Marcela Ruiz Z. (Universidad Alberto Hurtado), Alejandra Meneses A: (Pontificia Universidad Católica de Chile), Maximiliano Montenegro M. (Pontificia Universidad Católica de Chile) Oportunidades para aprender Ciencias y Coherencia curricular en textos escolares chilenos: habilidades y contenidos en 4° y 8° año básico 1 Introducción El texto escolar constituye un recurso pedagógico usado ampliamente a nivel mundial. En Chile es objeto de políticas públicas a través de la implementación del programa Textos Escolares. Es el encargado tanto del proceso de adquisición como del de distribución gratuita de libros a los estudiantes y docentes de los establecimientos particulares subvencionados y municipalizados. Los libros cubren las áreas prioritarias del currículo desde el nivel preescolar hasta 4° año de educación secundaria. Son empleados para la planificación y realización de las clases. Además el programa proporciona material de apoyo como diccionarios de inglés, cuadernos de actividades en Matemáticas y Lenguaje (Ministerio de Educación, 2014). En el último estudio de seguimiento (Centro Microdatos, 2013), los docentes de primer ciclo básico declaran que usan los textos en torno al 96,9 % en la mitad de sus clases o más; de modo similar los docentes de segundo ciclo básico presentan una tasa de uso del 96,8%. La implementación de este programa ha tenido resultados positivos en la accesibilidad, la distribución, frecuencia de uso y valoración de los textos escolares (UCE, 2004a; 2004b; 2008; MINEDUC, 2010). Sin embargo, existe menos información sobre el texto mismo como producto discursivo y herramienta de aprendizaje. El contexto de cambio curricular del país tiene consecuencias en la elaboración de los textos escolares, pues las exigencias y convivencia de las Bases Curriculares 2012, Decreto 439/2012 (Ministerio de Educación, 2012) y Objetivos Fundamentales y Contenidos Mínimos Obligatorios de la Enseñanza Básica, Decreto 256/2009 (Ministerio de Educación, 2009) impactan en la construcción de las unidades didácticas. En particular, se esperaría que las oportunidades de aprendizajes ofrecidas a través de la selección de contenidos y promoción de habilidades permita alcanzar las metas que prescribe currículo nacional. Para ello es preciso que exista coherencia entre el currículo editado y el currículo nacional, pues es un factor clave para construir e implementar una visión comprensiva y consistente de la enseñanza de las Ciencias (Hautamäki et al, 2008; Lavonen & Laaksonen, 2009; Penuel, Fishman, Gallagher, Korbak y Lopez-Prado, 2009). Al respecto, Schmidt, Wang and McKnight (2005) concluyen que la coherencia curricular está relacionado con el aprendizaje de los estudiantes, basados en el análisis de los resultados de TIMSS de países con altos y bajos desempeño. Por un lado, el bajo desempeño de EEUU está vinculado con textos escolares con contenidos científicos con escasa conexión y asociados a habilidades 1 Esta investigación ha sido realizada con el financiamiento del proyecto FONDECYT 1130953. 1 simples. Por otro lado, en países con alto desempeño, los temas científicos progresan de acuerdo a la organización del conocimiento en el campo disciplinario. La investigación en torno a la coherencia curricular se ha enfocado en determinar el alineamiento entre evaluaciones estandarizadas y el currículo prescrito (Bhola, Impara, & Buckendahl, 2003), también es preciso considerar el alineamiento vertical o coherencia entre los restantes niveles de concreción curricular. Sin embargo sobre la relación entre el currículo pretendido y los textos escolares, las clases y las evaluaciones se ha desarrollado menos investigación (Kesidou & Roseman, 2002; Porter, Smithson, Blank, & Zeidner, 2007). En consecuencia, conocer las características del texto escolar