Estrategia didáctica para el desarrollo de
habilidades científicas
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Claudia Alejandra Quiroz Sánchez Universidad Tecnológica de Tabasco México
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RESUMEN
La pertinencia que se presenta en la enseñanza de las ciencias a través del plan de Estudios en México, en el nivel básico es relevante, ya que uno de los grandes retos es precisamente atender la enseñanza de las ciencias en México y potenciar el interés de los estudiantes en la exploración y comprensión del cuidado del medio ambiente para que contribuyan en la construcción de una sociedad más justa con un futuro sustentable. En tiempos pandémicos, la realización de prácticas o uso de laboratorios escolares estaban limitados como estrategia didáctica por las condiciones que conocemos, siendo éste de gran aporte a la construcción científica del estudiante y aún más existía la necesidad de abordar y alcanzar lo planteado en los programas de estudio, en cuanto a la exigencia de adaptar a la edad y contexto actual de los alumnos la enseñanza de las ciencias y los resultados del conocimiento científico al egresar del nivel básico; por lo que, en la necesidad de resolver un problema educativo, se planteó la estrategia pedagógica de aplicación de aprendizaje basado en proyectos a través de un proyecto educativo ambiental sostenible para implementarse con apoyo en casa
Palabras clave:sustentable;estrategia didáctica;construcción científica;conocimiento científico
Didactic strategy for the development of scientific skills
ABSTRACT
The relevance that is presented in the teaching of sciences through the study plan in Mexico, at the basic level is relevant, since one of the great challenges is precisely to attend to the teaching of sciences in Mexico and to promote the interest of students. students in the exploration and understanding of caring for the environment so that they contribute to the construction of a more just society with a sustainable future. In pandemic times, carrying out practices or using school laboratories were limited as a didactic strategy by the conditions we know, this being a great contribution to the scientific construction of the student and even more so there was a need to address and achieve what was proposed in the programs. of study, in terms of the requirement to adapt to the age and current context of the students the teaching of science and the results of scientific knowledge upon graduating from the basic level; Therefore, in the need to solve an educational problem, the pedagogical strategy of project-based learning application was proposed through a sustainable environmental educational project to be implemented with support at home.
Keywords: sustainable;didactic strategy; scientific construction; scientific knowledge
Artículo recibido 25 junio 2023
Aceptado para publicación: 25 julio 2023
INTRODUCCIÓN
La Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) ha realizado programas a nivel mundial para incentivar la mejora en la enseñanza de las Ciencias.
De acuerdo con Nieda (2003) se observa una preocupación creciente en nuestro país por proporcionar una educación científica a edades tempranas, sobre todo en el tramo educativo de las etapas de 11 a 14 años, que representa la edad de terminación de la enseñanza secundaria, y la preocupación de la continuidad de estudios en las ciencias.
Es decir, es relevante atender la educación científica en el momento de aprendizaje del nivel básico para fortalecer el conocimiento en las siguientes etapas de la vida escolar en la que se encontraran inmersos en la enseñanza científica; la cual requiere ir permeando el interés científico en los jóvenes de nuestro país para garantizar una sociedad creativa, crítica e investigadora.
Es de vital importancia abordar este tema, debido a la necesidad de atender actividades prácticas para representar fenómenos a partir de la manipulación y transformación de hechos cotidianos en hechos científicos; así como sus implicaciones para el medio ambiente y la sustentabilidad.
Es un área poco estudiada, pero el material existente aborda información útil para iniciar un proceso de investigación que genere resultados de impacto, para dar respuesta a las problemáticas educativas en materia de logros de aprendizaje post pandemia.
La pertinencia que se presenta en la enseñanza de las ciencias a través del plan de Estudios es relevante ya para potenciar el interés de los estudiantes en la exploración y comprensión del cuidado del medio ambiente para que contribuyan en la construcción de una sociedad contextualizada en los objetivos de desarrollo sostenible de la agenda 2030
METODOLOGÍA
Es necesario enmarcar el tipo de investigación para el desarrollo del tema de estudio, el cual es de tipo experimental, dado que se aplicó una estrategia de enseñanza para un grupo de ciencias, y por su alcance su estudio de tipo explicativo, ya que va más allá de la descripción de conceptos o fenómenos o de establecimiento de relaciones entre conceptos.
El diseño de investigación empleado en este trabajo fue el experimental puesto que en esta investigación es posible manipular o controlar variables, asignar aleatoriamente a los sujetos o las condiciones que el investigador desea observar.
