From optional modules to basic contents: Contextualizing the teaching-learning process in physics

Profs. Marilú Rioseco G., Eliana Martínez V.

Resumen

Los resultados de investigaciones muestran que el interés de los alumnos por los diversos temas de física disminuye en forma preocupante desde que se inicia el segundo ciclo de la Educación Básica hasta los últimos cursos de la Educación Media. Existen, sin embargo, algunos temas y, especialmente, algunos contextos que despiertan mayor interés en los alumnos. Por ello, se ha trabajado un nuevo modelo de trabajo que, partiendo de situaciones propias del contexto en que se desenvuelven los estudiantes, llega al desarrollo de los contenidos propios de la asignatura, logrando una mayor motivación por su estudio y mejores rendimientos.

Abstract

Results of research show that the interest of students in the different topics of physics, although high at the 5th grade of primary school, is very low when they reach the 4th grade of secondary school. However, results also show that there are some topics and, some contexts especially, which awaken the interests of boys and girls. Based upon these results, a new methodological approach is proposed, where the starting point are some events familiar to the students. This approach has allowed us to obtain a much higher motivation and better achievement of the students.

INTRODUCCION

La física representa un medio poderoso para que los alumnos conozcan de cerca las ciencias naturales, para entregarles algunas calificaciones básicas para su futura vida profesional o laboral, y facilitarles la ejecución de tareas propias de la vida diaria. Si consideramos, además, que el mundo se está haciendo crecientemente técnico, los profesores de ciencia somos responsables de preparar a los jóvenes para desempeñarse en este nuevo contexto y comprenderlo cabalmente. Por ello, si queremos que nuestros estudiantes de hoy prosperen en el siglo XXI, es necesario lograr que ellos comprendan los hechos básicos de las ciencias, sus principios y procedimientos. En otras palabras, los alumnos deben ser científicamente “letrados”.

En Chile, al igual que en muchos países, es conocido el bajo interés de los alumnos por aprender ciencias. Por tanto, si deseamos que los cursos de física realmente cumplan con su rol formativo, debemos hacer que los estudiantes reconozcan la importancia de las ciencias y despertar en ellos el interés por estudiarlas.
Impulsado por esta preocupación, un grupo integrado por investigadores de la Universidad de Concepción y de la Universidad del Bío Bío decidió analizar el problema comenzando por realizar un estudio acerca de los intereses de los alumnos en física y tecnología, tratando de encontrar algunas razones para esta falta de interés. Los resultados obtenidos de una muestra de aproximadamente 2.000 alumnos de 5º año básico a 4º año medio muestran que la falta de interés se va produciendo paulatinamente. Si se analiza lo que el profesor hace durante las clases, los resultados muestran que no hay mucho que pudiera ayudar a mantener el interés.

Como una forma de contrarrestar este problema, un enfoque que está surgiendo con fuerza propicia la enseñanza contextualizada. La idea es que se obtendrían mejores resultados si se enseñara en el contexto del mundo real. Sería necesario que se intentara integrar las situaciones del mundo real a la clase, de modo que los alumnos aprendan a pensar científicamente su entorno. Los alumnos deberían ver el conocimiento de una disciplina, como es la física, como parte de una compleja red de valores y actividades que afectan al entorno y a la sociedad. Así, la enseñanza de la física en el contexto de las situaciones de la vida diaria le da real valor a la premisa de que la educación –incluyendo la educación científica– es para todos.

Para corregir esta situación de destimotivación gradual de los alumnos constatada en el estudio realizado, y acoger los planteamientos de los enfoques metodológicos modernos, que propician la contextualización, se ha diseñado un modelo de planificación que toma algunos temas concretos ligados al entorno del alumno como punto de partida para la planificación curricular. Ello constituye una forma de considerar la dimensión afectiva y lograr un aprendizaje significativo.

LOS INTERESES DE LOS ALUMNOS Y EL APRENDIZAJE DE FISICA

Reconociendo la importancia de la física en el currículo escolar y la necesidad de mejorar los rendimientos de los alumnos en ciencia (que probablemente son pobres debido al bajo compromiso frente a la asignatura), especialistas de numerosos países han estado estudiando el problema y tratando de encontrarle una solución.

Con esta intención se realizó en Concepción un estudio para obtener una descripción de los patrones de interés de los alumnos y buscar relacionarlos con algunas variables curriculares características de la educación en física, como son los tópicos, contextos de actividades y forma de actividades, entre otras (Proyecto 20.61.11, Dirección de Investigación).

