CAPÍTULO 8. Conocimiento didáctico del Contenido y Progresiones de Aprendizaje Vicente Talanquer Department of Chemistry and Biochemistry, Tucson, AZ 85721 E-mail: [email protected]

University

of

Arizona,

Resumen El concepto de progresiones de aprendizaje (PsA) ha cobrado gran influencia en la investigación educativa y en el desarrollo de estándares y currículos en educación en ciencias en años recientes. Las PsA son modelos educativos que describen cómo evoluciona la comprensión de los alumnos sobre conceptos e ideas centrales en un área determinada. Estos modelos son de gran utilidad para guiar y facilitar tanto la labor docente en el aula como el desarrollo del conocimiento didáctico del contenido (CDC) de los maestros. En esta última área, la construcción de PsA para distintos componentes del CDC puede servir de base para generar estrategias de formación y evaluación del saber y pensar docente. Por otro lado, involucrar a los maestros en el análisis y aplicación de PsA en temas centrales del currículo permite desarrollar sus conocimientos sobre la materia, su enseñanza y su evaluación. Estos dos niveles de análisis sobre el rol de PsA en la caracterización y desarrollo del CDC de los docentes de ciencias son los ejes que guían la presentación de ideas en este capítulo.



206

Introducción El desarrollo de estándares y currículos en ciencias en años recientes (NRC, 2007, 2011), así como la investigación educativa en la enseñanza y aprendizaje de las ciencias, se han visto influenciados por trabajos en el área de progresiones de aprendizaje (Alonzo & Gotwals, 2012; Duncan y Rivet, 2013).

Estas

progresiones

son

modelos

educativos

que

describen

trayectorias probables en la evolución de la comprensión y aplicación de conceptos, ideas, o habilidades centrales en una disciplina (Corcoran, Mosher & Rogat, 2009). La construcción de dichas progresiones se basa en análisis de resultados de investigación educativa sobre el aprendizaje en dominios específicos, análisis del currículo y las formas de enseñanza comunes en una disciplina, y evaluaciones de los conocimientos, habilidades y actitudes de los estudiantes en diferentes grados escolares (Duschl, Maeng &

Sezen,

2011).

El

desarrollo

de

progresiones

de

aprendizaje

frecuentemente se inicia a partir de hipótesis sobre cambios o estadios críticos en la comprensión de conceptos a medida que los estudiantes ganan conocimientos o experiencias en cierta área (Wiser, Fox & Frasier, 2013). Estas hipótesis se validan o modifican a través del análisis de resultados de evaluaciones diseñadas para detectar diferentes niveles de sofisticación en la comprensión de ideas o formas de razonamiento (Wilson, 2009). A la fecha, distintos autores han generado progresiones de aprendizaje en áreas diversas como estructura de la materia (Smith, Wiser, Anderson & Krajcik, 2006); Stevens, Delgado & Krajcik, 2010), ciclo del carbono (Mohan, Chen & Anderson, 2009), energía (Neumann, Viering, Boone & Fischer, 2013), el concepto de substancia (Johnson & Tymms, 2011), génetica (Duncan, Rogat & Yarden, 2009) y modelado científico (Schwarz et al., 2009). El análisis de la interacción entre los conceptos de “progresiones de aprendizaje” (PsA) y “conocimiento didáctico del contenido” (CDC) es de gran importancia para la formación docente en dos niveles principales. Por



207

un lado, resulta de interés caracterizar y analizar cómo progresa el CDC de los docentes a través de cursos de preparación profesional y de experiencias en el aula (Schneider & Plasman, 2011; Furtak, Thompson, Braaten & Windschitl, 2012). La construcción de progresiones de aprendizaje para componentes críticos del CDC, tales como conocimiento sobre dificultades en el aprendizaje de un tema o conocimiento sobre métodos efectivos para su enseñanza, puede ayudarnos a crear estrategias tanto para desarrollar el CDC de los docentes como para evaluarlo. Por otro lado, involucrar a los maestros en el análisis y aplicación de PsA en temas del currículo que enseñan puede ser de gran utilidad para desarrollar su CDC (Furtak, 2012). Por ejemplo, el uso de PsA sobre conceptos o habilidades de pensamiento científico en la planeación y evaluación de clases ayudaría a los docentes a más fácilmente reconocer las dificultades que los estudiantes enfrentan para cambiar sus formas intuitivas de pensar sobre los sistemas o fenómenos de interés. Estos dos niveles de análisis sobre el rol de PsA en la caracterización y desarrollo del CDC de los docentes de ciencias son los ejes que guían la presentación de ideas en este capítulo. Cada uno de estos niveles se aborda por separado en las siguientes secciones.

