estado del arte sobre el conocimiento de la enseñanza de la

TÍTULO: ESTADO DEL ARTE SOBRE EL CONOCIMIENTO DE LA ENSEÑANZA DE LA
BIOLOGÍA. PRIMEROS HALLAZGOS RELACIONADOS CON LOS PROBLEMAS DE
INVESTIGACIÓN.
STATE OF THE ART ON THE KNOWLEDGE OF THE TEACHING OF BIOLOGY. FIRST
FINDINGS RELATED RESEARCH PROBLEMS.
AUTORES: Édgar Orlay Valbuena Ussa1, Mónica Alexandra Correa Sánchez2, Elías Francisco
Amórtegui Cedeño3, Análida Hernández Pichardo4.
INSTITUCIÓN: Grupo de Investigación Conocimiento Profesional del Profesor de Ciencias.
Departamento de Biología, Universidad Pedagógica Nacional (Colombia).
CORREO
DE
CONTACTO:
[email protected]
[email protected],
[email protected],
RESUMEN: Presentamos hallazgos de la primera fase de la investigación Estado del Arte de las
características del campo de conocimiento sobre la enseñanza de la Biología (EB).
Particularmente nos centramos en los problemas de investigación abordados en los artículos
revisados.
La metodología que orientó esta investigación corresponde a un enfoque cualitativo interpretativo
hermenéutico, utilizando la estrategia de análisis documental, y la modalidad de estado del arte.
Sistematizamos las fuentes de información, delimitando como universo revistas de enseñanza de
las Ciencias, así como los contenidos de los de artículos sobre EB en el periodo 2007-2008. En
total se revisaron 161 artículos, ubicados en 17 revistas.
Encontramos una gran diversidad de problemas de investigación, de los cuales la mayoría
corresponden a trabajos prácticos, enseñanza-aprendizaje y concepciones acerca de conceptos
biológicos específicos. El resto se relacionan con diseño curricular, libros de texto, relaciones
Ciencia-Tecnología-Sociedad, entre otros.
PALABRAS CLAVES: Estado del arte, enseñanza de la Biología, Didáctica de las Ciencias,
Campo de conocimiento, Problemas de investigación.
ABSTRACT: We present findings from the first phase of the state of the art research on the
characteristics of the field of knowledge about the teaching of Biology (EB). In particular we
focus on research problems addressed in the reviewed articles.
The methodology that guided this investigation corresponds to a hermeneutic interpretive
qualitative approach, using documentary analysis and the state of the art form. Systematize the
1
Profesor Departamento de Biología. Universidad Pedagógica Nacional. Doctor en Didáctica de las Ciencias
Experimentales de la Universidad Complutense de Madrid.
2
Licenciada en Biología de la Universidad Pedagógica Nacional. Becaria del programa “Jóvenes investigadores e
innovadores” COLCIENCIAS.
3
Licenciado en Biología. Candidato a Magíster en Educación de la Universidad Pedagógica Nacional. Becario del
programa “Jóvenes investigadores e innovadores” COLCIENCIAS.
4
Profesora Departamento de Biología. Universidad Pedagógica Nacional. Magistra en Educación, Universidad
Pedagógica Nacional
information sources and identified as the universe journals Science teaching and the contents of
the articles on EB in 2007-2008. In total 161 articles were reviewed, located in 17 magazines.
We found a wide range of research problems, most of which relate to practical work, teaching,
learning and conceptions of specific biological concepts. The rest are related to curriculum,
textbooks, relationships, Science-Technology-Society, among others.
KEY WORDS: State of the art, teaching Biology, Science Education, Field of knowledge,
research problems.
INTRODUCCIÓN: Abordamos nuestra investigación, desde la perspectiva conceptual del
Conocimiento Profesional del Profesor de Ciencias, dado que uno de los componentes de dicho
conocimiento es el correspondiente a la disciplina que se ocupa de la enseñanza de un saber
particular (en este caso de la Biología). Se consideran constituyentes del conocimiento que
requiere un profesor para enseñar: el disciplinar específico, el contextual, el didáctico del
contenido (equivalente al Pedagogical Content Knowledge) y el pedagógico-didáctico (Shulman,
1986; Grossman, 1990; Carlsen, 1999; Valbuena, 2007).
