DIFICULTADES PARA EL APRENDIZAJE DE LA QUÍMICA Y ALGUNAS ALTERNATIVAS USADAS Rosalba Alfonso Sierra INTRODUCCIÓN Las ciencias naturales y en particular la química es uno de los que más desarrollo genera a nivel mundial, clave en el manejo de los problemas ambientales y el desarrollo tecnológico en áreas como la salud y la investigación. Desde hace largo tiempo el aprendizaje de las ciencias naturales genera poco interés en los estudiantes de secundaria; situación que preocupa a maestros e investigadores en la educación, porque es allí donde empieza el gusto del estudiante por las ciencias. En el currículo escolar las ciencias naturales están constituidas por Biología, Química y Física, de las cuales las dos últimas son las de menor aceptación. Los motivos de tal situación son muy variados y van desde motivos inherentes a las asignaturas como conceptos abstractos, 1
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DIFICULTADES PARA EL APRENDIZAJE DE LA QUÍMICA Y ALGUNAS
ALTERNATIVAS USADAS
Rosalba Alfonso Sierra
INTRODUCCIÓN
Las ciencias naturales y en particular la química es uno de los que más desarrollo genera a
nivel mundial, clave en el manejo de los problemas ambientales y el desarrollo tecnológico en
áreas como la salud y la investigación. Desde hace largo tiempo el aprendizaje de las ciencias
naturales genera poco interés en los estudiantes de secundaria; situación que preocupa a maestros
e investigadores en la educación, porque es allí donde empieza el gusto del estudiante por las
ciencias. En el currículo escolar las ciencias naturales están constituidas por Biología, Química y
Física, de las cuales las dos últimas son las de menor aceptación.
Los motivos de tal situación son muy variados y van desde motivos inherentes a las
asignaturas como conceptos abstractos, las escasas habilidades matemáticas de los estudiantes
que dificultan su aprendizaje, la falta de conexión con su entorno, la imposibilidad de vislumbrar
una utilidad a futuro, la tradicional apreciación de dificultad que siempre se les relaciona y la
poca popularidad de las carreras
Las prácticas docentes en la mayoría de instituciones se realiza de forma tradicional, lo
que dificulta el aprendizaje activo de los estudiantes y las prácticas de laboratorio son difíciles
debido al tamaño de los grupos y la escasez de materiales de trabajo; además, las instituciones
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deben cumplir con los programas, por tanto, los docentes deben tener todo calculado en tiempos y
para lograrlo lo que obliga a mantener formas tradicionales de enseñanza.
La enseñanza de la química siempre ha estado presente en todos los programas de
Ciencias Naturales, las discusiones de los especialistas en el área y las propuestas para mejorar la
enseñanza han sido constantes, el panorama a nivel nacional es el mismo que se observa en
muchos países del mundo, lo que ha llevado a una crisis en el campo por insuficiencia de
profesionales. Desde el campo de la educación y concretamente desde el aula de clase,
corresponde a los maestros cambiar las condiciones de la enseñanza - aprendizaje de la química,
innovando en las metodologías e involucrando al estudiante como parte activa de su formación y
teniendo en cuenta la finalidad de la educación científica, cuyo papel final es que el individuo
pueda usar los conceptos de ciencia necesarios para desenvolverse en la sociedad.
En ciencias naturales, las pruebas externas tanto del Icfes como las PISA se centran en el
entendimiento de los conceptos científicos y en la capacidad de tomar una perspectiva para
entender la realidad desde la ciencia; se valora el grado en que los estudiantes utilizan sus
conocimientos en esta área para identificar preguntas, adquirir nuevos saberes, explicar fenómenos
y llegar a conclusiones con base en evidencias. Debido al campo de enseñanza en el que me
desempeño, es la química la disciplina sobre la que realizaré este trabajo.
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PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
La enseñanza de las Ciencias en particular la Química, de forma tradicional, con un papel
pasivo del estudiante, lo que favorece el aprendizaje memorístico de una ciencia abstracta,
alejada de la realidad; cuya enseñanza se contrapone con finalidades de la educación científica:
Aprendizaje de conceptos y construcción de modelos, desarrollo destrezas experimentales,
resolución de problemas, desarrollo de actitudes y valores, y construcción de una imagen de
ciencia. (Jiménez y Sanmartí, 1997). Estas dificultades hacen que en las pruebas externas,
estemos ubicados en lugares muy bajos respecto de otros países del mundo. Lograr involucrar y
responsabilizar al estudiante en el aprendizaje, lo motiva para trabajo colaborativo y siente que lo
tienen en cuenta.