¿Cómo progresa el CDC de los docentes de ciencias? El análisis de cómo se desarrolla el CDC de los docentes puede apoyar el desarrollo de programas de formación integrados y coherentes, que reconozcan trayectorias comunes en la evolución del pensamiento de los maestros y provean experiencias de aprendizaje que faciliten la transición a estadios más avanzados (Grossman, Schoenfeld & Lee, 2005; Schneider & Plasman, 2011). Las PsA sobre el saber y pensar docente pueden ayudar a los maestros a identificar tanto los estadios en los que se encuentran en su formación profesional así como los conocimientos y habilidades que sería deseable que desarrollaran (Furtak et al., 2012). La construcción de tales



208

PsA no es una tarea sencilla pues implica la investigación de cambios en una forma de conocimiento complejo, el CDC, el cual resulta de la integración dinámica de múltiples componentes, tales como conocimiento sobre el currículo, sobre el aprendizaje de la disciplina y sobre su enseñanza (GessNewsome & Lederman, 1999; Kind, 2009; Shulman, 1986, 1987). La descripción de PsA sobre el CDC se complica por la falta de estudios longitudinales que provean información sobre la evolución del conocimiento de maestros en un período prolongado de tiempo, incluyendo la formación inicial y varios años de trabajo en el aula (Abell, 2007; Furtak et al., 2010; Schneider & Plasman, 2011). Sin embargo, los resultados de las investigaciones existentes pueden utilizarse para construir hipótesis iniciales sobre el desarrollo de componentes centrales del CDC de los docentes de ciencias, en particular en las áreas de: a) orientaciones hacia la enseñanza de la disciplina, b) conocimiento sobre el aprendizaje de la disciplina, c) conocimiento sobre enseñanza de la disciplina, y d) conocimiento sobre evaluación del aprendizaje en la disciplina. En esta sección se resumen y analizan resultados importantes en cada una de estos campos.

a) Orientaciones hacia la enseñanza de la disciplina Todo docente de ciencias tiene conocimientos y creencias sobre los propósitos de enseñar la disciplina y cómo mejor hacerlo en determinados niveles educativos (Anderson & Smith, 1987). Estos conocimientos y creencias definen orientaciones hacia la enseñanza de la materia, las cuales se sustentan en valores, actitudes e intereses personales sobre, por ejemplo, la educación, el rol del conocimiento científico en la vida personal y en la sociedad, la naturaleza del conocimiento y quehacer científico, y el aprendizaje y la enseñanza de las ciencias y de las diferentes disciplinas científicas (Friedrichsen & Dana, 2005; Magnsusson, Krajcik, & Borko, 1999). Estas orientaciones hacia la enseñanza guían de manera implícita las



209

decisiones y acciones del docente sobre qué, cómo y para qué enseñar la disciplina a cierto grupo de estudiantes. Las investigaciones existentes sugieren que estas orientaciones no son completamente rígidas, y pueden modificarse dependiendo del contexto en el que el docente trabaja (Abell, 2007). Sin embargo, hay orientaciones que parecen ser más dominantes que otras en diferentes estadios del desarrollo de docente (Schneider & Plasman, 2011). La Tabla 1 resume creencias y actitudes comúnmente observadas en docentes en niveles pre-universitarios con diferentes grados de sofisticación en sus orientaciones hacia la enseñanza de las ciencias. La tabla incluye la descripción de modos de pensar a lo largo de tres dimensiones interrelacionadas: ¿Para qué enseñar? ¿Cómo enseñar? ¿Qué enseñar?

