Formación para la investigación en el marco de un curso de Química General: diseño e implementación de una propuesta didáctica Iris V. Dias (1), María X. Erice (1,2), Norma G. Valente (1,3), A. Fernández Guillermet (1,4,5) (1)

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales-Universidad Nacional de Cuyo Padre Contreras 1300. Parque General San Martín-5500 Mendoza-Argentina. [email protected]; Teléfono: (261)4236003 (2) Facultad de Educación Elemental y Especial-Universidad Nacional de Cuyo Sobremonte 81-5502 Mendoza-Argentina (3) Facultad de Ingeniería- Universidad Nacional de Cuyo Centro Universitario S/N. Parque General San Martín-5502 Mendoza-Argentina (4) Instituto Balseiro-Centro Atómico Bariloche 8400 San Carlos de Bariloche-Río Negro-Argentina (5) Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)-Argentina RESUMEN En este trabajo se describe una propuesta de enseñanza virtual semi-presencial para el desarrollo de competencias que contribuyen a la formación para la investigación (FpI), en el marco del espacio curricular Química General para estudiantes de grado de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEN) de la Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO, Mendoza, Argentina). Los objetivos de la propuesta fueron: a) diseñar secuencias didácticas innovadoras para la enseñanza y el aprendizaje de la Química General en instancias semi-presenciales, promoviendo la construcción de competencias que contribuyen a la FpI; b) identificar y valorar los procesos cognitivos involucrados en las secuencias; y, c) sobre la base de los resultados obtenidos, desarrollar un modelo conceptual de enseñanza y aprendizaje de la Química General. La intervención se realizó en el curso de Química General, con estudiantes de primer año del ciclo básico común a las carreras de licenciatura y profesorado, mediante los recursos y herramientas disponibles en la plataforma virtual de la UNCUYO. El proceso de evaluación involucró la aplicación de tests de inicio y finalización del curso y de un protocolo de análisis de las producciones. La información obtenida se procesó y analizó mediante matrices de valoración del grado de desarrollo de las habilidades de pensamiento

superior

“pensamiento

crítico”,

“resolución

de

problemas”,

“inferenciación”, “toma de decisiones” y “metacognición”. Los resultados se discutieron en el Área Pedagógica de la FCEN como posibles fundamentos para el

desarrollo de competencias que contribuyen al logro de la FpI en espacios disciplinares de grado como Química General.

Palabras clave: Química General; propuesta didáctica semi-presencial; desarrollo de competencias; habilidades de pensamiento superior; capacidad investigativa.

1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS Los cambios radicales que se presentan en el mundo actual, en cuanto a la producción de la información, los avances tecnológicos, los modos de producción y de consumo, impulsan a las instituciones a forjar nuevos modos de abordar la enseñanza, comunicarse y concebir al sujeto de aprendizaje. En este trabajo interesa en particular, el abordaje de tres de tales desafíos. En primer lugar, en la búsqueda de nuevas formas de enseñanza que garanticen una formación de calidad aparece como alternativa la Educación a Distancia. En segundo lugar, uno de los modos con los que la universidad puede afrontar los desafíos de la formación de profesionales es adoptando un enfoque educativo “por competencias”.

Este enfoque “contempla los aprendizajes necesarios para que el

estudiante actúe de manera activa, responsable y creativa, en la construcción de su proyecto de vida, tanto personal y social como profesional” (Sanz de Acevedo, 2010 citado en Veytia Bucheli, 2013:6), promoviendo la movilización de la información en el proceso de aprendizaje, lo cual constituye una lucha contra el enciclopedismo en la educación (Díaz Barriga, 2006:18). En el marco de este trabajo se entenderá por competencia “una capacidad de movilizar, en un contexto dado y frente a una situación problema determinada un conjunto articulado de saberes, habilidades y destrezas, de actitudes y disposiciones para lograr una actuación adecuada, es decir, pertinente, eficaz y ajustada a normas, principios y valores” (Fernández Guillermet y Rubau: 2012:4). En tercer lugar, la educación superior en el área de las Ciencias Básicas afronta el desafío de una formación para la investigación desde los estudios de grado. En este trabajo se presenta un informe de los avances logrados en un proyecto de investigación que aborda, de un modo articulado, los tres aspectos anteriores, en el contexto específico de la formación de grado en Química de estudiantes de Licenciatura y Profesorado en Química en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de Cuyo (FCEN-UNCUYO, Mendoza, Argentina). Esta Facultad posee cuatro sedes en el territorio de la provincia de Mendoza. La Sede Central se ubica

