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Las ciencias naturales y la investigación en contextos socio-científicos

Magisterio
21/08/2018 - 11:00
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Los bachilleres de hoy deben ser capaces de utilizar el conocimiento y las habilidades científicas aprendidas y desarrolladas durante su formación para ser críticos frente a las políticas propuestas y sobre todo aquellas que afectan negativamente los intereses de la población a través de reformas arbitrarias en donde unos pocos se benefician. Los estudiantes no solo deben manejar los conocimientos científicos de contenido, procedimentales y epistémicos dentro de las ciencias sino también haber desarrollado unas habilidades básicas adecuadas que les permitan ser críticos frente a la sociedad.

Para esto es necesario que desde las escuelas se estructuren proyectos de investigación centrados en contextos particulares que aborden las múltiples problemáticas que se presentan en nuestro país, como minería, medio ambiente, trasporte urbano y contaminación, reciclaje, hidrocarburos, biodiversidad, etc., donde los estudiantes, mediante la investigación, puedan generar preguntas, detectar problemáticas, recolectar datos, identificar variables y analizar la evidencia necesaria para argumentar su posición frente a una situación en particular y ser críticos ante una sociedad que requiere cambios urgentes que beneficien a su población. 

Esta propuesta hace parte del proyecto de investigación que se lleva a cabo para optar por el título de Doctor en Educación de la Universidad de Valladolid, España y se llevará a cabo con estudiantes de grado noveno de la I.E.D. Alfredo Iriarte (Bogotá, Colombia), centrándose en los requerimientos internacionales sobre la alfabetización científica que deben desarrollar los estudiantes, vinculándose un currículo tendiente a abordar no solo los conocimientos de contenido, sino también los conocimientos procedimentales a través de la investigación y los conocimientos epistémicos a partir de la comprensión de la naturaleza de la ciencia, su relación con el contexto y la importancia de las ciencias y la investigación en la sociedad, con el fin de desarrollar habilidades científicas de orden superior como la conexión/transferencia, la heurística y la argumentación; capacidades que lleven a generar estudiantes críticos de la sociedad actual.

La alfabetización científica

 La Organización para la Cooperación y Desarrollo Económicos (OCDE), es un organismo al cual pertenecen 34 de las economías más fuertes del mundo y donde, por medio de múltiples proyectos, analizan el comportamiento de los diferentes países, no solo en aspectos económicos sino también los niveles que han alcanzado en uno de los pilares más importantes de la sociedad: la educación. Para tal fin han propuesto una evaluación de seguimiento conocida como el Proyecto Internacional para la Evaluación de Alumnos (PISA, por sus siglas en inglés), el cual se empezó a ejecutar por primera vez en el año 2000 con una regularidad trianual, realizándose hasta el momento seis versiones de una prueba en la que actualmente participan 72 países de todo el mundo.

PISA evalúa a estudiantes de 15 años en tres competencias: lectora, matemática, y científica. Esta última se centra en el concepto de alfabetización científica cuya definición hace referencia a “la capacidad de los estudiantes para aplicar los conocimientos y habilidades en situaciones claves, razonar y comunicar con eficiencia a medida que identifican, interpretan y resuelven problemas en una gran variedad de situaciones” (Organisation for Economic Cooperation and Development [OECD], 2016).

Este concepto es ampliado con ideas que hacen referencia a la necesidad de ciudadanos con una adecuada cultura científica, que sean capaces de aportar a la sociedad tomando decisiones acertadas sobre problemas comunes que en la actualidad afectan a la población, como la provisión de agua y alimentos, el suministro de energía, el control de enfermedades, la adaptación al cambio climático, el uso adecuado de los recursos y la tecnología, la deforestación, la minería, entre otros (OECD, 2016), de manera que dicho ciudadano tenga la capacidad de aplicar tanto los conocimientos como habilidades científicas para comprometerse con las situaciones claves ya nombradas, razonando sobre ellas, explicando los fenómenos científicos que se ven involucrados, y reconociendo en dichos procesos los puntos importantes que darán paso a la indagación y planteamiento de preguntas que conduzcan a proyectos de investigación que permitan ahondar en la comprensión de dichos problemas y la propuesta de posibles soluciones. 

Este concepto de alfabetización científica es el que se evalúa en las pruebas PISA y en las que lamentablemente Colombia ha ocupado el penúltimo puesto en tres de las cuatro versiones en que ha participado (2006, 2009, 2012, 2015); de la última todavía no se publican resultados (Rivas, 2015). Por tanto, a partir del estudio tanto de los marcos teóricos como de los ítems utilizados en ciencias en esta evaluación, se presentan los siguientes aspectos que son base de las pruebas internacionales PISA y en los cuales está centrada la presente investigación. 