Novato

Avanzado Preparar a los Preparar a Preparar a los estudiantes para Preparar a los los integrar conceptos estudiantes estudiantes estudiantes y prácticas para ¿Para para aprender para el científicas comprender qué y resolver siguiente centrales para ideas enseñar? problemas por curso o centrales en la entender sistemas si mismos nivel y fenómenos disciplina educativo relevantes Crear oportunidades Crear Usar Usar actividades o oportunidades para generar actividades ¿Cómo para analizar y explicaciones y ejercicios enseñar? divertidas y argumentos con discutir ideas prácticos motivantes base en modelos y centrales (“hands-on”) análisis de datos Conceptos y prácticas Información, Conceptos e Información científicas conceptos y ideas y conceptos ¿Qué centrales en la habilidades de centrales en la enseñar? incluidos en resolución de pensamiento disciplina el currículo problemas crítico relevantes Tabla 1. Progresiones comunes en orientaciones hacia la enseñanza de las ciencias



210

Representaciones de PsA tales como la Tabla 1 tienen limitaciones que deben ser claramente expuestas y discutidas. Su formato sugiere niveles de secuencialidad y linealidad en la progresión de un estadio a otro dentro de cada dimensión que no se observan necesariamente en la realidad. El desarrollo de conocimientos en cualquier área es un proceso complejo, influenciado por características personales y por contextos específicos. Es entonces poco realista suponer que todo docente progresará de la misma manera y de forma inevitable de un estadio a otro en cada una de las tres dimensiones incluidas en la Tabla 1 (o en cualquiera de las otras tablas incluidas en este capítulo). De manera similar, no podemos esperar alineamiento en los estadios asociados con diferentes dimensiones en dicha tabla. Por ejemplo, un docente puede considerar que el objetivo central en la enseñanza de la disciplina es que los estudiantes aprendan la información y conceptos incluidos en el currículo oficial, pero pensar que la mejor manera de hacerlo es mediante el uso de actividades o ejercicios prácticos. Su orientación sobre qué, cómo y para qué enseñar puede variar dependiendo del tema específico con el que trabaje. La Tabla 1, así como otras tablas en este texto, simplemente ofrecen una compilación estructurada de formas de pensar frecuentemente manifestadas por docentes con diferentes niveles de preparación, experiencia y reflexión sobre el aprendizaje y la enseñanza de las ciencias. La progresión representada en la Tabla 1 pone de manifiesto el rol dominante que ciertas orientaciones hacia la enseñanza de las ciencias tienen sobre el CDC de docentes novatos en los niveles de secundaria y bachillerato. Es de esperar, por ejemplo, que el pensamiento de muchos de ellos este constreñido por el propósito de motivar a los estudiantes y convencerlos de que la ciencia es interesante y divertida (Meyer, Tabachnik, Hewson, Lemberger & Park, 1999). Estos docentes frecuentemente conciben



211

el desarrollo de habilidades de pensamiento crítico como la meta central de la enseñanza en ciencias (Millar & Driver, 1987; Talanquer, Novodvorsky & Tomanek, 2010), y generalmente asumen que los estudiantes asimilan el conocimiento científico de manera directa a través de actividades prácticas (Prawat, 1989). En esta forma de “constructivismo ingenuo”, el nivel de actividad en el aula se toma como medida directa de la calidad de la enseñanza y del aprendizaje, independientemente de los objetivos educativos y de la evidencia generada por distintas evaluaciones (Magnsusson et al., 1999). Orientaciones centradas en el desarrollo de aprendizajes significativos de ideas centrales en la disciplina tienden a desarrollarse en etapas más avanzadas en la carrera docente, al igual que visiones educativas enfocadas en ayudar a los estudiantes a construir conocimientos y habilidades de pensamiento científico útiles en la comprensión, explicación y análisis de problemas personales y sociales relevantes para los estudiantes (Sweeney, Bula & Cornett, 2001). Sin embargo,

programas

de

formación

docente

que

involucran

a

sus

participantes de manera activa en el diseño y aplicación de estrategias de enseñanza centradas en la construcción y evaluación de modelos parecen acelerar el desarrollo de orientaciones hacia la enseñanza más avanzadas (Thompson, Windschitl & Braaten, 2013).

b) Conocimiento sobre el aprendizaje de la disciplina Todos tenemos conocimientos y creencias sobre cómo se aprende y cómo se facilita dicho aprendizaje (Strauss & Shilony, 1994). Estas ideas se desarrollan a través de nuestras experiencias en la vida cotidiana y como estudiantes en múltiples salones de clase. Algunos autores consideran que estas ideas sobre el aprendizaje conforman una teoría implícita de la mente que constriñe cómo pensamos y actuamos sobre cuestiones educativas (Strauss, Ravid, Magin & Berliner, 1998). Adicionalmente, los maestros de



212

una disciplina desarrollan ideas particulares sobre la naturaleza del conocimiento de sus estudiantes, cómo aprenden determinados temas y cómo se puede facilitar este aprendizaje. Estas ideas se modifican con la experiencia, la reflexión sobre las ideas y el trabajo de los alumnos y a través del análisis de modelos y teorías educativas. La Tabla 2 presenta un resumen de modos de pensar sobre el aprendizaje frecuentemente expresados por docentes con diferentes niveles de sofisticación a lo largo de tres dimensiones básicas: ¿Cómo aprenden los estudiantes? ¿Cuál es la naturaleza de su conocimiento? ¿Cómo se facilita el aprendizaje?