en la Ciudad de Mendoza y las otras tres se encuentran en los departamentos General Alvear, San Martín y Malargüe. En cada una de dichas sedes, se dicta el Ciclo General de Conocimientos Básicos en Ciencias Exactas y Naturales y también el espacio curricular Química General. En el trabajo se abordan en particular las competencias vinculadas con la investigación. Dicho recorte teórico está motivado por la importancia que adquiere la formación para la investigación en la culminación de los estudios de grado en Ciencias Básicas y para el desempeño profesional de los graduados. En efecto, los planes de estudio de estas carreras incluyen como requisito de graduación el desarrollo, defensa y aprobación de un trabajo de tesis. Frecuentemente, los(as) estudiantes enfrentan en esta instancia la dificultad de contar con las competencias necesarias. Por tal razón, es necesario incorporar estrategias de formación que posibiliten la construcción progresiva de tales competencias en los estudios de grado. Además, el perfil profesional del Licenciado en Química o en otra de las Ciencias Básicas, habilita al egresado para planificar, dirigir, evaluar y efectuar programas, proyectos y tareas de investigación básica, aplicada y/o desarrollo así como intervenir en equipos multidisciplinarios, para desempeñarse en industrias con tecnología científica, para la continuación de estudios de posgrado, entre otras actividades. Para estos fines es necesario que, en el trayecto formativo del futuro profesional, se asegure la construcción de competencias vinculadas con la investigación. Lo anterior sugiere que es un desafío de las instituciones educativas brindar una formación para la investigación que incluya una actitud crítica y racional hacia las ciencias, la capacidad de abstracción y reflexión suficiente para analizar y resolver situaciones problemáticas en el desempeño académico y profesional, potenciando, además, la creatividad e iniciativa y el trabajo en equipo. Este trabajo tiene por objetivos: i) describir el diseño de una propuesta didáctica semipresencial del espacio curricular Química General de las carreras de Licenciatura y Profesorado en Ciencias Básicas que incluye el desarrollo de la habilidad “pensamiento crítico”; y, ii) analizar la evolución del grado de logro de dicha habilidad en los(as) estudiantes involucrados en la propuesta didáctica presentada. 2. METODOLOGÍA De acuerdo con los objetivos planteados, se realizaron diversas acciones agrupables en tres momentos: un primer momento de exploración, un segundo momento de diseño y

ejecución y, por último, el momento de evaluación del modelo propuesto. En lo que sigue se describen cada una de las acciones concretadas.

2.1 Exploración En primer lugar, para el diseño de secuencias didácticas que promuevan la construcción de competencias investigativas, al inicio del trabajo se implementó una encuesta a docentes que dictan espacios curriculares de Ciencias Básicas. El objetivo de la misma fue identificar y analizar las concepciones que los docentes de la UNCUYO poseen respecto a la Educación a Distancia en sus diversas modalidades. La encuesta fue semiestructurada, autogestionada y de respuesta voluntaria. Se efectuó la caracterización demográfica de los encuestados, su formación de grado y posgrado, el uso que hacen de la web, sus opiniones sobre ventajas y desventajas de la Educación a Distancia, e interés en aplicar alguna modalidad de la misma. En segundo lugar, se realizó otra encuesta a docentes y estudiantes del área de Química. El propósito de ésta fue establecer la importancia que para el desarrollo de la denominada Capacidad de Investigación (CI) en Química tienen las 21 (veintiún) competencias específicas (CEs) establecidas en el marco del Proyecto Tuning-América Latina (AL) (Beneitone et. al., 2007). Con este propósito se adoptaron las CEs propuestas en dicho Proyecto y se realizaron dos consultas. La primera consulta se refirió al grado de importancia y de realización de las CEs y la segunda al grado de importancia que éstas tienen para el desarrollo de la CI. Sobre esta base se compararon: i) los resultados del Tuning-AL con los obtenidos en la FCEN-UNCUYO; y ii) las opiniones de docentes con las de los estudiantes de la FCEN-UNCUYO. La información obtenida en el comparativo, en conjunto con los resultados de un trabajo anterior1 sobre la CI como competencia genérica, constituyó una de las bases que orientaron la planificación y el diseño de las secuencias didácticas que se plantean en la presente propuesta.

2.2 Diseño y ejecución En este segundo momento, se seleccionaron, de común acuerdo con las cátedras respectivas, las unidades temáticas de cada uno de los espacios curriculares Química 1

Rubau, C., Dias, I., Tovar Toulouse, M. y Fernández Guillermet, A. (2013), “Importancia de las competencias genéricas Tuning-América Latina para el desarrollo de la formación para la investigación. Estudio comparativo en el Instituto de Ciencias Básicas de la Universidad Nacional de Cuyo (Argentina)”, que fue presentado en “9 Congreso internacional sobre Investigación en Didáctica de las Ciencias”.

