Enseñanza de la ciencia

(1) Ingeniera Química, Magíster en Docencia Universitaria, Profesora a cargo de Química General II e investigadora de la Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales, Universidad Nacional de Córdoba y de la Facultad Regional Córdoba, Universidad Tecnológica Nacional.

(2) Ingeniero Electricista Electrónico, Especialista en Docencia Universitaria, Profesor en Disciplinas Tecnológicas, profesor titular de Metodología de la Investigación, profesor adjunto de Análisis Matemático II e investigador de la Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales, Universidad Nacional de Córdoba.

La preocupación por mejorar la enseñanza de las ciencias nos lleva a proponer un cambio metodológico de manera que se ponga a los estudiantes en situación de utilizar una metodología próxima a la científica. Sugerimos el estudio de casos que pueda escribir el propio docente, ideal pero a la vez real, que comprometa en el estudiante su afectividad, sus intereses, su contexto y preparen así el camino para su participación colectiva en la solución de los problemas con los que se enfrenta la sociedad.

Palabras clave: metodología, estudio de casos, afectividad, realidad, contexto.

0000Our concern in improving the teaching of sciences motivated the proposal of a methodological change that consists in challenging the students to use a methodology similar to a scientific approach. We suggest the study of cases, written by the teacher, ideal but with a concrete realistic approach, which compromise the student’s affectivity, his interests, his context and which enhance his abilities to participate collectively in the resolution of the problems that the society faces.

Si realizáramos un alto en nuestra vorágine diaria del quehacer docente podríamos distinguir claramente en nuestros estudiantes, por un lado, un conocimiento frágil, pues se olvidan los conceptos rápidamente, y un pensamiento pobre pues presentan dificultades a la hora de la resolución de situaciones problemáticas (Perkins, 1995).

La universidad puede desarrollar una tarea importante si valoramos que, su misión es acrecentar el capital cultural en cantidad y calidad de esquemas de pensamiento y de acción de los sujetos que a ella concurren. Todo conocimiento científico se adquiere con la intervención del docente ya que éste es el que realiza la selección y ordenamiento de los contenidos para facilitar el proceso de construcción de los conocimientos. Así, cuando un sujeto que aprende, integra un nuevo conocimiento a su estructura cognitiva, establece las relaciones necesarias con los conocimientos previos lo que le permite que adquieran significado. Si el docente pudiera planificar con anticipación algunas “jugadas”, secuencias y combinaciones de esas “jugadas” (Burbules y Linn, 1991), la clase sería cada vez más rica, articulando metodología y contenido a favor de la comprensión del alumno.

Un cambio metodológico de quien enseña ciencias es requisito esencial para lograr un cambio conceptual de quien la aprende y por eso exige la orientación de las actividades a realizar enfocándolas de manera que se ponga a los estudiantes en situación de utilizar una metodología próxima a la científica. Sería preciso poner a los alumnos en situación de enfrentar problemas reales, de realizar predicciones y expresar hipótesis, de diseñar experiencias para contrastar sus ideas previas, de plantear diversas estrategias de resolución de problemas y de analizar los resultados obtenidos. Para lograr esos objetivos, es preciso que en el currículo se incluya objetivos y contenidos conceptuales, es decir, conocimientos científicos y técnicos para conseguir que los futuros profesionales puedan desenvolverse en un mundo cada vez más impregnado por el desarrollo tecnológico y científico. Además, sería necesario incluir objetivos y contenidos de procedimientos, que permiten aprender las competencias y resolver mejor los problemas de la vida cotidiana. Pero también es muy importante tener presentes los objetivos de actitud que se relacionan con conseguir despertar el interés y el gusto por los estudios científicos. Así, el currículo ha de conformar creencias, actitudes y valores que desarrollen en el alumno un interés por la actividad científica, (Litwin, 1993) que les permita valorar el papel que la ciencia juega y ha jugado en nuestras vidas y preparen así el camino para la participación colectiva en la solución de los problemas con los que se enfrenta la sociedad.

