
* Incluyen pocos ejemplos y analogías.
* Estructuran el contenido de forma poco
significativa para el aprendizaje.
* Realizan preguntas generales de bajo
nivel cognitivo.
* Mantienen el control de la clase
por la actividad de los alumnos.
* Mantienen un clima constructivo.
* Dirigen el aprendizaje individualizado
- Diagnostican las dificultades.
individuales de aprendizaje.
- Dirigen la actividad de cada alumno.
* Realizan explicaciones sencillas
con pequeñas pausas.
* Anticipan contenidos y hacen
resúmenes.
* Incluyen más ejemplos y analogías.
* Estructuran el contenido de forma
significativa para el aprendizaje.
* Motivan y hacen preguntas de alto
nivel cognitivo.
Figura 6. Comparación de profesores expertos y noveles al enseñar ciencias.
35
Los profesores principiantes al enseñar ciencias piensan
generalmente en términos globales sobre el grupo de clase,
mientras que los expertos piensan diferenciadamente sobre los
individuos, por lo que pueden diagnosticar mejor las
dificultades de aprendizaje de los niños. Los expertos
prefieren explicaciones sencillas con pequeñas pausas que
ayuden a los estudiantes a centrarse en los conceptos
importantes, y tienen más ejemplos, analogías y alternativas
para representar los conceptos; también destacan en la
anticipación de contenidos y en los resúmenes que utilizan
(Clermont et al., 1994). Un aspecto a destacar es que los
profesores considerados excelentes mantienen en la clase de
ciencias un clima constructivo en el que los estudiantes están
motivados para el aprendizaje.
Las explicaciones utilizadas por los profesores en las clases
de ciencias, así como las distintas formas de representar el
contenido también ha sido objeto de investigación. El lenguaje
utilizado por el profesor es una poderosa herramienta de
comunicación que puede influir en los estudiantes. Las
preguntas que realiza el profesor en clase están relacionadas
con la calidad de la enseñanza y a través de ellas puede
provocar intervenciones de alto nivel cognitivo en los
estudiantes (Watt, 1996). Algunos estudios se centran
específica-mente en el uso de analogías por los profesores al
enseñar ciencias (Ogborn y Martins, 1996) ya que consideran
que las analogías son una estrategia útil para el aprendizaje y
para el cambio conceptual de los estudiantes. Kruger et al.
(1992) defienden que las analogías no sólo son útiles al
profesor para enseñar ciencias, sino también al profesor en
formación para aprender a enseñar y para desarrollar el
conocimiento didáctico del contenido.
36
37
PARTE II:
UN MARCO PARA APRENDER A ENSEÑAR
CIENCIAS EXPERIMENTALES EN LA FORMACIÓN
INICIAL DEL PROFESORADO
38
2.1. Conocimientos profesionales del profesorado de
ciencias experimentales.
El conocimiento profesional del profesor de ciencias es
complejo, en parte implícito, integra saberes epistemológicamente muy diferentes (Porlán et al., 1997), y cada
profesor va evolucionando en un continuo desde la etapa
escolar hasta el desarrollo profesional.
Durante su etapa de formación inicial el profesor de ciencias
tiene que aprender una serie de conocimientos profesionales
académico-proposicionales que incluyen, entre otros, los del
contenido de ciencias, los psicopedagógicos generales y los de
didáctica de las ciencias (Blanco, Mellado y Ruiz, 1995;
Mellado, 1996 y 1998a). Esta parte constituye un cuerpo de
conocimientos, general para todos los estudiantes para
profesores y el Centro de Formación debe potenciar
metodologías estimulantes y ejemplares para adquirir los
conocimientos académicos. Sin embargo la componente
académica puede ser independiente del estudiante concreto
para profesor en su faceta de futuro profesor, y del contexto
específico del aula donde se vaya a desarrollar su actividad
docente. La componente académica es una condición
necesaria, pero no suficiente para que el profesor aprenda a
enseñar, ya que el conocimiento teórico, proposicional o
estático del profesor puede no afectar a su conocimiento
práctico que es el que guía su conducta docente en el aula.
Además, como hemos señalado anteriormente, los
profesores en formación comienzan sus estudios universitarios
con unos conocimientos, concepciones, actitudes, roles sobre
la ciencia y su enseñanza y aprendizaje sobre los que es
necesario reflexionar durante su etapa de formación inicial.
Esta reflexión es una condición necesaria pero todavía
39
insuficiente en el proceso de aprender a enseñar ciencias ya
que la conducta docente del profesor puede no corresponderse
con sus concepciones previas.
En nuestra opinión, existe una componente profesional de
los profesores que denominamos dinámica (figura 7), y que
tiene un estatus diferente que la componente académica o
estática, tanto del conocimiento del contenido, como del
conocimiento psicopedagógico general o del propio
conocimiento académico proposicional de didáctica de las
ciencias.
ANTECEDENTES
FORMACION INICIAL
DESARROLLO
PROFESIONAL
Conocimiento de sí mismo
(Creencias, actitudes, roles, etc.)
Valores
Creencias
Componente
académica
Actitudes
Incluye conocimientos de:
Roles
Conocimientos
Componente
dinámica
Desarrollada
a partir de:
- Componente
académica
- Conocimiento
de sí mismo
- Reflexión
personal
- Prácticas de
enseñanza
- Ciencias
- Psicopedagógico general
- Didáctica de
las ciencias
- Otras materias
Desarrollo
profesional
del C.D.C.
Figura 7. Componentes del conocimiento profesional del profesor de
ciencias
40
La componente dinámica se genera y evoluciona a partir de los propios
conocimientos, creencias y actitudes, pero requiere de la implicación y
reflexión personal sobre el proceso de enseñanza y de la práctica de la
enseñanza de la materia específica en contextos escolares concretos. Este
proceso permite al profesor reconsiderar su conocimiento estático y sus
concepciones, modificándolos o reafirmándolos. La relación entre el
conocimiento proposicional y el conocimiento práctico, componentes
académica y dinámica , no está exenta de tensiones y dificultades, sin
embargo un factor decisivo en la calidad de los programas de formación del
profesorado es el grado de integración entre ambas componentes (Mumby y
Russell, 1998).
También Shulman (1986) considera que los profesores desarrollan un
conocimiento específico sobre la forma de enseñar su materia, que
denomina el Conocimiento Didáctico del Contenido (CDC) que es
elaborado por los profesores de forma personal en la práctica de la
enseñanza, constituye un cuerpo de conocimientos que distingue a la
enseñanza como profesión, y es una forma de razonamiento y acción
pedagógica por medio de la cual los profesores transforman la materia en
representaciones comprensibles a los estudiantes.
Es importante considerar que en el proceso de aprender a enseñar el
profesor tiene un desarrollo personal y social junto al desarrollo profesional
(Bell y Gilbert, 1994), y sólo en la medida en que se contemplen los tres
aspecto se conseguirá una formación equilibrada, sólida y duradera. Tobin et
al. (1994), desde el constructivismo social, también destacan la necesidad de
la interacción social con los compañeros y con los demás profesores en el
proceso de aprender a enseñar. En nuestro contexto, Martínez y Sauleda
(1997 a y b) están llevando a cabo investigaciones que refuerzan el
aprendizaje colaborativo y la componente social en la construcción del
conocimiento profesional de los profesores.
La componente dinámica es la más específicamente profesional y la que
distingue a los profesores de ciencias expertos de los principiantes. A lo largo
de sus años de enseñanza, el profesor experto va desarrollando la
41
componente dinámica e integra en una estructura única las diferentes
componentes del conocimiento formando su propio conocimiento didáctico
del contenido en ciencias.
2.2. La formación inicial del profesorado en la enseñanza de las
ciencias.
¿Puede hacerse algo más desde la formación inicial del profesorado que
tenga que impartir ciencias para que vaya desarrollando desde la misma un
conocimiento profesional específico? Consideramos que la formación de
profesores debe contribuir a generar y desarrollar en los profesores la
componente dinámica, a partir del análisis por los profesores de sus
conocimientos, creencias y actitudes en relación a la enseñanza-aprendizaje
de las ciencias y de su propia práctica de enseñanza. Como señala Kagan
(1992), los centros de formación de profesores no pueden limitarse a
transmitir conocimiento proposicional, sino que tienen que introducir más
conocimiento procedimental y esquemas estratégicos de acción; la que
hemos denominado componente dinámica.
En un trabajo anterior (Mellado, 1998d) hemos realizado una revisión de
las investigaciones actuales sobre la formación del profesorado de ciencias
experimentales, cuyos resultados más destacables resumimos a
continuación.
Numerosas investigaciones rechazan los modelos de formación
sumativos (contenidos + didácticas + prácticas) y abogan por integrar los
distintos tipos de conocimientos (Pro, 1995). En relación al conocimiento
del contenido científico, las investigaciones realizadas señalan la importancia
de dos aspectos: la metodología con la que se imparten los contenidos en los
centros de formación (Gil, 1993b) y la relación con la propia didáctica de las
ciencias. Se trataría de que el conocimiento del contenido que adquiera el
profesor sea, desde el comienzo de la formación inicial, significativo, útil y
relacionado con su profesión de profesores de ciencias, para que los
profesores puedan desarrollar destrezas y actitudes para transformar y
42
organizar el conocimiento del contenido en ciencias para su enseñanza
efectiva a otras personas (Hauslein et al., 1992). Otras investigaciones
(Lederman et al., 1994), coinciden en que los contenidos deben impartirse
en los programas de formación de profesores de ciencias relacionados con la
didáctica de las ciencias y no de una forma fragmentada. Aprender las
dificultades de aprendizaje y de enseñanza de los conceptos científicos
ayuda a comprenderlos mejor y a desarrollar esquemas sobre la estructura de
la materia.
En relación a la didáctica de las ciencias, existen numerosos trabajos en
nuestro contexto que tratan específicamente los contenidos de didáctica de
las ciencias en la formación del profesorado tanto de primaria como de
secundaria (Furió y Gil, 1989; Furió et al., 1992). También sobre la
formación en historia y filosofía de la ciencia contamos con trabajos en
nuestro contexto (Jiménez, 1995; Moreno, 1995).
La didáctica de las ciencias experimentales se ha desarrollado de forma
espectacular en los últimos quince años, y a través de los estudios de los
profesores de ciencias y de la investigación en didáctica de las ciencias, se ha
generado en este área un cuerpo específico de conocimientos que se
encuentran en numerosos libros, revistas y demás publicaciones
especializadas.
La didáctica de las ciencias experimentales se considera ya una disciplina
propia con una comunidad científica que ha generando un cuerpo teórico
emergente de conocimientos, y que cuentan con unos objetivos y métodos
de investigación propios (Aliberas et al., 1989).
Los profesores de ciencias en formación tienen que tener conocimientos
de las teorías del aprendizaje de las ciencias, estrategias de enseñanza de
ciencias, resolución de problemas, trabajos prácticos de ciencias y de
laboratorio escolar, cambio conceptual y metodológico, ideas intuitivas de
los estudiantes de distintas edades sobre cada tópico específico,
características de los alumnos (actitudes, motivación, nivel de maduración,
etc.), conocimiento del currículo escolar de ciencias, organización del aula
de ciencias (principios, reglas y rutinas, uso del tiempo, etc.), los recursos en
43
la clase de ciencias (textos, medios audiovisuales, mate-riales didácticos,
etc.), la evaluación de las ciencias, etc.
En la figura 8 resumimos algunos de los aspectos de didáctica de las
ciencias señalados anteriormente.
LA DIDACTICA DE LAS CIENCIAS
* Los alumnos y el aprendizaje de las ciencias.
- Teorías del aprendizaje. Ideas alternativas. Constructivismo..
- Actitudes de los alumnos y aprendizaje de las ciencias.
- Características de los estudiantes y aprendizaje de las ciencias.
- Aprendizaje de las ciencias para alumnos con necesidades
educativas especiales.
- Diagnóstico de dificultades de aprendizaje de las ciencias.
* El profesor y la enseñanza de las ciencias.
- El profesor de ciencias (concepciones, roles, actitudes, etc).
- Estrategias de enseñanza. El cambio conceptual y metodológico.
- Resolución de problemas.
- Trabajos prácticos.
- Representación del contenido (explicaciones, metáforas,
analogías, ejemplos, mapas conceptuales, etc.) .
* Currículo y organización del aula de ciencias.
- Selección y organización de contenidos.
- Ciencia, tecnología y sociedad..
- La historia de la ciencia en la enseñanza.
- Recursos (textos, M.A.V., materiales, etc.).
- Organización del aula escolar de ciencias.
= Clima aula.
= Reglas y rutinas.
= Uso del tiempo.
= Agrupamientos, etc.
- La evaluación en ciencias.
Figura 8. Contenido de Didáctica de las Ciencias
Desde el final de la década de los ochenta, por analogía con
los procesos de aprendizaje de las ciencias de los estudiantes,
comienzan a ponerse en práctica programas de formación de
44
profesores de ciencias que tienen un fundamento
constructivista. Si los profesores comienzan su formación con
conocimientos, creencias y actitudes sobre la ciencia y sobre
la enseñanza y aprendizaje de las ciencias, fruto de sus propios
años de escolaridad, la formación tiene que partir de estas
concepciones. El conocimiento de sí mismo por parte de los
profesores en formación significa la reflexión de sus propias
concepciones sobre la ciencia, la naturaleza del conocimiento
científico, y la enseñanza y aprendizaje de las ciencias, de sí
mismos como aprendices de ciencias y de su propio rol como
profesores de ciencias (Furió et al., 1992). La dificultad de
diagnosticar las concepciones de los profesores en formación
ha sido expresamente señalada (Sequeira, Leite y Duarte,
1993) lo que obliga a utilizar en los programas de formación
metodologías cualitativas de indagación, basadas en las
necesidades individuales de los profesores y adaptadas al
contexto específico en que se encuentren: entrevistas clínicas,
entrevistas sobre ejemplos, diarios, estudios de caso grabados
en video, mapas conceptuales y cognitivos, cartera
pedagógica, metáforas, analogías, relatos, anécdotas, etc.
Los programas de formación han ido evolucionando desde
aplicar el constructivismo como un método; por ejemplo
proponer estrategias de cambio conceptual de formación de
profesores aplicando las cuatro condiciones de Posner et al.
(1982): conocer y valorar las ideas de los profesores en
formación por medio de la reflexión y de la colaboración y, si
son insatisfactorias, se presentan nuevas ideas que sean
inteligibles, plausibles y útiles (Gunstone et al.., 1993),
rebajando al mismo tiempo el status de las ideas anteriores
(Hewson, 1993), hasta considerar el constructivismo como un
referente de reflexión que permite actuar de forma flexible y
plural según las circunstancias.
45
Sin embargo el cambio en los profesores en formación
raramente implica el completo abandono de las viejas ideas en
favor de las nuevas, sino que más bien son adquisiciones y
retenciones parciales (Gunstone y Northfield, 1994). Porlán et
al., (1996) proponen un marco evolutivo para la formación del
profesorado, organizado en torno a problemas relevantes de la
práctica de la enseñanza de las ciencias (Azcárate, Martín y
Porlán, 1998), partiendo de los modelos didácticos
tradicionales, pasando por niveles intermedios en que dominan
las tendencias espontaneistas y tecnológicas, y teniendo como
nivel de referencia los modelos alternativos más innovadores
(Porlán y Rivero, 1998).
Un aspecto que podíamos asociar con el cambio
metodológico (Furió, 1994) es la consistencia entre los
principios pedagógicos que se expresan en los programas de
formación y la conducta docente de los formadores de
profesores (Gunstone et al., 1993). Si los profesores en
formación toman como referencia, positiva o negativa, para la
enseñanza de las ciencias, a los profesores que han tenido a lo
largo de su etapa escolar, es fundamental que la metodología
utilizada durante la formación inicial por los formadores de
profesores sea consistente con los modelos teóricos que
propugnan. En caso contrario, los estudiantes para profesores
aprenderán más de lo que ven hacer en clase, que de lo que se
les dice que hay que hacer (Tobin et al., 1994). De la misma
forma que el cambio conceptual de los estudiantes se ve
dificultado si no va unido a cambios ontológicos y
metodológicos (Duschl y Gitomer, 1991), el cambio de los
profesores no sería posible si no va acompañado de cambios
metodológicos y actitudinales (Gil, 1993a).