es relevante, pues su construcción ofrece oportunidades de aprendizaje de contenidos y habilidades propuestas por el currículo prescrito, en ƉĂƌƚŝĐƵůĂƌ ĞŶ ŝĞŶĐŝĂƐ͕ Ă ůŽƐ ĞƐƚƵĚŝĂŶƚĞƐ ;ůͲEĂƋďŝ͕ ϮϬϭϬ͖ ůnjĂƚĞ͕ ƌďĞůĄĞnj͕'ſŵĞnj͕ ZŽŵĞƌŽ͕ Θ'ĂůůſŶ͕ 2005; Sacristán, 2002; Schussler, Link-Pérez, Weber & Dollo, 2010; Tarr, Chávez, Rey, & Reys, 2006). Por tanto, este trabajo busca identificar las oportunidades de aprendizaje ofrecidas por los textos escolares de Ciencias Naturales de 4°año (fin primer ciclo) y 8°año básico (fin de segundo ciclo) y determinar el grado de coherencia curricular de los textos en relación con las Bases Curriculares 2012 y el Marco Curricular, Ajuste 2009. Metodología Estudio descriptivo que emplea métodos cualitativos y cuantitativos, por un lado, para determinar las oportunidades de aprendizaje ofrecidas para aprender contenidos y habilidades en Ciencias por los textos escolares de Ciencias Naturales de 4 año básico y 8 año básico, licitados por el Ministerio de Educación para el año 2013. Por otro lado, busca identificar el grado de coherencia curricular existente entre los textos escolares señalados y sus respectivos currículos. Estrategia de análisis El grado de coherencia curricular entre los textos escolares y sus respectivos currículos prescritos se determina a través de la oportunidad de aprendizaje (McDonnell, 1995). Este concepto es operacionalizado como la presencia/ausencia de cierta habilidad en un contenido científico declarado en el currículo nacional y el los textos escolares (Meneses, Montenegro, Ruiz, 2014). a) Segmentación y codificación de textos escolares y currículos nacionales Los textos escolares de 4° año y 8°año básico fueron segmentados en elementos, definidos como una unidad informativa autónoma integrada por objetos visuales y/o verbales que poseen un propósito instruccional. Cada elemento fue clasificado de acuerdo a tres dimensiones: 1) contenido científico de 2 acuerdo a cada currículo nacional; 2) habilidad científica de acuerdo a cada currículo nacional 3) Tipo de proceso cognitivo según Anderson et al (2001). Las primeras dimensiones permiten determinar la proporción de habilidades y contenidos científicos que ofrecen los textos escolares en relación con las propuestas en el currículo nacional respectivo. La tercera dimensión permite comparar la proporción de procesos cognitivos en relación a los contenidos científicos en ambos textos escolares (Meneses, Montenegro, Ruiz, 2014). Para los currículos nacionales se seleccionaron de las Bases Curriculares 2012 (1° a 6°grado) correspondientes a Ciencias Naturales, los objetivos de aprendizaje de los ejes temáticos: Ciencias de la vida; Ciencias físicas y químicas; Ciencias de la tierra y el universo, con el fin de identificar unívocamente una habilidad asociada a un contenido. De igual modo se procedió con el Marco Curricular, Ajuste 2009 vigente para 7°y 8 grado. Se seleccionaron los objetivos de aprendizaje de los ejes temáticos: Estructura y función de los seres vivos, Organismos, ambiente y sus interacciones, La materia y sus transformaciones, Fuerza y Movimiento, La Tierra y Universo, con el propósito de identificar unívocamente una habilidad asociada a un contenido. En ambos currículos se plantea que las habilidades científicas y procesos de investigación científica serían transversales a todos los temas científicos; sin embargo, fueron analizados los objetivos de aprendizajes explícitamente formulados para cada curso. De esta forma, en ambos currículos (Bases Curriculares 2012 y Marco Curricular, Ajuste 2009), los objetivos de aprendizaje corresponden a los elementos, entendidos como el conjunto mínimo de habilidades y contenidos. En virtud de que el elemento puede estar integrado por más de una habilidad y contenido, es decir, por uno o más