Novato El conocimiento se descubre y refuerza a través de actividades prácticas

¿Cómo se aprende?

El conocimiento se recibe y se almacena en la mente

¿Cuál es la naturaleza del conocimiento?

Los estudiantes no tienen ideas preconcebidas sobre conceptos científicos, pero pueden poseer conocimientos académicos previos

¿Cómo se facilita el aprendizaje?

La información se organiza y presenta claramente, en unidades fácilmente comprensibles

Los estudiantes realizan actividades prácticas motivantes

El conocimiento se construye estableciendo conexiones con conocimiento previo, o sustituyéndolo, con nuevas ideas Los estudiantes poseen ideas alternativas fijas que pueden y deben ser corregidas o sustituidas Los estudiantes realizan actividades que ponen en conflicto sus ideas previas y corrigen sus ideas erróneas

Avanzado El aprendizaje demanda cambios en formas de pensar y la reestructuración de conocimientos previos Los estudiantes poseen una variedad de recursos cognitivos que pueden facilitar o dificultar el aprendizaje Los estudiantes construyen y evalúan modelos que les ayudan a generar predicciones, explicaciones y argumentos

Tabla 2. Progresiones comunes en modos de pensar sobre el aprendizaje en la disciplina



213

Los estudios existentes sugieren que el modelo de la mente de muchos docentes en formación o de maestros novatos semeja, de manera metafórica, un receptáculo de información con tapa removible y con una boquilla de tamaño limitado (Strauss & Shilony, 1994; Strauss et al., 1998). El reto de la enseñanza se concibe entonces como el de introducir información en el recipiente y asegurar que no se salga. La tapa del recipiente mental puede

desplazarse

o

removerse

utilizando

ejemplos

o

actividades

motivadoras que ganan la atención de los estudiantes. La entrada de conocimientos se facilita organizando, simplificando y segmentando la información deseada. Esta información puede retenerse de una mejor manera si se conecta con otra información ya existente, a través del uso de analogías o de ejemplos de la vida cotidiana, o mediante la repetición y la práctica. En este modelo de la mente, el aprendizaje demanda que los estudiantes reciban información correcta ya sea a través de conferencias, dictados, lecturas, películas o actividades en las que los alumnos descubren el conocimiento o lo practican. Los maestros novatos tienen dificultades para reconocer, e incluso para aceptar la existencia, de preconcepciones de los estudiantes sobre muchos conceptos discutidos en clases (Abell, 2007; Otero & Nathan, 2008). Para muchos de ellos, los estudiantes tienen o no tienen los conocimientos deseados, o entienden los conceptos de manera correcta o incorrecta. Los errores que cometen los alumnos son vistos como el resultado de su desinterés o de la falta de atención, trabajo o estudio. Por tanto, estos docentes tienden a desconocer, ignorar o subestimar el rol del conocimiento intuitivo y las ideas previas en el aprendizaje (Otero, 2006). En estadios más avanzados, los maestros reconocen la existencia de concepciones alternativas pero comúnmente las conciben como errores conceptuales que deben y pueden corregirse mejorando la claridad de las explicaciones (Furtak, 2012; Schneider & Plasman, 2011). Los docentes reconocen la



214

importancia de involucrar activamente a los estudiantes en la construcción de ideas, pero tienden a concebir el aprendizaje de las ciencias como un proceso lineal y poco problemático entre el pensamiento de sentido común y el pensamiento científico. Dado el extenso trabajo de investigación en el área de concepciones alternativas sobre conceptos científicos, muchos docentes se ven expuestos a los resultados de estas investigaciones en programas de formación o profesionalización docente. Sin embargo, es común que las preconcepciones de los estudiantes se conciban como obstáculos cognitivos rígidos con poco valor educativo (Hammer, 1996). Esta conceptualización estática y negativa del pensamiento estudiantil espontáneo constriñe la habilidad de los docentes para sacar ventaja de las ideas previas de los estudiantes en la construcción de nuevos conocimientos (Furtak, 2012). En estadios más sofisticados a lo largo de la progresión resumida en la Tabla 2, los docentes reconocen que las ideas de los estudiantes tienen carácter dinámico y se ven afectadas por el contexto en el que se trabaja (Coffey, Hammer, Levin & Grant, 2011). Estos maestros aprenden a discriminar ideas expresadas por los alumnos que, aunque limitadas, abren caminos productivos para la construcción de conocimientos científicos, particularmente si se ofrecen oportunidades para que los estudiantes comparen y contrasten la productividad de sus ideas en la generación de argumentos y explicaciones en situaciones relevantes .