General y Química General II. Posteriormente se diseñó el material didáctico (“secuencias”) para el curso. La implementación de las unidades seleccionadas se realizó en las siguientes etapas: a) Experiencia piloto en la Sede Central FCEN-UNCUYO (cohorte 2012) Se abordó la unidad temática Electroquímica correspondiente al espacio curricular Química General II. Finalizada la aplicación, y a partir de los resultados obtenidos, se realizaron los ajustes necesarios en la secuencia didáctica. Además, se aplicó una encuesta a los(as) estudiantes, con el fin de valorar integralmente el curso a partir de sus percepciones. De esta manera, la experiencia piloto permitió validar la secuencia correspondiente a la temática Electroquímica. b) Experiencia definitiva en las cuatro sedes FCEN-UNCUYO (cohorte 2013): En esta experiencia, que incluyó las unidades temáticas Soluciones, Equilibrio Químico, Equilibrio iónico y Electroquímica pertenecientes al Programa de Química General, participaron estudiantes de la siguiente manera: -

En la Sede Central cursaron la modalidad semi-presencial aquellos que voluntariamente se inscribieron en el curso.

-

En las otras sedes el cursado fue obligatorio.

Finalmente, se relevaron las actividades individuales y grupales presentadas por cada estudiante durante el desarrollo del curso y se aplicaron los pre-test (inicio) y post-test (finalización) correspondientes. A continuación se presenta cada una de las actividades planteadas en la propuesta semipresencial. Para facilitar la lectura e interpretación, se emplean los siguientes íconos de referencias: AP

Actividad Presencial Actividad virtual

AV

Respuesta en Formato Papel

RFP

Respuesta en Formato Actividad Campus Virtual Respuesta a través de Herramienta Campus Virtual

2.2.1 Inicio de la propuesta Se realizó un pre-test organizado de la siguiente manera:

AP

Exposición de un proceso observado en la vida cotidiana relacionado con la Química y planteo de preguntas, propiciando el pensamiento crítico y la capacidad de síntesis a través del diseño de un mapa conceptual (resolución individual).

RFP

RFACV RHCV

AP

Planteo de una situación problema relacionada con la vida universitaria. Los alumnos expusieron una solución al problema comunicando los resultados (resolución grupal).

AP

RFP

Análisis de una noticia adaptada sobre la contaminación del agua con mercurio en una provincia de la Argentina y resolución de preguntas RFP

propiciando el pensamiento crítico (resolución individual).

AP

Resolución de una situación problema sobre conceptos previos de Química (resolución individual).

RFP

2.2.2 Durante el cursado AP

Análisis de un texto informativo sobre el Mar Muerto con la finalidad de indagar conocimientos previos dentro del tema soluciones a partir de la resolución de preguntas.

AV

RFP

En la pestaña “Bienvenida del curso 2013”, los alumnos escribieron un comentario expresando sus expectativa/s con respecto al curso. RHCV

AV

Diseño de mapa conceptual sobre Soluciones (conceptos previos e iniciales de la unidad temática programa).

AV

RFACV

Análisis de una etiqueta de agua mineral comercializada en el mercado y resolución de pregunta: Atendiendo a que en la etiqueta figura información de diversa índole, ¿podrías extraer aquellos datos que tengan que ver estrictamente con el tema de soluciones químicas? Fundamenta tu respuesta especificando el por qué de la selección.

RFACV

AP

Resolución de Práctico de aula con ejercicios y problemas tipo (semi abiertos) sobre “Soluciones”.

AV

RFP

Resolución a la pregunta planteada en el sector comentario dentro de la pestaña “Formas físicas y químicas de expresar la concentración de una solución”: ¿Es posible expresar la concentración en términos del solvente? Justifica tu respuesta. Menciona un ejemplo.

AP

Resolución de Práctico de aula con ejercicios y problemas tipo (semi abiertos) sobre “Soluciones”.

AV

RHCV

RFP

Resolución a preguntas sobre “Solubilidad”: ¿será lo mismo expresar el valor de la solubilidad en 100 g de agua en lugar de 100 ml de agua? ¿Por qué?

AP

RFACV

Desarrollo, ejecución y completamiento del instructivo correspondiente a un práctico de laboratorio sobre preparación de Soluciones y el análisis de las Propiedades Coligativas de soluciones diluidas.

AV

RFP

Resolución de ejercicios sobre Molaridad (forma de expresión química de la concentración de una solución) empleando una simulación. RFACV

AV

Análisis de una situación cotidiana sobre los “Factores que afectan a la solubilidad”.