Un aspecto resaltado en varias investigaciones (Kruger et
al., 1992, Shulman, 1993) es el diseño de nuevos materiales y
46
recursos de enseñanza durante el programa de formación, ya
que se constata que el éxito de las estrategias de cambio
conceptual está muy relacionado con el diseño y uso de
materiales instruccionales especial-mente adaptados para ello,
pues los textos y materiales tradicionales no proporcionan
oportunidades para desarrollar estas estrategias.
Sin embargo ya hemos señalado que aunque el profesor en
formación haya reflexionado sobre sus concepciones e
iniciado un desarrollo de las mismas, no está garantizado ni el
cambio conceptual ni su transferencia al aula como conducta
docente. Un profesor de ciencias puede tener determinadas
concepciones y sin embargo no realizar una práctica de aula
consistente con sus creencias, porque le falten esquemas
prácticos de acción en el aula (Gess-Newsome y Lederman,
1993; Mellado, 1996; Tobin, 1993). En consecuencia es
necesario que el profesor en formación pueda reconstruir sus
propias teorías personales sobre la enseñanza y el aprendizaje
en contextos específicos de enseñanza, y que simultáneamente
pueda construir más conocimiento procedimental y más
esquemas prácticos de acción en el aula (Sanders et al., 1993).
En este proceso, en el que el profesor en formación va
adquiriendo la que hemos denominado componente dinámica,
las prácticas de enseñanza juegan un papel esencial.
47
2.3. Las prácticas de enseñanza.
Desde la didáctica general las prácticas de enseñanza que realizan los
profesores en formación en los Centros de Primaria y Secundaria han sido
uno de los temas más ampliamente tratados y una de las prioridades de la
investigación educativa. En España la preocupación e insatisfacción por las
prácticas del profesorado en formación, se ha manifestado en los numerosos
trabajos realizados sobre el tema, en los planes de prácticas elaborados por
los Centros Universitarios y en los congresos, jornadas y seminarios en los
que ha sido una constante en los últimos años (Montero et al., 1994;
Zabalza, 1990). Las prácticas no pueden considerarse como un fenómeno
aislado sino que participan de los planteamientos y fundamentos generales
referidos a la formación del profesado. Plantearnos el tipo de prácticas estará
condicionado por múltiples factores, entre ellos el paradigma de profesor
que se adopte (Zeichner, 1983) y la concepción que se tenga respecto del
currículo y de la relación teoría-práctica dentro del mismo (Montero, 1987).
La reflexión en y sobre la práctica de la enseñanza (Blázquez, 1989;
Schön, 1983) permite al profesor en formación analizar su conducta en
clase, contrastarla con sus conocimientos y concepciones previos, y con la
conducta docente de profesores expertos y de sus propios compañeros, y, en
un proceso de retroacción continuo, redefinir sus conocimientos,
concepciones y estrategias de enseñanza y volverlos a poner en práctica.
Este complejo proceso en el que se desarrolla la componente dinámica del
conocimiento profesional requiere unas mínimas condiciones organizativas
de las prácticas en los centros universitarios en que se forman los profesores.
En primer lugar las prácticas no pueden ser finalistas, propias de paradigmas
caracterizados por la separación y supeditación de la práctica a la teoría, sino
secuénciales a lo largo de los estudios (Hacker, 1988) e interconectadas con
el conocimiento académico. Un segundo aspecto es que no se puede dejar
en exclusiva la responsabilidad de la práctica a lo que en el currículo de
formación de profesores constituyen las Prácticas de Enseñanza, sino que
hay que aprovechar el resto de las asignaturas para que contribuyan con las
48
prácticas al proceso de aprender a enseñar (Marcelo, 1994). Las asignaturas
de didáctica de las ciencias, concebidas en íntima conexión con las prácticas
docentes, deberían ser el núcleo integrador de los distintos aspectos de la
formación docente en el proceso de aprender a enseñar ciencias (Furió et al.,
1992).
Las investigaciones sobre las prácticas de enseñanza, desde la didáctica de
las ciencias, nos aportan numerosos resultados que hay que considerar en el
proceso de aprender a enseñar ciencias (Mellado, 1998d):
- La necesidad de que haya varios períodos de prácticas, ya que la
formación es un proceso lento y continuo, y en un sólo periodo de prácticas
no se consolidan los cambios. En el primer periodo el profesor en formación
adopta el rol de alumno y pasa por una fase de descontrol, como reacción
durante el segundo periodo aumentan las conductas autoritarias de control
del aula, y en el tercer periodo es cuando se produce mayor reflexión y
aumento de las actividades de enseñanza de las ciencias. Además, si en un
periodo se produce el análisis de la conducta en el aula y su comparación
con las concepciones previas, es necesaria otra fase en la que, después de
una nueva preparación, se pongan en práctica las nuevas estrategias y se
evalúen los progresos (Mellado, Ruiz y Blanco, 1997).
- La planificación y actuación de los profesores en formación durante las
prácticas es distinta que la que han mostrado en el centro universitario,
incluso respecto a anteriores sesiones de microenseñanza (Lederman y
Gess-Newsome, 1991).
- Hay aspectos importantes como la secuencia de enseñanza para un
determinado contenido, que el profesor en formación organiza desde sus
primeras prácticas, y que posteriormente son muy resistentes al cambio en su
vida profesional (Gess-Newsome y Lederman, 1995).
- Hay que considerar los aspectos sociales en el proceso de aprender a
enseñar, por ello se destaca la necesidad de la interacción social con los
compañeros y con los demás profesores y la reflexión en grupo, además de
la personal. Las prácticas cooperativas - más de un profesor en formación en
el aula- aumentan el concepto de la propia eficacia de los profesores de
49
ciencias en formación (Cannon y Scharmann, 1996).
- El profesor en formación va definiendo su estilo personal al enseñar
ciencias cuando consigue reflexionar sobre los aspectos globales de su
práctica de aula al enseñar contenidos concretos (Clarke, 1994). El análisis
de sus propias metáforas, y de otras introducidas en los cursos de formación,
se ha mostrado como una poderosa herramienta para ayudar al profesor en
formación a analizar los aspectos globales de su práctica y a definir y
cambiar su propio rol como profesor.
- La relevancia para su propia práctica y la utilidad de las nuevas
estrategias para el progreso de los alumnos es un factor que contribuye al
cambio didáctico del profesor en formación, por lo que también se analizan
durante las prácticas las ideas de los alumnos y los progresos que hacen en el
aprendizaje (Ebenezer y Hay, 1995).
- Durante las prácticas los profesores en formación: a) suelen encontrarse
en situaciones conflictivas de disciplina y de control, b) tienen tensiones
entre sus teorías personales, sus conocimientos académicos y la práctica de
la enseñanza, y c) se encuentran con obstáculos que les impiden o dificultan
enseñar según su propio punto de vista - falta de tiempo, falta de
equipamientos, las directrices curriculares, la presión de los demás
profesores, etc. - (Eiriksson, 1997). Estas circunstancias les pueden hacer
generar destrezas de supervivencia más que destrezas instruccionales, que
les supongan hábitos negativos para su vida profesional.
- Es fundamental el apoyo que el profesor en formación reciba del tutor
universitario, del tutor del centro y de sus propios compañeros. Los tutores
universitarios y los de los centros de prácticas tienen que formarse
específicamente para ello, para que puedan articular e interpretar el
conocimiento práctico (Sequeira et al., 1993) y ayudar a relacionarlo e
integrarlo con el conocimiento académico. El tutor del centro tiene que
trabajar entre la responsabilidad que tiene en el aprendizaje de sus alumnos y
la libertad que debe dar a los profesores en prácticas para que éstos
desarrollen, reflexionen, evalúen y reconstruyan sus propias ideas sobre la
enseñanza de las ciencias (Powell, 1994).
50
- La colaboración entre los profesores universitarios de didáctica de las
ciencias, los profesores tutores de los Colegios e Institutos, y los propios
compañeros de los profesores en formación, es un aspecto que contribuye
decisivamente al éxito de los programas de formación inicial (Erickson et al.,
1994). Para ello se programan seminarios conjuntos para coordinar lo
aprendido en el centro universitario y el centro de prácticas, que en algunos
casos incluyen también a especia-listas en contenidos (Shroyer, Wrigh y
Ramey-Gassert, 1996).
- Los estudios de caso, en texto y en video, combinados con las prácticas
de enseñanza se están utilizando en numerosas investigaciones en la
formación del profesorado de ciencias. Sin embargo, hay que resaltar que los
estudios de caso no nos dan recetas sobre la enseñanza eficaz, como podía
esperarse en el paradigma proceso-producto, sino nuevas ideas sobre
estrategias de enseñanza (Bell y Gilbert, 1994), así como elementos que
ayuden al profesor a reflexionar sobre sus propios conocimientos y creencias
y sobre su propia práctica.
Sabemos que los contextos de las escuelas y las características
motivacionales de los niños son muy diferentes (Martín-Díaz y Kempa,
1991) y que no existe una única estrategia de enseñanza válida para todos.
También los profesores en formación son muy diferentes unos de otros y
con este proceso no se pretende dar recetas a los profesores en formación,
sino fomentar en ellos la reflexión, la capacidad de formación y desarrollo, y
la confianza y motivación que les permita salir de la Universidad con un
bagaje profesional mínimo que les ayude en su iniciación docente, a
encontrar su propio estilo personal (Abell y Roth, 1994) y a tener la
capacidad crítica para reaccionar ante diversos contextos (Lederman y GessNewsome, 1991).
51
2.4. Un modelo para aprender a enseñar ciencias experimentales
durante las Prácticas de Enseñanza en la formación inicial del
profesorado de primaria.
En la Facultad de Educación de la Universidad de Extremadura estamos
iniciando el desarrollo de un modelo de Prácticas de Enseñanza para la
formación inicial de maestros, basado en el marco de formación del
profesorado anteriormente expuesto (Mellado, Ruiz y Blanco, 1997;
Mellado, Blanco y Ruiz, 1998).
El paradigma de profesor adoptado en la Facultad de Educación de
Badajoz para los profesores de primaria es el del profesor reflexivo (Mellado
y González, 1992). El modelo de prácticas está basado en la colaboración
entre la Facultad y los Colegios de Primaria, integra en el currículo la teoría y
la práctica y fomenta la reflexión en los profesores en formación. El Plan de
Prácticas estaba inicialmente estructurado en tres períodos, uno en cada año
de la carrera universitaria, lo que permitía una primera toma de contacto con
los centros y las aulas en primer curso (dos semanas), unas prácticas con un
tratamiento de los problemas generales en segundo (cinco semanas), y unas
prácticas con mayor responsabilidad y especialización en tercer curso (cinco
semanas). Actualmente el Plan de Prácticas se ha modificado y se han
agrupado en dos períodos en segundo y tercer curso.
En la Facultad de Educación de Badajoz existe una Comisión de
Prácticas integrada por una representación de los supervisores universitarios,
los tutores de los Colegios de Primaria y los estudiantes para profesores,
encargada de la planificación, seguimiento de las prácticas. Los estudiantes
de Magisterio tienen asignados tutores en los centros de primaria y tutores
universitarios. Los tutores universitarios son los encargados de impartir un
programa sobre las prácticas antes de las mismas y de coordinar los
seminarios realizados semanalmente durante los períodos de prácticas.
El programa de formación que proponemos consta de seis fases (figura 9),
y a lo largo de las mismas el profesor de didáctica de las ciencias va
introduciendo los distintos tópicos de la asignatura aplicados al caso personal
52
del profesor en formación en el contexto de sus prácticas de enseñanza.
PRACTICUM
ASIGNATURAS DE DIDACTICA DE
LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES
FASE-I: Reflexión previa sobre las
concepciones sobre la ciencia y su E/A
PRACTICAS-I
FASE-II: Grabación clases de
Conocimiento del Medio Natural
FASE-III: Análisis Conducta docente y
comparación con concepciones previas
FASE-IV: Contraste conducta docente
estudiantes de Magisterio/maestros
expertos al enseñar C. del Medio Natural
PRACTICAS-II
FASE-V: Grabación clases de
Conocimiento del Medio Natural
FASE-VI: Análisis evolución docente de
los estudiantes de Magisterio y nuevas
propuestas curriculares
Figura 9. Fases del programa de formación para desarrollar la
componente dinámica
Fase I: La primera fase es la reflexión y el análisis por los
maestros en formación de sus concepciones previas sobre la
ciencia, sobre la enseñanza y aprendizaje de las mismas y de
su propio rol como profesor de ciencias. Esta fase se realizaría
en primer o segundo curso antes del periodo de prácticas de
segundo curso.
Fase II: Observación y grabación durante las prácticas de
segundo curso de alguna lección de Conocimiento del Medio
53
Natural. En todo el proceso resulta esencial la colaboración
entre el profesor de didáctica de las ciencias, el tutor
universitario y el profesor tutor de primaria.
Fase III: Análisis posterior individual y en grupo de la
grabación realizada, reflexionando sobre la práctica de la
enseñanza, comparando la conducta docente con las
concepciones previas y con otras grabaciones de profesores de
primaria en formación en un proceso de retroacción.
Fase IV: Comparación de las clases de los profesores de
primaria en formación con las de profesores expertos. El
contraste entre los profesores en formación y los expertos en
la enseñanza de los temas más relevantes de ciencias en
contextos concretos es un aspecto esencial para que los
profesores de ciencias puedan desarrollar su propia
componente dinámica.
En estas fases puede fomentarse el razonamiento práctico
del profesor en formación planteando casos de situaciones
problemáticas reales de clase de ciencias sin una solución
predeterminada, para que el profesor las analice y resuelva, y
posteriormente compare con las soluciones adoptados en el
aula por otros profesores en los estudios de caso disponibles.
Fase V: Observación y grabación durante las prácticas de
tercero de alguna lección de ciencias del currículo de primaria.
Fase VI: Análisis posterior individual y colectivo de las
lecciones grabadas que permita realizar un seguimiento de los
progresos que se realizan y de la evolución que ha tenido el
estudiante de Magisterio al enseñar ciencias. En esta fase el
profesor de primaria en formación puede reflexionar y revisar
sus progresos en un proceso de retro-acción. Finalmente
realización individual y en grupo de nuevas propuestas
curriculares. A lo largo del programa el profesor de primaria
puede ir adquiriendo su cartera pedagógica personal con casos
54
y situaciones de enseñanza y aprendizaje de las ciencias que
les pueden ser muy útil en su futuro profesional.
Este proceso se facilitaría notablemente si las asignaturas de
didáctica de las ciencias experimentales se impartiesen en
segundo y tercer curso de la Diplomatura, y no en primero y
segundo como ocurre actualmente. No obstante el proceso
puede llevarse a cabo, parcialmente para algunos alumnos,
aprovechando las asignaturas optativas y de libre elección de
tercer curso o la propia tutoría de Prácticas de Enseñanza.
55
56
PARTE III:
METODOLOGÍA
57
58
3.1. La naturaleza de los datos.
Hasta la década de los sesenta los paradigmas dominantes en
investigación educativa eran los denominados procesoproducto, racionalista, o de racionalidad técnica y las
metodologías asociadas a ellos eran de tipo positivista,
principalmente de tipo experimental y estadístico, y con la
atención dirigida a los datos cuantitativos. Estas corrientes
buscaban verdades universales, predictivas y objetivas.