Por otra parte, es de tipo cuantitativo y cualitativo; debido a que se manejó interpretación numérica, que posteriormente se analizó para permitir al investigador generar explicaciones a través de lo interpretado.
El método utilizado fue de tipo inductivo debido a que el estudio parte de un caso particular para generalizar resultados, en este caso de los resultados específicos obtenidos se infieren reglas generales
La técnica utilizada fue desarrollar y aplicar cuestionarios a los actores de la investigación a los que están dirigidos; en este caso a estudiantes de la asignatura de Ciencias.
En cuanto a los instrumentos, se realizaron dos tipos de encuesta, una diagnóstica y otra final, para contrastar e identificar las condiciones de aprendizaje en educación ambiental y científico en los alumnos antes y después de la aplicación de la estrategia de proyecto ambiental sustentable, a través de un tratamiento estadístico de los datos a través de la información generada.
El universo de estudio corresponde a todos los estudiantes de la escuela Sec Tec 43 de la Ciudad de Villahermosa, Tabasco.
La población son los estudiantes de tercer grado, quienes cursan la asignatura de química, ya que están por cumplir el egreso del nivel básico.
Con respecto al tamaño de la muestra, Bernal, César (2010) cita que, en la investigación científica, el tamaño de la muestra debe estimarse siguiendo los criterios que ofrece la estadística, y por ello es necesario conocer algunas técnicas o métodos de muestreo.
El método de muestreo utilizado para estimar el tamaño de una muestra depende del tipo de investigación que desea realizarse. La muestra será probabilística y es de tipo finita (se conoce el número total de la población) y el muestreo es de tipo aleatorio simple (MAS) a los estudiantes del grupo A y E, el total de la muestra sería de 156 alumnos
Con respecto al diseño experimental, se trata de un diseño con medición previa y posterior a la muestra poblacional de este estudio.
Este diseño implica la asignación aleatoria de los sujetos o unidades de análisis
Diseño con medición previa y posterior con grupo de control.
(R)= O1 X O2
Grupo experimental medición antes y después
Grupo de control medición antes y después
El tamaño de la muestra cuando la población es finita (conociendo N) se realizará considerando la población total de 211 estudiantes de tercer grado, con un error del 5% y un 96% de probabilidad
Se utilizarán las medidas de tendencia central para el análisis cuantitativo del tratamiento de datos.
La media aritmética o media de un conjunto de N números X1,X2,X3…XN se denota por
Con respecto a la desviación típica y otras medidas de dispersión. La dispersión o variación de los datos intenta dar una idea de cuán esparcidos se encuentran éstos.
La varianza es una medida de dispersión que representa la variabilidad de una serie de datos respecto a su media. Formalmente se calcula como la suma de los residuos al cuadrado divididos entre el total de observaciones.
Y la desviación estándar dada por la siguiente fórmula
El cuestionario se realizó a través de la herramienta forms, la cual permite la creación de formularios para contestar a distancia y que permite mayor control con el acceso a un correo electrónico, a través de la cuenta nueva escuela mexicana, proporcionada por las autoridades educativas de la Secretaria de Educación.
Se aplicó evaluación diagnóstica a 156 estudiantes, de los cuales sólo 105 responden, ya que durante la modalidad a distancia eran los estudiantes considerados en comunicación activa con los docentes.
Gráfica 1. Distribución de puntuación en la evaluación diagnóstica de habilidades científicas
De lo anterior observamos que en escala del 1 al 10, se alcanza un promedio general de 5.94, en el caso de la mediana, la cual representa el valor de la variable de posición central del conjunto de datos generados es de seis.
Por otra parte, observamos que la herramienta Google Forms (formularios) nos presenta las respuestas con mayor incidencia en errores, las cuales corresponden a cuatro de 10, lo cual nos permite focalizar las áreas de oportunidad de los estudiantes, focalizando la problemática en los pasos del método científico en una investigación (la observación, análisis e hipótesis)
Tabla 1. Repuestas incorrectas en la evaluación diagnóstica
Se observa durante el tratamiento de datos que la pregunta detonante sobre la hipótesis, la cuál es determinante en el método científico tiene un porcentaje del 36.2% como correcto.
Gráfica 2. Resultados sobre pasos del método científico
Aplicación del proyecto de educación ambiental sustentable para implementarse a distancia.