c) Conocimiento sobre la enseñanza de la disciplina Los maestros de ciencias poseen conocimientos y creencias sobre cómo es mejor enseñar ciencias en general, la disciplina científica de su especialidad y temas específicos en el currículo de las materias que enseñan (Abell, 2007). Estas ideas incluyen conocimientos sobre modelos de instrucción (por ejemplo, el ciclo de aprendizaje o la enseñanza basada en proyectos),



215

métodos de enseñanza (como el uso de demostraciones, problemas de caso y prácticas experimentales) y estrategias específicas sobre cómo facilitar la enseñanza de ciertos temas (por ejemplo, analogías comunes para explicar el concepto de mol o estrategias para resolver problemas de mecánica usando diagramas de cuerpo libre) (Magnusson et al., 1999). La naturaleza de estos conocimientos, así como su aplicación en el aula, está influenciada por las orientaciones del docente hacia la enseñanza de la disciplina y sus conocimientos y creencias sobre el aprendizaje. Por tanto, las progresiones de aprendizaje en el área de enseñanza están íntimamente interrelacionadas con la PsA discutidas en las secciones anteriores. La Tabla 3 resume formas de pensar y actuar sobre la enseñanza de la disciplina comúnmente expresadas por docentes de ciencias con distintos niveles de sofisticación en las siguientes dimensiones: ¿Qué se enfatiza en la enseñanza? ¿Cuál es el rol de las actividades de investigación en la enseñanza? ¿Cómo se utilizan diversas estrategias en la enseñanza?

Novato ¿Qué se enfatiza en la enzeñanza?

Transmisión de conocimientos correctos

Desarrollo de habilidades de resolución de problemas

¿Cuál es el rol de las actividades de investigación?

Motivar a los alumnos, observar fenómenos, transmitir o descubrir conocimientos

¿Cómo se utilizan las estrategias?

Uso de diversas estrategias de manera poco selectiva e integrada

Plantear hipótesis y recolectar datos para verificarlas

Comprensión de ideas y conceptos centrales en la disciplina

Avanzado Generación de argumentos, explicaciones y predicciones sobre sistemas relevantes

Generar Crear preguntas, oportunidades plantear para generar hipótesis, y preguntas, generar diseñar argumentos y experimentos explicaciones con para estudiar el base en evidencia efecto de una experimental y variable sobre modelos otra Estrategias se seleccionan con base en objetivos de aprendizaje y se adaptan al contexto particular en el que se trabaja

Tabla 3. Progresiones comunes en modos de pensar sobre la enseñanza de la disciplina



216

En general, los docentes novatos manifiestan preferencia por métodos de enseñanza centrados en el profesor, los cuales les permiten controlar tanto la información presentada a los estudiantes como las actividades en las que los alumnos se involucran (Hancock & Gallard, 2004; Simmons et al., 1999). Muchos de ellos tienen dificultades para identificar las diferencias fundamentales entre los métodos de enseñanza que utilizan (por ejemplo, actividades prácticas motivadoras pero con baja demanda intelectual) y otras estrategias que fomentan una participación más substantiva de los estudiantes en la construcción de su propio conocimiento (Abell, 2007). En también común que docentes en formación, o con poca experiencia en el aula, enfoquen sus esfuerzos educativos en ayudar a los estudiantes a desarrollar y aplicar procedimientos para resolver problemas, presentando múltiples ejemplos de cómo utilizar un algoritmo correctamente. Sus esfuerzos educativos frecuentemente se centran en tratar de simplificar ideas complejas, generar ejemplos concretos para ilustrar ideas abstractas o corregir ideas equivocadas (Schneider & Plasman, 2011). En contraste, docentes en estadios más avanzados tienden a enfocarse en la comprensión de conceptos e ideas fundamentales, y hacen uso de las diferentes ideas expresadas por los estudiantes para motivar discusiones y ayudar a los alumnos a evaluar las ventajas y desventajas de diferentes explicaciones de los fenómenos estudiados. Sus esfuerzos educativos se concentran en crear múltiples oportunidades para que los estudiantes comparen y contrasten distintas ideas, y evalúen sus alcances y limitaciones (Furtak et al., 2012; Thompson, Windschitl & Braaten, 2013). Los docentes novatos se distinguen de los más expertos en la manera en que piensan sobre e implementan métodos de enseñanza basados en la investigación (Crawford, 2007). En un inicio, cualquier actividad práctica que les permite a los estudiantes observar o manipular un fenómeno de manera