La aparición de paradigmas como el etnográfico (Woods,
1987; Goetz y Lecompte, 1988), naturalista (Guba, 1983) o
del pensamiento del profesor (Marcelo, 1987) se alejan del
positivismo y tienen premisas metodológicas distintas y
métodos de investigación más cualitativos. Los casos
estudiados son más una guía que nos dan datos en contextos
concretos que predictores generalizables.
Estas metodologías de investigación educativa denominadas
etnográficas, naturalistas, cualitativas han sido plenamente
desarrolladas y validadas y lejos queda ya la queja de Guba
sobre la actitud despreciativa de algunas autoridades
académicas hacia la investigación naturalista:
"Los tribunales de tesis, dudosos ya sobre la legitimidad de
la investigación naturalista, probablemente rechazarán una
tesis naturalista porque no desean arriesgar su status, de
reconocidos críticos de investigación. En todas las instancias
el planteamiento naturalista será barrido con el calificativo de
'investigación inconsistente'." (Guba, 1983, p. 164).
En la investigación naturalista, etnográfica o interpretativa,
es habitual utilizar métodos cualitativos y los datos no son
numéricos susceptibles de seguir un tratamiento estadístico,
59
sino más bien palabras, descripciones, mapas cognitivos, etc.
que requieren un tratamiento de naturaleza distinta.
En el cuadro siguiente, elaborado por Guba (1983), se
comparan los aspectos básicos de los paradigmas naturalista y
racionalista.
NATURALISTA
Naturaleza de la realidad
Múltiple e interrelacionada
RACIONALISTA
Unica y fragmentable
en partes independientes
Relación
Investigador-Objeto
Influencia recíproca
Independientes
Los enunciados legales
El contexto no permite
generalizar
Son posibles las
generalizaciones
Métodos
Cualitativos
Cuantitativos
Criterios de calidad
Relevancia
Fuentes de la teoría
Los datos en sí mismos
Tipos de conocimientos
utilizados
Proposicional y tácito
Instrumentos
Frecuentemente el
propio investigador
Diseño
Escenario
Rigor
Hipotético-deductivo
Hipótesis previas
Proposicional
Ajenos al investigador
(más "objetivos")
Abierto
Preestructurado
Naturaleza (real)
Laboratorio (ideal)
Figura 10. Comparación entre los paradigmas naturalistas y racionalistas
(Guba, 1983).
En todo caso, es necesario especificar la selección de los
participantes en la investigación, las técnicas de recogida de
datos y los procedimientos de análisis para que la
investigación tenga fiabilidad y pueda validarse.
60
La fiabilidad de una investigación está relacionada con la
replicabilidad de los resultados. La fiabilidad externa indica si
un investigador independiente en el mismo escenario obtendría
similares resultados. La fiabilidad interna se refiere a si un
segundo investigador, a partir de los constructos elaborados en
la investigación, ajustaría a ellos sus datos como en la
investigación original (Goetz y Lecompte, 1988). En cambio
la validez de una investigación está relacionada con la
exactitud. La validez externa indica el grado en que los
resultados son comparables si se aplican a otros grupos. La
validez interna indica la autenticidad de la investigación
(Goetz y Lecompte, 1988).
Durante unos años ha existido una fuerte polémica entre dos
tradiciones de investigación en educación que de una manera
reduccionista podríamos decir que enfrentaba a los métodos
cuantitativos y a los cualitativos. Hoy esta dicotomía está
superada para la mayoría de los autores (Estebaranz, 1992), y
a menudo se emplea una combinación de métodos variados
(Marcelo, 1992). Fenstermacher (1989) supedita la
metodología al beneficio práctico de la investigación y
defiende el pluralismo metodológico.
También Liston y Zeichner (1993) abogan porque la
metodología utilizada esté determinada por los problemas
planteados en la investigación:
"Por regla general, sostenemos que no existe una metodología de
investigación ni marco conceptual general que goce de algún tipo de
categoría privilegiada. Tanto los enfoques estructural, estadístico y
explicativo como los más interpretativos, hermenéuticos e históricos
constituyen vías adecuadas de investigación. Es posible que las cuestiones
planteadas y los problemas formulados desempeñen un papel importante a
la hora de determinar la metodología adecuada." (Liston y Zeichner, 1993,
p.158).
61
Aunque la observación participante es el método más puro en etnografía,
la observación no participante es mucho más común en la investigación
educativa. En la observación no participante, el investigador observa los
fenómenos sin interferir en el desarrollo de los mismos. Sin embargo,
aunque el investigador no intervenga es muy difícil no ejercer una cierta
influencia en la situación observada. La propia presencia del investigador o
de los instrumentos de grabación en las aulas condicionan en parte la
actuación de los profesores y de los alumnos observados.
Algunos investigadores realizan un análisis cuantitativo de las
observaciones, tal es el caso de Stodolsky (1991) que realiza observaciones
de clase de profesores de Primaria de matemáticas y sociales. Para ello
divide las sesiones en segmentos de tiempo y cuantifica en cada uno de ellos
las actividades instruccionales del profesor, las actividades de aprendizaje de
los alumnos, el ritmo, los materiales empleados, etc.
Roberts y Chastko (1990) utilizan la observación de clase como un
instrumento para fomentar la reflexión de profesores de ciencias de
Secundaria en formación durante sus Prácticas de Enseñanza en 7º grado.
Las sesiones son grabadas en vídeo y transcritas en dos columnas, en la
primera la transcripción de la clase tal cual y en la segunda los comentarios
reflexivos del profesor en formación sobre su propia actuación.
Abell y Pizzini (1992) analizan en un programa de formación en servicio
de profesores de ciencias de Secundaria con experiencia las grabaciones en
vídeo de las propias lecciones. Su objetivo es mejorar el conocimiento
didáctico del contenido de estos profesores. Para ello codifican las lecciones
y analizan la estructura de las lecciones y las conductas docentes de los
profesores.
Otros muchos trabajos con profesores de ciencias utilizan la observación
de clase sobre todo combinándolas con las entrevistas.
3.2. Los estudios de caso.
62
Dentro de la investigación educativa, los "estudios de caso" están
cobrando una especial importancia en la investigación sobre la formación
del profesorado.
Un caso "es el examen de un ejemplo en acción" (Walker, 1983, p. 45).
Marcelo y Parrilla (1991) sintetizan en los siguientes rasgos las
características de los estudios de caso:
a) Totalidad. Deben reflejar en una unidad todos los elementos que
componen la realidad del caso.
b) Particularidad. Reflejan el detalle y la idiosincrasia del caso y ofrecen
una imagen única de la situación.
c) Realidad. No sólo informan de la realidad sino que forman parte de
ella.
d) Participación. El investigador se convierte en participante y los sujetos
participantes lo son también de la investigación.
e) Negociación. Se negocian los roles de cada uno, el uso de la
información, los significados, etc.
f) Confidencialidad. El anonimato es garantía de veracidad.
g) Accesibilidad. La información obtenida del estudio de caso debe ser
accesible a audiencias no especializadas.
Los estudios de caso no son generalizables, pero tienen la ventaja de que
al estar más próximos a la realidad conectan la teoría y la práctica, y sus
datos pueden transferirse para múltiples propósitos.
En los estudios de caso es necesario cuidar la exactitud en la forma de
representar los hechos por la propia validez interna del estudio, así como la
fiabilidad y consistencia de los datos:
"la fiabilidad se asegura a través del uso de procedimientos claros y
explícitos que permitan a cualquier persona intentar una réplica del caso 'a
través de los datos' que éste ha dejado tras de sí. Por eso, los estudios de caso,
se suelen acompañar de amplias y detalladas bases de datos que posibiliten
la vuelta al caso a través de los datos, y la réplica del estudio a través de este
procedimiento." (Marcelo y Parrilla, 1991).
63
Los estudios de caso de profesores expertos o principiantes
son una herramienta importantísima para el desarrollo del
conocimiento didáctico del contenido de los profesores en
formación (Shulman, 1993).
En la formación inicial del profesorado de ciencias
experimentales se utilizan estudios de caso de profesores de
ciencias del mismo nivel educativo, en distintas etapas de su
desarrollo profesional:
- Estudios de caso grabados en vídeo de los propios
profesores en formación para que reflexionen y analicen su
conducta docente en el aula al enseñar ciencias y la comparen
con sus concepciones previas y con los conocimientos
académicos adquiridos.
- Estudios de caso de otros profesores en formación y de
profesores principiantes para comparar problemas y soluciones
en distintos contextos, potenciar el aprendizaje cooperativo y
para facilitar la socialización de los futuros profesores (Abell
y Roth, 1994).
- Estudios de caso de profesores de ciencias considerados
excelentes, para que a partir de ellos los profesores en
formación pueden reflexionar sobre las actividades de clase, el
ritmo y la secuencia de la misma, los ejemplos y analogías
utilizados, el diagnóstico y la intervención en las dificultades
de aprendizaje de los alumnos, la evaluación, etc. Las
experiencias ejemplares de enseñanza de otros profesores, les
pueden inducir a construir nuevas imágenes y metáforas de sí
mismos, a mejorar las actitudes y las creencias en su propia
eficacia, y a aumentar su motivación y confianza (Huinker y
Madison, 1997).
Una dificultad es la escasez de estudios de caso,
especialmente de profesores considerados excelentes, “lo cual
64
condena a cada gene-ración de profesores de ciencias a
redescubrir el conocimiento de sus predecesores a través de la
experiencia, en vez de construir el conocimiento sobre el éxito
de los anteriores profesores de ciencias." (Anderson, 1989, p.
9). Si la investigación no recoge las experiencias de estos
profesores para que sean una referencia para los que empiezan
en la profesión estaremos perdiendo una de las fuentes más
importantes de conocimiento profesional.
Los estudios de caso pueden también fomentar el
razonamiento práctico del profesor en formación planteando
casos de situaciones problemáticas reales de clase de ciencias
sin una solución predeterminada, para que el profesor las
analice y resuelva, y posteriormente compare con las
soluciones adoptados en el aula por otros profesores en los
estudios de caso disponibles. Hay que tener en cuenta que
cuando inicialmente los profesores en formación utilizan los
vídeos de otros profesores para determinar sus propias teorías
personales, a menudo se dejan llevar por juicios de valor que
no tienen fundamento en lo observado sino más bien en su
propia experiencia como escolares o en lo que ellos
consideran otras fuentes de autoridad para el conocimiento.
Otra fuente inicial de inconsistencia es que los profesores en
formación observan los videos combinando tres puntos de
vista distintos sobre sí mismos, que van evolucionando en las
sucesivas fases de prácticas: como alumnos que aprenden
ciencias, como alumnos de didáctica de las ciencias, y como
profesores de ciencias (Abell et al., 1998).
3.3 El vídeo en la formación del profesorado de ciencias
experimentales.
65
El vídeo en nuestros días se ha convertido en un importante
recurso en el proceso educativo. Ello ha sido posible como
consecuencia de la gran capacidad comunicativa que puede
lograrse con este medio. A través del vídeo pueden fácilmente
combinarse imágenes, sonidos y textos escritos, lográndose
una gran versatilidad de mensajes. Ello posibilita adecuar
fácilmente un mensaje a un objetivo concebido. Este último
aspecto puede perfeccionarse, utilizando las posibilidades
interactivas que permite el ordenador en coordinación con el
vídeo, con lo cual se potencia la acción de este recurso. A todo
esto hay que añadir la facilidad de manipulación y el
abaratamiento de los medios para su utilización práctica.
El vídeo es un perfecto auxiliar del profesor unido a otros
recursos audiovisuales que pueden utilizarse simultáneamente
en el aula. Desde nuestro punto de vista, es un adecuado
medio de comunicación entre el profesor y los alumnos, si los
objetivos que trata el vídeo se adaptan a los fines que se
plantean en el aula. Su grado de adecuación decrecerá
conforme los objetivos marcados en el vídeo se desacoplen a
los marcados por el profesor en el aula. En estas
circunstancias, se convierte en un mero material de apoyo de
mucha menor transcendencia. Este último aspecto, es la causa
de que en la mayoría de los casos, el vídeo se proyecte ajeno a
la dinámica que requiere un tema determinado e incluso se le
desvincule en el tiempo de los objetivos marcados de forma
prioritaria. Es fácil apreciar en los centros de enseñanza la
proyección de videos, una vez terminada una unidad didáctica,
como elemento para reforzar indirectamente determinados
objetivos. En estos casos, no habrá actuado como un medio
que acompaña de forma continua al proceso educativo e
integrado en la propia dinámica de la clase y sí como un
elemento accesorio. Este problema surge porque la mayor
66
parte de los videos que se utilizan son videos comerciales,
donde el autor lo gestó de acuerdo con unos objetivos
difícilmente coincidentes con los proyectados por un profesor
en su clase. Por ello, su utilización se convierte en estos casos
en mera anécdota y su proyección no se circunscribe a la
propia dinámica de la clase.
Las transparencias, por ejemplo, son un recurso que el
profesor utiliza normalmente, como elemento visual acoplado
a la dinámica de su clase, ya que son realizadas por el propio
profesor de una forma artesanal, donde su mensaje se
acomoda en alto grado a los objetivos marcados y el ajuste lo
realiza el propio gestor de la clase.
Convertir el vídeo en un elemento artesano de fácil realización para
acoplarse a la dinámica de una clase es uno de nuestros objetivos y en este
logro ocupa un lugar prioritario el dominio de las nuevas tecnologías para
lograr una fácil y amplia versatilidad de mensajes.
Otra de las utilidades del video está en la microenseñanza
como un recurso instruccional para la formación del
profesorado (Villar, 1992). La microenseñanza ha sido
utilizada por Roberts y Chastko (1990) en la formación inicial
de profesores de ciencias de secundaria. Cada profesor prepara
y enseña una lección de ciencias a tres de sus compañeros
durante cinco minutos. Las lecciones son grabadas, transcritas
y analizadas por el grupo. La microenseñanza sirve de
preparación a estos profesores para analizar la grabación de
una clase durante sus Prácticas de Enseñanza. No obstante,
Lederman y Gess-Newsome (1991) señalan que el
comportamiento que tienen en la microenseñanza los
profesores en formación es diferente que el que tienen
posteriormente en la realización de las Prácticas de
Enseñanza.
67
Nuestro trabajo de investigación se centra en el proceso de
aprender a enseñar ciencias experimentales en la formación
inicial del profesorado. En nuestro marco teórico no se
pretenden obtener objetivos basados, en sí mismos, en la
utilización combinada del vídeo y del ordenador, sino en la
utilización de un recurso que acoplado de forma integrada y
alternante a la acción del formador pueda ayudar al profesor
en formación en el proceso de aprender a enseñar ciencias.
Los videos en este marco tendrán un doble objetivo: por un
lado, servirán de material de análisis para abordar la
resolución de un problema de investigación sobre la enseñanza
y aprendizaje de las ciencias; por otro, una vez que hemos
llegado a determinadas conclusiones y una vez analizados los
materiales utilizados en la investigación, servirán de base para
la edición de vídeos que analicen las secuencias del proceso.
Este material puede servir, con los retoques de edición
necesarios, para elaborar distintos casos sobre situaciones de
enseñanza/aprendizaje de las ciencias, que posteriormente
podremos utilizar como recurso en la formación inicial del
profesorado de ciencias experimentales.
Con un mismo tipo de imágenes, a través de la selección de
secuencias determinadas y alternando mensajes adecuados por
medio de la combinación de imágenes, textos escritos,
esquemas, gráficos, información oral, etc., podrán editarse
videos diferentes acordes a un abanico de objetivos
específicos, y cuyos mensajes finales sean distintos.
Estas posibilidades que ofrece el vídeo son idóneas para ser
utilizadas por el profesor en clase y poder solventar los
desajustes a los que nos referíamos anteriormente; es decir,
dominar la técnica al objeto de que, con una facilidad
semejante a la realización de transparencias, podamos, de una
68
forma artesanal, editar videos adecuados a los objetivos y
particularidades que nos propongamos en el aula.
