evaluación del rendimiento conceptual y motivación de alumnos de

EVALUACIÓN DEL RENDIMIENTO CONCEPTUAL Y MOTIVACIÓN DE ALUMNOS DE
QUIMICA GENERAL LUEGO DE EMPLEAR UN SIMULADOR DE PRÁCTICAS DE
LABORATORIO
Paola Jorge Montalvo (UNALM), Victor Caro Sanchez Benites (UNALM), Elva Rios Rios
RESUMEN
(UNALM)
El objetivo principal del presente estudio es evaluar el rendimiento conceptual y la
motivación de los alumnos de laboratorio de Química General de la Universidad Nacional
Agraria La Molina luego de emplear un simulador de prácticas de laboratorio. En este
estudio comparativo, se trabajó con los alumnos de la carrera de Agronomía que
ingresaron a la UNALM en el ciclo 2011-I, los cuales fueron separados en forma aleatoria
en dos grupos: uno de investigación y el otro de control. El software Model ChemLab
versión 2.5 fue empleado solamente por el grupo de investigación en las prácticas de
transiciones electrónicas, enlace químico, reacciones químicas y estequiometría. Se
encontró los siguientes resultados; en relación al rendimiento conceptual el grupo de
investigación logró mejor rendimiento que el grupo control en los promedios de las
pruebas de entrada en las prácticas: a) transiciones electrónicas (14,2 vs. 11,7), b) enlace
químico (14,1 vs. 12,3) y c) reacciones químicas (08,4 vs. 05,7). Respecto a los promedios
de informe de las prácticas, también obtuvo mejor resultado el grupo de investigación en:
a) enlace químico (18,8 vs. 17,4) y b) estequiometría (16,3 vs. 12). No hubo diferencias
significativas en el promedio de los exámenes de las prácticas en estudio. En relación a la
motivación de los alumnos, el grupo de investigación presentó mayor satisfacción hacia
las prácticas de laboratorio en comparación con el grupo control, pero no presentó
diferencia significativa en el grado de interés, en la probabilidad de éxito ni en la
relevancia de las prácticas.
REVISIÓN DE LITERATURA
La ciencia de la química contiene una gran cantidad de conceptos abstractos que causan
problemas frecuentes en la instrucción conceptual de las clases de química; por lo cual es
necesario trasladar esos conceptos abstractos a la práctica de laboratorio con el fin de
reforzar y afianzar los conceptos explicados en la teoría y, por otro lado, lograr una mejor
concatenación entre la teoría y la práctica a fin de conseguir el aprendizaje individual del
alumno.
Dado que la química es una ciencia experimental, es muy importante desarrollar prácticas
de laboratorio pertinentes y sobre todo prácticas que le permitan al alumno mejorar sus
conocimientos en el área. Una forma de mejorar el rendimiento y la motivación de los
estudiantes en las prácticas de laboratorio de química es la utilización de las TICs, lo que
va de acuerdo con la nueva sociedad de la información que se construye en el mundo.
La Tecnología de Información y Comunicación (TIC) juega un papel decisivo en el proceso
de enseñanza-aprendizaje, pues permite la realización de diferentes tipos de funciones,
que van desde el acceso a intercambio de información hasta la creación de entornos
simulados que facilitan la realización de las prácticas, como es el caso de los laboratorios
virtuales o simuladores interactivos de laboratorio que se crean por medio de
programación (software).
Un laboratorio virtual es una simulación de la realidad (es decir, de un experimento de
laboratorio) usando las leyes descubiertas por la ciencia. Estas leyes son codificadas por el
procesador de un ordenador para que mediante algunas órdenes que se le dé, éste brinde
respuestas, las cuales se asemejan a lo que en la vida real se podría obtener.
Diferentes autores mencionan y coinciden en que los programas o softwares didácticos
presentan una incidencia positiva en el desarrollo cognitivo y afectivo de los estudiantes
(Basalto Y., García L. y Sanz A.), así mismo, según Gonzáles H. constituyen una forma no
tradicional de despertar el interés y la motivación.
Para la educación química, uno de los simuladores interactivos del laboratorio de química
más conocido y empleado es el Model ChemLab, creado en la Universidad de McMaster,
Canadá. La versión estándar incluye más de 20 simulaciones, el apoyo en línea y el acceso
al sitio Web de actualización. La versión profesional incluye, además, una herramienta que
le permite al usuario construir sus propias simulaciones de laboratorio.
Según lo antes mencionado las prácticas de laboratorio de química son importantes, a
pesar de ello, los alumnos no prestan suficiente atención, por lo tanto, el laboratorio
virtual se presenta como una alternativa complementaria. En este tipo de laboratorio, el
alumno usa un simulador de prácticas virtuales antes de hacer sus prácticas reales. En las
prácticas virtuales el alumno puede repetir la simulación varias veces y discutir los
resultados, lo que, según Tatli, puede conducir a niveles superiores de comprensión sobre
la práctica ejecutada.