217

directa se juzga como una investigación. En estadios subsiguientes en esta progresión, los docentes ponen un fuerte énfasis en la formulación de hipótesis y en la recolección de datos de para verificarlas como requisitos centrales

de

las

actividades

inquisitivas

(Talanquer,

Tomanek

&

Novodvorsky, 2013). La formulación de preguntas y el diseño de experimentos se vuelven más importantes a medida que el docente avanza en su comprensión sobre estrategias de enseñanza centradas en la investigación. Sin embargo, no es hasta estadios más avanzados en esta progresión que los docentes conciben las actividades inquisitivas como oportunidades para que los estudiantes hagan preguntas, generen argumentos y creen y evalúen modelos sobre fenómenos de interés con base en sus conocimientos y la evidencia disponible o recolectada (Windschitl, Thompson & Braaten, 2008). Furtak et al. (2012) presentan una progresión más detallada de modos de pensar docente sobre actividades de investigación con énfasis en el modelado y la generación de explicaciones. Los resultados de las investigaciones existentes también sugieren que los docentes con conocimientos más sofisticados sobre modelos y estrategias de enseñanza tienden a ser más selectivos que los docentes novatos en términos de los conceptos e ideas que enseñan y de los métodos empleados para facilitar su aprendizaje (Abell, 2007). Sus lecciones y unidades didácticas son generalmente más coherentes e integradas que las de maestros con menos conocimientos o experiencia, e incluyen más variantes en las estrategias de enseñanza empleadas como resultado de adaptaciones a los contextos particulares en los que se trabaja.

d) Conocimiento sobre la evaluación de la disciplina Es de esperar que los docentes de ciencias desarrollen conocimientos sobre evaluación de la disciplina en diversas dimensiones. Por ejemplo, los maestros tienen conocimientos y creencias sobre qué es importante evaluar,



218

cuáles son los objetivos de las evaluaciones, qué métodos de evaluación se pueden usar, cómo se interpretan los resultados de las evaluaciones y qué acciones se pueden tomar con base en tales resultados (Abell,2007). Estos componentes del CDC de los docentes están interrelacionados entre si y con los conocimientos, creencias, actitudes y valores de los maestros hacia la enseñanza y el aprendizaje de las materias que enseñan. Los resultados de investigaciones educativas sobre pensamiento docente en el campo de la evaluación sugieren la existencia de cambios importantes en esta área a medida que los maestros ganan conocimientos y experiencias. La Tabla 4 resume los modos de pensar dominantes en diferentes estadios a lo largo de las siguientes dimensiones: ¿Cómo se evalúa? ¿Por qué se evalúa? ¿Cómo se interpretan los resultados de las evaluaciones?

Novato

¿Cómo se evalúa?

¿Para qué se evalúa?

Uso limitado de estrategias de evaluación, en su mayor parte de carácter sumativo

Determinar si los estudiantes poseen el conocimiento académico correcto

Interpretaciones ¿Cómo se vagas y generales interpretan sobre el conocimiento los y actitudes de los resultados? estudiantes

Avanzado Uso de preguntas informales con fines diagnósticos y formativos. Incremento en la diversidad de estrategias sumativas de evaluación Identificar lo que los estudiantes saben y no saben, para corregir problemas de aprendizaje Interpretaciones específicas, pero no siempre productivas, sobre el conocimiento y formas de pensar de los estudiantes,

Uso de variedad de estrategias de carácter diagnóstico, formativo y sumativo Explorar el conocimiento y formas de pensar de los estudiantes para mejorar la enseñanza y promover el aprendizaje Interpretaciones específicas y productivas en la facilitación del aprendizaje de los estudiantes