Como ya hemos indicado, el profesor expresa su
Conocimiento Didáctico del Contenido en el desarrollo de la
clase. A lo largo de ella muestra sus peculiaridades, ejemplos,
esquemas, analogías y toda una serie de representaciones que
permiten a los alumnos comprender una materia determinada.
Esta componente se desarrolla funda-mentalmente a través de
la reflexión personal sobre la práctica de la enseñanza de las
ciencias, y se diferencia de la componente académica, que
aprenden los estudiantes de profesores en las distintas
asignaturas de la carrera. La reflexión sobre casos y
situaciones de enseñanza/aprendizaje de las ciencias, grabados
en vídeo, del propio profesor en formación o de otros
profesores con distinto grado de experiencia ayuda a
desarrollar la componente dinámica del CDC. La componente
dinámica de un profesor es personal e idiosincrásica, y tiene
grandes dificultades de transmitirse a otros profesores en las
clases convencionales, por lo que la ayuda del vídeo puede
ser, con las peculiaridades que mostramos, de una gran
utilidad para ser utilizado en el proceso de formación de
profesores.
A través de la edición de videos podemos, de una forma
artesanal, combinar mensajes que muestren una faceta de la
realidad del aula. Esta realidad puede ser un conjunto de
profesores expertos, explicando un concepto, la alternancia en
las intervenciones de profesores expertos, inexpertos y en
formación, la conducta de los alumnos ante tales
intervenciones, etc.; en suma, distintas situaciones que reflejen
la componente dinámica que se desarrolla a través de la
actividad profesional en el aula. El vídeo no mostrará, tan sólo
la marcha lineal del transcurso de unas clases, sino que
69
intentará ir a una nueva dimensión, donde mezclando
mensajes, incluso de distintas clases, distintos profesores,
distintas situaciones, etc., refleje un proceso, adaptado a los
objetivos diseñados, para que a través de un proceso
formativo podamos enseñar a los profesores en formación
facetas de la componente dinámica.
El esquema de la figura 11 muestra una visión global de
nuestro marco de investigación en relación con el vídeo,
considerando todos los aspectos que hemos ido señalando
anteriormente. En la parte superior del esquema, en una
primera fase, pretendemos guiar los pasos seguidos en el
proceso de investigación. En la inferior, en una segunda fase,
esquematiza un camino mas relacionado con el desarrollo de
recursos, es decir la elaboración de vídeos, fundados en los
resultados de investigación, que puedan servir a profesores en
formación para obtener concepciones acerca de la componente
dinámica del CDC, y por ello les ayuden a aprender a enseñar.
La primera fase del esquema se corresponde con un proceso de
investigación educativa con el que pretendemos llegar a una serie de
conclusiones ante un problema o una serie de problemas de investigación,
relativos a la componente dinámica del CDC que abordamos y
relacionamos a través del marco teórico general. Las conclusiones del
estudio, a las que llegamos después de analizar los problemas de
investigación, pueden obtenerse a través de la observación y análisis de las
cintas de vídeo o de otras técnicas de investigación que podamos aplicar a
nuestro estudio. En este apartado nos centramos en la elaboración de cintas
de vídeo para el análisis de los problemas de investigación ya que es, el
vídeo en la enseñanza de las ciencias nuestro actual objetivo, dejando para
otras partes de este trabajo la descripción de otras técnicas de investigación.
Este proceso requiere una serie de pasos, el primero de los cuales es la
redacción de un guión de grabación de una determinada actuación en
70
el aula, que contemple de forma pormenorizada, todo el
proceso de captación de imágenes. Lo que nos exigirá el
conocimiento del escenario donde va a tener lugar la
grabación: sonoridad, iluminación, disposición del aula,
disposición del alumnado, zona de actuación del profesor,
encerado, medios audiovisuales a utilizar, etc.
MARCO GENERAL
OTRAS
TÉCNICAS
GUIÓN DE
GRABACIÓN
GRABACIÓN
VISIONADO
CONCLUSIONES
DEL ESTUDIO
GUIÓN DE
EDICIÓN - A
GUIÓN DE
EDICIÓN - B
GUIÓN DE
EDICIÓN - C
SECUENCIACIÓN
TEMPORAL
EDICIÓN
A
EDICIÓN
B
71
EDICIÓN
C
Figura 11. Fases en la elaboración del video
También se considerarán los objetivos que hayamos
formulado en el planteamiento general; según estos, podrá
variar, por ejemplo, la disposición de las cámaras en el aula.
El número de cámaras que se utilizarán es variable y
dependerá igualmente de los objetivos que nos hayamos
propuesto, sin embargo un hecho a considerar es que el
ambiente de la clase debe distorsionarse lo menos posible.
Aunque las cámaras supongan un elemento de perturbación
que se introduce en el aula, coincidimos con López-Arenas
(1989) y Blanco (1991) en que no se altera sustancialmente la
conducta del profesor o los alumnos. Nuestra experiencia en la
grabación de las clases, nos ha hecho ver, en contra de lo que
se pueda pensar, que el ambiente dentro del aula sólo se
distorsiona en los primeros minutos de la actuación, donde
tanto el profesor como los alumnos normalizan su actuación
rápidamente. Normalmente se utilizan dos cámaras una
dirigida al profesor y otra a los alumnos. No obstante
determinadas circunstancias, tales como la observación de
varios grupos de alumnos distribuidos en el aula, nos puede
exigir el colocar un mayor número de cámaras. Ritchie (1999)
utiliza hasta cuatro cámaras en un mismo aula.
Posteriormente realizaremos el visionado de las cintas de
vídeo que nos llevará a determinadas conclusiones acordes a
los objetivos planteados. A estas conclusiones y otras
complementarias se llega, así mismo, a través de otras técnicas
de recogida y análisis de datos descritas a lo largo del trabajo,
como se indica en el esquema general. No descartamos la
obtención de nuevos datos que no habían sido planteados y
que pueden ser de mucha utilidad en la formación del
72
profesorado.
A continuación abordamos la segunda fase del esquema, en
el que nuestro fin es que queden reflejadas, a través de las
imágenes grabadas, las conclusiones del estudio que
posteriormente utilizaremos en el proceso educativo. No
pretendemos cintas de larga duración, sino pequeños procesos
de edición que enmarquen paquetes de objetivos, para que
posteriormente de una forma dinámica, motivadora e integrada
puedan utilizarse en el aula, tal como se utilizan otros medios,
como la transparencia, aunque ésta no puede suplir para
nuestros fines al vídeo. Largas ediciones no facilitan la
interactividad del profesor y el vídeo con los alumnos. Para
ello, realizamos varios guiones de edición asociados a los
objetivos, en los que contemplaremos las imágenes a
seleccionar, su secuenciación temporal, así como los mensajes
orales y escritos que insertaremos para la edición final.
En el proceso siguiente de secuenciación temporal
realizamos el cronometrado de las cintas de vídeo que
grabamos en la primera fase. Con esta operación conseguimos
detallar cada grupo de imágenes conociendo el tiempo inicial
y final de cada una de ellas y un breve comentario descriptivo
de la acción que transcurre en cada imagen. Al realizar, a
través del visionado, el cronometrado, es necesario que
sincronicemos las cintas grabadas, con las distintas cámaras,
para que la acción y el cronometrado vayan parejos en cada
una de ellas, y sepamos en cualquier momento qué imágenes
se corresponden de las distintas cintas, dentro de una acción
determinada.
Con esta operación y una vez definidas las distintas
imágenes correspondientes a determinadas acciones y
siguiendo las conclusiones del estudio, realizaremos con
posterioridad los guiones de edición. Acorde con estos guiones
73
se digitalizan las pequeñas secuencias, que posteriormente se
ordenarán y se tratarán incluyendo los mensajes adecuados,
que nos llevarán a las ediciones finales.
74
3.4. Planteamiento del problema, selección de
participantes y procedimientos de recogida, análisis de
datos y de edición.
Desde hace más de una década hemos desarrollado una línea
de investigación, dirigida a conocer las concepciones y
conocimiento didáctico del contenido de profesores de
ciencias experimentales y matemáticas en diversos momentos
de su formación y desarrollo profesional (Blanco, 1991;
Mellado, 1995).
En este trabajo describimos y analizamos un aspecto
concreto de las investigaciones anteriores -la secuencia de la
enseñanza de la energía por profesores con distinta formación
inicial- y, a partir de sus resultados, desarrollamos y editamos
materiales de enseñanza de estudios de caso de profesores,
para aplicarlos en la formación del profesorado. El trabajo
forma parte de una investigación más amplia (Mellado 1995)
en la que analizamos las concepciones y la conducta docente
de cuatro profesores al final de su etapa de formación inicial
universitaria: dos de ellos maestros de la especialidad de
Ciencias y dos de ellos licenciados en Ciencias
A partir de la LOGSE, la Educación Infantil y Primaria es
impartida
por
Maestros,
con
las
especialidades
correspondientes, y la Educación Secundaria por licenciados o
titulados equivalentes. Sin embargo los maestros especialistas
del Ciclo Superior de la EGB pudieron optar por seguir
indefinidamente impartiendo el primer ciclo de la Educación
Secundaria Obligatoria. La consecuencia, es que en el área de
Ciencias de la Naturaleza del primer ciclo de la Educación
Secundaria Obligatoria confluyeron dos colectivos de
profesores con una formación inicial y tradiciones formativas
y curriculares muy diferentes: Profesores de EGB
75
Especialistas en Ciencias
procedentes del BUP.
y
licenciados
en
Ciencias
El Profesor de EGB especialista en Ciencias era ante todo
maestro, con conocimientos generales en psicopedagogía, y en
otras materias del currículo, y con una formación un poco más
centrada en ciencias experimentales y matemáticas y en las
didácticas específicas correspondientes, pero abarcando todas
las materias básicas de su área: Matemáticas, Biología,
Geología, Física y Química. Por otra parte, el Profesor de
Ciencias de BUP y COU era, y es, normalmente licenciado en
una materia concreta: Física, Biología, Química o Geología y,
por efecto de la oposición, profesor de dos de ellas: Física y
Química o Ciencias Naturales.
La formación didáctica para el profesorado de Secundaria,
desde la Ley General de Educación, sólo contemplaba en
ciertos casos el Certificado de Aptitud Pedagógica, que no ha
conseguido generar en estos años una tradición organizativa y
académica en la formación de este profesorado (Marcelo,
1993). La LOGSE opta para la formación didáctica del
profesorado de secundaria por un curso de especialización de
postgrado para los licenciados universitarios, pero este curso
apenas se ha puesto en marcha ya que está encontrando fuertes
resistencias para su iniciación.
La pregunta de qué tipo de profesor se requiere para cada
uno de los niveles educativos, tiene una especial pertinencia.
En Infantil y Primaria existe una tradición de formación,
mejorable en muchos aspectos, pero que es un punto de
partida para formar a los nuevos maestros que requiere la
LOGSE. Pero, ¿qué ocurre con la Educación Secundaria, y
dentro de ella la Secundaria Obligatoria?, un tramo en el que
se amplía la obligatoriedad de la enseñanza hasta los dieciséis
76
años, y para el que no existen modelos en el marco actual. Las
preguntas, que nos hacemos con Marcelo (1993: "¿Qué
modelo de profesional de la enseñanza buscamos? ¿Cuales son
los conocimientos, destrezas, actitudes, disposiciones que ha
de poseer un profesor de Enseñanza Secundaria?", no tienen
una fácil respuesta.
¿Tienen los actuales profesores de la ESO, concepciones,
conocimientos y actitudes, sobre la ciencia, el currículo, y el
aprendizaje y la enseñanza de la ciencia acordes con las
orientaciones de la LOGSE? ¿Qué relación e influencia tienen
éstos en la práctica del aula? Las respuestas a estas preguntas
nos darán datos importantes sobre los profesores de ciencias
de Secundaria Obligatoria y podremos planificar mejor la
formación inicial y permanente que debe tener este
profesorado.
Participantes.
Los dos profesores de EGB participantes pertenecen a la
última promoción de la especialidad de Ciencias de la Escuela
de Magisterio de Badajoz (1990-93), ya que en el curso 199192 comenzaron en la Escuela de Magisterio de Badajoz las
nuevas especialidades del título de Maestro de acuerdo a la
LOGSE.
La investigación se llevó a cabo durante el curso 1992-93,
cuando realizaban tercer curso. El investigador no había sido
profesor de la especialidad en los dos cursos anteriores y en
tercero fue supervisor de Prácticas de Enseñanza.
Al comienzo de las sesiones de preparación de las prácticas
de tercer curso se realizaron unas sesiones de microenseñanza
que se grabaron en video y posteriormente fueron vistas y
comentadas por el grupo. Después de las sesiones de
microenseñanza hubo cinco estudiantes de Magisterio que
77
decidieron participar en la investigación que finalmente
quedaron reducidos a dos.
Otro aspecto que consideramos inicialmente para la
selección de los participantes fue que tuviesen concepciones
diferentes. Para ello los cinco estudiantes de Magisterio
realizaron el cuestionario INPECIP (Porlán, 1989; Porlán et
al., 1997). Sin embargo posteriormente no utilizamos el
cuestionario como criterio de selección porque los resultados
no nos parecían suficientemente discriminatorios.
Con la referencia del cuestionario y de la microenseñanza se
ela-boró un guión específico para la entrevista, que fue
realizada antes del mes de Prácticas en el Colegio de EGB. La
observación de la lección "Energía y medio ambiente" se
realizó al final de las prácticas en el curso que cada uno tenía
asignado en el Colegio de EGB.
Los maestros en formación participantes, al ser de la
especialidad de Ciencias, habían cursado durante la carrera de
forma obligatoria las asignaturas: Física y su Didáctica,
Química y su Didáctica, Geología y su Didáctica y Biología y
su Didáctica, de cuatro horas semanales cada una; y
Metodología de las Ciencias de dos horas semanales.
Uno de los cinco participantes iniciales no completó la
recogida de datos. En otro de ellos quedó incompleta la
grabación de la lección en el aula por fallos técnicos. Por tanto
fueron tres los maestros en formación que completaron todo el
proceso de recogida de datos. Posteriormente el volumen de
datos manejados nos llevó a completar el análisis sólo de dos,
seleccionando a los dos maestros que nos parecía que tenían
más expresividad y podían aportar un mayor número de datos.
Para mantener el anonimato a los dos profesores de EGB
participantes los denominamos Ana y Julio.
Ana es una profesora de EGB en formación de la
78
especialidad de Ciencias. Esta profesora es natural de un
pueblo de Badajoz de unos 10.000 habitantes. Sus estudios de
EGB y Bachillerato los realizó en el Colegio Público e
Instituto de Bachillerato de su pueblo, respectivamente. Las
Prácticas de Enseñanza de tercer curso las realizó en el
Colegio Público de su pueblo, en el área de Ciencias de la
Naturaleza de 6º curso de EGB.
Julio es un profesor de EGB en formación de la especialidad
de Ciencias. Este profesor vive en la ciudad de Badajoz donde
realizó sus estudios de EGB y Bachillerato en un Colegio
Concertado gestionado por una Orden Religiosa. Las Prácticas
de Enseñanza de tercero las hizo en 8º de EGB de un Colegio
Femenino Concertado de Badajoz gestionado por una Orden
Religiosa.
Los dos licenciados participantes terminaron la licenciatura
en Ciencias el curso 1991-92. La investigación se llevó a cabo
durante el curso 1992-93 en el que ambos estaban realizando
el CAP en la Universidad de Extremadura. El investigador no
conocía previamente a estos participantes, ya que no había
sido profesor de la Facultad de Ciencias, ni ese año era
profesor del CAP.
El primer contacto entre el investigador y los licenciados
participantes tuvo lugar en Noviembre de 1992. En un
intermedio de una de las sesiones del CAP, se le explicó a los
licenciados en Ciencias del CAP el objetivo de la
investigación. Inicialmente manifestaron su interés en
participar en la investigación siete licenciados.