AV

RFACV

Análisis y resolución de una situación de la vida cotidiana sobre “naturaleza del soluto y del solvente”.

RFACV

AV

Análisis y redacción de título de figuras (gráficos) sobre los factores que influyen en la solubilidad de sólidos y gases y posterior elaboración de conclusiones.

AV

Análisis y resolución de una situación problema sobre la curva de solubilidad de una sal química inorgánica.

AV

RFACV

Análisis de un video sobre los factores implicados en la solubilidad de gases, resolución de preguntas y extracción de conclusiones.

AV

RFACV

RFACV

Conceptualización, a partir de palabras propias, para “disolver y diluir”. RFACV

AV

Análisis y resolución de una situación problema sobre “Ley de dilución”. RFACV

AV

Resolución de la pregunta planteada en el sector comentario dentro de la pestaña “Ley de Dilución”: Teniendo en cuenta todo lo planteado en este tema, y volviendo a las diluciones que efectuamos en nuestra vida cotidiana, menciona algún/os otro/s ejemplo/s en los cuales realizas diluciones.

AV

RHCV

Realización del informe correspondiente a un Práctico de laboratorio virtual sobre “Propiedades Coligativas” a través del empleo de un flash. RFACV

AV

Análisis de un video con una experiencia de laboratorio sobre el Principio de Le Chatelier, resolución de preguntas y extracción de conclusiones. RFACV

AV

Análisis de un estudio de caso, a partir de dos videos, resolución de preguntas y extracción de algunas conclusiones.

26AV

RFACV

Participación en un “Foro” sobre algunas conclusiones obtenidas en el estudio de caso de la actividad anterior.

AP

RHCV

Análisis y resolución de preguntas a partir de un texto informativo, explicativo y con una práctica de laboratorio sobre el tema “Corrosión del hierro”.

AV

RFP

Resolución a las preguntas planteadas en el sector comentario dentro de la pestaña “Electroquímica”: ¿Por qué crees hemos colocado esas tres imágenes

iniciales

como

ejemplos

que

ilustran

el

tema

"Electroquímica"?. En tu vida cotidiana, ¿has escuchado hablar de la electroquímica? ¿Cuándo o en qué situaciones? Explica brevemente de acuerdo a tu experiencia.

AV

RHCV

Análisis y formulación de respuestas a preguntas a partir de un texto informativo sobre la contaminación producida por las pilas acabadas. RFACV

AV

Resolución a la pregunta planteada en el sector comentario dentro de la pestaña “Electrólisis”: ¿consideras es lo mismo hablar de celda electroquímica, celda electrolítica y galvánica? ¿Por qué? A las pilas comerciales, ¿dentro de qué grupo las clasificarías?

AV

Análisis y resolución de una situación problema sobre la FEM de una pila.

AV

RHCV

RFACV

Análisis de un video con una experiencia de laboratorio sobre la electrólisis de una sal química inorgánica, identificación y justificación de la falsedad o veracidad de aseveraciones a partir de la misma. RFACV

AV

Participación en una wiki sobre electrólisis. RFACV

2.2.3 Finalización de la propuesta Se realizó un post-test organizado de la siguiente manera: AV

Exposición de un proceso industrial en Química con planteo de preguntas, propiciando el pensamiento crítico y la capacidad de síntesis a través del diseño de un mapa conceptual (resolución individual). RFACV

AV

Planteo de una situación problema relacionada con la contaminación ambiental por efecto de la lluvia ácida. Los alumnos expusieron una solución al problema comunicando los resultados (resolución grupal). RFACV

AV

Análisis de un trabajo de investigación sobre contaminación por efecto de la lluvia ácida en una provincia Argentina y resolución de preguntas propiciando el pensamiento crítico (resolución individual).

AV

RFACV

Resolución de una situación problema sobre conceptos vistos en el programa curricular de Química General (resolución individual). RFACV

2.3 Evaluación global de la propuesta Finalizada la implementación, el diseño integral del curso fue analizado desde el punto de vista de los “principios de buenas prácticas docentes utilizando las TIC” (Sangrá y González, 2004 citado en Golzar, 2006)2 lo que permitió reflexionar sobre el planteo didáctico realizado. Además, se llevó a cabo un análisis global de la propuesta desarrollada, esta vez, desde el punto de vista de los estándares de pensamiento crítico3 (habilidad de pensamiento superior). A tal fin se analizó la presencia de dichos estándares, en el curso semi-presencial, considerado íntegramente (Paul y Elder, 2005).