objetos. El objeto corresponde a la unidad mínima de un elemento compuesta por una habilidad y un contenido presentes en los documentos oficiales (Meneses, Montenegro, Ruiz, 2014). Posteriormente, cada objeto en ambos currículos nacionales fue clasificado de acuerdo a tres dimensiones: 1) contenido científico de acuerdo a cada currículo nacional; 2) habilidad científica de acuerdo a cada currículo nacional; 3) tipo de proceso cognitivo según Anderson et al (2001). Tanto para la codificación de los currículos nacionales como para los textos escolares se cálculo el grado de acuerdo con el 20% de dos codificadores para determinar la confiabilidad de los datos. b) Construcción de matrices de contenidos para determinar oportunidades de aprendizaje e índice de coherencia entre el currículo y los textos escolares Una vez codificados los currículos y los textos escolares, para caracterizar las oportunidades de aprendizaje, se construyeron tablas de contingencia para las variables contenidos y habilidades científicas y procesos cognitivos (Anderson et al. 2001). Fueron contabilizados el número de elementos 3 que poseían un contenido y una habilidad para 4°año y 8°año. Posteriormente, estas tablas fueron normalizadas dividiendo cada elemento por el número total de elementos medidos en cada nivel de concreción curricular. De este modo, se obtiene una matriz de contenidos M (c, h) para cada tipo de información, donde c representa contenidos y; h las habilidades en Ciencias. El número M (c, h) corresponde a la proporción de elementos con el contenido c y la habilidad h. Se aplicó el test de independencia a las matrices de contenidos M elaboradas (c, h) para la información proveniente de cada nivel de concreción curricular (currículo nacional y textos escolares), 2 a las tablas de contingencias para determinar si las habilidades están igualmente presentes para todos los contenidos en cada uno de los niveles curriculares en estudio. Además, se aplicó el test de homogeneidad 2 a las tablas de contingencia para determinar si la probabilidad de oportunidad de aprendizaje para una habilidad en un contenido es constante en los distintos niveles de concreción curricular. Posteriormente, se aplicó el índice de Porter et al (2007) para comparar dos matrices de contenidos y habilidades de niveles curriculares en estudio. De este modo, se obtuvo el grado de coherencia curricular entre dos niveles de concreción curricular. Se presenta a continuación la expresión usada para calcular el grado de coherencia curricular: El índice se calculó sumando el valor absoluto de la diferencia entre los 2 elementos correspondientes en cada matriz. La variación del índice es entre 0 y 1 donde 0 representa ausencia de coherencia y 1 corresponde a coherencia total. Resultados En la tabla 1, se observa la proporción de contenidos de Ciencias en las Bases Curriculares 2012 para el primer ciclo básico. Para este ciclo, existe un predominio de las Ciencias de la vida con un 57% y, en segundo lugar, se encuentran las Ciencias Físicas y Químicas. No se observa un patrón de progresión definido para la proporción de cada tema en cada nivel. Se destaca que la cantidad de contenidos declarados para 3° año es significativamente menor que la del resto de los niveles. Tabla 1. Proporción de temas en Bases Curriculares 2012 de primer ciclo de Educación básica Tema Chile 1 2 3 No declarado Ͷ 0.003 0.013 Ciencias de la vida 0.147 0.187 0.101 Ciencias Físicas y Químicas 0.050 0.042 0.031 Ciencias de la Tierra y el Universo 0.055 0.036 0.066 Porcentaje Nivel 25.2 26.9 21.1 4 0.006 0.136 0.086 0.040 26.8 Porcentaje Tema Chile 2.3 57.1 20.9 19.7 4 Tabla 2. Proporción de temas en Marco Curricular, Ajuste 2009 de segundo ciclo de Educación Básica Tema Chile 5 6 7 8 Estructura y función de los seres vivos 0.039 