Los siete realizaron una sesión de microenseñanza sobre un
tema de ciencias que cada uno eligió libremente. La sesión de
micro-enseñanza fue grabada en video y posteriormente
comentada. Uno de los objetivos de la sesión de
microenseñanza era que los participantes tuviesen más
79
elementos de juicio para decidir sobre su participación en la
investigación.
Para seguir con la misma metodología que la realizada con los maestros,
después de la sesión de microenseñanza los licenciados contestaron el
cuestionario INPECIP de Porlán. Aunque, por la experiencia con los
maestros, ya habíamos descartado que el cuestionario pudiese servirnos
como criterio de selección.
Con las referencias del cuestionario y de la sesión de micro-enseñanza se
elaboró un guión específico de entrevista para cada uno de ellos, que fue
realizada antes de las Prácticas del CAP. La observación de la lección
"Energía y medio ambiente" se realizó al final de las Prácticas del CAP.
Por diversas circunstancias no se completó la recogida de datos de cuatro
de los licenciados. De los tres que se completó la documentación uno es
licenciado en Biología y dos licenciados en Físicas. Uno de los físicos se
descartó para la investigación ya que realizó sus prácticas en COU y la
grabación se hizo en una asignatura de BUP en la que no conocía
previamente a los alumnos. Los dos licenciados que participaron hasta el
final en la investigación fueron observados en el curso en el que realizaron
sus Prácticas de Enseñanza de CAP. A estos dos licenciados en ciencias los
denominamos David y Miguel para mantener el anonimato.
David es natural de un pueblo próximo a Badajoz de más de 10.000
habitantes. Sus estudios de EGB y BUP los realizó en el Colegio Público e
Instituto de Bachillerato de su pueblo. La licenciatura de Físicas la cursó en
la Universidad de Extremadura, terminándola en en curso 1991-1992.
Durante el curso 1992-1993 realizó el CAP en el Instituto de Ciencias de la
Educación de la Universidad de Extremadura. Las Prácticas del CAP las
realizó en la asignatura de Física y Química de 2º de BUP en el Instituto de
su pueblo.
Miguel comenzó a estudiar EGB en Cataluña y la terminó en Aranjuez,
donde también realizó todo el bachillerato. Participó en un programa de
intercambio e hizo en Noruega un curso preuniversitario equivalente al
COU español. La licenciatura de Biología la realizó en Madrid,
80
terminándola el curso 1990-91. El curso 1992-93 realizó el CAP en el
Instituto de Ciencias de la Educación de la Universidad de Extremadura.
Durante el curso 1992-1993 y 1993-94 este licenciado ha tenido una beca de
investigación en un centro de investigación biológica de Badajoz, no
perteneciente a la Universidad de Extremadura.
Procedimientos de recogida y análisis de datos.
Los procedimientos de recogida de datos que hemos utilizado han sido el
cuestionario, entrevistas semiestructuradas grabadas en audio, documentos
personales, observaciones de aula durante la realización de las prácticas de
enseñanza grabadas en video, y entrevistas de estimulación del recuerdo. No
incluimos los diarios de prácticas, porque en investigaciones precedentes
(Mellado y Bermejo, 1995) observamos que los diarios se centran en
cuestiones generales y no en problemas específicos de enseñanza y
aprendizaje de las ciencias.
El análisis de los cuestionarios y entrevistas se realizó por medio de mapas
cognitivos, los cuales relacionan, de una forma parcialmente jerarquizada,
unidades de información con un sentido más amplío que los conceptos
utilizados en los mapas conceptuales (Mellado, 1995, 1996 y 1997). La
representación por medio de mapas cognitivos permite una visión global y
no fragmentada de las concepciones.
Para la construcción de los mapas cognitivos de un profesor a partir del
cuestionario clasificamos las respuestas a los items adscribiéndolas a una
orientación. A continuación en cada grupo de respuestas se enlazan las
frases de los items de las más generales e inclusoras a las más particulares,
formando un mapa cognitivo de creencias, realizado con una técnica
análoga a la que utilizan Novak y Gowin (1988) para los conceptos.
Para la construcción del mapa a través de la entrevista, se codifica cada
frase que suponga una unidad de información, a continuación se clasifican
por categorías y posteriormente las unidades de información de cada
categoría o subcategoría se relacionan gráficamente en forma de mapa
81
cognitivo. En la figura 12 se muestra el mapa cognitivo de Miguel sobre la
secuencia de enseñanza, elaborado a partir de sus respuestas a la entrevista
inicial. La numeración corresponde a la codificación de las preguntas de la
entrevista.
la secuencia de
enseñanza debe
comenzar
109, 132
Descubrir las
ideas intuitivas
de los alumnos
109
porque pueden
y
Su proceso
de formación
111
Diálogos con
los alumnos
Ser
válidas
112
Enfocar
el tema
112
146.2
151.2
Exprese
sus ideas
153
152.1
132
146.1 y 150.1
Debatir sobre las
distintas ideas
Despierte
su espíritu
crítico
Sugerir
ideas
Vea la
variedad
de ideas
152.1
sin
Decirle al
niño que está
equivocado
Sea consecuente con
sus ideas
149.3 y 159
Comprenda
las ideas de
los demás
152.1
Figura 12. Mapa cognitivo de Miguel, elaborado a partir de la entrevista
82
inicial.
La observación de clase, del tipo no participante, se realizó
en los cursos en los que cada profesor estaba realizando las
prácticas de enseñanza: David en la asignatura de "Física y
Química" de 2º de Bachillerato (niños/as de 15/16 años),
Miguel en la asignatura de "Ciencias Naturales" de 1º de
Bachillerato (niños/as de 14/15 años), Ana en "Ciencias de la
Naturaleza" de 6º de EGB (niños/as de 11/12 años), y Julio en
"Ciencias de la Naturaleza" de 8º de EGB (niñas de 13/14
años).
Cada lección fue grabada en video, posteriormente cada
lección se transcribió, se codificaron las unidades de
información y se analizó. En el análisis de la conducta en el
aula también se tuvieron en cuenta los documentos personales
aportados por cada profesor en la planificación y en la
enseñanza interactiva.
Consideramos el aula como un sistema complejo y
multimensional que puede analizarse desde distintos
posicionamientos teóricos y con objetivos muy variados, en el
que las relaciones de comunicación suponen una parte
sustancial de la propia dinámica del aula (Cañal, 1998).
Existen dificultades para analizar la conducta docente en el
aula, por la propia complejidad de la misma, y porque todavía
no contamos con suficientes instrumentos y esquemas de
análisis de los distintos factores del aula. Actualmente se están
realizando por distintos investigadores trabajos de
categorización de algunas de las variables que intervienen en
el aula, y que nos serán de enorme utilidad en un futuro. En
esta línea podemos citar los trabajos de García y Cañal (1995)
y Cañal (1998) sobre las estrategias de enseñanza, o los de De
Longhi (1997) sobre el discurso en clase del profesor y los
alumnos.
83
Finalmente, después de la lección, a cada participante se le
realizó una entrevista de estimulación del recuerdo grabada en
audio. En esta entrevista el profesor en formación participante
junto al investigador analizó su propia conducta docente en el
aula. Finalmente cada participante revisó el informe
provisional final de su caso elaborado por el investigador y se
discutieron los resultados.
Elaboración del vídeo.
A continuación describimos más detalladamente el proceso de recogida y
análisis de datos de la observación de clase y de la elaboración del video:
a) Planificación de la grabación.
En este proceso incluimos el análisis de la clase donde se realizará la
grabación (situación, puntos de luz, posición de las cámaras, etc), la
preparación del material y la elaboración de un guión o esquema de
grabación.
b) Grabación de imágenes.
Las clases se grabaron a los cuatro profesores utilizando dos cámaras de
vídeo, una situada al final de la clase permanentemente dirigida al profesor y
otra situada en la cabecera de la clase y dirigida a los alumnos. Se utilizó una
cámara Panasonic SVS modelo MSI y una cámara JVC, SVHS, modelo
GYX1, con las cuales se recogió tanto imagen como sonido, también para la
captación de otras imágenes complementarias de ambientación utilizadas en
la edición, se utilizo una cámara digital JVC, GR-DVJ70.
c) Análisis de la observación de clase grabada en video.
Por cada profesor se obtuvieron dos cintas de vídeo, que fueron
visionadas detenidamente, teniendo en cuenta la actuación del profesor y de
los alumnos. Su análisis nos permitió llegar a una serie de conclusiones sobre
84
como introducen los distintos profesores el concepto de energía,
considerando a su vez la distinta procedencia en su formación inicial, y que
fueron complementadas por medio de otras técnicas detalladas a lo largo del
trabajo.
Cada clase fue transcrita, codificando y numerando cada intervención del
profesor o de los alumnos. Para el análisis se estudian en primer lugar los
documentos reales utilizados por el profesor en la planificación. Estos
documentos nos dan una pauta de lo que el profesor pretende hacer en la
clase. A continuación se observa la grabación comparándola con la
planificación para ver la secuencia global de la clase y determinar si existen
epígrafes diferenciados en la estructura de la lección. Aunque la observación
no es más que una representación de la realidad según unos fines y actúa
como una "lente" de la misma, es necesario en los estudios interpretativos ir
lo menos condicionado posible para intentar observar los fenómenos desde
el punto de vista de los actores (Marcelo y Parrilla, 1991).
El análisis propiamente dicho se hace simultáneamente leyendo la
trascripción y viendo la grabación en video. El proceso que seguimos es el
siguiente:
- Impresión de la trascripción en la parte izquierda de cada hoja dividida
en unidades de información con sentido independiente.
- En la parte derecha de cada hoja se hace un análisis gráfico secuencial de
cada unidad de información con símbolos diferentes para cada unidad según
sea una pregunta, una respuesta o información del profesor, o una respuesta
de los alumnos. Por ejemplo, en la figura 13 se representa una secuencia, en
un segmento de la clase de un profesor en formación de 1º de BUP en la
asignatura de Ciencias Naturales
- El análisis general de la actuación de cada profesor incorpora las
secuencias gráficas anteriores más relevantes junto con los comentarios del
investigador. Los textos íntegros de las transcripciones de las clases se
incluyen en los Anexos.
85
- En el análisis de la conducta en el aula del profesor también incluimos
los dibujos y escritos que el profesor ha hecho en la pizarra durante la clase,
intercalados en el momento en el que se han realizado con las secuencias
gráficas y comentarios correspondientes.
- Finalmente, el análisis de la clase incluye, en la secuencia en la que se
han producido, las opiniones más significativas del profesor sobre su propia
actuación, expresadas en la entrevista de estimulación del recuerdo.
Miguel comienza preguntando a los alumnos qué
es la energía.
Los alumnos intervienen tres veces relacionando la energía con la fuerza.
8
¿Qué es la
energía?
9
La fuerza de
los iones
12,14
Finalmente el profesor les dice que no hay una definición
de energía sino que hay que comprender la energía por lo
que hace y no por lo que es:
"yo he estado mirando definiciones y tampoco te dicen
exactamente lo que es la energía. La energía la definen
como un fuerza o algo que es capaz de realizar un trabajo.
15
¿Esta es la definición, no? O sea que tampoco te definen
lo que es energía. No te dicen por ejemplo lo que sería
Explicación
una mesa, que te dicen: una mesa es una tabla con cuatro
patas. No te lo definen así. Definen la energía por lo que
hace y no por lo que es. O sea que realmente no se sabe
muy bien lo que es la energía." (A-Miguel-15).
Figura 13. Ejemplo del análisis de la observación de la clase de uno de
los profesores en formación.
d) Guión de edición.
Las conclusiones del trabajo nos conducen a la elaboración
86
de un guión de edición para realizar un montaje en una cinta
única de acuerdo con los objetivos de la edición, referidos en
este caso al comienzo de la enseñanza de la energía. Este
guión contemplaba la selección de imágenes, así como la
información complementaria tanto oral como escrita que
figurará en el vídeo final.
e) Secuenciación temporal y selección de imágenes.
Este minucioso trabajo, descrito en el apartado anterior,
terminó con la selección de las secuencias acotadas,
considerando en primer lugar los objetivos propuestos en el
trabajo y en segundo lugar las calidades en imagen y sonido de
la grabación. El proceso terminaba con la elección de una
secuencia por objetivo propuesto en el marco del guión. Las
secuencias estaban constituidas por las siguientes imágenes:
1. Plano General del alumnado entrando en el aula y acomodándose en sus
pupitres. Esta imagen lleva sobreimpresionado el título del trabajo:
<<Introducción del concepto de “Energía” por cuatro profesores al final
de su etapa de formación universitaria >>
17 s
2. Panorámica de alumnos en el aula
7s
3. Plano General alumnos universitarios saliendo y entrando de la
Facultad de Ciencias
5s
4. Plano General alumnos universitarios saliendo y entrando de la
Facultad de Educación
5s
5. Plano Medio de la maestra especialista en ciencias, Ana
6s
6. Plano General corto del maestro especialista en ciencias, Julio
6s
7. Plano Medio del licenciado en Físicas, David
6s
8. Plano Medio del licenciado en Biología, Miguel
6s
9. Plano General de Ana con sus alumnos
8s
10. Plano General de Julio con sus alumnos
8s
11. Plano General de David con sus alumnos
8s
12. Plano General de Miguel con sus alumnos
8s
87
13. Plano General de la clase de Ana, mostrando a Ana y la
disposición de los alumnos
14. Plano General de la clase de Julio, mostrando a Julio y la
disposición de los alumnos
5s
3
s
15. Plano General de la clase de David, mostrando a David y la
disposición de los alumnos
3
16. Plano General de la clase de Miguel, mostrando a Miguel y la
disposición de los alumnos
3
s
s
17. Intervención de Ana con planos de los alumnos acerca de la
introducción del concepto de Energía.
18. Intervención de Julio con planos de los alumnos acerca de la
introducción del concepto de Energía.
19. Intervención de David con planos de los alumnos acerca de la
introducción del concepto de Energía.
20. Intervención de Miguel con planos de los alumnos acerca de la
introducción del concepto de Energía.
Para la selección de estas secuencias se utilizó el siguiente
material:
- Dos magnetoscopios reproductor/grabador JVC,
compuestos por
los modelos BR-S611E y BR-S811E.
- Un videocassette recorder Panasonic NV-FSI.
- Un controlador de edición JVC modelo RM-G10U.
- Una mesa mezcladora y generadora de efectos Panasonic
modelo WJ-MX12.
- Tres monitores JVC.
f) Edición.
Una vez acotadas temporalmente las imágenes anteriormente
enumeradas se procedió a la edición y para ello se procedió a
la digitalización de las secuencias enumeradas en el apartado
anterior, para lo cual se utilizó una estación de producción de
vídeo digital compuesta por:
88
- Un Ordenador Pentium II, 233, con 64 Mb de RAM y 9Gb
de
disco duro.
- Software para edición digital “Videomachine” DPR
Manager.
- Monitor de 17”.
- Monitor JVC modelo TM-1700PN.
- Introducción de los mensajes orales y escritos.
- Los mensajes escritos se introdujeron utilizando el
programa Corell 8 así como la estación de producción de
vídeo digital.
89
PARTE IV:
ESTUDIOS DE CASO DE PROFESORES SOBRE LA
ENSEÑANZA DE LA ENERGÍA
90
91
En esta parte del trabajo aplicamos el marco de formación
del profesorado propuesto anteriormente al tema de la
enseñanza de la energía (Mellado, 1998e). Para ello partimos
de la investigación realizada con los cuatro estudiantes para
profesores con distinta formación inicial al final de su etapa
universitaria descritos en el apartado de participantes. Los
datos y registros obtenidos de estos estudios de caso nos
permiten realizar un montaje audiovisual sobre la conducta
docente de los cuatro profesores en formación, que
posteriormente puede ser utilizado como material de
enseñanza en la formación de futuros profesores de ciencias.