En los campos de investigación en educación a nivel latinoamericano, la Pedagogía en
espacios escolares con el tema específico de las nuevas tecnologías en la escuela descritas dentro
de problemas educativos y alternativas pedagógicas, son uno de los temas de investigación que
han sido tenidos en cuenta para futuros estudios. A su vez, en el campo de la pedagogía se
procura avanzar en la reconstrucción de los conocimientos que tradicionalmente fueron
conformando esta disciplina, su incidencia en la constitución de la propia Escuela y las
posibilidades actuales de abordar los nuevos desafíos con propuestas innovadoras.
PREGUNTA-PROBLEMA A INVESTIGAR
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El escaso interés que muestran los estudiantes por las ciencias naturales se relaciona
con dificultades en el proceso de enseñanza- aprendizaje en el aula que impide el desarrollo de
competencias científicas.¿La intervención en el aula mediante un proceso didáctico que
favorezca el aprendizaje activo del estudiante, facilita el desarrollo de competencias
científicas?
¿Cuáles son los cambios que se dan en el proceso y que ventajas o desventajas presenta para
los actores?
MARCOS DE REFERENCIA
Estado del Arte
La química es una asignatura difícil de aprender por el grado de abstracción, el estudio y
análisis de la problemática de la enseñanza - aprendizaje siempre ha estado en la mente de los
investigadores, especialistas en pedagogía y maestros; no solo a nivel de educación media sino
también en los primeros semestres de diferentes carreras. Para entender y proponer soluciones a
los problemas asociados a la enseñanza - aprendizaje de la química, se han llevado a cabo varios
estudios que buscan los factores que interviene en la dificultad del aprendizaje, partiendo desde la
problemática identificada y en los temas que se consideran con mayor grado de dificultad. Los
diferentes trabajos se describen dentro de los siguientes aspectos:
1. Las concepciones alternativas y la falta de integración representacional
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La finalidad de la educación en ciencias es lograr que los estudiantes construyan su propio
conocimiento, para alcanzar la comprensión en el proceso el aprendizaje significativo, pero
algunos factores como las concepciones alternativas o errores conceptuales o ideas previas,
interfieren con este proceso. Las concepciones alternativas son representaciones sociales de la
ciencia que están en la mente de los individuos, tienen su origen en la vida cotidiana, en los
medios de comunicación, en las creencias, en la cultura, en instrucciones durante la enseñanza; y
están entre el juego de la ciencia y el sentido común, es la ciencia del ciudadano del común.
Las concepciones alternativas se caracterizan por “su carácter situacional son
representaciones activadas para una situación específica sin que necesariamente estén
almacenadas de modo permanente o explícito en el sistema cognitivo del sujeto”. (Callone y
Torres, 2013). Además, carecen de cientificidad, no son erradas pero son resistentes a la
enseñanza, la mayoría de las investigaciones en torno al tema se centran en la manera de
identificarlas mediante tareas que buscan activarlas, para un determinado tema que reviste cierta
dificultad en los estudiantes; y son importantes para conocer las dificultades de los alumnos y sus
causas, pero no son suficientes para conseguir un mejor aprendizaje de los estudiantes.
Johnstone afirmó que “lo que realmente sabemos y entendemos, controla lo que
aprendemos”, propuso 3 niveles de pensamiento representacional necesarios para aprender
química y en los cuales se debería basar el aprendizaje lógico de la química; esto es el nivel
macroscópico, microscópico y simbólico (Johnstone, 1991). El nivel macroscópico hace
referencia a las percepciones sensoriales de los fenómenos químicos, el microscópico a todo
aquello que en química tiene que ver con átomos y moléculas y lo simbólico se refiere a las
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representaciones de los hechos químicos. Un aprendizaje significativo le debe permitir al
individuo moverse dentro de los 3 niveles representacionales.
2. Falta de integración de ejes representacionales y currículos desfasados de la realidad
La falta de integración en los tres niveles representacionales, macroscópico,
submicroscópico y simbólico; conducen a que no haya comprensión o errores en el aprendizaje
de diferentes temas de la química en los estudiantes. En un estudio del significado de las fórmulas
químicas reportaron confusión entre fórmula y modelo (Farre, 2013),dificultad en la definición de
modelos (Garritz, 2013), en el tema de ácido base no hubo comprensión, los estudiantes son
capaces moverse en los diferentes niveles pero dan respuestas distintas a las mismas preguntas
(Callone y Torres, 2013), baja correlación entre lo macroscópico y lo submicroscópico, ya que
representan los conceptos a través de propiedades cercanas al mundo real y no al corpuscular
cuando definen materia, elemento, compuesto, mezclas homogéneas y heterogéneas (Ordenes,
2013).