Siguiendo a Ausubel (1978), debemos reconocer que la existencia de un clima de aula con actitudes positivas es esencial para favorecer un mejor aprendizaje e interés por la enseñanza de las Ciencias. Los profesores sabemos eso, pero muchas veces en las aulas, lo olvidamos. Es común cometer ciertos errores tales como pretender que los estudiantes aprendan sólo conocimientos científicos sin tener en cuenta sus intereses y sin incluir actividades motivadoras, en un proceso de enseñanza centrado en la transmisión verbal de conocimientos ya elaborados (Sanjurjo y Rodríguez, 1993). El presentar las asignaturas de manera abstracta y formal puede ser causa de abandono del estudio de las carreras en ciencias denominadas “duras”. Otro aspecto a considerar es la popularidad que posee la matemática, la química y otras asignaturas respecto a lo abstractas que aparentar ser y sin conexión con los problemas reales del mundo que nos rodea (Furlan, 1989). Debemos plantearnos qué hacer y cómo podemos influir para mejorar la situación. Nuestra experiencia docente en las aulas universitarias por más de veinte años, nos permite sugerir el método de casos como uno de los caminos posibles para enseñar ciencia.

Como expresamos anteriormente, se requiere de un cambio de paradigma, y ante un cambio, se necesitan experiencias de enseñanza y aprendizaje diferentes de parte de los alumnos y fundamentalmente de nosotros los docentes. Es por eso que una vez que el docente ha realizado una observación acerca de los intereses de sus alumnos, es deseable que se anime y redacte un caso ideal pero a la vez empapado de la realidad que rodea a los jóvenes.

El método de casos emplea una herramienta educativa llamada caso y tras su lectura, los alumnos reunidos en pequeños grupos dialogan interactivamente con el docente en el que sus preguntas demandan un cuidadoso examen en las cuestiones importantes que el caso plantea. Los casos son instrumentos educativos complejos que revisten la forma de narrativas. Un caso incluye información y datos científicos, antropológicos o históricos y de observación, además de material técnico. Son generalmente interdisciplinarios y se construyen en torno a problemas o grandes ideas: puntos importantes de una asignatura que merecen un examen a fondo. Habitualmente se basan en problemas de la vida real. Un caso es un fragmento de la realidad que se lleva al aula a los fines de que los alumnos y el docente lo examinen minuciosamente. Es un instrumento educativo que incluye información y datos de ciertas temáticas que deben ser desmontados y vueltos a armar para la expresión de actitudes y modos de pensar que se exponen en el aula (Wassermann S. 2005).

Hay varios modos de poner en práctica la elección de una gran idea para un caso. Los periódicos y las revistas pueden ser fuente de inspiración para elaborar la idea. Un modo eficaz puede ser realizar una lista de los conceptos del programa curricular; una lista parcial es un buen recurso. El docente puede elegir un tema de esa lista por varias razones: porque siente que despertará el interés de sus alumnos, porque es un tema adecuado para ese grupo en particular o simplemente porque le guste a él. Es importante que el caso se refiera a un contenido del programa curricular y se adecue a las expectativas del docente.

ü Relacionar los diálogos con los contenidos de la unidad temática a desarrollar.

Al final de la lectura del caso se exponen las preguntas críticas en las que se demanda a los alumnos que generen hipótesis basadas en su lectura de la obra y expresen el modo en que procesaron la información. La diferencia con las preguntas corrientes se basa en la calidad del pensamiento que se requiere para responder a uno y otro tipo de preguntas que hace que en ocasiones se las denomine “preguntas de orden superior”, ya que son del tipo “En su opinión, qué puede decirnos acerca de…” en contrapartida a las que expresan “¿Por qué sucedió…?”.

Formar grupos ad-hoc (como los estudiantes lo deseen) con 5 o 6 integrantes sugiriéndoles que designen un coordinador, una persona que cronometre, un relator y un redactor.

Con las sesiones presenciales, el docente podrá percibir la dinámica del grupo. Se eligen las sesiones fuera del horario de clases por cuestiones de tiempo y además porque el docente no se verá tentado a intervenir ni a controlar y así el grupo tenderá a resolver los problemas por sí solo.

En el interrogatorio se pondrán en cuestión los aspectos importantes del caso. Se trata de formular preguntas que orienten a generar respuestas y conflictos para la discusión y extracción de ideas y requerirá de los docentes:

La metodología presentada la proponemos y llevamos a cabo en la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la Universidad Nacional de Córdoba desde el año 2006, haciendo notar a los alumnos que ésta fue seleccionada con el propósito de incentivarlos a tomar decisiones, a fomentar la reflexión explicándoles que trabajarán en grupo y esto les enriquecerá, les permitirá respetar ideas ajenas y que en síntesis, es un muy buen medio para alcanzar las metas del aprendizaje.

