Diseño de un Instrumento para el Análisis de la Visión de Ciencia, Científico y Género en Textos Escolares de Ciencias: Validación y Resultados Preliminares



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Diseño de un Instrumento para el Análisis de la Visión de Ciencia, Científico y Género en Textos Escolares de Ciencias: Validación y Resultados Preliminares.
Carmen Gloria Núñez, Verónica López, Jocelyn Quiroz, Nelson Mayorga, Pablo Salinas, Corina González, Cristian Merino.
Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.


Introducción
El presente trabajo se enmarca dentro de la investigación “Teorías implícitas que subyacen a los conceptos de ciencia/científico y aprendizaje de ciencia en estudiantes secundarios: Aproximación a su conformación y a las fuentes que las originan” (Proyecto CIAE 18/2010). Ésta se basa en el supuesto de que las creencias epistemológicas de los estudiantes (Schommer, 1990; Khine, 2008) pueden ser un obstáculo para un aprendizaje efectivo de las ciencias; siendo éstas entendidas como las ideas de los estudiantes respecto del conocimiento científico y cómo éste se genera, así como también acerca de cómo ellos mismos generan conocimiento en el marco de la ciencia escolar.

De este modo, se investigó acerca de las concepciones de estudiantes de educación secundaria acerca de la Naturaleza de las Ciencias y del Aprendizaje de las mismas, bajo diferentes contextos de enseñanza. Los resultados iniciales indican concepciones más cercanas a visiones ingenuas de las ciencias, entendiéndolas desde marcos realistas y empiricistas, nociones que avalan la idea de una ciencia unívoca y objetiva (González et.al, enviado a revisión; López et al., 2009). En muy pocos alumnos se encuentran visiones complejas o informada de las ciencias (siguiendo la taxonomía de Lederman et al, 2002) que tomen en consideración la construcción social del conocimiento científico y den sostén a concepciones constructivistas del aprendizaje de las ciencias. La estabilidad de los resultados a través de varios instrumentos permite sostener que, quizás, a estas ideas subyacen concepciones estables acerca del conocimiento científico y su construcción.

Es necesario entonces, conocer cuáles son las fuentes que podrían estar originando o explicando las concepciones de ciencia y del aprendizaje de las ciencias que sostienen los estudiantes. Al respecto, las investigaciones internacionales sugieren que aspectos tales como los planes de estudio, los textos escolares y las prácticas educativas dentro y fuera del aula son factores influyentes (Türkmen, 2008).

Fundamentación
De manera complementaria, la investigación sobre la imagen que los estudiantes tienen de los/as científicos/as ayuda a comprender cuál es la percepción que éstos tienen de la ciencia, así como sus actitudes frente a la misma. Investigadores afirman que una imagen menos estereotipada de científico está asociada a una actitud más positiva frente a las ciencias, y consecuentemente, a la posibilidad de mejores aprendizajes y eventualmente al deseo de seguir carreras relacionadas con la Ciencia (Türkmen, 2008).

Sin embargo, la investigación en estas áreas indica que tanto alumnos de secundaria, como sus profesores, muchas veces no han adquirido el nivel de comprensión deseado acerca del carácter del conocimiento científico y de las/os científicos (Abd-El-Khalick & Lederman, 2000; Duschl, 1990; Pecharromán & Pozo, 2006, 2009)1

La investigación sobre NOS (Nature of Science) desarrollada actualmente a nivel internacional, enfatiza la necesidad de contrastar las concepciones sobre las ciencias, con las fuentes que la originan, sean éstas los medios de comunicación, el currículum escolar, los discursos y prácticas de los profesores y los textos escolares (Dogan & Abd-El-Khalick, 2009; Lundquist, 2009; Sadler y Zeidler, 2009; van Eijck & Roth, 2008)
En referencia a los textos escolares, diversos autores se han pronunciado acerca de los requisitos que debe tener un libro de texto en la actualidad. Siguiendo una síntesis de las propuestas citadas por Parcesira (1996), tenemos que:


  1. Respecto a la información recogida en los libros: el rigor, secuencia, presentación, de la información recogida. (Blanco y Carrasquilla, 2008; Martín del Pozo, 2003; García 2004; Izquierdo y Rivera, 2004; Merino y Quintanilla, 2008; Furió, Azcona y Guisasola, 1999)

  2. Respecto a la necesidad de atender a la diversidad del alumnado y de los diferentes estilos de aprendizajes: adecuación, modificación, tratamiento de los valores sociales, categorización de las actividades, atención a los contenidos procedimentales y actitudinales, abertura de las propuestas, entre otros (Izquierdo, 1994).