0.031 0.073 0.103 Organismos, ambiente y sus interacciones 0.046 0.065 0.046 0.064 Materia y sus transformaciones 0.042 0.042 0.035 0.086 Fuerza y movimiento 0.017 0.075 0.032 0.020 La Tierra y el Universo 0.045 0.060 0.029 0.049 Porcentaje Nivel 19.0 27.3 21.5 32.2 Porcentaje Tema Chile 24.6 22.2 20.5 14.5 18.2 En la tabla 2, el segundo ciclo básico del Marco Curricular, Ajuste 2009 presenta una distribución más homogénea entre los temas asociados a Estructura y función de los seres vivos y Organismos, ambiente y sus interacciones. Tampoco en esta organización curricular se observa un patrón de progresión distintivo en la proporción de los contenidos a lo largo de los cursos, aunque existe un leve aumento de los contenidos en el eje Estructura y función de los seres vivos; en este marco hay una mayor proporción relativa de contenidos en los niveles 6°año y 8° año. Así, los currículos nacionales vigentes en Ciencias para el nivel primario no presentan una distribución de los contenidos científicos para cada curso, de modo que sea posible observar un patrón de cuantificación asociado a introducción de temas vinculados a su complejidad o a su condición de requisito. Con respecto a las habilidades científicas propuestas en los objetivos de aprendizaje declarados de las Bases Curriculares 2012, en la tabla 3 se observa que predominan comunicar (27,8) y observar (15,2), mientras que tienen presencia escasa predecir (0,6) y evaluar (0,6). En cuanto a la distribución por niveles, en 5°año se contra la mayor cantidad de habilidades. Tabla 3.Proporcion Habilidades Científicas Chile por curso según Bases Curriculares 2012 Habilidad científicas Curso 1 2 3 4 5 Habilidad no declarada Analizar Clasificar Comparar Comunicar Evaluar Experimentar Explorar Investigar Medir Observar Planificar Predecir Registrar Usar modelos Porcentaje Nivel 0.023 Ͷ 0.012 0.010 0.037 Ͷ Ͷ 0.022 Ͷ Ͷ 0.036 0.003 Ͷ 0.017 Ͷ 16.2 0.016 Ͷ 0.025 0.007 0.047 Ͷ 0.007 0.005 Ͷ 0.009 0.057 Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ 17.3 0.012 Ͷ 0.002 Ͷ 0.063 Ͷ 0.003 Ͷ 0.009 Ͷ 0.019 Ͷ Ͷ 0.006 0.022 13.5 0.020 Ͷ Ͷ 0.034 0.016 Ͷ 0.026 0.008 0.004 0.010 0.019 0.002 0.004 Ͷ 0.030 17.2 0.043 0.009 Ͷ 0.002 0.069 Ͷ 0.021 Ͷ 0.048 Ͷ 0.021 Ͷ Ͷ Ͷ 0.023 23.7 6 Porcentaje Habilidad Chile 0.010 0.002 0.002 0.007 0.046 0.006 0.008 Ͷ 0.017 0.005 Ͷ 0.003 0.002 Ͷ 0.013 12.1 12.4 1.2 4.1 6.0 27.8 0.6 6.5 3.6 7.8 2.4 15.2 0.8 0.6 2.3 8.8 5 En tanto las habilidades científicas declaradas en los objetivos de aprendizaje del Marco Curricular, Ajuste 2009, en la tabla 4 se aprecia la presencia solo de tres habilidades del total de diez declaradas2. En 8°año se concentra las habilidades científicas promovidas. Tabla 4.Proporcion Habilidades científicas por curso según Marco Curricular, Ajuste 2009 Habilidad Chile Curso Observación Interpretación de información Explicaciones Porcentaje Nivel 5 6 7 8 Porcentaje Habilidad Chile 0.075 0.115 Ͷ 19.0 0.080 0.176 0.017 27.3 0.150 0.054 0.010 21.5 0.032 0.167 0.123 32.2 33.8 51.2 15.0 Desde el punto de vista de los procesos cognitivos (Anderson et al. (2001) asociados a los contenidos científicos al Marco Curricular, Ajuste Curricular 2009, en el gráfico 1 se aprecia el predominio de desafíos cognitivos más simples: remember y understand. En tanto que para las Bases Curriculares 2012, en el gráfico 2 se observa la prevalencia de los procesos cognitivos remember y understand asociados a los contenidos transversalmente. En cambio, se constata escasa presencia de procesos cognitivos superiores como analizar, evaluar o crear. Gráfico 1: Proporción de procesos cognitivos en los contenidos declarados para el 2do ciclo básico del Ajuste Curricular 2009 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 remember understand Gráfico 2: Proporción de los procesos cognitivos