Los conocimientos científicos 

PISA aborda tres tipos de conocimiento:

  • Los conocimientos de contenido, que son los más utilizados por los maestros ya que solo hacen referencia a los temas, conceptos, hechos, leyes o teorías que se trabajan comúnmente en la física, la química, la biología y geología y que muchas veces no pasan de los procesos mentales primarios o elementales como el recuerdo, la comprensión y la aplicación, niveles de procesos de pensamiento derivados de la taxonomía de Bloom (1956) y su posterior revisión hecha por Anderson y Krathwohl (2001), y que algunos se retoman en la nueva propuesta presentada por Marzano y Kendall (2007). Taxonomías que tratan los diferentes procesos cognitivos del pensamiento como el recordar, entender, aplicar, analizar, evaluar y crear procesos esenciales en el uso del conocimiento y que los estudiantes deben alcanzar. 
  • Los conocimientos procedimentales, que hacen referencia a los conocimientos prácticos desarrollados en torno a procesos de investigación, tales como la identificación de problemas, la predicción de hipótesis, la relación entre variables, el diseño experimental, las observaciones, las mediciones, la clasificación y categorización, las técnicas de investigación, la trasformación e interpretación de los datos, el análisis de los datos, el uso de modelos y la elaboración de conclusiones (Gott y Duggan, 1996; De Pro, 1998; Osborne, 2013; OECD, 2016). El desarrollo de estos conocimientos conlleva al trabajo en las aulas de clase en actividades de experimentación e investigación, procesos que hacen parte del sistema cognitivo del conocimiento y se ubican en el nivel más alto de dicho sistema en la nueva taxonomía propuesta por Marzano y Kendall (2007). Asimismo, la experimentación e investigación dan paso a procesos cognitivos más complejos como la aplicación, el análisis, la evaluación y la creación (Bloom, 1956; Anderson y Krathwohl, 2001; Marzano y Kendall, 2007).
  • Los conocimientos epistémicos, en cambio, permiten la justificación lógica de por qué se utilizan ciertos procesos en la investigación y no otros, de tal manera que indican una comprensión profunda del proceso de investigación y de su relación con la tecnología y su fin en la sociedad. Igualmente, este conocimiento permite relacionar las conclusiones con los datos, indagando sobre los posibles sesgos que puedan existir según los intereses de los investigadores o fuentes de financiación. En sí, este conocimiento permite dar la justificación entre las explicaciones y los fenómenos, los datos y las conclusiones y los procesos de investigación utilizados (OECD, 2016). La relación constante de los conceptos, hechos, teorías y leyes implicados en procesos de investigación e indagación constante a la luz de temas contextualizados de interés social pueden llevar a los estudiantes a adquirir una conciencia científica que facilite el desarrollo de las siguientes competencias científicas. 

Las competencias científicas

Los tres tipos de conocimientos son las bases para el desarrollo de las tres competencias que se evalúan en PISA, entre las cuales tenemos: La capacidad de explicar fenómenos científicamente, una competencia que requiere principalmente del conocimiento de contenido, donde los estudiantes deben recordar los conceptos adecuados para dar las respectivas explicaciones del funcionamiento del mundo natural. 

La capacidad de evaluar y diseñar la investigación científica es una competencia centrada en el uso del conocimiento procedimental, donde se requiere que los estudiantes desarrollen diferentes tipos de habilidades a nivel de la investigación, hasta tal punto que los estudiantes puedan proponer un problema de investigación, diseñar una serie de pasos para abordarlo y recoger los datos o evidencia, para finalmente sacar las conclusiones adecuadas.

Aunque en su mayoría el conocimiento es procedimental, también se requiere del conocimiento epistémico para que los estudiantes puedan cuestionar las investigaciones, su validez y fiabilidad, las fuentes de información y la veracidad de estas fuentes, de forma que se presente un punto crítico del proceso realizado.

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Finalmente, se tiene la capacidad de interpretar datos o pruebas científicamente, la cual también requiere del conocimiento procedimental y epistémico, ya que se centra en los procesos de recolección de pruebas, datos y evidencia y su posterior sistematización en tablas, gráficas o figuras que permitan interpretar los datos adecuadamente y sacar las conclusiones que más se ajusten a dichos datos. Así, se da importancia en esta competencia a la habilidad de cuestionar la información y las fuentes de información, llevando a procesos de argumentación a partir de los datos y pruebas recolectadas. 
Propuesta de investigación en un contexto socio-científico

Los anteriores conocimientos y habilidades científicas pueden ser desarrollados mediante proyectos de experimentación y de investigación como se ha venido mencionando, abordando los niveles más altos del sistema cognitivo propuesto por Marzano (2007). Sin embargo, en muchas ocasiones estos procesos de experimentación e investigación solo abordan problemas comunes que normalmente vienen planteados en los libros de texto o actividades que no involucran el componente social. Por tal motivo, este trabajo pretende involucrar a los estudiantes de grado noveno de la I.E.D. Alfredo Iriarte en un proyecto de investigación sobre los problemas de contaminación y movilidad que se vienen presentando en el principal sistema de transporte público de la capital colombiana, conocido como Transmilenio.