Aunque existen diversas investigaciones relacionadas con la EB, desconocemos estudios que las
sistematicen, al igual que desconocemos si dichas investigaciones hacen parte de un campo del
conocimiento y si este existe, cuál es su estatus; el cual quizás podría equivaler a la “Didáctica de
la Biología”. Producir conocimiento al respecto es relevante, máxime cuando los mayores
desarrollos en la Didáctica de las Ciencias de la Naturaleza están referenciados a la enseñanza de
la Física y de la Química.
En ese sentido, realizamos la investigación Estado del Arte de las características del campo de
conocimiento sobre la enseñanza de la Biología, a partir de la sistematización de las
publicaciones realizadas durante los años 2007 y 2008 en revistas sobre educación y enseñanza
de las ciencias, preguntándonos si existe un campo de conocimiento y una comunidad académica
que se ocupe de este asunto. Nos planteamos así la hipótesis de que existe un campo de
conocimiento emergente cuyo objeto es la EB y su criterio de validación es la investigación
educativa. Teniendo en cuenta, que no existe un discurso respecto a la Didáctica de la Biología,
nos basamos en los criterios que se han acogido para la caracterización de la Didáctica de las
Ciencias.
Es de anotar que el surgimiento de cualquier disciplina no se hace de una vez por todas, ya que
las diferentes comunidades tienen que llegar a acuerdos y unificar referentes teóricos y
metodológicos. Según Gil, Carrascosa y Martínez (1999), en el periodo, en el que la didáctica de
las ciencias se estaba conformando como un dominio específico de conocimientos, se
constituyeron los elementos propios de una disciplina científica tales como: Definición de
problemas particulares de investigación, una comunidad de especialistas, unos órganos de
expresión como las revistas especializadas, unas líneas de investigación claramente definidas y,
una tendencia hacia la unificación de aspectos teóricos y metodológicos. Elementos que una vez
identificados llevaron a caracterizar la didáctica de las ciencias como un campo de conocimiento.
Al respecto, es importante señalar que para caracterizar el posible campo de conocimiento que se
ocupa de la EB, tomamos como referente conceptual los elementos que acabamos de señalar,
profundizando en lo que atañe a los problemas de investigación.
MATERIALES Y MÉTODOS: La metodología que orientó esta investigación corresponde a un
enfoque cualitativo interpretativo hermenéutico, utilizando la estrategia de análisis documental, y
la modalidad de estado del arte. El estado del arte se caracteriza por producir una síntesis del
conocimiento acumulado, donde el objetivo es producir conocimiento crítico acerca del nivel de
comprensión que se tiene sobre el objeto de estudio desde sus alcances y limitaciones, para
finalmente intentar la recomprensión sintética del mismo (Calvo, 1995), según esta autora, desde
esta perspectiva se busca establecer un objeto de estudio, la clasificación de la información que
existe sobre el mismo, la construcción de categorías a partir del saber acumulado y la
formulación de hipótesis. Así, inicialmente establecimos el objeto de estudio, el cual corresponde
a la naturaleza del “campo del conocimiento” encargado de la Enseñanza de la Biología (EB).
La investigación se desarrolló en tres fases:
Delimitación del problema, identificación de fuentes de información y obtención de las
publicaciones para su sistematización.
Elaboración de Resúmenes Analíticos Educativos (RAEs), tomando como base los
contenidos de los artículos sobre EB.
Sistematización de la información aportada por los RAEs, con la consecuente
caracterización de las investigaciones sobre EB.
Cabe destacar que el trabajo fue realizado por un equipo de investigación, en el que se distribuyó
el material de análisis por pares académicos. Así, cada artículo fue revisado por dos
investigadores quienes inicialmente de manera independiente realizaron el correspondiente RAE
y posteriormente lo trianguló con su par. Además, el coordinador del grupo de investigación
“rotó” entre los equipos de pares académicos actuando como tercer autor del correspondiente
RAE. De igual manera, fue responsabilidad de todo el grupo establecer los criterios para la
selección del material por analizar, así como la estructuración del formato de RAE.