  3. Respecto a las características físicas de los documentos: ilustraciones, diseño, tipología y presentación general, entre otros (Matus, Benarroch y Perales, 2008; Perales, 2006; Perales y Jiménez, 2004).

El libro de texto en ciencias, es una vía para dar a conocer los símbolos y las inscripciones con los cuales la disciplina se refiere a los fenómenos. Según Quintanilla (2006), sobre la importancia del texto escolar en la visión de ciencia/científico de los estudiantes, los contenidos científicos del libro de texto deberían contribuir a que los alumnos y profesores(as) comprendan que la Química, la Física y la Biología:

[…] son ciencias, es decir, buscan enseñar a pensar con teorías los hechos del mundo real… son autónomas, ya que estos modelos deben adaptarse a las ideas de los alumnos para que estos puedan comprenderlos creativamente y hacerlos evolucionar…tienen carácter experimental, que deberá argumentarse apropiadamente, enseñando a escribir y a hablar los fenómenos interpretados en determinados contextos de comunicación…son discursivas, ya que el lenguaje del libro entra a dialogar con el lenguaje de los alumnos creando nuevos significados que evolucionan permanentemente y que son socialmente compartidos…son aplicadas, porque tienen que ver con el saber-hacer y con la tecnología…fomentan interacción y participación, puesto que el aula se transforma en un foro de discusión, dinamizada por un estilo nuevo y distinto de evaluación relacionada con la autorregulación del aprendizaje y el protagonismo de los estudiantes, cuyo sentido es el proceso de desarrollo del propio sujeto que aprende…favorecen una docencia científica dinámica y creativa, en la que el profesor debe superar la visión actual de transmisión y reproducción de conocimientos científicos para vincular, adaptar y modificar los contenidos al pensamiento teórico propio y el de los alumnos…favorecen y estimulan un clima de respeto, tolerancia y atención a la diversidad social, cultural y geográfica de los estudiantes y profesores[…] y finalmente el libro de texto debiese convertirse […] en método, estrategia, instrumento y medio privilegiado para la construcción del conocimiento científico en la escuela o ciencia escolar, epistemológica e históricamente fundamentado […] (274-279).
Türkmen (2008) describe como fuente principal de la imagen de científico, las prácticas pedagógicas de los profesores en el aula, así como los textos escolares que utilizan. En Chile, los textos escolares constituyen uno de los principales recursos utilizados por los docentes; de ahí la pregunta central de este estudio, ¿En qué medida se relaciona la imagen de científico y la visión de Naturaleza de la Ciencia con la imagen que transmiten los textos escolares de Ciencia utilizados en Enseñanza Media?

En este contexto se plantea como objetivo general, analizar las visiones de ciencia, científico y género que muestran los textos escolares chilenos de Física y Química de enseñanza secundaria, mediante un instrumento que emerge de aspectos teóricos de la bibliografía consultada.




Construcción y Validación del Instrumento
1. Sobre la construcción del instrumento
Es pertinente contextualizar las categorías con las cuales se trabajará en la codificación de los textos escolares. Las categorías son producto de una recopilación de información proveniente de puntualizaciones hechas por Lederman (2001) en torno a la codificación del V-NOS, adaptaciones de las categorías del DAST hechas por Chambers (1983) y actualizadas por Türkmen (2008), y categorías emergentes producto de una primera aproximación a los textos escolares.

A continuación se presentan las categorías y las preguntas relativas a cada una.


Visión de la Naturaleza de las Ciencias (Lederman, 2001)  


Provisionalidad

¿Está el conocimiento científico sujeto a cambiar con nuevas observaciones y/o con reinterpretaciones de observaciones ya existentes?

Objetividad

¿La ciencia se rige solamente por criterios establecidos por el método científico?

¿Son los postulados científicos independientes del contexto?

¿Es el conocimiento científico verdadero e incuestionable?

Subjetividad

¿Es la ciencia influenciada por teorías predominantes?

¿Es la ciencia influenciada por la subjetividad del científico?

Creatividad

¿Interviene en la producción de conocimiento científico- ya sea parcial o totalmente-, la creatividad y la imaginación?

Integración Social/Cultural

¿La ciencia refleja valores culturales y sociales?

Observaciones e inferencias

¿El conocimiento científico se basa en observaciones?

¿El conocimiento científico se basa en inferencias?

Teorías y Leyes

¿El conocimiento científico está basado en leyes?

