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Didáctica de las ciencias naturales

Raúl Calixto Flores

Investigador de la UPN Ajusco

Este artículo desarrolla un conjunto de reflexiones sobre la didáctica de las ciencias naturales. Éstas, tienen como fin analizar el desarrollo de la didáctica de las ciencias en la educación básica de nuestro país.

Las reflexiones se elaboran en torno a algunos de los aspectos más importantes que comprende la didáctica de las ciencias naturales, a saber:

1) Las concepciones previas de los estudiantes

2) Las actitudes hacia la ciencia y su enseñanza

3) La imagen de la ciencia en los profesores

4) La didáctica tradicional

5) La profesionalización del profesorado

6) La investigación en didáctica de las ciencias

De manera tradicional, la didáctica es restringida a la suma del contenido más el aprendizaje, considerándola únicamente como la transmisión de un contenido.

La didáctica implica, por un lado, identificar en el profesor lo que sabe y cómo lo enseña, y por el otro plantearse los problemas epistemológicos y metodológicos a que éste se enfrenta en su enseñanza.

De acuerdo a Casarini (1997) la enseñanza es el eje de reflexión y operatividad de los procesos educativos escolarizados. En este sentido cuando se aborda el tema de la enseñanza de las ciencias naturales, se hace referencia al desarrollo de una didáctica especializada que comprende un conjunto de actitudes, saberes y conocimientos que posee o debe poseer el profesor y se concretan en el contexto de las relaciones que con sus alumnos establecen en el aula.

Estas relaciones pueden ser: de los sujetos y el objeto de conocimiento entre profesor-alumno y conocimiento, de todos aquellos componentes que hacen posible la actividad escolar como los materiales y recursos didácticos, espacios, equipos, entre otros, Además de la metodología que permite la apropiación del conocimiento por el estudiante.

Esta didáctica implica el conocimiento y manejo del proceso de Aprendizaje exigengia que nos remite necesariamente al análisis y comprensión del proceso del conocimiento y de la metodología que permite la apropiación del este por el estudiante.

1. Refuerzo de las concepciones previas de los estudiantes

A diferencia de lo que se creía, la instrucción escolar, dada por algunos profesores refuerza las concepciones previas de los estudiantes (García, 1991), ya que las investigaciones realizadas al respecto, han identificado a los propios profesores como una fuente de errores conceptuales para los estudiantes.

Para Veiga, Duarte y Makill (1988) las concepciones previas no son simplemente llevadas al salón de clases, a las discusiones cotidianas y experiencias, están presentes en las clases a través del lenguaje de la enseñanza.

Las concepciones previas comprenden los conocimientos de los individuos, aprendidos en la escuela o en la vida cotidiana, son ideas que utilizan para la interpretación de diversos fenómenos (Cubero, 1994).

Los profesores necesitan conocer el fenómeno, el método, los conceptos, principios y teorías que constituyen la ciencia que ellos enseñan ( Hewson y Hewson,1987), para no llevar al salón de clases sus erróneas ideas previas. En la didáctica de las ciencias naturales el conocimiento exacto y riguroso del contenido es fundamental.

2. Carencia de una actitud favorable hacia la ciencia y su enseñanza.

Rabadán y Martínez (1999) definen a la actitud a partir de tendencias, afectos, disposiciones o inclinaciones hacia determinados objetos, personas, fenómenos sociales, símbolos, instituciones, ideas o ideales, mediante una valoración previa de las personas. Las actitudes son inherentes a las personas, pero son independientes de su herencia genética, ya que se adquieren por aprendizaje de acuerdo a las experiencias positivas o negativas que éstas tengan con el objeto motivo de dichas actitudes. Las actitudes son interiorizadas por las personas por un tiempo indefinido hasta que ciertas circunstancias las modifiquen (cambio de actitud) o las reafirmen. García y Pérez (2001), encuentran, al trabajar con educadoras, una actitud poco favorable hacia la ciencia y su enseñanza. En otro estudio posterior, García (2002) confirma la carencia de actitudes favorables hacia la ciencia y las actividades experimentales en profesores de educación secundaria (García 2002).

Esta carencia de una actitud o disposición poco favorable hacia la ciencia que se identifica en los profesores de educación básica, se torna un obstáculo para el desarrollo de las capacidades de un amplio sector de nuestra población. Muchos niños y jóvenes que se encuentran inscritos en el sistema educativo mexicano, desarrollarán una actitud similar a la de sus profesores. En la didáctica de las ciencias naturales –como en cualquier otra ciencia- no basta sólo el manejo del contenido, se requiere también de una actitud favorable hacia la ciencia, así como el como el conocimiento epistemológico y didáctico expreso del docente.

3. Predominio de una imagen de ciencia estática en los profesores.

La imagen como construcción individual y social, forma parte de las representaciones sociales. La imagen es la reproducción del objeto, es la representación mental de alguna cosa percibida. Se le puede considerar como una representación mental de la realidad. En la investigación desarrollada por Calixto (2000), se identifica la imagen de ciencia que posee un grupo de profesores de educación primaria. Se encuentra que la imagen de ciencia se parcializa y no consideran las múltiples posibilidades para su estudio, desarrollo e investigación.