RESULTADOS: En total revisamos 48 revistas relacionadas con educación (Tabla 1), de las
cuales seleccionamos 30 en las que identificamos se publican artículos relacionados con la
Enseñanza de la Biología (Ver tabla 1 las revistas sombreadas).Destacamos que la cantidad de
material bibliográfico analizado dependió del acceso a las fuentes. Para el caso de nuestra
investigación dicho material fue obtenido fundamentalmente a través de la hemeroteca de la
Universidad Pedagógica Nacional y de catálogos en línea de diversas bibliotecas a las cuales se
hallan adscritos los investigadores.
Con el fin de realizar una revisión sistemática de los artículos relacionados con el tema de esta
investigación, se elaboró una matriz de revisión de revistas, que permitió relacionar los artículos
de EB con el total de artículos de la revista revisada, teniendo en cuenta además aspectos como el
volumen y número de la revista, lo cual mostró un estimativo de los insumos de la investigación
(12551 artículos en total y 897 que abordan aspectos relacionados con la enseñanza de la
Biología). En este sentido, teniendo en cuenta el tiempo estimado para realizar la investigación,
de las 30 revistas revisadas se seleccionaron los materiales bibliográficos particularmente sobre
EB, en el periodo comprendido entre 2007-2008, lo cual redujo la cantidad de revistas a 17, con
un total de 161 publicaciones (Ver tabla 1 las revistas resaltadas en negrilla).
N°
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REVISTA
The American Biology Teacher
International journal of science education
Electronic journal of science education
Revista interuniversitaria de formación del profesorado
Science & education
Journal of science teacher education
Science teacher (Washington, D.C.)
Connect UNESCO international science, technology and environmental education newsletter
Issues in informing science & information technology education
Journal of Baltic Science Education
Journal of science education and technology
Journal of science teacher education
Journal of Turkish Science Education
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Research in science & technological education
Research in science education (Australasian Science Education Research Association)
Alambique
Apuntes de educación, naturaleza y matematicas
Ciencia y educacao
Didaskalia UPN
Educacion y ciencia
Education in science
Investigación en la escuela
Journal of biological education
Journal of research in science teaching
Science education
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Tecné Episteme y Didaxis
Enseñanza de las ciencias
Revista Electrónica de Enseñanza de las ciencias
Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias
Studies in Science Education
International Journal of Science and Mathematics Education
Resonance - Journal of Science Education
Australian Science Teachers Journal
Decision Sciences Journal of Innovative Education
Journal of College Science Teaching
The Journal of Environmental Education
Journal of Natural Resources and Life Sciences Education
The Journal of the Learning Sciences
Science Activities
Science and Children
Science Educator
The Science Teacher
Teaching Science
Nodos y Nudos
Revista Actualidades Pedagógicas
Revista Colombiana de Educación
Revista Magisterio Educación y Pedagogía
Revista Pedagogía y Saberes
Tabla 1. Relación de revistas revisadas (n=48. De las cuales: sombreadas las que publican
artículos sobre la Enseñanza de la Biología –n=30-; en negrilla las analizadas - n=17, período
2007-2008 -)
Para el proceso de sistematización, diseñamos un formato para la elaboración de los Resúmenes
Analíticos Educativos (RAEs) (Ver tabla 2). Dicha estructura la fundamentamos basándonos
principalmente en los elementos epistemológicos que se consideran relevantes en la
estructuración de la Didáctica de las Ciencias como campo de conocimiento.
Código RAE
Tipo de documento
Sección de la revista
Tipo de impresión
Nivel de circulación
Acceso al documento
Título
Autor
Lugar de trabajo y cargo
Publicación
Palabras clave
Síntesis
Fuentes
Objetivo
Problema abordado
Población
Conclusiones
Resultados
Tipo de trabajo
Autor del RAE
Tabla 2. Formato de RAE estructurado para la investigación.
A partir del RAE diseñamos la matriz de sistematización que se muestra en la tabla 3. La primera
columna corresponde a los nombres de las categorías de investigación. La segunda columna
incluye las respectivas subcategorías. Dichas subcategorías derivaron del propio proceso de
sistematización, dado que emergieron del contenido del material bibliográfico descrito y
analizado. En la tercera columna aparecen los códigos de los RAEs agrupados según compartan
características de un aspecto específico. En la cuarta columna se sintetizan, las características que
comparten los RAEs agrupados, de acuerdo con el aspecto que se esté analizando. Finalmente, la
quinta columna contiene las agrupaciones más generales para las diferentes subcategorías de
investigación.