Así también, se comunica las expectativas de trabajo, ya que se espera que encaren las actividades con seriedad: que lean el caso a conciencia, que constituyan grupos de trabajo, que discutan las preguntas críticas, busquen información complementaria, respeten los roles en la constitución de los grupos e interactúen con sus compañeros y con el docente.

Aquí les presentamos un caso de nuestra invención para el estudio de Cinética Química:

Evaristo Guevara había llegado del tambo directamente a sentarse en la galería de su casa a tomar unos mates. Desde allí era posible ver la interminable pampa verde en un tranquilo atardecer. Sobre la pequeña mesa se extendía una tabla con un gran trozo de queso criollo y un pan casero, redondo y humeante. A punto estaba de disfrutar de tal manjar, cuando la polvareda levantada por la camioneta azul lo distrajo. Su esposa Anita llegaba desde Huinca Renancó con la gran noticia: “¡Nos compraron toda la producción de leche! Pero eso sí, el próximo sábado debe estar completa en La Quiaca.” La sonrisa de Evaristo apareció reluciente e inmediatamente para brindar, le convidó un rico mate a su mujer.

La gestión llevaba ya algunas semanas, pero para Evaristo y Anita parecían meses. Esa operación comercial era importantísima para ellos porque Gonzalo y Mariela, sus hijos menores, aguardaban ese dinero para saldar el alquiler del departamento y continuar estudiando en la Universidad Nacional de Córdoba.

El martes, Evaristo se levantó como siempre muy temprano y saludó a todos con gran entusiasmo.

¾¿Cómo lograremos que la leche llegue en buenas condiciones?¾ preguntó Anita.

¾¡Doña Anita! ¾intervino Jacinto Cuello que ayudaba en el ordeñe. Mi padre siempre puso sapos en los tachos. ¡Santa solución!.

¾¡Pero Jacinto! ¡Qué dice usted! ¡Eso no está bien! La mejor manera es conservarla en la heladera de la cocina, que es amplia. Se la deja allí hasta el momento de la partida¾ acotó Doña Aurora, la cocinera de la estancia.

¾Pero el viaje es de por lo menos veinte horas. Los camiones que tengo disponibles no son térmicos y la leche llegará en mal estado¾ sentenció Marcos Barrios, el camionero.

¾En el campo de al lado, al que también le preparo los balances, le agregan unas gotas de formol. Cinco en cada tacho. El técnico habla de la activación de la no sé qué. Si le preguntáramos… Al fin y al cabo, la compra de un frasquito de 1 litro de formol no modificará las finanzas en demasía¾ dijo el contador Carrascosa imaginando una planilla de entradas y salidas de gastos.

¾¿Y si esperamos dos días para que la leche se corte y la enviamos como ricota? ¡O le podemos agregar unas gotas de limón disueltas en medio vaso de agua por cada tacho! ¿No les parece? Marcos sentía que estaba proponiendo la mejor idea.

¾¡Le agreguemos el jugo directamente en el tacho y…listo! Entusiasmada, Anita casi salía corriendo para la ciudad a hablar nuevamente por teléfono con los compradores para realizarles la nueva propuesta, cuando su hijo mayor, Ramiro, flamante veterinario, acariciando suavemente un conejito, propuso:

¾¿Y si la mandamos en forma de yogur? Bastaría con calentarla un poquito y dejarla unas 24 horas con calor. ¡Eso sí! No olvidar de volcar varios potes de yogur, ya preparado, dentro de los tachos. Y para convencer a los compradores, les enviamos algunos jamones caseros de regalo. ¿Si?

¾Pero a esos jamones le deben agregar nitritos en la preparación o quizás ahumarlos, que es más económico. Así escuché decir por ahí¾ acotó el Contador Carrascosa.

Don Evaristo alcanzó a decir gracias a todos mientras se volvía y se alejaba lentamente de la turbadora formación de alternativas. Las opciones eran numerosas pero había que tomar una decisión. Se sentó en un sillón hamaca respiró hondo, encendió la radio y sintonizó el sonido del piano con una bella zamba al mismo tiempo que cerraba sus ojos.

3) Diga en qué medida es importante la cinética para determinar el modo óptimo de enviar el cargamento.