2.4 Evaluación del pre-test y post-test Tanto en el pre-test como en el post-test se evaluaron las dimensiones “Razonamiento ético”, “Autonomía intelectual” y “Arte de formular preguntas esenciales”. La matriz de valoración utilizada incluyó tres grados: “Muy satisfactorio” (MS), “Satisfactorio” (S) y “Necesita mejorar” (NM). La comparación entre pre-test y post-test para cada estudiante, permitió identificar las siguientes situaciones: i) existencia de un grado de avance (valoración) superior al inicialmente identificado en el pre-test; ii) existencia de un grado inferior al inicialmente identificado en el pre-test; iii) mantenimiento del grado inicial registrado en el pre-test; y, iv) valoración inicial correspondiente al pre-test pero no final por falta de entrega del post-test.

2

Golzar, M. H. (2006). Formación del Profesorado de la Universidad de Panamá en Tecnologías de la Información y la Comunicación. Universitat Rovira I Virgili, Tarragona. 3 Paul, R. y Elder, L. (2005), “Critical Thinking Competency Standars: Standars, Principles, Performance, Indicators and Outcomes with a Critical Thinking Master Rubric”.

3. RESULTADOS Sobre un total de 30 inscriptos, sólo 12 completaron la experiencia. Los resultados correspondientes a las dimensiones “Razonamiento ético”, “Autonomía intelectual” y “Arte de formular preguntas esenciales”, se presentan en las Figs.1, 2 y 3, respectivamente.

Figura 1: Resultados (en %) para la dimensión “Razonamiento ético” Los resultados para la dimensión “Razonamiento ético” (Figura 1) indican que: (i) el 58,33% de los(as) estudiantes aumentaron su grado de valoración inicial; ii) el 33,33% de los estudiantes no cambió entre su grado de valoración; y, iii) el 8,33% realizó el pre-test pero no entregó el posttest. En síntesis, más de la mitad de los participantes en el curso semi-presencial aumentó en un grado su valoración.

Figura 2: Resultados (en %) para la dimensión “Autonomía intelectual” Los resultados para la dimensión “Autonomía intelectual” (Figura 2) indican que: i) el 66,66% de los(as) estudiantes no cambió su grado de valoración; ii) el 16,66% de los(as) estudiantes aumentó su grado de valoración; iii) el 8,33% del total del grupo disminuyó un grado su

valoración inferior; y, iv) el 8,33% realizó el pre test pero no entregó post-test. En síntesis, la mayoría de los participantes en el curso semi-presencial mantuvo su grado de valoración, y sólo el 8% de los alumnos disminuyó su grado de valoración.

Figura 3: Resultados (en %) para la dimensión “Arte de formular preguntas esenciales” Por último, los resultados para la dimensión “Arte de formular preguntas esenciales” (Figura 3) indican que: i) el 41,66% de los(as) estudiantes mantiene; ii) el 41,66% disminuye (en un grado) su valoración; iii) el 8,33% aumenta en un grado su valoración; y, iv) el 8,33% no entregó posttest. En síntesis, los porcentajes más altos corresponden a los alumnos que mantuvieron y a los que disminuyeron su grado de valoración. Los que aumentaron el grado de valoración son apenas el 8% de los evaluados.

4. CONCLUSIONES Y PRÓXIMAS ACCIONES Al analizar la propuesta didáctica diseñada, se encuentra una evolución hacia un grado de valoración superior en la dimensión “Razonamiento ético”. En las dimensiones “Autonomía intelectual” y “Arte de formular preguntas esenciales”, lo que se encuentra es que, por un lado, la gran mayoría de los estudiantes mantuvo su grado de valoración inicial y, por otra parte, aparece un grupo de estudiantes que disminuye su grado de valoración. Los resultados presentados indican que con el curso propuesto no fue posible lograr en la mayoría de los estudiantes una evolución hacia un grado de valoración superior en la habilidad “Pensamiento crítico”. La expectativa es que la evaluación integral de la experiencia permita realizar ajustes a las secuencias didácticas propuestas, y que sea posible obtener evoluciones

satisfactorias en el grupo de estudiantes. A tal fin se ampliará la evaluación incorporando los siguientes aspectos: a) La trayectoria recorrida por cada alumno durante el desarrollo del curso. b) Los resultados de las otras actividades correspondientes al pre-test y post-test. c) Los resultados derivados de la encuesta aplicada a los(as) estudiantes que cursaron la modalidad semi-presencial, en cada una de las sedes para valorar el curso a partir de sus propias percepciones. d) Se realizará una entrevista en profundidad a un docente especialista en Educación a Distancia con el fin de explorar las percepciones y/o impresiones del docente acerca de la propuesta, en lo referido a procesos cognitivos.

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