Tendencias
Categoría
Problema
Composición de
equipo de trabajo
Sección de la revista
Autores
Temáticas biológicas
Tipo de trabajo
Población objeto de
estudio
Metodología
Contenidos(tópicos)
Fuentes
Subcategoría
RAES
Primera agrupación
Agrupación final
Tabla 3. Matriz de sistematización estructurada para la tercera fase de la investigación.
Se destaca la categoría analizada en este artículo.
En lo que sigue, presentamos los principales hallazgos que hacen referencia exclusivamente a los
problemas de investigación. Como podemos observar en la tabla 4, en los dos años analizados, la
mayoría de trabajos abordan problemas relacionados con la enseñanza-aprendizaje (32.9%) y las
concepciones (18.5%) de conceptos biológicos específicos; así mismo, con aspectos referentes a
los trabajos prácticos (14,3%). En menor proporción, las publicaciones se refieren a
problemáticas diversas. Cabe destacar que de acuerdo con este criterio, la mayoría de los trabajos
se pueden corresponder con campos de estudio de la Didáctica de las Ciencias, los cuales según
autores como Porlán (1998); del Carmen (2000); Gil, Carrascosa y Martínez-Terrades (2000); y
Porlán, Rivero y Martín del Pozo (2000), poseen el estatus de líneas de investigación; tal es el
caso de: Concepciones Alternativas, Trabajos Prácticos, Resolución de Problemas, Naturaleza de
las Ciencias, Relaciones CTS, Relaciones Historia-epistemología y enseñanza, Formación del
Profesorado, Cuestiones Axiológicas, La Evaluación, y Diseño Curricular.
2007
* Enseñanza-aprendizaje de conceptos biológicos
específicos (16.7%)
* Concepciones sobre conceptos biológicos
específicos (14.2%)
* Trabajos prácticos (6.2%)
* Diseño curricular (3.6 %)
* Libros de texto (3.1 %)
* Relaciones Ciencia-Tecnología-Sociedad –CTS(3.1 %)
* Aspectos axiológicos y actitudinales hacia
temáticas biológicas (1.8 %)
* Ambientes extraescolares en la enseñanza (1.8
%)
* Resolución de problemas (1.2 %)
* Tecnologías Informáticas de la Comunicación –
TICs- (1.2 %)
* Naturaleza de las ciencias (1.2 %)
* Relaciones historia- epistemología y enseñanza
(1.2 %)
* Lenguaje y comunicación (1.2 %)
* Formación de profesorado (1.2 %)
* Evaluación (0.6 %)
2008
* Enseñanza-aprendizaje de conceptos biológicos
específicos (16.2%)
* Trabajos prácticos (8.1%)
* Concepciones sobre conceptos biológicos
específicos (4.3%)
* Diseño curricular (3.1 %)
* Libros de texto (2.4 %)
* Tecnologías Informáticas de la Comunicación –
TICs- (1.8%)
* Aspectos axiológicos y actitudinales hacia
temáticas biológicas (1.8 %)
* Evaluación (1.8 %)
* Relaciones Ciencia-Tecnología-Sociedad –CTS(1.2 %)
* Relaciones historia- epistemología y enseñanza
(1.2 %)
* Naturaleza de las ciencias (1.2 %)
* Argumentación (1.2%)
* Formación de profesorado (1.2%)
* Conocimiento Didáctico del Contenido (0.6%)
* Controversia como aspecto en la enseñanza de
las ciencias
Tabla 4. Asuntos identificados para los problemas objeto de trabajo de los trabajos publicados
(n=161 artículos analizados)
En lo que atañe a los artículos cuyos problemas se refieren a la Enseñanza-aprendizaje de
conceptos biológicos específicos, los trabajos publicados los podemos agrupar en 3 tendencias.