4) ¿Qué hipótesis puede ofrecer para explicar por qué Jacinto Cuello hizo esa propuesta? ¿Tiene sustento científico?

5) A su parecer, ¿Qué elementos contribuyen a la opinión de Marcos Barrios con respecto al viaje propiamente dicho?

7) ¿Cuáles son para usted los pro y los contra de la propuesta del contador Carrascosa? Justifique ampliamente.

8) ¿Cuáles son para usted las ventajas potenciales de la idea de Anita sobre la de Marcos?

9) Diga en qué medida son importantes las propuestas del veterinario. Intente realizar gráficas para ayudar en la demostración.

10) ¿Cómo justificaría usted la última acotación del contador Carrascosa? ¿Qué opinión le merece su ética?

Para la evaluación del impacto de la experiencia sobre los alumnos se utilizaron los siguientes indicadores organizados a modo de cuadros:

1- Indicadores considerados en la elaboración del informe escrito por cada grupo:

	Excelente	Muy bueno	Bueno	Regular	Malo
Organización del informe
Jerarquización de contenidos
Lenguaje técnico específico utilizado
Nivel de dificultad de contenidos abordados
Construcción de ejemplos originales
Construcción de gráficos
Interpretación de gráficos
Bibliografía utilizada

	Excelente	Muy Bueno	Bueno	Regular	Malo
¿Interpreta el contenido?
¿Establece relaciones?
¿Sabe conceptualizar?
¿Emite juicio crítico?

3- Indicadores de actitudes observadas en todos los presenciales en lista de cotejo:

	Siempre	A veces	Nunca
¿Participa en el grupo?
¿Reconoce errores?
¿Respeta opiniones?
¿Demuestra interés en estudiar a partir de historias, relatos, cuentos, hechos, etc.?

Este estudio no pretende ser una investigación con diseño cuasi-experimental en el que se toman dos grupos, uno de control y el otro experimental al cual se le aplica el estímulo de manera sincrónica (Gómez, 2006), pero la respuesta de los alumnos a esta metodología podría compararse con la respuesta a la tradicional clase expositiva de manera cualitativa asincrónica. Esta metodología se viene implementando desde el 2006 en la cátedra de Química General II de la carrera de Ingeniería Química, ocasión en que se tomó solo este caso, aunque en este momento ya estamos trabajando con varios. La cantidad de alumnos que participa anualmente de este tipo de estudio de casos ha variado año a año con la cantidad de inscriptos en la cátedra, pero en el 2006 fueron 114 repartidos en 23 grupos de tres, cuatro o cinco alumnos.

En el cuadro siguiente se muestran los porcentajes obtenidos por los grupos de alumnos correspondientes a la presentación de informes escritos y la defensa oral individual en el 2006.

De los 23 informes recibidos, solo uno de ellos, con calificación entre Regular y Malo, fue devuelto a los autores para ser reformulado.

Para mostrar porcentajes obtenidos en la evaluación de actitudes, se presenta el siguiente cuadro:

ACTITUDES	PORCENTAJES
participativos en los grupos	92 %
Reconocen errores	65 %
Respetan opiniones	72 %
Demostraron interés en estudiar a partir de historias, relatos, cuentos, hechos, etc.	96,4 %

Cuando a cuatro estudiantes (3,6 %) se les preguntó cuál fue la razón por la que no les resultó atractivo estudiar a través de casos, respondieron que preferían las clases expositivas y que no les interesaba estudiar en grupo. Dos de ellos expresaron tener dificultades para reunirse con otros compañeros y tres manifestaron que les había resultado muy complejo comprender los conceptos sin la explicación tradicional del docente.

Tal como lo expresa Pozo (1987), es cierto que muchos de los conceptos centrales de la ciencia son bastante difíciles de descubrir para la mayor parte, sino para la totalidad de los adolescentes incluso de los adultos universitarios. Sin embargo, en estas tareas ha sido posible advertir un gran esfuerzo de parte de los estudiantes por construir el conocimiento de manera colectiva.