4.1. La enseñanza de la energía.
El tema de la energía ha sido ampliamente tratado en la
literatura de didáctica de las ciencias desde diversos enfoques
(Hierrezuelo, 1986). Valera et al. (1993 y 1995) después de
hacer una revisión de investigaciones sobre las ideas
espontáneas de los alumnos sobre la energía, analizan las de
estudiantes de secundaria madrileños, y concluyen que los
estudiantes que podríamos englobar en la actual Educación
Secundaria Obligatoria asocian la energía con: fuerza,
movimiento, algo material, objetos animados y aparatos que
funcionan, vigor o esfuerzo físico, combustible y fuente de
actividad.
Pero tener ideas alternativas sobre la energía o conceptos
relacionados no es exclusivo de los estudiantes y se han
detectado ideas alternativas, en ocasiones coincidentes con las
de los estudiantes, en profesores en formación (Kruger,
Palacio y Summers, 1992; Mellado et al., 1985; Trumper,
1997) y en profesores con experiencia (Bacas, 1997), lo que
demuestra que las ideas alterna-tivas tienen una larga
92
permanencia en el tiempo. Además la energía no sólo es
importante en el contexto de la física o de la química: Barak,
Gorodetsky y Chipman (1997) han analizado a estudiantes y
profesores de biología de secundaria, e indican que la
concepción que éstos tienen de la energía tiene mucha
influencia en sus concepciones sobre la biología, existiendo
una fuerte correlación entre las ideas alternativas sobre la
energía y las ideas vitalistas sobre la biología.
En la Educación Primaria en España se tratan distintos tipos
de energía y sus transformaciones, dejando para la Secundaria
(M.E.C., 1992) los conceptos de conservación y degradación.
Sin embargo Varela et al. (1993 y 1995) señalan que los
estudiantes de 12-16 años tienen dificultades para utilizar los
conceptos de transferencia (Duit, 1984), conservación
(Hierrezuelo y Molina, 1990; Koballa, 1989; López Gay,
1987) y degradación de la energía. La enseñanza de la energía
ha sido tratada en la literatura de didáctica de las ciencias
desde diversos enfoques.
El problema de cómo empezar la enseñanza de la energía es
una cuestión importante para el desarrollo del tema, y está en
parte determinado por la orientación curricular que se
establece en cada caso. Koliopoulos y Ravanis (1998) analizan
los currículos de varios países y establecen tres modelos para
la enseñanza de la energía:
El tradicional, en el que el concepto de energía se encuentra
disperso en varias unidades temáticas con autonomía
conceptual en cada una de ellas. La energía se introduce
definiéndola a partir del trabajo mecánico. El currículo sigue
la lógica fundamentalmente de la física, sin análisis
epistemológico, ni social ni de la psicología del aprendizaje.
El innovador, en el que la energía constituye un elemento
organizador del programa. Los elementos unificadores son los
93
de transferencia, transformación, conservación y degradación,
considerando también los aspectos sociales. La energía se
introduce como concepto básico no derivado, a través de sus
distintas formas.
El constructivista, que tiene además en cuenta las ideas de
los alumnos, los obstáculos cognitivos a superar, y la
evolución progresiva desde modelos-germen pre-energéticos
cualitativos a conceptos energéticos cuantitativos.
Prideaux (1995) considera que la enseñanza de la energía se
ha abordado básicamente desde dos perspectivas: a) la
psicológica, fundamentada en el constructivismo, y que parte
de las ideas de los estudiantes, y b) la académica física, que a
su vez subdivide en dos: enseñanza de la energía a partir del
trabajo mecánico y a partir del principio de conservación. Este
autor mantiene una posición ecléptica entre los distintos
enfoques y defiende que el profesorado debe conocer las
ventajas e inconvenientes de las distintas perspectivas sobre la
enseñanza de la energía, para después considerando todas las
cuestiones globales y de contexto que se dan en las clases,
tomar las decisiones pertinentes sobre el enfoque de
enseñanza.
La energía, definida a partir del trabajo mecánico, es la
forma habitual de iniciar el tema en los libros de texto
(Michinel y D'Alessandro, 1993 y 1994; Trumper, 1991) y en
las aulas (Sevilla, 1986), y ha sido defendida por algunos
autores (Warren, 1983) como la forma más apropiada, aunque
ello obligue a esperar a que los estudiantes manejen conceptos
abstractos.
"Si tomamos como indicador del tratamiento que mayoritariamente se da en
las aulas al tema de la energía, el contenido de los libros de texto en uso,
podemos afirmar que responde básicamente al esquema: trabajo-potenciaenergía-principio de conservación, todo ello sin ningún ejemplo extraño a la
94
Mecánica y por supuesto diferenciado de otro tema que es el calor". (Sevilla,
1986, p. 249).
La definición mecanicista de energía puede también
encontrarse en diccionarios de uso común. Como ejemplo
valga el de la Real Academia Española (1985): "Energía es la
causa capaz de transformarse en trabajo mecánico".
Sin embargo, comenzar la enseñanza de la energía a partir
de la definición de trabajo mecánico ha sido criticado tanto
desde un punto puramente científico (Lehrman, 1973; López y
López, 1983; Sexl, 1981), como desde un punto de vista
didáctico.
Feynman et el. (1971) señalan que no se puede comprender
la energía si no es a través de la comprensión de sus distintas
formas:
"Hay un hecho, o si se prefiere una ley, que gobierna todos los fenómenos
conocidos hasta la fecha. No se conoce excepción a esta ley - es exacta hasta
donde sabemos -. La ley se llama de la conservación de la energía. Establece que
hay cierta cantidad que llamamos energía, que no cambia en los múltiples
cambios que ocurren en la naturaleza. (p. 4.1).
Es importante darse cuenta que en la física actual no sabemos lo que es la
energía. (p. 4.2).
Puede entenderse la conservación de la energía si tenemos la fórmula para
todas sus formas. (p. 4.3)"
López y López (1983) también rechazan comenzar la
enseñanza de la energía a partir de la definición operacional de
trabajo mecánico, ya que la energía no queda completamente
determinada a partir del trabajo mecánico:
"La energía no es sólo capacidad para producir un trabajo sino para ceder
calor, producir radiación, romper enlaces químicos, etc. Además, y desde un
punto de vista exclusivamente termodinámico, no toda la energía interna de un
sistema puede transformarse íntegramente en trabajo." (López y López, 1983, p.
95
503).
Desde el punto de vista didáctico también se ha criticado
comenzar la enseñanza de la energía a partir de la definición
de trabajo mecánico (Gómez et al., 1995; López y López,
1983; Sevilla, 1986; Trumper, 1991; Varela et al., 1993; Vega
y Agapito, 1978), porque restringe el concepto de energía al
campo de la mecánica, no proporciona una idea global de la
energía ni de sus transformaciones, conservación y
degradación, y tiene además mayores dificultades de
aprendizaje para los alumnos:
"Este tratamiento ha demostrado no ser eficaz en el aspecto de proporcionar
una idea global de la energía ni de sus transferencias, transformaciones,
conservación y degradación, sino más bien restringe el concepto de energía al
campo de la Mecánica, produce una identificación entre trabajo y energía, y
además no capacita a los estudiantes para aplicar el Principio de Conservación
en situaciones variadas. Por otra parte, induce la idea de que el calor es algo que
poseen los cuerpos, no diferenciando entre Energía interna y su transferencia.
Tampoco resuelve el conflicto entre el Principio de Conservación y la
Degradación de la Energía." (Varela et al., 1993, p. 28).
Los resultados de la investigación llevada a cabo por
Hierrezuelo y Molina (1990) indican que los alumnos de
Secundaria aprenden mejor el concepto de energía cuando sus
profesores comienzan con un enfoque descriptivo que cuando
comienzan definiendo la energía como la capacidad de realizar
trabajo.
En consecuencia, numerosos autores (Duit, 1987;
Hierrezuelo y Molina, 1990; López y López, 1983; LópezGay, 1987; Sevilla, 1986; Varela et al., 1993) optan por
introducir la energía de una forma descriptiva como una
magnitud fundamental de los sistemas, por la que éstos pueden
transformarse, así como actuar sobre otros sistemas originando
96
en ellos procesos de transformación. En este enfoque, la
energía se introduce como un concepto básico no derivado,
tratándose su transferencia, transformación en distintas clases,
conservación y degradación, llegándose por inclusión a un
concepto más general de la energía. Sin embargo no todos los
autores coinciden en la secuencia que hay que establecer.
Para Ballini, Robardet y Rolando (1997) el principio de
conservación de la energía juega el papel central en el
aprendizaje y a partir de él pueden introducirse formas de
energía que no son intuitivas para los estudiantes. Duit (1986)
y Solomon (1985) en cambio sugieren la introducción
simultánea en secundaria de los conceptos de conservación y
degradación, e incluso Piaget (1979) consideraba que es más
fácil comprender el concepto de degradación que el de
conservación. Para Hierrezuelo y Montero (1988), junto a las
transformaciones de la energía de unas formas a otras, debe
introducirse el concepto cualitativo de degradación como una
perdida de la "calidad" de la energía. De este modo puede
superarse la contradicción que existe entre las expresiones del
lenguaje ordinario relacionadas con la producción, consumo y
ahorro energético, y el principio de conservación. Jiménez y
Gallastegui (1995 y 1997) junto a la idea de transformación,
recalcan las de conservación y degradación. Gómez et al.
(1995) proponen una unidad didáctica para alumnos de
Educación Secundaria Obligatoria, en un marco
constructivista, basándose en la secuencia:
Interacción
Transferencia
Cambio-tansformación
Conservacióndegradación
En este enfoque las ideas clave son los cambios que se
producen en un cuerpo o en un sistema a través de la
interacción entre ellos, la transferencia de energía y su
97
transformación en distintos tipos, y la introducción de la
conservación asociada a la degradación. Sólo después de
desarrollada esta secuencia consideran estos autores que sería
el momento adecuado para introducir los conceptos de trabajo
y calor "pero nunca antes (p. 15)". También para Michinel y
D'Alessandro (1994) sólo después de conocer de forma
descriptiva distintas formas de energía se tratarían el trabajo y
el calor como procesos de intercambio de energía.
Trumper (1991) utiliza una estrategia constructivista
partiendo de las ideas alternativas de los alumnos para llegar a
una posterior reconstrucción y generalización del concepto de
energía.
Hernández (1993) va más allá y comienza por estudiar los
aspectos sociales del tema. Trata los recursos energéticos, las
fuentes de energía y sus transformaciones hasta llegar a la
energía útil, así como la incidencia medioambiental y
socioeconómica de la energía. Después aborda los conceptos y
principios energéticos. Este enfoque tiene la ventaja de que los
aspectos sociales pueden interesar y motivar más.
Un último aspecto a considerar es el relativo a la utilización
didáctica de la historia de la ciencia para la enseñanza de la
energía. Prideaux (1995) propone una analogía histórica entre
los tres enfoques que establece para la enseñanza de la energía
y la historia de la ciencia. La introducción de la historia de la
ciencia tiene un fuerte componente motivador y aporta
numerosas ventajas para la enseñanza y aprendizaje de la
ciencia (Moreno, 1995). Fernández (1998) señala el
paralelismo de la historia de la ciencia con las situaciones del
aula y defiende la utilización didáctica de la experiencia de
Joule para que los estudiantes conozcan la dimensión histórica
de la ciencia, las relaciones en el contexto histórico de Joule
entre ciencia, tecnología y sociedad, y la evolución de las
98
teorías científicas.
4.2. Resultados de la investigación.
Uno de los aspectos novedosos de la reforma educativa española es que el
currículo no es impuesto de una forma cerrada desde las administraciones
educativas, sino que corresponde a los equipos docentes de los centros
realizar el análisis y reflexión de los contenidos, teniendo en cuenta el
contexto en que se encuentren. Esto permitirá a los profesores y profesoras
tomar decisiones sobre la selección, orden y secuenciación, así como sobre
las distintas formas de representación de los contenidos (Pedrinaci y Del
Carmen, 1997).
La Educación Secundaria Obligatoria se plantea en el primer ciclo con
una perspectiva interdisciplinar y un enfoque globalizador del área de
ciencias de la naturaleza. El segundo ciclo va progresivamente
profundizando en los contenidos de las materias del área y puede optarse por
un enfoque más vinculado a las disciplinas específicas. Algunos autores (Gil
y Gavidia, 1993) defienden un currículo más centrado en las disciplinas,
aunque con un carácter más integrador en el primer ciclo; otros optan por un
enfoque de ciencia coordinada (Carnicer et al., 1997); otros (Jiménez,
Lorenzo y Otero, 1993) parten de una estructura de área para toda la
secundaria obligatoria; y otros (Sanmartí, Caamaño y Albadalejo, 1993)
siguen una secuencia de conceptos estructurantes para el primer ciclo, uno
de los cuales es la energía, y una secuencia de ciencia coordinada para el
segundo ciclo.
Ya hemos señalado que como consecuencia de la LOGSE, en el área de
Ciencias de la Naturaleza de la Educación Secundaria confluyen profesores
con una formación inicial muy diferente. En otros trabajos (Mellado, 1996,
1997, 1998c) hemos analizado las concepciones de profesores de ambos
colectivos (Maestros de Ciencias y Licenciados en Ciencias), sobre la
ciencia, el aprendizaje y la enseñanza de las ciencias, así como su influencia
en la conducta docente. En este apartado trataremos específicamente el
99
modo en que comienzan la enseñanza de la energía, así como su enfoque y
secuenciación, profesores de ciencias con una formación inicial muy
diferente (Mellado, 1998e).
Para ello realizamos un estudio de caso de cuatro profesores de ciencias al
final de su etapa de formación inicial: dos de los profesores son Maestros
especialistas en Ciencias (Ana y Julio) durante su tercer año universitario, y
dos son Licenciados en Ciencias, uno de Física (David) y otro de Biología
(Miguel), durante la realización del curso pedagógico de postgrado.
El tema elegido para que los participantes en la investigación impartan
una lección ha sido el de "Energía y Medio Ambiente", un tema que tiene
influencia directa en el ciudadano, ampliamente tratado por los medios de
comunicación, y que puede considerarse como integrante de la cultura
general. Al proponer este tema y dar a los profesores participantes plena
libertad para planificar e impartir la lección, podemos suponer que los
profesores tendrán en cuenta el contexto de la clase, que no es el mismo para
todos, la asignatura correspondiente y su propia formación. Además este
tema no viene desarrollado como tal en sus respectivos cursos, lo que
permite a cada participante darle la orientación que cada uno considere más
conveniente según su propia formación y el contexto de la clase.
Concepciones, planificación y conducta docente
Antes de analizar el comienzo de la secuencia de enseñanza
de cada participante, trataremos algunos aspectos más
generales relacionados con la enseñanza de la energía de los
cuatro profesores en formación analizados.
Sólo la maestra (Ana) realiza una planificación completa y
detallada, incluyendo objetivos, contenidos, procedimientos,
actitudes, actividades individuales y de grupo, actividades de
motivación y evaluación. Los otros tres profesores planifican
fundamentalmente por contenidos, aunque posteriormente
reconocen que tienen una planificación mental sobre la forma
100
de dar la clase, pero no la escriben ni la hacen explícita. Otras
investigaciones también han mostrado que los profesores no
suelen planificar por objetivos específicos sino por contenidos
y actividades (Lederman y Gess-Newsome, 1991; Wallace y
Louden, 1992).
Aunque los cuatro profesores estudiados planifican
fundamentalmente por contenidos, todos tienen una meta u
objetivo personal sobre lo que se proponen con el tema
"Energía y medio ambiente". Tres de los profesores (David,
Miguel y Julio) no hacen referencia en su planificación a este
objetivo personal, por lo que es un objetivo implícito. Sin
embargo este objetivo general implícito o meta es el que
influye más en su conducta docente en el aula. Este resultado
coincide con las investigaciones de Duschl y Wright (1989) y
de Brickhouse (1993) que nos indican que los profesores de
ciencias tienen unas metas u objetivos personales, distintas y
de otro nivel de los objetivos curriculares, y que condicionan
su actuación.