Consideramos que los niveles de complejidad de estas tres agrupaciones varían. A continuación
las describimos de un nivel de menor a uno de mayor complejidad. La primera agrupación la
hemos catalogado como próxima al instrumentalismo-activismo, en el sentido que los trabajos se
refieren fundamentalmente a aspectos procedimentales, como la utilización de recursos
informáticos, el diseño de modelos (artefactos) empleando material de fácil consecución. Es el
caso de trabajos como el de Rule y Meyer (2007), centrado en la elaboración de modelos de
insectos con materiales reciclables y su utilización en la clasificación taxonómica.
El otro nivel, corresponde a los trabajos que problematizan en torno a los escenarios alternativos
a la educación formal para la enseñanza de la Biología, tales como los jardines botánicos, y los
museos de historia natural. Por ejemplo, Tal y Morag (2007) analizan las visitas realizadas
durante tres años a cuatro museos de historia natural, estudio basado en la perspectiva
sociocultural y guiado por la naturaleza de las interacciones permitida por la estructura de las
visitas, las preguntas, representaciones y conversaciones de los guías. Consideramos relevante
que este tipo de trabajos se estén realizando, por lo que ello implica en la reflexión sobre la
integración de escenarios de educación no formal a la dinámica escolar, así mismo, teniendo en
cuenta que para el caso de la Biología existen particularidades que se pueden relacionar con la
Historia Natural, con lo cual los Museos pueden constituir un recurso fundamental en la
enseñanza de la Biología, máxime en un contexto biodiverso como el colombiano. De igual
manera, la utilización de los jardines botánicos representa un importante potencial.
La agrupación de escritos que consideramos corresponde a un nivel más evolucionado, incluye
aquellos trabajos que se basan en referentes pedagógicos y didácticos definidos, tales como la
perspectiva CTS, las relaciones entre historia, epistemología y enseñanza, la resolución de
problemas, los enfoques cognitivistas. Es el caso, por ejemplo de la investigación de Gericke y
Hagberg (2007) en la cual se comparan los modelos de gen propuestos en la historia y las ideas
de los estudiantes acerca del concepto, así mismo se identifican siete aspectos epistemológicos,
los cuales pueden relacionarse con dificultades de aprendizaje.
Respecto a los artículos que abordan como problema, las concepciones y conocimientos,
encontramos una diversidad de perspectivas. Algunos trabajos se refieren a las ideas previas, o
las concepciones alternativas, mientras que otros investigan los modelos mentales y el
conocimiento que poseen los estudiantes sobre diferentes contenidos biológicos (por ejemplo:
sistema, cambio organización, diversidad, ecosistema estabilidad, red trófica, productos
transgénicos, órganos internos del hombre). Cabe destacar que ésta, constituye una línea de
trabajo prolífica en las investigaciones en Didáctica de las Ciencias que ha repercutido en la
comprensión y mejoramiento de la enseñanza de diversos conceptos.
Haciendo referencia a los artículos que abordan como problema los trabajos prácticos en la
Enseñanza de la Biología. En los dos años revisados, se han publicado trabajos sobre prácticas de
laboratorio y en menor proporción sobre salidas de campo. Evidenciamos dos tendencias al
respecto: unos trabajos en los que predominan los aspectos procedimentales y otros en los que se
problematiza el trabajo práctico en relación con la enseñanza ya sea de conceptos biológicos
específicos o de las Ciencias Naturales en general. En el primer grupo hallamos publicaciones
que se limitan a reproducir protocolos para su implementación en la escuela, así como trabajos
centrados en la adaptación de las condiciones escolares para la replicación de prácticas (por
ejemplo Marques, Bernardes y Padua, 2007, presentan la adaptación de una nueva tecnología
sobre la experimentación de la fotosíntesis).
En cuanto a la tendencia referida a la problematización del trabajo práctico en relación con la
enseñanza, encontramos por ejemplo publicaciones como la de Hamilton-Ekeke (2007), en la
que se relaciona la importancia de las salidas de campo con el aprendizaje de la Ecología, en
dicha investigación realizada con estudiantes de Nigeria, se encontró que el trabajo en un
ambiente natural se obtuvieron mejores resultados en el aprendizaje de conceptos ecológicos,
debido a la interacción de primera mano con los organismos en su ambiente.