En un primer momento, cuando se les presentó la metodología, los estudiantes inmediatamente ofrecieron resistencia, pues planteaban que no poseían los conocimientos teóricos suficientes para abordar la resolución del caso. Sentían temor a lo desconocido. Pero luego, cuando les leímos la historia inventada, comenzaron a encontrar situaciones semejantes a las vividas por varios de ellos. Los alumnos expresaron que sabían de abuelos o vecinos que efectivamente realizaban esas prácticas y contaron sus experiencias en elaborar ricota, yogur o queso en sus propias casas. El resto de los estudiantes escuchaba la anécdota con interés y así comenzaba el diálogo. Estos relatos resultaron muy interesantes y los motivó a buscar información diversa. Así encontraron notas de periódicos donde informaban que los estudios realizados en un laboratorio habían detectado la presencia de formol en leches de cierta marca. Algunos grupos quisieron ir más allá y averiguaron la técnica para determinar formol en leches, solicitando permiso para comprobarla en el laboratorio de la facultad. Otros profundizaron acerca de pasteurización y ultra filtración y propusieron estos métodos para Ernesto Guevara, nuestro personaje de ficción. El interés observado en ampliar sus conocimientos no se evidenciaba en las clases expositivas de antaño ya que se limitaban a escuchar clases teóricas y resolver ejercicios. Con el estudio de casos, los estudiantes se abocaron a la búsqueda de información teórica enriqueciéndola con ejemplos bien fundamentados, a proponer sugerencias con respaldo científico y a la construcción de gráficos en los que indicaron cómo es posible variar la energía de activación con la incorporación de catalizadores o como se ve perturbada la constante de velocidad específica con la temperatura, entre otros. Estos gráficos fueron presentados en diversos formatos utilizando TIC (Tecnologías de la Información y la Comunicación).

Si bien el estudio de este caso apuntaba al aprendizaje de los factores que influyen en la velocidad de las reacciones, casi la totalidad de los estudiantes se mostró interesada en la búsqueda de información de procesos y técnicas que pertenecen a cursos superiores y que no están incluidos en los contenidos de la asignatura Química General II, ampliando sus conocimientos.

El estudio de casos o historias inventadas que tengan que ver con la realidad de los estudiantes, o por lo menos de algunos de ellos, se presenta como una metodología atractiva con respecto a la de la transmisión de conocimientos ya elaborados. Nuestros alumnos se mostraron entusiasmados y esto les permitió acercarse al conocimiento atraídos por el interés de las historias contadas.

La aplicación de esta metodología constituyó un verdadero desafío para el equipo docente. Entre otras cosas, se requirió la asistencia a la totalidad de los encuentros de todos los docentes que integran la cátedra para realizar el registro de información y así completar las tablas y listas de cotejo para la evaluación de los estudiantes en las clases presenciales, ya que se realizaron de manera individual.

Por último, nos permitimos sugerir que un requisito importante es la gran cuota de paciencia que debemos tener los docentes para no contar el final de la historia anticipadamente.

ARANIBAR G. Recopilación bibliográfica: Acrilamida en alimentos. Centro de Investigaciones Tecnológicas de la Industria Láctea. Boletín Bibliográfico Nº 2. 2003

AUSUBEL D.P. Psicología educativa. Un punto de vista cognoscitivo. México: Trillas. 1978.

BROCK T. & MADIGAN M. Biology of microorganisms. Ed. Prentice Hall. New Jersey. 1988. BURBULES, N. & LINN, M. Science education and philosophy of science: congruence or contradiction? International Journal of Science Education, 13 (3), 1991. pp. 227-241

FURLAN, A. Metodología de la enseñanza. En Aportaciones a la Educación Superior, UNAM, México. 1989. pp. 61-83

GÓMEZ M. Introducción a la metodología de la investigación científica. Ed. Brujas. Córdoba, Argentina. 2006. pp. 85-107

INTA La calidad de la leche y de los quesos. Documento técnico orientado a profesionales que trabajan en el sector lácteo. Rafaela. 2000.

LITWIN, E. Las configuraciones didácticas en la enseñanza universitaria: las narrativas meta analíticas, en Revista del Instituto de Investigaciones en Ciencias de la Educación. Año II nº 3. Facultad de Filosofía y Letras. UBA. 1993.

SANJURJO L. & RODRÍGUEZ X. Volver a pensar la clase. Las formas básicas de pensar.

WASSERMAN S. El estudio de casos como método de enseñanza. Amorrortu Editores. 2005. pp. 17-31 y 73-113.

WHITTEN K., DAVIS R. & PECK M. Química General. Ed. Mc Graw Hill. 1998. pp. 593-643.