¿El conocimiento científico está basado en teorías?



Visión de Científico/a (Chambers, 1983; González Et Al., 2009)


Valor Social

¿ El científico realiza una acción en beneficio de la sociedad?

Contacto con la Naturaleza

¿ El científico está en contacto con la naturaleza?

Edad

¿El científico tiene entre 20-40 años?

¿El científico tiene entre 40 y 60 años?

¿El científico tiene más de 60 años?

Raza

¿Es el científico de raza blanca?

¿Es el científico de raza negra?

¿Es el científico asiático?

¿Es el científico latinoamericano?

Propósito de la actividad del científico

¿El científico realiza una actividad con un propósito individual?

¿En científico realiza una actividad con un propósito social?

Presencia de instrumentos de trabajo

¿El científico utiliza instrumentos en su trabajo?

Consecuencias del trabajo del científico

¿El trabajo del científico produce consecuencias positivas?

¿El trabajo del científico produce consecuencias negativas?

Comunicación

¿El científico comunica su teoría o los resultados de su trabajo?

Trabajo con otros (as)


¿El científico trabaja solo (a)?

¿El científico trabaja en compañía de otros(as) científicos(as)?

¿El científico trabaja en compañía de otros(as) personas?


Género Relativo a los Científicos y a Otros Sujetos (Lamas, Tadeu Da Silva)


Sexo

¿El científico es(son) mujer(es)?

¿El científico es(son) hombre(s)?

¿Los científicos son mujeres y hombres?

Relación entre sexos

¿Los científicos trabajan de manera separada por sexo?

¿Los y las científicos trabajan juntos?

Tipo de Relación entre sexos

¿Existen relaciones de subordinación entre sexos?

¿Existen relaciones de pares entre sexos?

Relaciones de subordinación

¿Las científicas están subordinadas a los científicos?

¿Los científicos están subordinados a las científicas?

Actitud del(a) científico(a)

¿La(s) científico(s) se muestran realizando una actividad?

¿La(s) científico(s) se muestran en actitud pasiva?

¿Lo(s) científico(s) se muestran realizando una actividad?

¿Lo(s) científico(s) se muestran en actitud pasiva?



Metodología


  1. Proceso de validación por jueces expertos:

El instrumento elaborado fue evaluado por 3 jueces expertos, que cumplían los requisitos de ser de la disciplina y contar con experiencia en revisión de textos escolares.


La validación arrojó un 59% de acuerdo respecto de la Claridad de cada ítem, y un 61 % de acuerdo en cuanto a Pertinencia del ítem con la categoría. Resulta importante señalar que estos resultados se relacionan con un alto número de ítems omitidos por los jueces, de los cuales 16 corresponden a Género, siendo a su vez 13 de ellos para la categoría “otros sujetos”.
Frente a dicha situación nos emergen las siguientes interrogantes ¿Es que nos faltan referentes desde dónde analizar la visión de género en los textos escolares?. Ante la concepción de ciencia, discutir categorías como objetividad o la posibilidad de cuestionar las verdades científicas, parece ser menos ambiguo; sin embargo, frente a género la claridad es mucho menor ¿Qué tipo de análisis se pueden establecer en torno a género en los textos escolares de ciencia?. Por otra parte, quizás existe una ausencia de la dimensión género en dichos textos, lo cual resulta poco probable. Finalmente, otra posibilidad es que la dimensión de género haya atravesado un proceso de naturalización tan importante, que su visibilización nos resulte muy difícil. Estamos habituados a ver los fenómenos de cierta manera, sin considerar el género como una dimensión significativa.



  1. Pilotaje inicial del instrumento:

Para la realización del pilotaje se seleccionó una unidad de cada uno de los textos de Química y Física de Segundo Año de Enseñanza Media, edición 2007-2008. Las unidades seleccionadas fueron “Modelo atómico y enlace químico” del texto de Química como “La Tierra y su entorno” del texto de Física”. Las razones para esta selección radican en los siguientes puntos:



  • Los textos son distribuidos por el Ministerio de Educación y han sido utilizados, hace dos años, por estudiantes que actualmente cursan el Cuarto Año de Enseñanza Media. Esto permitiría un análisis comparativo entre la visión de los alumnos de la región de Valparaíso sobre la Naturaleza de la Ciencia, del Científico y del Género y la visión que muestran esos textos respecto a esos mismos aspectos.