De acuerdo con Sanz y Vidal, la utilización de un simulador soluciona otros problemas, que
si bien es cierto no constituyen objetivos del presente trabajo, no podemos dejar de
mencionar: permite disminuir el gasto excesivo de reactivos y la generación de desechos
contaminantes del ambiente, soluciona el problema de la disposición final de sustancias
de desecho, alarga el tiempo de vida de materiales y equipos ya que estos se usarán con
menor frecuencia y finalmente permite que las prácticas peligrosas se hagan virtualmente.
Los objetivos del presente trabajo son: evaluar el rendimiento conceptual de los alumnos
de laboratorio de Química General después que han hecho uso de un simulador de
prácticas de laboratorio y evaluar la motivación de los alumnos con respecto a las
prácticas de laboratorio de Química General.
MATERIALES Y MÉTODOS
MUESTREO
El Departamento de Química de la UNALM ofreció el curso de Química General a
aproximadamente 500 alumnos que recién ingresaron a la universidad en el ciclo 2011-I.
Estos alumnos fueron distribuidos en 10 aulas. Se eligió el aula con 45 alumnos de
agronomía, evitando otras aulas con una combinación de alumnos de diferentes carreras.
Dicha aula se encontraba dividida de manera aleatoria en dos grupos: uno con 24 alumnos
y otro con 21 alumnos. Dicha aleatoriedad fue establecida por la Oficina de Estudios de la
UNALM.
COMPARACIÓN DE PROMEDIOS DEL EXAMEN DE ADMISIÓN ANTES DE LA
INTERVENCIÓN.
Para descartar que las notas de química en el examen de admisión no influyan en el
rendimiento conceptual y en la motivación, se obtuvo información del Departamento de
Admisión de la UNALM sobre las notas en química en el examen de admisión 2011-I.
Luego, mediante la distribución t de Student, se compararon los promedios de ambos
grupos con un nivel de confianza del 95%.
ESTRATEGIA METODOLÓGICA
El aula con alumnos de agronomía se encontraba dividida de manera aleatoria en dos
grupos: uno con 24 alumnos y otro con 21 alumnos. El grupo de 24 alumnos fue elegido
como grupo de investigación por dos motivos: a) comparado con el otro grupo, no
presentaba diferencia significativa en sus promedios en química en el examen de admisión
y b) los alumnos de este grupo tenían horario libre en horas en que había disponibilidad
en el laboratorio de simulación.
Cada grupo tuvo un grupo horario diferente. Todos los alumnos recibieron la misma clase
teórica en la misma aula y con el mismo profesor. Las prácticas de laboratorio para los dos
grupos se hicieron en horarios diferentes y con el mismo profesor de teoría.
Se hizo la intervención educativa con el grupo de investigación. Para ello se utilizó el
software ChemLab versión 2.5 en el laboratorio de simulación en días previos a su práctica
real en el laboratorio de química. Dichas prácticas virtuales fueron asistidas y guiadas por
el profesor.
En el curso se llevan a cabo 10 prácticas de laboratorio pero en el presente trabajo sólo se
hizo la intervención en las prácticas en las que hubo coincidencia entre las prácticas
virtuales y las prácticas reales, las cuales fueron: Transiciones electrónicas, Enlace
químico, Reacciones químicas y Estequiometría.
MEDICIÓN DEL RENDIMIENTO CONCEPTUAL
Promedio de notas en las pruebas de entrada.
Al inicio de cada práctica de laboratorio se aplicó una prueba de entrada donde se evaluó
los conocimientos teóricos sobre dicha práctica. Luego los promedios de ambos grupos
fueron comparados mediante la distribución t de Student con un nivel de confianza del
95%. Es importante destacar que esta prueba de entrada no es de diagnóstico, sino que
constituye una prueba aplicada después de haber hecho la intervención educativa en el
grupo de investigación, es decir, después de haber trabajado con el software en dicho
grupo.
Promedio de notas en la presentación de informes.
A la semana siguiente de realizada cada práctica de laboratorio los alumnos presentaron
un informe sobre el tema tratado de acuerdo con el formato de informe que se encuentra
en el manual de laboratorio. Los informes fueron evaluados mediante una rúbrica y luego
los promedios de ambos grupos fueron comparados mediante la distribución t de Student
con un nivel de confianza del 95%.
Promedio de exámenes de las prácticas de transiciones electrónicas, enlace químico,
reacciones químicas y estequiometria.
Los alumnos rindieron un examen parcial y final donde se evaluaron varias prácticas, entre
ellas: transiciones electrónicas y enlace químico en el examen parcial y reacciones
químicas y estequiometria en el examen final. Estos exámenes fueron experimental donde
el alumno demostraba sus conocimientos conceptuales y la vez su destreza operativa
(conocimiento procedimental). Luego los promedios de ambos grupos fueron comparados
mediante la distribución t de Student con un nivel de confianza del 95%.