A nivel mundial existe un consenso en cuanto a la enseñanza de la química, caracterizada
por conceptos abstractos, difíciles de entender, alejados de la realidad de los estudiantes y
currículos rígidos; como en el análisis de Contreras acerca del concepto de materia en una
institución Chilena, mostrando un vacío en la integración, fragmentación y escasa correlación
entre los 3 niveles de integración representacional (Contreras, 2014).
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3. La trasposición didáctica
Existen libros para la enseñanza de la química en educación media y a nivel universitario
escritos por diferentes autores con el propósito de convertirse en la guía de la ciencia que se
enseña en la escuela, pero ¿Hasta dónde los textos reproducen una reconstrucción histórica,
didáctica y pedagógica de un modelo químico de la ciencia?. La transposición didáctica de los
modelos científicos según Herreño es:
“el proceso mediante el cual los textos de enseñanza, son convertidos en la ciencia
que se transmite en las instituciones escolares. En esa transformación los autores o
autoras, interpretan esos modelos con base en sus concepciones histórico-
epistemológicas, didácticas y pedagógicas, esto es, plasman en esos textos su
versión de ciencia, lo que de ella ha de enseñarse y la intencionalidad educativa
que se ha de perseguir”. (Herreño, 2010).
Los problemas que trae la trasposición didáctica es la falta de consenso en los conceptos,
la descontextualización histórica de los hechos, la descontextualización al entorno donde va a ser
usado. En revisiones de textos, Raviolo halló que no definen algunos aspectos básicos
mencionados, muestran diversidad de afirmaciones, presentan proposiciones erróneas o
generalizadas e imprecisas, no tienen en cuenta las concepciones alternativas que fomentan
(Raviolo,2008); mientras que respecto al modelo de Lewis-Legmuir, Herreño reportó que
“muchas explicaciones no profundizan en elementos básicos que sirvieron para la construcción
del modelo, se desconocen principios históricos y epistemológicos” (Herreño, 2010) y Chamizo
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halló enorme diversidad de interpretaciones respecto del concepto de valencia en los textos
revisados (Chamizo, 2004).
4. La elaboración de la pregunta
La pregunta es la base del conocimiento científico y son las preguntas abiertas las más
útiles para este fin. En el aula de clase el docente es el gestor de la discusión que involucre a los
estudiantes a generar preguntas, explicar y argumentar ideas, establecer consensos y alcanzar la
comprensión de fenómenos de la ciencia. Según Chamizo:
Las competencias de pensamiento científico, entendidas de una ciencia que se vive y
que evoluciona por eso no decae la capacidad humana de hacer preguntas. No se
puede aislar el saber científico de la vida, de sus aplicaciones-implicaciones
significado y relación con otras materias; la ciencia no empieza en los hechos sino en
las preguntas que dependen del marco teórico desde donde se formulen. (Chamizo,
2007).
Explicar es producir razones para hacer comprensible un fenómeno y argumentar es la
secuencia de opiniones y razones encadenadas para defender una idea. En el aula de clase,
laboratorios, museos, los fenómenos naturales y la química cotidiana (etoquímica, del griego
etho: costumbre, hogar); promueven las competencias cognitivo lingüísticas necesarias para la
educación en ciencias y para darle solución a la pregunta planteada. Una recomendación de
Chamizo para el aprendizaje de la química es que “Una vez formulada la pregunta que de alguna
manera concreta un problema, la mejor estrategia para abordar su resolución parece ser la
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diseñada hace unos años por Gowin a través de su ya famosa Ve epistemológica o
heurística”(Chamizo, 2007).
5. Estrategias didácticas para la enseñanza aprendizaje
Son diversas las estrategias utilizadas por los docentes para vencer los obstáculos que
impiden el aprendizaje de la química y que han demostrado diferentes grados de beneficio en la
comprensión de conceptos en los estudiantes, entre ellos están los modelos químicos, los mapas
mentales y conceptuales, modelos mentales, TIC, juegos y diferentes métodos de trabajo en el