Los profesores de educación básica tienen una imagen estática de la ciencia, ya que representan al conocimiento científico como algo hecho y únicamente observable, y a los conceptos como acabados.

La ciencia tiene un carácter dinámico y evolutivo, por lo tanto, la enseñanza de las ciencias naturales debe comprender tanto a los productos (leyes, teorías, aplicaciones) como a los procesos (modos de trabajar y carácter epistemológico de los contenidos), de otra forma se parcializa la realidad científica y se propician ideas erróneas en profesores y alumnos sobre las implicaciones del quehacer científico. La revisión epistemológica, en la didáctica de las ciencias naturales, favorece el cuestionamiento sobre las formas de enseñar ciencia.

4. Predominio de una didáctica tradicional.

De acuerdo a Porlán y Rivero (1998), los profesores no son fácilmente permeables a las propuestas y reflexiones de los investigadores, por lo que consideran que la didáctica de las ciencias en la mayoría de los profesores se fundamenta en el verbalismo y la memorización.

Predomina en las aulas escolares el paradigma tradicional de la didáctica de las ciencias, en el que el conocimiento escolar es una versión simplificada del conocimiento del experto.

La didáctica de las ciencias fundamentada en el paradigma de problemas de investigación permite a los estudiantes, no sólo adquirir más y mejores contenidos, sino también comprender la naturaleza de la ciencia, pero sobre todo aprender a hacer ciencia

Según este enfoque tradicional, aprender a resolver un examen es el conocimiento más valioso para el estudiante, al no relacionarse la enseñanza de las ciencias con las actividades de la vida cotidiana, el estudiante le resta importancia a su asistencia y permanencia a la escuela. Es así como al conocimiento, se le asignan valores que no le corresponden.

Si en la escuela se privilegia la adquisición de lo teórico sobre la intervención práctica en situaciones concretas, lo más seguro es que no se propicie en los alumnos la reconstrucción del conocimiento experiencial (Pérez Gómez, 1989). La didáctica de las ciencias naturales ha de ser: innovadora, congruente con los cambios culturales y tecnológicos, que se viven en la sociedad.

5. Separación entre lo que el profesor hace y su actualización profesional.

Existe una inadecuada actualización de los profesores, por lo que la interpretación y manejo de los programas se alejan de los propósitos de éstos, pierde autonomía al trabajar con programas y contenidos que no comprende, pero que tiene que desarrollar; ello explica en parte la inexistencia de grupos de discusión sobre contenidos, métodos y estrategias de enseñanza entre los profesores en las escuelas.

La profesionalización de los maestros de educación básica tiene una trascendencia especial, porque son ellos los que hacen realidad el proceso educativo en las aulas y quienes pueden realizar un cambio en la didáctica de las ciencias.

Es por ello que los profesores necesitan conocer el fenómeno, el método y los conceptos, principios y teorías que constituyen la ciencia que ellos enseñan (Hewson y col.,1999) para poder plantear explicaciones coherentes, acertadas y cercanas a los alumnos. Cuando los profesores no tienen suficientemente interiorizados los conceptos se produce una enseñanza «no adecuada» de la ciencia. En la didáctica de las ciencias naturales se ha de revalorar el papel del profesor, como promotor del aprendizaje.

6. Limitado número de trabajos de investigación en didáctica de las ciencias.

De acuerdo a Colina y Osorio (2001) en México existen 311 sujetos que pueden ser considerados como investigadores educativos. De estos 164, el 53% son mujeres, y 147, el 47% son hombres. El 66% de ellos (205 ) se encuentran en el Distrito Federal y zona metropolitana, es decir, sólo el 34% (106 ) están laborando en 18 de las entidades federativas del país, siendo Jalisco con 35 sujetos el estado con mas investigadores.

Maya, Ramírez y Sánchez (2001) registran en 1981 cerca de 1000 investigadores, y en el 1er. Congreso Nacional de Investigación Educativa (celebrado ese mismo año) identifican a 2000 participantes.

De estos investigadores pocos son los que tienen como objeto de estudio a la didáctica de las ciencias, campo en el que resulta una tarea apremiante el desarrollo de la investigación educativa. Por ejemplo en los trabajos de investigación presentados en los Congresos de Investigación Educativa, del Tercer Congreso (1995) y en el Sexto Congreso (2001) se presentaron en cada uno 8 trabajos en el campo de la didáctica de las ciencias. Es por ello necesario impulsar la investigación de la didáctica de las ciencias naturales.

Consideraciones finales orientadas hacia la reflexión del futuro de la didáctica de las ciencias naturales.