Si bien son muchos los contextos en los que se puede vincular los conocimientos y habilidades científicas, el transporte integrado con el uso de buses biarticulados ha sido un tema de constante discusión en la última década, tanto por los problemas de contaminación que estos buses generan y que afectan negativamente la salud de las personas, como por los problemas de movilidad que se presentan diariamente a causa de un mal funcionamiento de dicho servicio y que no han podido ser solucionados. 

Este sistema de transporte está causando una problemática social grave en la capital colombiana, que se ve reflejada en las constantes protestas de sus ciudadanos y donde las propuestas políticas en torno a este tema permiten ver dos vertientes, unas que defienden dicho sistema de trasporte en el que los menos beneficiados son visiblemente los usuarios, y otras donde se proponen nuevos sistemas de transporte como solución a las problemáticas planteadas, como el metro, sistema de trasporte utilizado por las grandes capitales mundiales y que ha afectado positivamente tanto en problemas de contaminación como de movilidad. 

Es así como se llevará a los estudiantes al uso de los conocimientos y habilidades científicas ya mencionadas en la búsqueda de datos, pruebas o evidencias científicas que permitan conocer las condiciones técnicas sobre los buses articulados, la cantidad de buses existente, su vida útil, el consumo diario de combustible, la duración máxima de sus ruedas y consumo anual de ellas para presentar un balance aproximado del grado de contaminación que este sistema causa en la capital. Así se analizará la información y se pondrá a disposición de la población las conclusiones argumentadas en los datos, de los beneficios o trasgresiones generadas al medio ambiente y por tanto a la misma sociedad. 

El proyecto se realizará durante un año lectivo y consta de tres etapas: la primera, de indagación y formulación de preguntas de investigación alrededor del tema, y la búsqueda de información y análisis de las fuentes de donde se obtuvo la información sobre las variables descritas anteriormente. En la segunda etapa se sistematizará la información en tablas, gráficas o figuras correspondientes, que faciliten el proceso de interpretación y análisis de los datos o evidencia recolectada; en este paso se llevará a los estudiantes a la discusión en grupos para proponer la mayor cantidad de análisis y conclusiones sobre los datos. En la última etapa se plantea un proceso de escritura para la presentación de un informe final con la estructura de un artículo científico que será el producto de evaluación del proceso. 

El proyecto vincula no solo las ciencias, sino también matemáticas, lenguaje, sociales y tecnología, de tal manera que busca la mayor aplicabilidad y relación posible en torno a un tema, como lo es el transporte de buses articulados que ha sido muy cuestionado y en donde es necesario investigar para aportar posibles conocimientos que sirvan de herramienta para que la población tome decisiones informadas sobre lo que más le conviene a la sociedad. 

Referencias Anderson, 
L. W. y Krathwohl, D. R. (2001). A taxonomy for Learning, teaching, and assessing: A revision of Bloom’s taxonomy of educational objectives. New York, US: Addison Wesley Longman. 
Bloom, B. S. (1956). Taxonomy of educational objectives: The classification of educational goals: Cognitive Domain. 
Longman. De Pro, B. A. (1998). ¿Se puede enseñar contenidos procedimentales en las clases de ciencias? Enseñanza de las Ciencias, 16(1), 21-41. 
Gott, R. y Duggan, S. (1996). Practical work: its role in the understanding of evidence in science. International Journal of Science Education, 18(7), 791-806. 
Marzano, R. J. y Kendall, J. S. (2007). The new taxonomy of educational objectives. Thousand Oaks, CA, US: Corwin Press. 
Organisation for Economic Co-operation and Development [OECD]. (2016). PISA 2015 Assessment and Analytical Framework: Science, Reading, Mathematic and Financial Literacy. Paris, France: OECD Publishing. 
Osborne, J. (2013). The 21st century challenge for science education: Assessing scientific reasoning. Thinking Skills and Creativity, 10, 265-279. 
Rivas, A. (2015). América Latina después de PISA: Lecciones aprendidas de la educación en siete países (2000-2015). Buenos Aires, Argentina: Fundación CIPPEC.

Tomado de :http://bienal-clacso-redinju-umz.cinde.org.co/IIBienal/memorias/Eje%205_.pdf.  pp. 422-429. Título: Las ciencias naturales y la investigación en contextos socio-científicos.

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