en los contenidos declarados por las Bases Curriculares 2012 para el 1er ciclo básico 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 No declarado Seres vivos Cuerpo Materia humano y salud Energía No declarada remember understand analyze evaluate create La Tierra El Universo apply En la tabla 5, se indica la proporción de habilidades científicas asociadas a los contenidos científicos que son promovidas en el texto escolar de 4°año básico. Prevalecen las habilidades no declaradas con un 96,8%, es decir, se promueve el desarrollo de habilidades cognitivas de orden general. Mientras que en dominio científico se ofrecen escasas oportunidades para desarrollar habilidades asociadas a la indagación: experimentar, investigar y registrar. Tabla 5. Proporción de contenidos y habilidades científicas en texto escolar 4°año básico Habilidad Científica_Chile Contenido_Chile No declarado Seres vivos Cuerpo humano y salud Habilidad no declarada 0.041 0.313 0.109 Analizar Ͷ 0.004 Ͷ Materia El Universo 0.323 Ͷ 0.183 Ͷ Porcentaje Habilidad_Chile 96.8 0.4 2 Formulación de preguntas, Elaboración de hipótesis, Análisis de hipótesis, Observación, Registro de datos, Ordenamiento de información, Interpretación de información, Procedimientos, Explicaciones, Argumentar y debatir sobre controversias y problemas de interés público 6 Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ 4.1 Experimentar Investigar Observar Registrar Porcentaje Contenido_Chile Ͷ Ͷ 0.004 0.003 32.4 Ͷ 0.004 Ͷ Ͷ 11.3 Ͷ 0.003 Ͷ Ͷ 18.5 0.011 Ͷ Ͷ 0.003 33.6 1.1 0.6 0.4 0.6 En la tabla 6, se advierte que al igual en las Bases Curriculares 2012 la prevalencia (90,9%) de las habilidades cognitivas de orden general frente a las habilidades científicas. Entre las últimas, con escasa presencia, destacan: Interpretación de información, registro de datos y elaboración de hipótesis. No declarado Célula Clasificació n de los seres vivos Materia Transforma ciones de la materia Tipos de fuerzas Sistema Solar Tierra Porcentaje Habilidad_ Chile No habilidad Habilidad no declarada Formulación de preguntas Elaboración de hipótesis Análisis de hipótesis Observación Registro de datos Ordenamiento de información Interpretación de información Procedimientos Explicaciones Argumentar y debatir sobre controversias y problemas de interés público Porcentaje Contenido_Chile 0.207 0.003 0.119 0.000 0.176 0.082 0.034 0.151 0.018 0.032 0.004 0.083 90.9 Ͷ Ͷ 0.000 Ͷ 0.001 0.000 Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ 0.1 Ͷ 0.001 Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ 0.1 Ͷ Ͷ 0.000 Ͷ 0.004 0.001 Ͷ 0.000 Ͷ 0.000 Ͷ 0.002 0.8 Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ 0.001 0.000 0.000 0.000 Ͷ Ͷ Ͷ 0.000 0.2 Ͷ Ͷ 0.000 Ͷ 0.000 Ͷ Ͷ 0.000 Ͷ Ͷ Ͷ 0.000 0.1 Ͷ 0.002 0.000 Ͷ 0.007 Ͷ Ͷ 0.005 Ͷ Ͷ Ͷ 0.001 1.4 0.003 Ͷ 0.004 Ͷ 0.001 0.003 Ͷ 0.002 Ͷ Ͷ 0.000 0.000 1.2 0.000 Ͷ 0.003 Ͷ 0.003 0.008 0.004 0.004 Ͷ 0.000 0.000 0.002 2.6 Ͷ 0.002 Ͷ Ͷ Ͷ 0.001 Ͷ Ͷ 0.004 0.000 0.001 0.001 Ͷ 0.000 Ͷ 0.004 Ͷ 0.002 Ͷ 0.001 Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ 0.5 1.1 0.004 Ͷ 0.001 Ͷ 0.003 0.002 Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ Ͷ 0.000 1.0 21.7 0.5 12.8 0.0 20.0 9.9 3.8 16.8 2.0 3.4 0.5 8.8 Cuerpo Humano Interacción de los organismo con el entorno Organismo s Habilidad científica _Chile No contenido Tabla 6. Proporción de contenidos y habilidades científicas en texto escolar 8°año básico Contenido_Chile En relación con la el grado de coherencia existente entre los textos escolares en estudio y sus respectivos currículos, se obtuvieron los siguientes resultados que se indican en la tabla 7 y tabla 8. Tabla 7. Índice de Porter entre Bases Curriculares 2012 y Texto escolar de 4°año básico Índice de Porter Condición Temas Chile-Habilidad científica Chile Temas Chile-Procesos Cognitivo