Los resultados obtenidos de una muestra de 627 alumnos que cursaban la Educación General Básica y 1.034 alumnos que cursaban la Educación Media indican que los alumnos de los cursos de enseñanza básica (5° a 8° año) muestran un interés bastante alto en todos los aspectos de física cubiertos por el cuestionario, pero que este interés decrece a medida que se avanza en la enseñanza media (1° a 4° año). En el 5° año básico, el porcentaje promedio de alumnos que muestran un interés alto o muy alto en los diferentes tópicos de física es aproximadamente 65%, mientras que en 4° año medio es alrededor de 40%. Considerando los estudios e investigaciones realizados en el ámbito de la sicología del aprendizaje se podría, entonces, asumir que los bajos rendimientos en física guardarían alguna relación con la falta de interés que se va produciendo paulatinamente en los alumnos.

Por otra parte, si se analiza el entorno del alumno, el apoyo que recibe en su hogar en relación a su participación en actividades científicas, lo que él hace durante su tiempo libre y lo que el profesor hace durante las clases, los resultados muestran que no hay mucho que pudiera ayudar a mantener durante los cursos de enseñanza media el alto grado de interés mostrado por los alumnos en los cursos de enseñanza básica. Si consideramos además que el niño configura la imagen de sí desde que nace, a partir de experiencias positivas y negativas, siendo la familia la principal responsable en la formación de su autoimagen, estaremos de acuerdo en que un entorno poco motivador no contribuye a elevar la autoestima de los alumnos, lo que se reflejaría en bajos rendimientos.

Otro antecedente aportado por los alumnos es que los profesores no utilizarían herramientas metodológicas de manera adecuada, de modo que pudieran estimular su interés –y en consecuencia mejorar también su rendimiento–. Generalmente realizarían en las clases justamente este tipo de actividades que no despierta el interés de los alumnos, como es el trabajo de tipo matemático o las exposiciones en que el estudiante no tiene participación activa, y no harían aquello en lo que se muestran realmente interesados, como es, por ejemplo, aprender haciendo, discutir diferentes aspectos de las aplicaciones de la física en los fenómenos de la vida diaria o analizar el funcionamiento de equipos y aparatos técnicos.

Si aceptamos lo que señalan Mansilla, Vera y Zúñiga (1992) en el sentido de que el profesor, sus clases y sus métodos ejercen fuerte influencia no sólo en el proceso académico, sino en el ajuste general, la personalidad y el aprecio que el alumno tiene de sí mismo, podemos afirmar que la situación anterior atenta también contra su autoestima, variable tan importante en el proceso de enseñanza-aprendizaje.

Podría concluirse, entonces, que la no consideración de la dimensión afectiva en el proceso enseñanza-aprendizaje pudiera ser la razón por la cual los estudiantes no perciben la física como algo de interés para ellos, encuentran la asignatura difícil y las clases aburridas, y sus rendimientos son deficientes.

Investigaciones realizadas en este campo sugieren que los intereses de los estudiantes están influenciados por tres tipos de variables. Ellas podrían permitir dar respuesta a tres preguntas fundamentales acerca de los intereses:

* ¿Cuáles son los tópicos y actividades que tienden a ser interesantes?: Variables relacionadas con el contenido.
* ¿Qué motivaciones tienen los estudiantes que los hacen sentirse interesados por estudiar ciencias?: Variables de tipo personal.
* ¿Cuáles son las condiciones del entorno (facilidades, relaciones familiares, metodología instruccional, etc.) que contribuyen a estimular el interés en ciencias?: Variables del entorno

Según Frey (1989), buscar las causas de la aparente falta de interés de los estudiantes reportada en muchos estudios implicaría buscar una respuesta a estas tres preguntas. De acuerdo a Todt (1985), esto significa que el interés en ciencias no debería ser analizado sin tomar en cuenta su relación con los diferentes tópicos. Afirma también que los estudios acerca de los intereses deberían considerar otras variables, tales como la pertenencia a grupos, por ejemplo.

La preocupación por los variados problemas que se reportan en las diversas comunicaciones de especialistas llevó a que en 1991 se realizara en Bremen un Taller Internacional, donde unos 30 participantes analizaron el tema y concluyeron en la necesidad de promover estudios cualitativos acerca del aprendizaje en física y las formas de promover el aprendizaje efectivo. La idea sería buscar modelos que sirvieran para estructurar entornos instruccionales en los que se produjera aprendizaje significativo, considerando diversas presentaciones de los tópicos, contextualizando desde la perspectiva de los problemas que afectan a la sociedad y tomando como referencia lo que se conoce acerca de las concepciones previas de los alumnos (Duit, Goldberg y Niedderer 1992).