  • Por las características propias de los temas “Los modelos del átomo y enlace químico” del texto de Química como “La Tierra y su entorno” del texto de Física” se prestan para visualizar la evolución de las diferentes teorías sobre el átomo y el Sistema Solar y la presencia de aspectos epistemológicos de la NdC a considerar, como: provisionalidad, base empírica, subjetividad, integración social/cultural, observaciones e inferencias, teorías y leyes. Lo anterior, permite un diagnóstico y evaluación inicial del instrumento construido en base al cuestionario VNOS – C creado por N. Lederman.

  • Estos temas están fuertemente vinculados con la historia de las ciencias siendo notoria la presencia de científicos tales como Thomson, Rutherford, Bohr, Plank, Einstein (átomo) y, Ptolomeo, Copérnico, Kepler, Newton (el universo) entre otros, lo permite evaluar la forma en que se presenta la imagen de un científico: valor social, contacto con la naturaleza, edad, etc.

  • Siendo una evolución del conocimiento que reúne siglos, permite analizar el Género relativo al o la científica y a otros sujetos: sexo del científico, relación entre ellos, actitud, etc.

Nivel de Acuerdo interjueces: Para estimar el acuerdo interjueces, se llevó a cabo un análisis de acuerdo entre jueces, utilizando el índice de Kappa. Este índice considera el nivel de acuerdo entre dos jueces, tomando en cuenta la probabilidad de obtener acuerdos por azar, por lo que constituye un índice más estricto que el porcentaje de acuerdo entre jueces.

En Física, el porcentaje de acuerdo entre ambos jueces fue de 64% para la Escala Total (67% para Ciencia; 50/% para Científico y 73% para Género). El valor del estadístico Kappa para la Escala Total fue de .530 (p < .001), lo que indica que existe un acuerdo entre jueces significativamente más alto que el esperado por azar. El nivel de acuerdo fue mayor para la visión de género (Kappa = .652, p < .002) que respecto de la visión de ciencia/científico (Kappa = .417, p < .035).

En Química, el porcentaje de acuerdo entre ambos jueces fue de 68% para la Escala Total (75% para Ciencia; 67/% para Científico y 65% para Género). El valor del estadístico Kappa para la Escala Total fue de .541 (p < .001), lo que indica que existe un acuerdo entre jueces significativamente más alto que el esperado por azar. El nivel de acuerdo fue mayor para la visión de género (Kappa = .571, p < .004) que respecto de la visión de ciencia/científico (Kappa =. 467 p < .013).

Por lo tanto, los resultados indican un nivel de acuerdo entre los evaluadores, tanto en Física como en Química, mayor al esperado por azar. Se puede concluir que el instrumento permite estimar, de manera fiable, la visión de Ciencia, Científico y de Género presentes en los textos escolares de Física y de Química.

Resultados

Cabe señalar que los resultados que a continuación se presentan corresponden a resultados preliminares de la aplicación piloto realizada.



Visión de la Ciencia:
El análisis muestra una visión de la ciencia según la cual ésta no es incuestionable, sino que se encuentra sujeta a cambios. Estos dependen de nuevas observaciones y/o reinterpretaciones de observaciones existentes, y son influenciados por las teorías predominantes en mayor medida que por la subjetividad del científico/a.

A su vez, el conocimiento científico se basa en observaciones e inferencias, y en leyes y teorías.


Lo anterior se ve reflejado, por ejemplo, en química cuando se expone que “Estos modelos (sobre el átomo) han permanecido vigentes hasta que nuevas preguntas y experiencias han inducido a cambiarlos por otros. Desde Dalton hasta nuestros días se han ido sucediendo diferentes interrogantes y experimentos que han llevado a la formulación de una serie de modelos que luego han sido invalidados sucesivamente a la luz de nuevas investigaciones. De este modo se ha ido construyendo el modelo atómico actual”. (Texto de Química, 2° año, 2007-2008, pág. 18)
Por su parte en el área de física se enseña la evolución del conocimiento del universo a través de que “Olbers intentó nada menos que calcular el brillo de fondo del cielo. Se planteó varias suposiciones acerca de las características del universo profundo, inspirado en la teoría de Newton (…) Esta historia, conocida como la Paradoja de Olbers, es un claro ejemplo de cómo se construye y verifica una teoría en las ciencias físicas”. (Texto de Física, 2° año, 2007-2008, pág. 158)