En David se observa bastante coherencia entre su
planificación real y su concepción de planificación expresada
anteriormente. Incluso los apuntes que elabora se
corresponden con su concepción previa. En cambio la
planificación de Miguel no se corresponde con sus
concepciones previas; si en su concepción previa señalaba que
tendría en cuenta las ideas de los alumnos, en su planificación
real sólo pretende transmitir contenidos, sin tener en cuenta si
están o no adaptados a los conocimientos y a las ideas de los
estudiantes. Los contenidos de Miguel son además demasiado
extensos para desarrollar en las dos sesiones previstas. La
planificación real de Ana se corresponde en gran parte con su
concepción previa; para ella la enseñanza de las ciencias tiene
que contribuir a la formación integral de los niños y planifica
101
contenidos, actividades y actitudes, teniendo en cuenta la
formación previa y los conocimientos de los niños sobre el
tema; también planifica actividades de grupo para que la clase
les resulte amena y divertida a los niños, tal como expresaba
en su concepción previa. En el caso de Julio, su planificación
es escasa y más bien se asemeja a un guión desordenado que a
una planificación propiamente dicha, en el que incluye
contenidos, y en menor medida procedimientos, actitudes y
algún ejemplo de los que utilizará en clase; la planificación de
este maestro parece que ha sido más mental que explícita.
A pesar de ser muy diferente el curso en el que imparten la
lección y que tenían total libertad para elegir el contenido del
tema, David y los dos maestros (Ana y Julio) desarrollan unos
contenidos básica-mente semejantes (figura 14). En cambio
Miguel se centra casi exclusivamente en la relación entre
energía y seres vivos.
Los maestros tienen como principio integrador del contenido
el de transformación de la energía, más claramente en Ana que
en Julio. El licenciado en física tiene como principio
integrador el de conservación de la energía y el licenciado en
biología el de degradación.
Los aspectos interdisciplinares están presentes en el
contenido de los cuatro profesores aunque en distinto grado:
muy alto en Ana, alto en David y Julio, más bajo en Miguel.
El licenciado en física y los dos maestros dan al tema una
orientación de "ciencia, tecnología y sociedad", por las
implicaciones que tiene en los tres campos. Estos tres
profesores consideran importante el desarrollo de actitudes en
los alumnos. En cambio el licenciado en biología apenas
genera actitudes en los estudiantes.
La concepción más abierta de la ciencia corresponde al
licenciado en física. La visión más cerrada del conocimiento
102
científico la ofrece el licenciado en biología, que se limita a
transmitir un cuerpo de conocimientos ya elaborados. La
orientación del conocimiento científico de Miguel se
contradice fuertemente con su concepción previa relativista de
la ciencia.
David (F)
Define la energía
Miguel (B)
No define la energía
Ana (M)
Julio (M)
Define la energía
Define la energía
Formas básicas
Tipos de energía
Tipos de energía
Transformación
Transformación
Transformación
E. y seres vivos
- Fotosíntesis
E. y seres vivos
- Fotosíntesis
Conservación
Degradación
Degradación
E. y seres vivos
- Fotosíntesis
E. y seres vivos
- Fotosíntesis
Influencia de la E.
del Sol en los ecosistemas de la Tierra
Las cadenas tróficas Las cadenas tróficas
E. y sociedad
Fuentes de energía
Transformaciones
Implicaciones
- Sociales
- Económicas
- Políticas
Fuentes alternativas
Influencia de la E.
en el medio
ambiente
E. y sociedad
Fuentes de energía
Transformaciones
Implicaciones
- Sociales
- Económicas
- Políticas
Fuentes alternativas
Influencia de la E.
en el medio
ambiente
E. y sociedad
Fuentes de energía
Transformaciones
Implicaciones
- Sociales
- Económicas
- Políticas
Fuentes alternat.
Influencia de la E.
en el medio
ambiente
Figura 14. Contenidos que desarrollan en la lección "Energía y Medio
Ambiente".
En su concepción previa, los cuatro profesores reflejan una aparente
103
orientación constructivista del aprendizaje, como construcción activa a partir
de las ideas previas de los alumnos relacionando los nuevos conocimientos
con los que ya posee el alumno. Sin embargo el valor epistemológico que
dan a las ideas de los alumnos es muy diferente para cada caso. David y
Julio consideran importante conocer las ideas de los alumnos, pero no les
dan valor epistemológico, sino que las consideran simples errores que el
profesor tiene que eliminar si no coinciden con las de la ciencia. Miguel en
cambio, considera las ideas de los alumnos verdaderas teorías alternativas,
con el mismo valor epistemológico que las del currículo escolar y, en
consecuencia, el profesor no tiene que cambiarlas sino ayudar a los alumnos
a que las refuercen y justifiquen por sí mismos. Para Ana el valor
epistemológico lo tiene el currículo escolar y no las ideas de los alumnos, sin
embargo da mucha importancia a las ideas de los niños, por el hecho de que
han sido elaboradas por los niños, que para ella son los protagonistas de la
clase. Aunque Ana considere que las ideas intuitivas son erróneas no trataría
de rebatirlas, ya que para ella la adquisición de conocimientos esta
supeditada a la formación integral de los niños.
En relación a las concepciones previas sobre la enseñanza de las ciencias
nos referiremos a orientaciones o tendencias dominantes para cada uno
(figura 15), ya que existen contradicciones en algunos aspectos.
Los cuatro profesores analizados, en coherencia con su intención de partir
de las ideas de los alumnos, señalan que comenzarían la secuencia de
enseñanza tratando de averiguar estas ideas previas a través de preguntas,
ejemplos, anécdotas, etc. que tendrían también la misión de motivación.
David tendría como eje de la enseñanza la explicación del profesor, aunque
también consideraría una estrategia de cambio conceptual simple, basada en
la contradicción entre las ideas de los alumnos y las del currículo escolar.
Para David los alumnos realizarían el cambio conceptual de forma
automática a través del diálogo o de la explicación del profesor. Miguel cree
que los alumnos deben debatir sus ideas en clase, para reforzar y justificar
sus pensamientos, y la explicación del profesor no tiene la misión de rebatir,
sino de aportar un elemento más al debate. Ana defiende una estrategia de
104
cambio conceptual guiado en la que el profesor debe guiar y orientar a los
alumnos, a través del diálogo, de actividades y de la propia explicación del
profesor, tratando de que sean los propios niños los que realicen el cambio
conceptual. Julio coincide con David en que hay que eliminar las ideas
erróneas de los niños a través de la contradicción o de la explicación del
profesor.
David (F)
Motivación
Preguntas
Diálogo
Explicación del
profesor como eje
central de la clase
Miguel (B)
Ana (M)
Motivación
Preguntas
Debate
Explicación del
profesor como un
elemento màs de
la clase
Cambio conceptual No cambio conceptual
por contradicción (Reafirmación ideas
(Método socrático) de los estudiantes)
Julio (M)
Motivación
Motivación
Preguntas
Preguntas
Diálogo
Diálogo
Explicación del
profesor como guía
para el aprendizaje
Explicación del
profesor como
guía o como eje
de la clase
Cambio conceptual
Cambio conceptual
guiado por la
por contradicción
maestra
Figura 15. Concepción previa sobre la secuencia de enseñanza
Las anteriores concepciones previas no siempre se
corresponden con lo que cada profesor realmente realiza en el
aula. En el aula ninguno de los profesores hace un diagnóstico
sistemático e individualizado de las ideas de los niños, lo que
dificulta que realmente puedan partir de ellas y hacer un
105
seguimiento individualizado del aprendizaje. Sus preguntas
iniciales cumplen más la misión de motivación y de fomento
de la participación de los alumnos, que ser un paso en la
estrategia constructivista (figura 16).
David (F)
Miguel (B)
Ana (M)
Introducciónmotivación
Preguntas guiadas a
los alumnos para
conocer ideas previas
Introducciónmotivación
Preguntas guiadas a
los alumnos para
conocer ideas previas
Preguntas
sueltas
Refuerzo
Explicación larga
Julio (M)
Introducciónmotivación
Preguntas de
motivación de
bajo nivel
cognitivo
Refuerzo-guía
Explicación
Explicación-resumen
Explicación
Trabajo en grupo
Figura 16. Secuencia de enseñanza que realmente siguen los profesores
durante sus prácticas
David comienza preguntando a los alumnos, matizando sus
respuestas, y volviendo a preguntar en una estrategia de
refuerzo. A esta fase sigue una explicación extensa del
concepto tratado, ayudándose de la pizarra y de recortes de
prensa y apuntes elaborado por el propio profesor que reparte
al inicio a todos los alumnos. En el aula David utiliza el
diálogo y sobre todo la explicación del profesor, en una
estrategia básicamente transmisiva, aunque con participación
de los estudiantes. No utiliza las estrategias de contradicción
que había seña-lado anteriormente y su conducta es sólo
106
parcialmente coherente con su concepción previa.
En el aula Miguel considera a los alumnos meros receptores
pasivos de conocimiento externo, en contra de su concepción
previa. Miguel sigue una estrategia de transmisión de
conocimiento externo, con poca participación de los
estudiantes y basada exclusivamente en la explicación del
profesor, apoyándose en la pizarra y en diapositivas cargadas
de información. Su ritmo es muy rápido y sin apenas pausas,
lo que dificulta la asimilación por los estudiantes. Para él es
muy importante completar todos los contenidos previstos. La
conducta en el aula de Miguel es completamente opuesta a su
concepción previa, que pretendía reforzar las ideas alternativas
de los estudiantes a través del debate y no de la explicación
del profesor.
En la clase Ana da valor didáctico a las ideas de los
alumnos, aunque no valor epistemológico. Comienza
preguntando a los estudiantes, y a partir de sus ideas plantea
nuevas preguntas-guías que refuercen las ideas de los niños.
Las explicaciones de Ana son cortas, de aclaración y refuerzo
y para relacionar las nuevas ideas con otras anteriores que
tengan los niños. Ana sigue en el aula una estrategia de
cambio conceptual guiado a través del diálogo, de actividades
y de la explicación de la profesora. Los alumnos de Ana son
los únicos que están colocados en mesas de seis y realizan
actividades en grupo. La conducta en el aula de Ana es
bastante coherente con su concepción previa del aprendizaje y
de la enseñanza de las ciencias.
Julio comienza preguntando a las alumnas, pero sus
preguntas son de bajo nivel cognitivo y las respuestas de las
alumnas aportan poco información. En el aula sigue una
estrategia básicamente transmisiva aunque con participación
de las estudiantes. No utiliza la contra-dicción señalada en sus
107
concepciones previas, y pregunta a las alumnas como una
estrategia de motivación y de participación. Su conducta es
sólo parcialmente compatible con su concepción previa.
El comienzo de la secuencia de enseñanza de la energía
En cuanto al inicio de la secuencia de la enseñanza de la
energía, David comienza la clase con preguntas a los alumnos
y alumnas. Sin embargo ya hemos señalado que el objetivo de
las preguntas es fomentar la participación y motivación más
que conocer las ideas de los estudiantes sobre el tema. A
continuación define la energía como "la capacidad que tienen
los cuerpos para realizar un trabajo":
David-12. Es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo.
Esto así, si yo os digo que es la energía, pues no nos sirve de nada. Pero de todos
modos vosotros sabéis mas o menos lo que es la energía, lo que tenéis aquí, más
o menos en el libro, pues tampoco es necesario la definición.
La energía se manifiesta básicamente de dos maneras: en forma de trabajo y
en forma de calor.
Al indicar que la energía se manifiesta en forma de trabajo y
en forma de calor, se observa la contradicción con la
definición previa de energía que sólo incluía uno de los dos
aspectos. A continuación define el trabajo como "la energía
que se produce cuando una fuerza realiza un desplazamiento"
y el calor como "la energía que tienen los cuerpos debido al
continuo movimiento de sus partículas”.
(David-14). Sí, sí , en forma de trabajo y en forma de calor. El trabajo es la
energía que se produce cuando una fuerza realiza un desplazamiento…
(David-23). … Bueno, el calor es una forma de energía también, el calor es la
energía que tienen los cuerpos debido al movimiento, … al continuo
movimiento de sus partículas …
108
Al dar la definición de calor como la energía que “tiene” el
cuerpo se está potenciando una idea alternativa muy común de
los estudiantes, ya que se está asimilando el calor con la
energía interna del cuerpo y no con un proceso de
transferencia debido a diferencias de temperatura.
Seguidamente, intercalando a menudo preguntas de
motivación, David introduce los conceptos de transferencia,
degradación y conservación de la energía:
(David-25). ... Entonces, aunque parezca que son dos cosas diferentes, calor y
trabajo, son intertransformables, es decir, podemos transformar el trabajo en
calor y el calor en trabajo. Por ejemplo...
(David-33). ... Y fijaos, aquí todo el trabajo que yo haga se va a transformar
en calor... Sin embargo, cuando lo que hago es transformar calor en trabajo,
volvemos al ejemplo del coche, nosotros quemamos la gasolina, producimos
calor y como resultado de ese calor obtenemos que el coche se mueve, tenemos
una fuerza que nos va a desplazar el coche. Sin embargo, hay parte del calor que
no se transforma en trabajo. ¿Por qué? Porque se calienta el motor, ¿no? parte
del calor se va en calentar el motor, se calientan las ruedas, ¿de acuerdo?.
Sabemos lo que ocurre cuando conducimos, o sea que tenemos esas dos formas
básicas de energía que son intertransformables. Nosotros lo que hacemos es
transformar la energía, que es lo único que podemos hacer con ella, no podemos
crear la energía de la nada ¿eh?, ni destruirla para tener energía. Simplemente,
la energía ni se crea ni se destruye, siempre se transforma ¿eh?. Dicho de otra
manera, la energía que hay en el Universo siempre es la misma, podemos
cambiarla en calor o en trabajo, podemos hacer que unos cuerpos cedan calor a
otros cuerpos, podemos hacer que uno de los cuerpos ejerza un trabajo sobre el
otro, pero lo que no podemos hacer es crear energía de donde no había nada
¿eh?. Digamos que la energía que hay hoy día en el Universo, es la misma que
había hace diez millones de años, o la misma que habrá dentro de cinco
millones de años...
Estos conceptos son introducidos fundamentalmente a través
de largas explicaciones del profesor. A continuación señala
que estos son los aspectos físicos del tema y que dedicará el
109
resto del tiempo a tratar los aspectos sociales y
medioambientales de la energía (necesidades energéticas,
fuentes de energía, incidencia de la energía en el medio
ambiente, importancia socioeconómica de la energía). El
objetivo personal de David, manifestado en la entrevista final
de estimulación del recuerdo, no era que los alumnos
aprendiesen física, sino concienciarlos de los problemas
energéticos y de las implicaciones que tiene la energía en otros
ámbitos.
La secuencia de clase de Ana coincide en gran parte con su
planificación previa. En la entrevista final señala que quería
hacer algo diferente a las unidades tradicionales:
"Quería hacer algo diferente, porque las unidades que hemos hecho han sido
... contenidos, objetivos. Diferente porque yo cuando he dado la unidad didáctica
no tengo en cuenta tanto las actitudes, los procedimientos, tengo en cuenta más
los conceptos. A la motivación tampoco le daba mucha importancia..."
(Entrevista final Ana).
En la entrevista final se le pregunta sobre lo que quería
conseguir con este tema, y responde que quería que los niños
viesen como la energía influye en el medio ambiente y que les
sirviese para relacionarse.
"Que viesen como perjudica o beneficia la energía en el medio ambiente.
También desarrollar la manera de socializarse con los compañeros a través de la
realización del mural" (Entrevista final Ana).