El número de mujeres y hombres dedicados a las actividades científicas y tecnológicas de nuestro país es muy reducido. La oferta de científicos e ingenieros, por cada 10 mil habitantes es de 376.4, mientras que en los países del hemisferio norte se encuentra entre 563.8 y 1186.8 y en los países de la OCDE el promedio es de 744.8

En México, sólo el 7% de alumnos que concluyen la educación primaria llegan a la educación superior, y de estos un reducido porcentaje continúa en carreras relacionadas con la ciencia y la tecnología.

Al observar el caso de México en relación con los países anglosajones respecto a la enseñanza de las ciencias naturales, se encuentra que estos países en la década de los 70 del siglo pasado, inician el desarrollo de la didáctica de las ciencias como área de conocimiento disciplinar, con una serie de medidas político-económicas y educativas que pretenden impulsar su crecimiento científico y tecnológico. Una de estas medidas, desarrolladas en los Estados Unidos de Norteamérica desde 1985, es el Proyecto 2061, que desarrolla la American Association for the Advancement of Science, que tiene entre sus propósitos generar en los estudiantes de educación básica un mayor interés por la ciencia y la tecnología. En cambio en México, no existe un Programa de largo alcance sobre la enseñanza de las ciencias naturales, lo que implica la falta de continuidad de los proyectos relacionados con la didáctica de la ciencia.

El Programa Nacional de Educación 2001-2006, tiene un sentido prospectivo, por lo que se hace necesario estructurar proyectos específicos. Se pretende una articulación de largo (año 2025), mediano (2006) y corto plazo (anuales)

En un proyecto específico en didáctica de las ciencias, con un sentido prospectivo se debe de privilegiar el fortalecimiento de la actividad de investigación y el desarrollo de un marco teórico propio que delimite teórica y prácticamente los dominios de aquello que es y no es posible investigar. Esto requiere del empleo de técnicas específicas de generación y análisis de datos, que pueden ser tomadas de la Pedagogía, la Epistemología, la Psicología y de la Sociología

La investigación puede proporcionar un conjunto de respuestas a las reflexiones planteadas, para ello resulta importante definir y desarrollar las líneas de investigación en la didáctica de las ciencias, como las que señala Linn (1987):

Es una realidad que los profesores tienen pocas oportunidades del uso del tiempo para participar en los encuentros de análisis y reflexión, en sus propias escuelas, y mucho menor tiempo para poder acudir a los distintos programas de profesionalización docente. Hasta el momento son pocas las escuelas en las que se han formado grupos de discusión que trabajen de forma continúa. Es por ello necesario que por una parte de forma paralela se fortalezca el trabajo colegiado en las escuelas y por la otra se propicie la formación de los profesores en la didáctica de las ciencias con base en la investigación, orientada a propiciar que éstos se familiaricen, por lo menos con los conceptos estructurantes de las disciplinas que integran a las ciencias naturales (Toledo, 1993).

En México, existe una enseñanza mínima de la ciencia y la tecnología, lo que implica que en la mayoría de la población exista una escasa comprensión del significado de los procesos científicos. La didáctica se fundamenta todavía, en un gran número de escuelas, en la verbalización.

Por ello el actual paradigma de la didáctica de las ciencias se orienta hacia el desarrollo de un interés crítico por la actividad científica y la generación de nuevos conocimientos, el desarrollo de nuevas tecnologías, la incorporación de la tecnología a los procesos de industrialización, la formación de investigadores, y la generación de una actitud diferente hacia la ciencia y la tecnología.

La investigación en la didáctica de las ciencias es incipiente, es por ello que requiere de la formación de recursos humanos especializados, y de un mayor conocimiento y sistematización de la información generada a nivel internacional en los últimos treinta años.

Emerge la necesidad de constituir equipos interdisciplinarios de investigación. El análisis y la discusión colegiada ha de ser una constante en el desarrollo de la investigación, como también es necesario que en los programas de profesionalización de los profesores se propicie un manejo adecuado de la disciplina, con una mejor formación de las habilidades didácticas.

Referente a las escuelas es necesario impulsar los espacios y tiempos requeridos para que los profesores puedan reunirse en colegios académicos y analicen la problemática de su práctica profesional. Esta tarea no sólo demanda una voluntad personal, sino también un apoyo institucional real.

Respecto a las alternativas y elementos de un proyecto prospectivo, es necesario destacar que las distintas instituciones requieren de mejores condiciones para el desarrollo de la investigación educativa. El plantear un proyecto prospectivo, el sector educativo rebasa sus propios ámbitos, por lo que en el proceso de construcción del futuro de la didáctica de las ciencias de los próximos decenios, se ha de considerar a la sociedad en su conjunto, lo que permitirá una real movilización de las mujeres y los hombres mexicanos en la transformación de las estructuras científicas, tecnológicas e industriales del país, e implícitamente de la propia sociedad.

Bibliografía o Fuentes de Consulta

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Articulo publicado en la Revista Xictli de la Unidad UPN 094 D.F. Centro, México. Se permite su uso citando la fuente. Dirección www.unidad094.upn.mx