Semillas seleccionadas para el cultivo sustentable (exploración de hechos y fenómenos)
La mayor parte de los estudiantes opta por la selección de un cultivo a partir de investigación previa acerca la planta, con ello se promueve despertar la curiosidad, se observa la tendencia de siembra de chile dulce, por ser uno de los más utilizados en la cocina familiar.
Gráfica 3. Cultivos seleccionados por los estudiantes del tercer grado de secundaria
Investigación documental sobre el cultivo (recolección e información documental)
En este apartado se observa la investigación documental realizada por el estudiante y registrada en una bitácora, el estudiante redacta: Tiempos de crecimiento, cuidados, espacio que requiere, condiciones que conoces en la entidad acerca de periodos de lluvia o sol etc.
Gráfica 4. Características reportadas en la investigación documental
Se observa que el 100% de los estudiantes que reportaron en una bitácora esta actividad con las características descritas anteriormente, y que un 94.8% investiga acerca de las condiciones climatológicas durante su periodo de estudio.
Evaluación de las condiciones de proyecto sustentable en el hogar (Evaluación del método)
Los estudiantes realizan un listado de las condiciones con las que cuentan en su hogar para poder llevar a cabo el proyecto sustentable en casa, atendiendo a las necesidades particulares, mismas que redactan en bitácora, estableciendo sus limitantes y condiciones favorables.
Gráfica 5. Características consideradas en los hogares para realizar el proyecto sustentable
Se observa que consideran algunos instrumentos, recipientes (el 20% opta por un material reciclado para sembrar), el 35.7% opta por preparar una composta para su siembra, mientras que el otro 64.3% opta por utilizar tierra.
Planteamiento de hipótesis, recolección de datos y discusión de resultados.
En esta etapa, el estudiante redacta la hipótesis del periodo de crecimiento de su planta, condiciones que pueden afectar su crecimiento, observación diaria, hasta finalizar la etapa del proyecto. En esta etapa, el 100% de los trabajos manejan los datos solicitados, sin embargo, solo el 68% de los estudiantes realizó la difusión de sus resultados debido a que manifiestan verbalmente la dificultad de redactar, además de no haber realizado la actividad o no haberle dado continuidad, o bien no mostrar o enviar evidencias.
Las siembras se lograron un 90% (130 alumnos) del total porque existieron condiciones de lluvia que afectó algunos casos
Evaluación de las habilidades científicas de los estudiantes
Posterior a la estrategia implementada, se envió encuesta por medio de link de acceso a distancia, obtenido que del total 156 alumnos, 145 estudiantes respondió el cuestionario, es decir tenemos un 92.9% de estudiantes evaluados
Gráfica 6. Distribución de puntuación en la evaluación final de habilidades científicas
De lo anterior observamos que en escala del 1 al 10, se alcanza un promedio general de 7.01, en el caso de la mediana, la cual representa el valor de la variable de posición central del conjunto de datos generados es de siete.
En cuanto a las respuestas, con mayor incidencia en errores, lo cual nos permite focalizar las áreas de oportunidad de los estudiantes, se encuentran solo dos casos
Tabla 2. Repuestas incorrectas en la evaluación final
Se observa durante el tratamiento de datos que la pregunta sobre la hipótesis, la cuál es determinante en el método científico tiene un porcentaje del 53.1% como correcto.
Gráfica 7. Distribución de puntuación en la evaluación final de habilidades científicas
El periodo de valoración del proyecto fue de cinco meses, para considerar el tiempo de siembra y recolección de hortalizas, así como la obtención de los datos bajo estudio, preparación de la estrategia y mecanismos de aplicación.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Posterior a la estrategia implementada, se envió encuesta por medio de link de acceso que del total 156 alumnos, 145 estudiantes respondió el cuestionario, es decir tenemos un 92.9% de estudiantes evaluados en las habilidades científicas. En cuanto a las respuestas, con mayor incidencia en errores, ésta se ve reducida.
Se observa que la mediana, es decir la calificación más alta en la evaluación diagnóstica, es de seis; mientras que en el resultado final se observa que la más alta es de 8; además de que en la evaluación diagnóstica los resultados muestran calificaciones del 0 al 10; mientras que en la evaluación final tenemos que van del 3 al 10; siendo las calificaciones más altas de 6 al 8, incrementando porcentaje en las calificaciones de 9 y 10
Gráfica 8. Distribución de las evaluaciones al inicio y final
del estudio
Con respecto a las respuestas erróneas más frecuentes observamos que de un total de 10 preguntas, en la evaluación diagnóstica se detectaron 4 preguntas con alto índice de error, y se redujeron a solo 2 respuestas en la evaluación final, pasando de un 40% a un 20% en los conceptos con áreas de oportunidad.