Las recomendaciones de los especialistas sugieren la conveniencia de emplear diversas formas de representación del conocimiento, que incluyen los llamados “hands-on experiments” (experimentos participativos), el video interactivo, los apoyos computacionales y los modelos a escala. La incorporación de estas formas al proceso de enseñanza debe facilitar al alumno el establecer conexiones entre los contenidos, su entorno y otras áreas del conocimiento, entre el nuevo conocimiento y el ya existente, fomentando el aprendizaje significativo.

Otro aspecto que se ha investigado es el de la relación entre aprendizaje en ciencias y la interacción de los alumnos con su medio social. Solomon (1992) afirma que la educación intenta, por una parte, formar los futuros ciudadanos, de modo que ellos puedan participar constructivamente en la vida en sociedad, siendo también la intención formar las futuras generaciones con la mayor y mejor comprensión de la ciencia. Aparentemente desde la perspectiva del currículo no habría conflicto entre estas dos intenciones. Sin embargo, sí existiría una diferencia desde la perspectiva de los alumnos y por ello habría que buscar formas de compatibilizar ambas intenciones. Una forma de lograrlo sería utilizar la influencia de la TV como fuente de información para los alumnos.

Se ha comprobado que aun cuando la ciencia en sí no interesa a los jóvenes, ellos se involucran al reconocer sus implicancias sociales. Así, podría emplearse la TV, especialmente los programas en que los contenidos científicos aparecen en una perspectiva social, para complementar la imagen de la física que tienen los alumnos. Debe reconocerse, sin embargo, que la enseñanza aislada en la escuela no logra cambiar las concepciones de los alumnos, y que tampoco son la escuela y el laboratorio de física el único lugar donde se produce el aprendizaje.

Para reforzar los planteamientos anteriores, podemos mencionar la opinión de Coll (1988), quien destaca que existiría actualmente una coincidencia en subrayar, desde concepciones y enfoques sicopedagógicos relativamente dispares, la importancia del aprendizaje significativo como elemento clave de la educación escolar. Se insistiría en que únicamente los aprendizajes significativos consiguen promover el desarrollo personal de los alumnos; se valorarían las propuestas didácticas y las actividades de aprendizaje en función de su mayor o menor potencialidad para promover aprendizajes significativos; se propondrían procedimientos y técnicas de evaluación susceptibles de detectar el grado de significatividad de los aprendizajes realizados. Este autor llama la atención acerca de lo sorprendente de esta coincidencia, puesto que el ámbito de la educación sería más bien propenso a polémicas y a puntos de vista encontrados. Ello lleva a pensar que las ideas presentadas más arriba parecieran mostrar un camino para estudiar el problema de la falta de interés de los alumnos y sus bajos rendimientos en los cursos de ciencias. Este es el camino que propone nuestro modelo: incorporar la dimensión afectiva al proceso enseñanza-aprendizaje en física en la búsqueda de un aprendizaje significativo.

LOS MODULOS OPTATIVOS COMO PUNTO DE PARTIDA PARA EL DESARROLLO DEL CURRICULUM EN FISICA

Si se estudia el Programa de Física para la Educación Media chileno, se observa que lo anterior es perfectamente posible. El Programa está estructurado en unidades. Cada una de estas unidades contempla Contenidos Básicos y Módulos Optativos. Los Contenidos Básicos son aquellos que indican la razón de ser de la unidad, esto es, los contenidos que se considera esenciales. Los Módulos Optativos servirían para que los alumnos descubran en la acción práctica la presencia de lo aprendido en el campo de la teoría. Ellos son de libre elección del profesor. Sin embargo, la experiencia de los investigadores indica que normalmente los profesores abordan los contenidos básicos y luego, si les queda tiempo, discuten con los alumnos los contenidos sugeridos en los módulos optativos. Pocas veces se da, de hecho, esta posibilidad y, así, los alumnos no tienen la oportunidad de relacionar los conceptos y leyes recién estudiados con aspectos sociales, ambientales, de la vida diaria o de la vida del trabajo. Es poco probable, por tanto, que su aprendizaje sea significativo.