Temas Chile Subtemas Chile Promedio 95% 0.136 0.671 0.929 0.778 [0.128,0.144] [0.659,0.682] [0.916,0.942] [0.767,0.789] Tabla 8. Índice de Porter entre Marco Curricular, Ajuste 2009 y Texto escolar para 8° año básico Condición Temas Chile-Habilidad científicas Chile Temas Chile-Procesos Cognitivos Temas Chile Índice de Porter Promedio 0.032 0.665 0.768 95% [0.029,0.035] [0.653,0.677] [0.750,0.782] 7 Subtemas Chile 0.517 [0.505,0.531] Se observa una relación entre disminución de la especificidad de la categoría asociada a los contenidos científicos que implica un número menor de elementos y el aumento del índice de coherencia. La comparación del índice de coherencia de ambos textos escolares indica que el perteneciente a 4°año básico es más consistente con su respectivo currículo (Bases Curriculares 2012) en relación con los con temas y subtemas científicos. Sin embargo, si se contrasta los procesos cognitivos en ambos textos se observa que ambos índices son semejantes, así como los resultados vinculados a las habilidades científicas. Conclusiones En el contexto de cambios curriculares, es relevante determinar el grado de coherencia entre currículo editado con respecto al currículo nacional, pues este es un factor clave asociado al nivel de logro de los aprendizajes, así como identificar las oportunidades de aprendizajes de contenidos y habilidades ofrecidas en Ciencias por los textos escolares. De esta manera, es posible obtener un panorama que de cuenta de la visión de la Ciencia que subyace a los currículos y cómo los textos escolares la traducen. Esta información contribuir a la toma de decisiones en los diseños curriculares y en las políticas públicas relacionadas con la adquisición de los textos escolares Al respecto, en ambos currículos nacionales se detecta que no existe un patrón o esquema definido o claro de progresión de los contenidos científicos. De igual modo, los procesos cognitivos predominantes en ambos currículos son del tipo más simple para el primer y segundo ciclo de educación básica. En cuanto a las habilidades científicas promovidas, en las Bases Curriculares 2012, se observa que esta están enfocadas en procesos vinculados a comprender o hablar sobre la Ciencia y menos en procesos vinculadas a prácticas de indagación. En el Marco Curricular, Ajuste 2009 prevalen solo una fracción de las habilidades científicas declaradas y se reitera la tendencia a comprender la Ciencia más que a favorecer procesos de indagación. En ambos currículos nacionales tampoco es posible apreciar un patrón de distribución de las habilidades en la medida en que los cursos aumentando. Por otro lado, los textos escolares analizados ofrecen incipientes oportunidades para desarrollar habilidades de indagación para el primer y segundo ciclo frente al predominio de habilidades cognitivas de orden general. En cuanto al grado de coherencia entre los textos y sus respectivos currículos, se observa que existe una consistencia similar y relativamente alta en la cobertura de contenidos, sin embargo en cuanto al desarrollo de habilidades científicas y procesos cognitivos se aprecia mayor dispersión e inconsistencia en los textos escolares con respecto a los objetivos de aprendizajes propuestos en los currículos asociados. 8 Referencias bibliográficas AlͲNaqbi, A. (2010). The degree to which UAE primary science workbooks promote scientific inquiry. Research in Science & Technological Education, 28(3), 227-247. Alzate, M., Arbeláez, M., Gómez, M., Romero, F., & Gallón, H. (2005). El texto escolar y las mediaciones didácticas y cognitivas. Pereira: Universidad Tecnológica de Pereira. Anderson, L. (Ed.), Krathwohl, D. (Ed.), Airasian, P., Cruikshank, K., Mayer, R., Pintrich, P., Raths, J., & Wittrock, M.. (2001). 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