Finalmente, en el tratamiento estadístico, sobre la pregunta que trata de uno de los pasos más importantes para el método científico en las que se observa mayor dificultadas en un 16.9%
Gráfica 9. Tratamiento estadístico sobre la pregunta planteada acerca de la hipótesis.
La enseñanza de la ciencia no se generó solo a partir de prácticas mecánicas, sino en la reflexión de las actividades, así como en la generación de escritos de su autoría (bitácora) y se practicó en forma vivencial a partir de una experiencia en su vida cotidiana.
Muchos de los estudiantes carecía de las condiciones para comprar semillas, por lo que la mayoría optó por la siembra del tomate o chile que tenían en casa, sin embargo tuvieron algunas dificultades por los cuidados en casa, sembrar hortalizas u otros tipos de semillas es redituable y de impacto positivo para lograr un conocimiento ambiental, científico y sostenible en casa, sin embargo considero que de implementarse este tipo de actividades en el currículo científico, permitiría expandir las habilidades de los jóvenes en las ciencias y generar un conocimiento amplio conforme a lo experimentado en este tipo de prácticas, que no solo generaría teoría, sino también una conducta científica diferente.
El desafío siempre será generar el interés de ser investigadores desde temprana edad, dentro de las áreas de oportunidad observamos que debido a que se utilizaron formularios, la cantidad de estudiantes no siempre fue la misma y por lo tanto era difícil ir midiendo el contraste de los resultados ante las condiciones de la actividad a distancia.
La población son los estudiantes enviaron las actividades como el uso de bitácoras o registros fotográficos, anecdotarios, cuestionarios, investigación y análisis de los resultados durante la implementación de sus proyectos en casa; una parte refiere que prefería redactar y otra solo expresarse verbalmente, por la dificultad de la redacción.
En cuanto a la diseño de actividades, se trata de un aprendizaje basado en proyectos, a fin de promover las habilidades científicas, también se utilizó la exposición para difundir los resultados a partir de diapositivas y un foro a fin de conocer la experiencia de los estudiantes durante el proceso del proyecto ambiental sostenible, muchos jóvenes estaban motivados en expresar sus vivencias en el desarrollo de la actividad
Ilustración 1. Abono de tierra, siembra e chile y lentejas
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Ilustración 2. Difusión de bitácoras
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Tabla 1. Repuestas en la evaluación diagnóstica
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Tabla 2. Repuestas incorrectas en la evaluación final
CONCLUSIONES
Con base en la intervención pedagógica se logró obtener resultados positivos en cuanto al conocimiento científico y su exploración y comprensión del cuidado del medio ambiente, ya que esta estrategia de aprendizaje impactó en las habilidades científicas, y se observan en los resultados estadísticos que muestran una tendencia significativamente positiva.
Se logró con esta práctica educativa la participación de padres y otros miembros de la familia que contribuyó a la construcción de nuevos conocimientos de la ciencia escolar, reconstruyeron información ya conocida en nuevos saberes durante la planeación y ejecución del proyecto sustentable en el hogar.
Considero que fue importante promover en los estudiantes el desarrollo de habilidades tales como la exploración de hechos y fenómenos, observación y organización de información, evaluación de métodos, así como el análisis de información encaminado a proyectos experienciales.
Lo anterior permitió promover actitudes científicas que fomentan y desarrollan la curiosidad, el sentido crítico durante el manejo de información, la reflexión y valoración del conocimiento científico y ambiental.
La enseñanza de la ciencia no se generó solo a partir de prácticas mecánicas, sino en la reflexión de las actividades, así como en la generación de escritos de su autoría (bitácora) y se practicó como una experiencia en su vida cotidiana.
Se logró con esta práctica educativa la participación de padres y otros miembros de la familia que contribuyó a la construcción de nuevos conocimientos de la ciencia escolar, reconstruyeron información ya conocida en nuevos saberes durante la planeación y ejecución del proyecto sustentable en el hogar, que también contextualiza y abona en los saberes que los objetivos de la agenda 2030 refieren, para alcanzar la sostenibilidad en desde la educación en los hogares.
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