Hemos optado, por tanto, por un modelo de planificación que toma los módulos optativos como punto de partida, eligiendo un problema que sea relevante para los alumnos para luego inducir la necesidad de comprender cómo se producen los fenómenos involucrados, las leyes que los rigen y los conceptos que permiten darles una explicación.

En el fondo se trata de emplear los Módulos Optativos como pretexto para aprender los Contenidos Básicos. Así el alumno participará con interés en la construcción de su propio conocimiento y le dará sentido a lo que aprende.

El punto de partida han sido acontecimientos de actualidad presentados en la prensa, programas ofrecidos en la televisión, necesidades planteadas en el momento u otros. Ejemplos son programas como “La tierra en que vivimos - La revolución de la energía” (21.4.1994) o “Tierra Adentro - Una turbina para generación de electricidad” (16.4.1994), noticias acerca del terremoto en la India (septiembre 1993) o en California (enero 1994), el accidente del piloto Ayrton Senna en la Fórmula Uno (mayo 1994) o acerca de las consecuencias del desastre en Chernobyl, que se comentan en la prensa y en los noticiarios de TV.

Al planificar las unidades de aprendizaje se formulan sus objetivos incluyendo contextos variados, se diseñan las actividades de aprendizaje, incluyendo acciones diversas que motiven a los alumnos. Ha sido necesario preparar material de apoyo para el profesor, relacionando especialmente los contenidos con desarrollos tecnológicos actuales, proponiendo actividades que el alumno puede realizar en su tiempo libre y que promuevan la discusión en torno a temas de actualidad en que se refleje el impacto de la física y del avance tecnológico sobre la sociedad. Se ha trabajado con mucho material de revistas de difusión científica, con periódicos e incluso extractos de programas televisados para promover la discusión en los cursos.

Este modelo se ha estado implementando desde hace ya algunos años en la Universidad de Concepción en la formación de profesores de matemática y física, siendo fundamental en la propuesta curricular las actividades de desarrollo, puesto que mediante ellas, en una estrecha interacción profesor-alumnos, se va construyendo el conocimiento y dándole significado al aprendizaje. Es importante, además, señalar que la propuesta considera las condiciones reales del sistema educativo chileno.

Se ha trabajado en algunos cursos de la Educación Media, considerando especialmente la falta de tiempo que impide a los profesores participar en reuniones de preparación de materiales para los alumnos (multicopiado), de modo que cada uno disponga de ellos. Las propuestas curriculares han sido discutidas con los profesores, sirviendo ello de capacitación para su implementación.

El diseño considera las tres dimensiones curriculares relativas a los contenidos que según especialistas podrían ser vistas como las componentes curriculares del interés en física. Estas son:

* Tópico: un área particular de la física.
* Contexto: orientación particular dada al tópico.
* Acción: modalidad particular para trabajar el tópico.

Se trabajó con un pequeño grupo de profesores de algunos colegios de Concepción, y también de un Liceo de la ciudad de Bulnes, desde 1993. Se han planificado diversas unidades para los temas “Ondas”, “Transferencia de energía” e “Interacciones”, para 1º, 2º y 3º E.M., elaborando la planificación global de todas ellas y la planificación detallada para aquellas unidades que ya han sido probadas en algunos cursos. En todos los casos se ha procedido, en primer lugar, a seleccionar el punto de partida para cada una de ellas, el que surgió de temas de actualidad en un determinado momento:

1º E.M.: Los sonidos en nuestro entorno. Contaminación acústica.
1º E.M.: ¿Cómo se comunican los animales? Los animales perciben mediante ondas.
1º E.M.: Interacciones: naves, submarinos y aeronaves.
1º E.M.: Fuentes alternativas de energía.
2º E.M.: Los terremotos en Chile - Ondas sísmicas.
2º E.M.: Los instrumentos ópticos permiten explorar el espacio.
2º E.M.: Calefacción y aislación térmica de hogar.
2º E.M.: Interacciones: la Fórmula Uno, Una carrera mortal.
3º E.M.: Los colores en nuestro entorno.
3º E.M.: Centrales hidroeléctricas y Centrales térmicas.
3º E.M.: El sistema planetario: la exploración del espacio.

A modo de ejemplo se presenta la Planificación global y detallada de una unidad (ver diagrama).
Se acordó posteriormente el medio que se utilizaría para iniciar las unidades. A continuación se dan algunos ejemplos del material empleado para trabajar con los alumnos:

Junto a esto se ha preparado también una guía para el profesor que le permita trabajar mejor la secuencia diseñada. En esta guía se sugieren algunas actividades experimentales y otras formas de interacción con y entre los alumnos.