Visión de científico/a:
Tanto en el texto de Física como en el de Química predomina una visión de un/a científico/a que trabaja en solitario. En caso que trabaje con otros, estos no serían científicos. Es llamativo que tanto en el caso de Física como en el de Química, el trabajo del/a científico/ no provoca consecuencias, ni positivas ni negativas.
Desde química se menciona el trabajo realizado por científicos individualmente, a lo largo de los años, en una misma área “En 1895 Wilhelm Röentgen descubrió accidentalmente los rayos x. Trabajando en su laboratorio (…) en 1912, Max von Laue determinó la naturaleza de estas radiaciones (…) en marzo de 1896, Henri Becquerel descubrió, también accidentalmente, la radiactividad cuando estudiaba un fenómeno llamado fluorescencia”. (Texto de Química, 2° año, 2007-2008, pág. 22).
La misma estructura se puede encontrar en el texto de física “Edwin Hubble encontró que en la mayoría de ellas (galaxias) el desplazamiento Doppler de la luz era hacia el rojo (…) Basado en la obra de Hubble, George Gamow propuso que el Universo se inició con una explosión colosal. Fred Hoyle, astrónomo acuñó el término de Big bang”. (Texto de Física, 2° año, 2007-2008, pág. 159)

Visión de género:
Se destaca que en el texto de Física hay una ausencia de mujeres científicas, no así en el de Química, mas en ambas la presencia de éstas es menor a la de los hombres. Por otra parte, las relaciones se ven marcadas por una subordinación de lo femenino a lo masculino, o en una relación poco equitativa.
Cómo se observa en las ejemplificaciones anteriores los científicos mencionados son en su mayoría hombres, excepto en el caso de química donde se presenta a “Marie Curie, quien logró aislar al radio (Ra) y determinar su masa atómica. En reconocimiento a su trabajo, en 1911 obtuvo su segundo Premio Nobel” (Texto de Química, 2° año, 2007-2008, pág. 23). Cabe destacar que a pesar de ser la única científica mencionada no aparece una fotografía de ella, al contrario de lo ocurrido con los otros científicos.
Se destaca en el texto de física la imagen de dos niños observando el cielo, donde el niño se encuentra con un gran telescopio y la niña con unos pequeños prismáticos (Texto de Física, 2° año, 2007-2008, pág. 153, figura 8.2) Esta imagen fue señalada por los evaluadores como relación de subordinación de la mujer por el hombre.

Conclusión
A partir de los resultados de esta primera aplicación del instrumento, se puede concluir que en los textos escolares analizados de Física y Química predomina una visión de la ciencia en la cual ésta se muestra como no-absoluta y cuyas verdades son posibles de ser cuestionadas. El conocimiento científico se desarrolla en base a leyes y teorías, y la influencia de la subjetividad del científico que investiga no tendría mayor peso en la producción de conocimiento científico.
En cuanto al trabajo del científico, éste se muestra en los textos desarrollando su trabajo de manera solitaria, sin otros científicos. A su vez, la actividad científica no presenta consecuencias, ni positivas ni negativas, por lo que aparece como una actividad socialmente neutra, desconectada de la realidad social.

Finalmente respecto al género, en ambos textos la mujer se encuentra menos presente, y ésta aparece en una relación de subordinación, o en condiciones de desigualdad, frente al hombre.



Elementos para la Discusión
Contamos actualmente con un instrumento validado para evaluar la visión de ciencia, científico/a y género en textos escolares de ciencias, con lo cual hasta ahora no contábamos en nuestro país.
Los resultados preliminares sugieren cómo los textos forman (y deforman) la visión de ciencia, científico y género, lo cual es necesario relacionar con la visión que presentan los estudiantes. De este modo, González et al (2009) plantean que los estudiantes chilenos de 3º y 4º medio sostienen una visión de científico solitario y “de laboratorio”, pero que prevén las consecuencias sociales de la actividad del científico; algo que no muestran los textos escolares. Cabe entonces preguntarse por el rol que juegan los textos escolares en mostrar el trabajo científico como una actividad conectada con la realidad social, y en consonancia con ella.
En cuanto al género, se hace necesario que quienes participan en el diseño y elaboración de textos escolares, destaquen en ellos los aportes que las mujeres hacen actualmente en el campo de las ciencias. Si bien es cierto, el rol histórico de la mujer en las ciencias puede haber sido menos visible al del hombre; en la actualidad esto ha sufrido cambios significativos, lo cual es importante que los textos escolares de este nuevo milenio muestren a los estudiantes. Esto último con dos fines: por una parte, entregar una visión de un mundo social más igualitario y actualizado a los jóvenes, y por otra, acercar a las estudiantes al campo de las ciencias.

REFERENCIAS


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