Como es sabido, en el campo de la Didáctica de las Ciencias, una Línea de investigación
destacada corresponde a los Trabajos Prácticos, en la cual se han desarrollado estudios sobre la
incidencia de estos en la enseñanza-aprendizaje de las Ciencias (por ejemplo Hodson, 1994,
Barberá y Valdés, 1996, y Lunneta, 1998), así como de la tipología y los objetos de estudio (Del
Carmen, 2000; Caamaño, 2003).
Respecto a los otros problemas abordados en las publicaciones analizadas, son diversos y son
objeto de trabajo en pocos artículos (equivalentes a entre 0.6% y 3.6% del total de artículos
revisados). Algunos de dichos problemas, tal y como lo expresamos anteriormente, se
corresponden con los problemas abordados en Líneas de Investigación de la Didáctica de las
Ciencias, tal es el caso de: Libros de Texto, Naturaleza de las Ciencias, Resolución de problemas,
relaciones CTS, relaciones Historia-Epistemología-Enseñanza, TICs, Evaluación, y Diseño
Curricular. Sin embargo, pese a la naturaleza de dichas problemáticas, y dados los escasos
trabajos encontrados al respecto y el limitado periodo de tiempo analizado, resulta apresurado
afirmar que se están configurando dichas Líneas de Investigación, concretamente en el ámbito de
la Enseñanza de la Biología.
De otra parte, nos llama la atención, pese a su baja frecuencia, dos problemas que consideramos
particulares de la Enseñanza de la Biología. Uno de ellos se refiere a los aspectos axiológicos
frente a algunos conceptos biológicos y su enseñanza, incluidos los aspectos éticos; aspecto
relevante para el objeto de nuestra investigación, por cuanto puede representar una especificidad
que demanda las particularidades de un campo de conocimiento, en este caso: la EB.
El otro problema corresponde a los aspectos relacionados con formación del profesorado de
Biología. Consideramos que una línea de trabajo que merece gran atención en la Enseñanza de la
Biología, está relacionada con las investigaciones con docentes de ésta ciencia, tanto en la
formación inicial como con docentes en ejercicio, estando de acuerdo con Porlán (1998), las
líneas de investigación relacionadas con teorías sobre el conocimiento del profesor y la formación
docente, constituyen fuertes pilares en la consolidación de los campos de conocimiento
correspondientes a las didácticas específicas.
Retomando el objeto de esta investigación, en lo que atañe a los problemas de investigación,
comenzamos a vislumbrar especificidades en los trabajos publicados. Así, mayoritariamente
abordan aspectos que están determinados por conceptos biológicos particulares (en los
correspondientes a la enseñanza-aprendizaje, y concepciones), lo cual nos hace inferir que
corresponde a problemas que requieren para su abordaje un saber particular. Ello, constituiría un
argumento a favor de la estructuración de la Enseñanza de la Biología como campo de
conocimiento específico. Para profundizar en esta tesis, nuestro Grupo de investigación, ha
ampliado el periodo de análisis, así como la cantidad de revistas; de esta manera, actualmente
estamos revisando el material correspondiente al periodo 2004-2006.
CONCLUSIONES:
Aunque la cantidad de publicaciones sistematizadas corresponden a un estrecho período de
tiempo (2007-2008), consideramos que los resultados encontrados nos permiten realizar algunos
análisis en relación con los principales problemas de investigación la Enseñanza de la Biología y
su aporte a la estructuración como campo de conocimiento.
Evidenciamos una gran diversidad de problemas de investigación. La mayoría de trabajos
abordan problemáticas relacionadas con la enseñanza-aprendizaje, las concepciones de conceptos
biológicos específicos; así mismo, con aspectos referentes a los trabajos prácticos. Encontramos
varias tendencias relacionadas con elementos instrumentalistas-activistas, estrategias y ayudas
para la enseñanza de conceptos particulares, escenarios de educación no formal y modelos
pedagógicos y didácticos en la enseñanza de la Biología. La mayoría de investigaciones en
trabajos prácticos atienden a lo procedimental. En cuanto a las investigaciones sobre
concepciones se refieren principalmente a poblaciones estudiantiles respecto a diversos conceptos
biológicos. Este hecho, muestra un panorama favorable para un posible campo de conocimiento,
dado que vislumbra una especificidad que podría corresponder a posibles líneas de investigación.
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