Los profesores trabajaron con estos recursos, analizaron con los alumnos estas situaciones y llevaron la discusión hacia los Contenidos Básicos. En el desarrollo de la unidad se movían alternativamente entre éstos y los aspectos que habían surgido en el análisis inicial.

Los resultados obtenidos fueron satisfactorios y los alumnos mostraron un buen logro de los objetivos del programa, por lo que se continuó el trabajo bajo este enfoque.

RESULTADOS

La respuesta de los alumnos ha sido muy satisfactoria, especialmente por cuanto ha permitido estimular una disposición favorable hacia el aprendizaje de la física. Los objetivos de aprendizaje fueron logrados satisfactoriamente y la opinión de los alumnos fue positiva. En cuanto a la retención de lo aprendido, que permitiría afirmar que efectivamente el aprendizaje ha sido significativo, ésta no ha sido evaluada sistemáticamente. Sin embargo las evaluaciones dan resultados que permiten afirmar que estamos en buen camino.

Los temas han sido bien acogidos por los alumnos y analizados con interés. En relación a esto, algunas de las formas de evaluar la opinión de los alumnos fueron la Realización de Entrevistas y la Aplicación de Cuestionarios de Opinión. La información recopilada mediante estos procedimientos permite confirmar la impresión de que este enfoque es positivo y que se logra con él un aprendizaje significativo. Después de algún tiempo los alumnos recuerdan con claridad los temas tratados, aun en el caso de aquellos en que regularmente habían tenido bajos rendimientos. Sus comentarios acerca de la metodología empleada son positivos y alentadores. Fundamentalmente se observa una mejor opinión acerca de la asignatura de física. El uso de medios, especialmente de programas grabados de la televisión, es apreciado como algo que no sólo permite hacer la clase más amena, sino que facilita el aprendizaje. Los alumnos ven esta forma de trabajo como menos formal, pero que les permite una mayor participación en su propio proceso de aprendizaje.

Con respecto al rendimiento escolar, éste ha sido medido mediante la aplicación de instrumentos de evaluación diseñados en forma concordante con la metodología utilizada. Las preguntas incorporan también los contextos empleados en la clase para el tratamiento de los temas y se procura que los alumnos emitan sus respuestas sobre la base de la comprensión de lo discutido en las clases, más que de la memorización de fórmulas, definiciones o procedimientos. El porcentaje promedio de logro de objetivos en un curso fue 94%, en otro fue 69% y en los restantes alcanzó a 57%. En el caso de la Unidad de Energía (Segundo nivel), donde el trabajo con los alumnos fue parte del proceso normal del año escolar, el logro de objetivos fue superior al 80%. La confiabilidad de los instrumentos de evaluación, calculada mediante el método de bipartición, es significativamente alta (0.79).

CONCLUSIONES

Al reunirnos con los profesores para evaluar la experiencia, ellos informaron que los alumnos se habían mostrado altamente motivados y habían participado con mucho entusiasmo, preguntando, comentando, haciendo reflexiones y relacionando los contenidos con sus experiencias personales. Además, el logro de objetivos es satisfactorio y los profesores piensan que la experiencia les irá mostrando cómo aprovechar mejor el material.

En base a lo anterior se ha podido reforzar la idea de que la incorporación de la dimensión afectiva al proceso enseñanza-aprendizaje en física es posible, permite motivar tanto al profesor como al alumno, y puede ser un buen camino para lograr en este último un aprendizaje significativo.

Partir de los Módulos Optativos es justamente una forma de considerar la dimensión afectiva, puesto que los temas seleccionados se vinculan directamente con las experiencias de los alumnos. Se capta, así, el interés de éstos desde un comienzo y se despierta su curiosidad por profundizar algunos aspectos. El profesor puede, por tanto, llegar fácilmente a trabajar los conceptos básicos, puesto que es el mismo alumno quien los requerirá para dar explicación a hechos que le interesan y le llaman la atención.

Universidad de Concepción
Facultad de Educación
Depto. de Curriculum e Instrucción
Casilla 82-C, Concepción, Chile

RECONOCIMIENTOS

Este trabajo ha sido posible gracias al patrocinio dado por la Dirección de Investigación de la Universidad de Concepción (Proyectos 20.61.11, 93.61.18 y 95.61.24-1.2).

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