Tabla 4. Progresiones comunes en modos de pensar sobre la evaluación de la disciplina

Los docentes de ciencia novatos tienen conocimientos limitados sobre formas y métodos de evaluación. Muchos de ellos no distinguen o tienen



219

dificultades para diferenciar entre los objetivos y las estrategias asociadas con evaluaciones diagnósticas, formativas y sumativas (Maclellan, 2004; Wang, Kao & Lin, 2010). Sus conocimientos sobre diferentes tipos de evaluaciones comúnmente se limitan a exámenes escritos con preguntas de opción múltiple o de respuesta abierta, tareas con un conjunto de ejercicios y problemas, y reportes de prácticas de laboratorio (Duffee & Aikenhead, 1992). Las preguntas y problemas incluidos en estas evaluaciones tienden a enfocarse en conocimientos y habilidades con baja demanda cognitiva (recordar datos o aplicación de procedimientos) (Furtak et al., 2012; Morrison & Lederman, 2003). Los resultados de dichas evaluaciones tienen carácter sumativo y no se usan necesariamente para modificar y mejorar la enseñanza (Bennett, 2011). Los conocimientos del docente sobre diferentes formas y estrategias de evaluación, así como sobre cómo alinear objetivos de aprendizaje, enseñanza y evaluaciones, se incrementan gradualmente a través de la formación profesional y la experiencia en el aula (Schneider y Plasman, 2011). Sin embargo, la implementación de estos conocimientos en el salón de clases está fuertemente influenciada por los conocimientos y creencias del docente sobre los propósitos de la evaluación, qué significa aprender en la disciplina, cómo mejor develar el conocimiento de los estudiantes y qué se considera adecuado y justo en el contexto educativo en el que se trabaja (Tomanek, Talanquer & Novodvorsky, 2008). En general, el pensamiento docente ingenuo sobre la evaluación se caracteriza por su énfasis en el uso de las evaluaciones como instrumentos para medir el grado con el que los estudiantes pueden generar respuestas correctas a las preguntas o problemas que se les plantean (Otero, 2006; Otero & Natan, 2008). Una respuesta correcta se toma como prueba de que el alumno “entiende” el tema, y una respuesta incorrecta se ve como una indicación de que “no entiende” el material y debe estudiar más. En el caso de evaluaciones de actividades prácticas, es común que estos docentes



220

centren su atención en la implementación apropiada de los procedimientos que se valoran (por ejemplo, registrar datos de manera clara y ordenada o completar cálculos correctos con los datos obtenidos) (Schneider & Plasman, 2011; Talanquer et al., 2013). La atención de los docentes a este nivel se centra en detectar y describir los que los estudiantes saben o no saben. En estadios más avanzados, las evaluaciones diagnóstica y formativa adquieren un rol más central en la actividad del docente, y se abordan desde una perspectiva más interpretativa. Los docentes buscan entonces darle sentido a las respuestas y acciones de alumnos con base en conocimientos sobre dificultades en el aprendizaje de la disciplina y concepciones alternativas de los estudiantes (Crespo, 2000; Levin, Hammer & Coffey, 2009; Talanquer, Bolger &Tomanek, 2014). La habilidad de los docentes para interpretar las respuestas de los estudiantes también es sujeto de progresión. Los maestros novatos tienden a generar interpretaciones vagas y generales sobre el conocimiento o las actitudes de los estudiantes (por ejemplo, el estudiante no sabe cómo pensar o el estudiante necesita esforzarse más), sin prestar atención a las ideas específicas que son expresadas. En estadios más avanzados, los docentes comienzan a notar las ideas o formas de razonar específicas de los estudiantes, aunque tienen dificultades para identificar los aspectos claves o más productivos en la tarea de ayudar a los estudiantes a superar sus dificultades conceptuales (Talanquer, Bolger & Tomanek, 2014). En general, la naturaleza de las preguntas y problemas planteados por el docente y su habilidad para interpretar las respuestas de los estudiantes se correlaciona tanto con el conocimiento disciplinario sobre el tema que se enseña como con la orientación hacia la enseñanza y el conocimiento sobre dificultades en el aprendizaje de dicho tema (Abell, 2007; Magnusson et al., 1999). La mayoría de los docentes tienen dificultades para identificar acciones



221

productivas para facilitar el aprendizaje basadas en los resultados de evaluaciones formativas (Furtak, 2012).