EVALUACIÓN DE LA MOTIVACIÓN
La motivación de los alumnos fue evaluada mediante la aplicación de una encuesta que
contenía 12 preguntas y que fue previamente sometida a una validación por expertos. El
cuestionario de preguntas evaluó 4 aspectos: Satisfacción (preguntas 1 a 3), Interés
(preguntas 4 a 6), Probabilidad de éxito (preguntas 7 a 9) y Relevancia (preguntas 10 a 12).
Posteriormente los resultados de la evaluación de ambos grupos fueron comparados
mediante la diferencia de proporciones con un nivel de confianza del 95%.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
MEDICIÓN DEL RENDIMIENTO CONCEPTUAL
Promedio de notas en las pruebas de entrada.
De acuerdo con la distribución t de Student se puede afirmar con un 95% de confianza,
que el grupo de investigación tuvo un mejor rendimiento en las pruebas de entrada de las
prácticas de transiciones electrónicas, enlace químico y reacciones químicas (Tabla 1).
Según Tatli y Basulto, los alumnos presentan mayor conocimiento después de haber
efectuado las prácticas virtuales, en donde el alumno participa activamente, repite las
veces que quiera el experimento y discute sus resultados.
Tabla 1. Nota promedio en las pruebas de entrada
PRÁCTICA DE
NOTA PROMEDIO
p-value
GRUPO DE
GRUPO
INVESTIG.
CONTROL
Transiciones electrónicas
14.2
11.7
0.049
Enlace químico
14.1
12.3
0.041
Reacciones químicas
8.4
5.7
0.040
Estequiometría
14.1
12.5
0.251
LABORATORIO
Promedio de notas en la presentación de informes.
De acuerdo con la distribución t de Student se puede afirmar con un 95% de confianza,
que el grupo de investigación tuvo un mejor rendimiento en la presentación de informes
de las prácticas de enlace químico y estequiometría (Tabla 2). Este resultado concuerda
con lo mencionado por Tatli, que los alumnos que han participado en las prácticas
virtuales presentan un mejor informe en relación a los alumnos que no hacen prácticas
virtuales.
Tabla 2. Nota promedio en la presentación de informes
PRÁCTICA DE
NOTA PROMEDIO
p-value
GRUPO DE
GRUPO
INVESTIG.
CONTROL
Transiciones electrónicas
18.7
18.2
0.243
Enlace químico
18.8
17.4
0.009
Reacciones químicas
17.2
16.8
0.584
Estequiometría
16.3
12.0
0.000
LABORATORIO
EVALUACIÓN DE LA MOTIVACIÓN
Satisfacción.
El grado de satisfacción hacía las prácticas reales de laboratorio fue evaluada con las 3
primeras preguntas de la encuesta:
1) Estoy de acuerdo con la forma en que se enseña las prácticas de laboratorio de
química.
2) Estoy satisfecho(a) con la forma que aprendo química en el laboratorio
3) Me siento cómodo(a) en clases de laboratorio de química.
Mediante la diferencia de proporciones y con un nivel de confianza de 95%, se afirma que
84,1% de los alumnos que hicieron el trabajo en el laboratorio (grupo de investigación)
está de acuerdo o muy de acuerdo con la forma en que se enseña las prácticas reales de
laboratorio de química y siente satisfacción con la forma que aprende química en el
laboratorio, en relación a un 60,3% de alumnos del grupo control (Fig 2).
60,0%
52,4%
50,0%
41,3%
40,0%
31,7%
30,0%
20,0%
25,4%
19,0%
15,9%
9,5%
10,0%
4,8%
0,0%
0,0%
Muy de acuerdo
De acuerdo
Más o menos de
acuerdo
GRUPO DE INVESTIGACIÓN
En desacuerdo
0,0%
Muy en desacuerdo
GRUPO CONTROL
Fig 2. Preguntas 1 al 3 referida al grado de satisfacción
CONCLUSIONES
Los alumnos que han desarrollado prácticas virtuales en paralelo con prácticas reales de
laboratorio de química (grupo de investigación) han logrado mejor rendimiento
conceptual en las pruebas de entrada y en las notas de informe, comparado con los
alumnos que asistieron sólo a prácticas reales (grupo control).
Los alumnos del grupo de investigación y del grupo control no presentan diferencia
estadística significativa en el rendimiento conceptual asociado a los exámenes
correspondientes a las prácticas estudiadas.
El grupo de investigación se siente más satisfecho con las prácticas reales de laboratorio
de química comparado con los alumnos del grupo control.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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Software Educativo: Una perspectiva actual en las universidades pedagógicas. Revista
Cubana de Química. Vol. XVIII, No 2, 2006.
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el laboratorio de química general. Revista Pedagogía Universitaria Vol. 8 No. 2, 2003.
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como alternativa para la aplicación de las Tecnologías de la Información y la
Comunicación. Tecnología Química Vol. XXV, No. 1, 2005.
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Model Chemlab. Revista Pedagogía Universitaria Vol. 7 No. 4, 2002.