Comienza la clase preguntando a los niños lo que ellos
entienden por energía, y después de numerosas preguntas de
motivación y refuerzo, sugeridas por las propias
intervenciones de los niños, Ana define la energía como "la
capacidad para realizar un trabajo" (Ana-23).
110
(Ana-23). ... Bueno, pues para daros el concepto de energía, energía es la
capacidad de realizar un trabajo. Por ejemplo, vosotros cuando cogéis un objeto,
levantáis un objeto en peso, estáis haciendo un trabajo, vuestros músculos se
mueven...
Aunque los alumnos de Ana tienen entre 11 y 12 años y que
incluso los que defienden que hay que comenzar por la
definición del trabajo mecánico, restringen esta posibilidad a
los niveles en que los alumnos tengan capacidad de
razonamiento abstracto, Ana no puede sustraerse a incluir la
definición operacional de energía a partir del trabajo
mecánico.
A continuación Ana se olvida de la definición anterior de
capacidad para realizar un trabajo, que no vuelve a aparecer en
toda la clase, y hace un tratamiento descriptivo de las distintas
formas de energía y sus transformaciones, para que a partir de
ellas los niños de una forma muy participativa vayan
construyendo un concepto más general de energía. El resto del
tema lo dedica a los aspectos sociales y medioambientales con
una participación muy activa de los alumnos y alumnas de la
clase.
Julio comienza con una introducción, explicando que van a
ver los distintos tipos de energía que pueden encontrarse en la
naturaleza, pero que antes quiere saber que entienden las
alumnas por energía.
Algunas alumnas responden con ideas alternativas, como
por ejemplo que la energía es una fuerza. Julio no hace
comentarios a las respuestas de las alumnas, e indica a una de
ellas que busque en el diccionario la palabra energía.
La alumna lee en el diccionario que energía es: "Eficacia,
fuerza, tesón, entereza de ánimo, causa capaz de transformar
el trabajo mecánico". (A-Julio-20). Julio le dice que repita la
última frase y no hace ningún comentario sobre ella. (A-Julio-
111
21). En este momento de la clase no se sabe si Julio va a
seguir un enfoque descriptivo, a partir de distintas formas de la
energía, o si va a comenzar con la definición de trabajo
mecánico. La definición del diccionario como "causa capaz de
transformar el trabajo mecánico" parece apuntar a la segunda
posibilidad, sin embargo no hace ningún comentario de esta
definición, y parece dejarla como una posibilidad más de la
energía.
Después de leer en el diccionario la definición de energía,
Julio les dice (A-Julio-23) que además del trabajo mecánico
hay otras formas de energía y que lo primero que van a ver es
la utilización habitual de distintas formas de energía. A partir
de ese momento trata distintas formas de energía y sus
transformaciones sin volver a hacer ninguna referencia a la
definición de energía como trabajo mecánico.
En la entrevista final se le pregunta a Julio que explique más
detalladamente lo que pretendía con esta clase, y responde que
pretendía que las alumnas conociesen los distintos tipos de
energía y sus repercusiones en el medio ambiente.
"Que supiesen que no sólo hay un tipo de energía, porque cuando se habla de
energía se entiende más bien la energía mecánica. Decirles a las niñas que no
sólo hay este tipo de energía, sino que también está la luminosa, la química, la
nuclear... Y dentro de todas estas energías ver las que podrían ser ecológicas
para cuidar el medio ambiente" (Entrevista final Julio).
También señala en la entrevista final que pensó comenzar
preguntando el concepto de energía y después que lo buscasen
en el diccionario.
"Yo sabía que en el aula tenían diccionarios. Y entonces pensé que primero
les iba a ir preguntando a tres o cuatro, sin comentar si lo que decían estaba bien
o mal, y luego que una leyese en el diccionario y comprobar como habían sido
las respuestas. Y después empezar hablando de la energía y de los tipos de
112
energía" (Entrevista final Julio)
El comienzo de estos tres profesores es muy diferente al de
Miguel, el licenciado en biología, que comienza indicando que
de las muchas formas de relacionar la energía y el medio
ambiente ha escogido una que le parece adecuada "desde el
punto de vista de la biología":
(Miguel-8). ... Hoy vamos a hablar de lo que es la energía y el medio
ambiente. La energía y el medio ambiente hay muchas formas de relacionarlos.
Yo he traído la que me ha parecido más adecuada desde el punto de vista de la
biología. ¿De acuerdo? Para vosotros yo no sé lo que significa energía. ¿Hay
alguna proposición por ahí? ¿Qué es energía?
Después de algunas intervenciones de los alumnos, en las
que también introducen ideas alternativas a las que el profesor
no hace referencia, Miguel rechaza explícitamente definir la
energía a partir del trabajo mecánico, aunque para ello al
relacionarla con la fuerza puede reforzar esta idea alternativa
tan común. Seguidamente señala que "realmente no se sabe
muy bien lo que es la energía" e, intercalando algunas
preguntas iniciales a los estudiantes, comienza a describir
situaciones que requieren energía en los seres vivos, y lo que
hacen éstos para conseguirla.
(Miguel-15). ... Teóricamente, yo he estado mirando definiciones y tampoco
te dicen exactamente lo que es la energía. La energía la definen como una
fuerza... o algo que es capaz de realizar un trabajo. ¿Esta es la definición, no? O
sea que tampoco te definen lo que es energía. No te dicen por ejemplo lo que
sería una mesa: una mesa es una tabla con cuatro patas. No te lo definen así.
Definen la energía por lo que hace y no por lo que es. O sea que realmente no se
sabe muy bien lo que es la energía.
Desde el punto de vista del medio ambiente, simplemente el estar hablando,
el estar moviéndome de un lado para otro, el pegar un salto, el pensar, todo
requiere energía. Tanto en mi como en una planta como en un animal.
Entonces, ¿cómo hacemos nosotros para cubrir esta energía?...
113
A continuación desarrolla el concepto de transformación de
la energía en los ecosistemas a partir de la energía que le llega
a las plantas del Sol, uniéndolo en todo el desarrollo de la
clase al concepto de degradación:
(Miguel-26). ... La energía la captan las plantas del Sol. ... veremos como
captan las plantas la energía del Sol. Y vamos a ver como repercute en la
distribución en el planeta de la vegetación, la energía solar. El próximo día, que
será mañana, vamos a ver como la energía que capta la planta va a través de un
ecosistema: como pasa de la planta a un animal, como pasa de un animal a otro,
y al final del animal ¿qué ocurre? ¿desaparece esa energía? ¿pasa al aire o pasa
al suelo? ¿qué ocurre?...
(Miguel-148). ... Bueno de todo lo que había producido el árbol, al final es
una parte muy pequeña lo que aprovecho... De toda la energía que llega,
primero el vegetal o la planta utiliza muy poca parte para aumentar de tamaño.
Capta parte, pero parte la gasta, porque las plantas también gastan en
respiración, y al final fijaros que de 900.000 calorías que llegan, la planta sólo
aprovecha ... 900. Cuando la planta es aprovechada por los herbívoros, sólo
aprovechan noventa. Y cuando el herbívoro lo come un carnívoro y queda en
nueve. A medida que se lo va comiendo otro animal va disminuyendo la
proporción de materia que es proporción orgánica...
Para Miguel la degradación es un concepto básico central en
su lección. Sin embargo el principio de conservación de la
energía no se formula explícitamente como tal.
(Miguel-150). ... El vegetal produce por ejemplo... Olvidaros de lo de las
calorías e imaginaros que son gramos. Un vegetal produce 900 g entre hojas,
frutos, etc. La parte que aprovecha el herbívoro de este vegetal, al final son 90 g.
Y el carnívoro cuando se come al herbívoro son nueve gramos. Y los
descomponedores, cuando muere el carnívoro y se descompone, pues de esos
nueve aprovecha igual, nueve, pero porque recibe parte del vegetal, del
herbívoro y del carnívoro...
(Miguel-178-181). ... Llega una cebra y se come diez kilos de hierba o de
pasto. De esos diez kilos, seis kilos no los asimila y los echa con las heces.
Entonces la producción bruta final ha sido de cuatro kilos, ¿no?. Si come diez y
114
seis no los asimila, cuatro son asimilados. Y los cuatro asimilados hemos dicho
que eran la producción bruta. La producción bruta de cuatro kilos. De esos
cuatro kilos, 3'3 kilos los pierde, por ejemplo, corriendo delante del león, y le
quedan … 0'7, que es lo que se va a comer el león. ... Parte se pierde en
respiración, parte no es asimilada, y la producción neta asimilada, realmente ...
es de un diez por ciento.
Otras investigaciones (Barak, Gorodetsky y Chipman, 1997)
ya han mostrado que en el contexto de las asignaturas de
biología los estudiantes, y también algunos profesores, tienen
dificultades para aplicar el principio de conservación de la
energía. También Trumper (1997) señala que los estudiantes
de la licenciatura de biología tienen más dificultades que los
estudiantes de la licenciatura de física (ambos posibles futuros
profesores de secundaria), para comprender el principio de
conservación de la energía.
4.3. Conclusiones e implicaciones sobre el comienzo de la
secuencia de la enseñanza de la energía
David, el licenciado en física, y Ana parten de la definición
de energía como capacidad para realizar trabajo mecánico.
Una definición descontextualizada y a la que no vuelven a
hacer referencias posteriores. El otro maestro, Julio, también
comienza buscando en el diccionario la energía como
capacidad para realizar trabajo mecánico, con la diferencia de
que desde el comienzo indica a las alumnas que además del
trabajo mecánico hay otras formas de energía. En cambio
Miguel, el licenciado en biología, reconoce la dificultad de
definir la energía, rechaza explícitamente la definición a partir
del trabajo mecánico y trata la energía de una forma
descriptiva resaltando el concepto de degradación.
115
Las investigaciones realizadas nos indican que a lo largo de
su experiencia profesional los profesores de ciencias integran
el conocimiento de la materia y el conocimiento pedagógico
en el conocimiento didáctico del contenido (Hauslein et al.,
1992; Lederman et al., 1994), lo que parece indicar que para
los profesores de ciencias el conocimiento del contenido está
inseparablemente unido con el proceso de enseñarlo.
En nuestra investigación, tres de los profesores en formación
analizados comienzan la enseñanza de la energía a partir de la
definición operacional de la capacidad para realizar trabajo
mecánico. Esta conducta docente podría considerarse lógica
en el licenciado en física, ya que ha sido la dominante en su
formación científica y, además, apenas ha tenido formación
didáctica. Sin embargo, aunque con matices diferentes, los dos
maestros también comienzan por la definición operacional de
energía como capacidad para realizar trabajo mecánico, a
pesar de haber tenido formación didáctica y unos
conocimientos científicos menos extensos pero más generales.
Estos tres profesores no pueden sustraerse en el aula al punto
de vista operacional, que es el dominante en la mayoría de los
libros de texto de física de todos los niveles educativos. En
estos profesores la tradición de la enseñanza del contenido
parece superar sus planteamientos didácticos, que no se
trasfieren al aula de forma automática.
Sólo el licenciado en biología, Miguel, que apenas tiene
conocimientos didácticos, opta por un enfoque descriptivo
alejado de la definición operacional de la energía como la
capacidad para realizar trabajo. Pero el enfoque de este
profesor no está condicionado por sus conocimientos de
didáctica de las ciencias, sino por la propia tradición de la
enseñanza de la biología, muy distinta de la física en este
aspecto. Sin embargo este profesor tiene dificultades para
116
aplicar el principio de conservación en el contexto de la
biología, porque tiene una visión muy centrada en la biología
y menos interdisciplinar que los otros profesores.
Gess-Newsome y Lederman (1995) señalan que la
transferencia de la estructura del contenido a la práctica del
aula no es un proceso automático, incluso para los profesores
de ciencias con experiencia, e influyen factores como las
intenciones del profesor, el conocimiento del contenido y el
pedagógico, los estudiantes, la autonomía del profesor y el
tiempo.
Los resultados de nuestra investigación nos indican el
enorme peso que tiene la tradición de la enseñanza disciplinar
recibida en la conducta docente de los profesores analizados.
117
REFLEXIONES FINALES
118
119
Los resultados refuerzan nuestra opinión de que aprender a
enseñar ciencias experimentales va más allá que aprender
conocimientos académicos de didáctica de las ciencias. Los
conocimientos académicos de ciencias, los psicopedagógicos
generales, y los de didáctica de las ciencias son necesarios,
pero no son suficientes para que el profesor aprenda a enseñar
ciencias, ya que el conocimiento teórico, proposicional o
estático del profesor puede no afectar a su cono-cimiento
práctico, que es el que guía su conducta docente en el aula. En
nuestra opinión hay que reforzar la componente dinámica en la
formación del profesorado, componente que se genera y
evoluciona a partir de los propios conocimientos, creencias y
actitudes, pero que requiere de la implicación y reflexión
personal y de la práctica de la enseñanza de la materia
específica en contextos escolares concretos. Las asignaturas de
didáctica de las ciencias, estrechamente unidas a los períodos
de prácticas de enseñanza, deben jugar un papel integrador de
los diferentes aspectos de la formación del profesorado de
ciencias y ayudar al profesorado a desarrollar el proceso
específico de aprender a enseñar ciencias, reflexionando sobre
sus propias concepciones y sobre su propia práctica de
enseñanza.
Para el profesorado de Infantil y Primaria existe una
tradición formativa que, aunque mejorable en algunos
aspectos, dispone de un marco legal y organizativo que
permite desarrollar este enfoque profesional en la formación
inicial.
En el caso de la formación inicial del profesorado de
Educación Secundaria en España el problema es de mayor
calado, ya que los licenciados en ciencias, futuros profesores
de esta etapa, tienen una formación centrada casi
exclusivamente en una de las materias (física, química,
120
biología o geología), y un enfoque hacia la investigación
básica, la empresa o la industria y no hacia la enseñanza, por
lo que la didáctica de las ciencias, y aún más las materias de
psicología y pedagogía, están totalmente ausente de la mayoría
de las licenciaturas de ciencias. El propio curso de postgrado
que establece la LOGSE, y que tantas resistencias está
encontrando para su impartición, creemos que sólo paliaría en
parte estas carencias, con el inconveniente de que la didáctica
de las ciencias estaría desconectada de los contenidos
disciplinares. Pensamos que sería mucho más adecuado que el
licenciado que fuese a dedicarse a la enseñanza en secundaria
tuviese una formación científica específica, con las materias
de didáctica de las ciencias, las psicopedagógicas generales y
las prácticas de enseñanza integradas en la propia licenciatura.
Los resultados que hemos obtenido en esta investigación, no
pueden sin embargo generalizarse y habría que realizar nuevas
investigaciones con más profesores de ciencias, con distinta
formación científica inicial. Otra limitación, es que con
nuestra investigación hemos realizado una "foto fija" al final
del periodo de formación inicial de cuatro profesores, lo que
nos da un cuadro incompleto de la situación. Sería necesario
realizar estudios longitudinales que nos aportasen datos de
distintos períodos de la vida profesional de los profesores y
profesoras, así como la relación en cada caso entre los
distintos enfoques de la enseñanza de la energía y el
aprendizaje de los estudiantes. También habría que analizar la
influencia que tienen otros elementos del contexto del aula.
En cuanto a la edición en video de estudios de caso de
profesores de ciencias, pensamos que es un excelente recurso
para el desarrollo de la componente dinámica del
conocimiento didáctico del contenido en la formación del
profesorado de ciencias. Sin embargo habrá que realizar
121
muchas más investigaciones que nos permitan, en primer
lugar, disponer de una amplia muestra de vídeos con distintas
situaciones de clase y, en segundo lugar, tener más datos sobre
la incidencia de este recurso en el proceso de aprender a
enseñar ciencias en el profesorado en formación.
Finalmente, señalar que la propia participación en la
investigación ha hecho a los cuatro profesores reflexionar
sobre su planificación y conducta docente en el aula. En este
sentido el estudio de caso es una buena herramienta de
intervención didáctica para la formación del profesorado.
122
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