¿Cómo favorecer la progresión del CDC de los docentes de ciencias? Así como el análisis de PsA sobre saber y pensar docente pueden ser útiles para guiar y facilitar el desarrollo profesional de los maestros (Furtak et al., 2012; Schneider & Plasman, 2011), las PsA sobre conceptos centrales en una disciplina también pueden utilizarse para apoyar el desarrollo de diversos componentes del CDC de los docentes (Alonzo & Gotwals, 2012). En particular, dichas PsA pueden ayudar a los docentes a planear lecciones y unidades didácticas centradas en grandes ideas en la disciplina, a más fácilmente identificar las dificultades conceptuales que la mayoría de los estudiantes enfrentarán durante el aprendizaje de conceptos específicos, y a diseñar estrategias para desarrollar el pensamiento de los estudiantes en las direcciones deseadas (Furtak , 2012; Furtak, 2012). Aunque la investigación educativa en esta área es limitada, los estudios existentes ilustran la potencialidad de las PsA como herramientas de apoyo en la labor y desarrollo profesional de los docentes (Alonzo & Gotwals, 2012). Los trabajos de Furtak (2012) y de Furtak y colaboradores (2012) son quizás los ejemplos existentes más claros del uso de PsA como herramientas de desarrollo del CDC de docentes de ciencias. Es estos estudios, las estrategias de formación profesional se centran en el análisis, reflexión y enriquecimiento colaborativo de PsA sobre un tema de interés para todos los docentes involucrados. En este proceso, los maestros discuten diferentes maneras en las que los conocimientos disciplinarios incluidos en la progresión pueden ser representados para facilitar la planeación de la enseñanza. Los docentes también analizan la relación entre tales conocimientos disciplinarios y las formas de pensar comunes de los estudiantes. Aspecto clave en este trabajo son el desarrollo de instrumentos



222

de evaluación para hacer explícito el pensamiento de los estudiantes (evaluaciones formativas) y las discusiones sobre cómo mejor guiar el pensamiento de los alumnos hacia estadios de mayor sofisticación intelectual definidos en la PsA. Los resultados de programas de formación docente centrados en el uso de PsA son alentadores (Furtak, 2012; Furtak et al., 2012). En general, el uso de ideas centrales como guía en la planeación docente se incrementa de manera significativa, así como la atención que los maestros prestan a las ideas expresadas por los estudiantes durante distintas actividades en el aula. Sin embargo, estos estudios también revelan las dificultades que los docentes enfrentan para utilizar las PsA de maneras más productivas. Por ejemplo, aunque el análisis de PsA puede ayudar al docente a mejor evaluar el pensamiento estudiantil, dicho análisis no necesariamente resulta en acciones productivas en la facilitación del aprendizaje. Así, un docente que devela concepciones alternativas delineadas en una PsA puede no saber cómo enfrentarlas o utilizarlas para avanzar en la dirección deseada. Esto sugiere que el uso productivo de las PsA en formación docente debe complementarse con la discusión de y reflexión sobre estrategias didácticas efectivas para desarrollar el pensamiento de los estudiantes a lo largo de la progresión deseada.

Comentarios Finales A pesar de la relativa juventud del trabajo en el desarrollo de progresiones de aprendizaje, este campo de investigación educativa y desarrollo curricular ha cobrado una gran fuerza en las discusiones sobre estándares educativos y formación docente en el área de ciencias. Aunque diferentes autores conceptualizan a las PsA de manera distinta (Duschl et al., 2011), el desarrollo y validación de tales progresiones puede ser complejo y costoso (Shea & Duncan, 2013), y existen debates sobre la validez y utilidad de tales



223

esfuerzos (Sikorski & Hammer, 2010), el concepto de PsA ha venido a enriquecer las discusiones y reflexiones en enseñanza de las ciencias. En este

sentido,

los

conceptos

de

“Progresiones

de

Aprendizaje”

y

“Conocimiento Didáctico del Contenido” son parecidos. Ambos parecen tener un alto potencial generativo en términos de las reflexiones y trabajos que motivan, pero se resisten a definiciones y caracterizaciones definitivas. Desde esta perspectiva, es de esperar que el estudio de la intersección entre PsA y CDC sea potencialmente productivo, pero sujeto de múltiples interpretaciones y discusiones. Como autor de este capítulo, reconozco que mi caracterización de dicha intersección es una entre varias posibles y tiene limitaciones impuestas por mi selección e interpretación de la información disponible.



224