Caracterización del razonamiento informal desde el uso de una cuestión socio-científica con profesores en formación en ciencias naturales
Characterization of informal reasoning from the use of a socio-scientific question with teachers in training in natural sciences
Caracterización del razonamiento informal desde el uso de una cuestión socio-científica con profesores en formación en ciencias naturales
Revista Electrónica de Investigación en Educación en Ciencias, vol. 11, núm. 1, pp. 18-31, 2016
Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires
Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional.
Recepción: 14/11/2016
Aprobación: 01/07/2016
Resumen: Este estudio presenta la identificación de los tipos de razonamiento informal en dos contextos de aprendizaje: los trabajos prácticos experimentales y el desarrollo de una secuencia didáctica al abordar una cuestión socio-científica relacionada con el consumo del café en 38 estudiantes del programa de formación en Licenciatura en Ciencias Naturales y Educación Ambiental, en una universidad Colombiana. El análisis del estudio permite identificar aspectos del razonamiento informal en razones de autoridad, razones experienciales, personales, de impacto ambiental y social. Se evidencia que las prácticas de laboratorio permiten reconocer un mayor número de razonamientos de tipo experiencial relacionados con la calibración de los instrumentos, la temperatura de destilación, el PH y la cantidad de cafeína, el tipo de café; mientras que el desarrollo de la secuencia didáctica permite reconocer razones teóricas afines con características metodológicas de las ciencias, el efecto energizante del café, la presencia de aminoácidos, el efecto de los radicales libres, la cantidad de proteínas y la presencia de ácidos cloro génico.
Palabras clave: Razonamiento informal, argumentación, formación de profesores, Cuestiones sociocientíficas.
Abstract: This study presents the identification of the types of informal reasoning in two contexts of learning: experimental practical work and the development of a teaching sequence to approach a socioscientific issue related to coffee consumption in 38 student training program in Bachelor in Natural Sciences and Environmental Education at a Colombian university. The analysis of the study identifies aspects of informal reasoning on grounds of authority, experiential, personal, reasons of environmental and social impact. It is evident that the labs can recognize more experiential kind of reasoning related to the calibration of the instruments, the distillation temperature, pH and the amount of caffeine, the type of coffee; while the development of the teaching sequence can recognize theoretical reasons related to methodological characteristics of science, the energizing coffee Indeed, the presence of amino acids, the effect of free radicals, the amount of protein and the presence of chlorogenic acid.
Keywords: informal reasoning, argumentation, Teacher Training, socio-scientific issue.
Résumé: Cette étude présente l'identification des types de raisonnement informel dans deux contextes d'apprentissage: travail pratique expérimentale et le développement d'une séquence d'enseignement dans la lutte contre un problème socio-scientifique liée à la consommation de café dans le programme de formation de 38 étudiants en baccalauréat en sciences naturelles et l'éducation environnementale dans une université colombienne. L'analyse de l'étude identifie les aspects du raisonnement informel sur les motifs de l'autorité, l'expérience, personnelles, des raisons d'impact environnemental et social. Il est évident que les laboratoires peuvent reconnaître genre plus expérientielle de raisonnement lié à l'étalonnage des instruments, la température de distillation, le pH et la quantité de caféine, le type de café; tandis que le développement de la séquence d'enseignement peut reconnaître des raisons théoriques relatives aux caractéristiques méthodologiques de la science, le café énergisant En effet, la présence d'acides aminés, l'effet des radicaux libres, la quantité de protéine et la présence de l'acide chlorogénique.
Mots clés: le raisonnement informel, argumentation, formation des enseignants, les questions socioscientifiques.
1. INTRODUCCIÓN
Estudios de Sadler y Zeidler, (2005); Chi, (2009); Wu y Tsai, (2011) indican que la argumentación dialógica es un modo de analizar el razonamiento informal. Reif y Larkin (1991) observó que el aprendizaje de la ciencia se logra por métodos tanto formales como no formales. Los primeros referidos al uso de representaciones simbólicas, tales como fórmulas, álgebra y análisis vectoriales guiados por reglas basadas en el razonamiento. Los segundos por métodos no formales que se refiere a los enfoques de "explorar procesos perceptivos humanos y las capacidades de razonamiento cualitativo" (p. 749).
Al respecto Sadler (2004), en sus investigaciones indica que el razonamiento formal puede contribuir a los descubrimientos científicos, pero eso no implica que sea el único medio para su progreso, considerando que en los procesos dialógicos de los científicos son evidentes aspectos relacionados con intereses institucionales, personales y contextuales.
El razonamiento informal se diferencia del formal porque éste puede estar asociado a las reglas de la lógica de la matemática, que permiten el desarrollo científico. De acuerdo a filósofos como Popper, esto es lo que diferencia el conocimiento científico de otras forma de conocimiento (Sadler, 2004; Wu y Tsau, 2007) mientras que el razonamiento informal está asociado con las decisiones personales y sociales. El razonamiento informal, surge de la idea de estudiar los procesos de inferencia en la acción y medio natural en la vida cotidiana.
Zohar y Nemet, (2002) desde la fundamentación de varios autores proponen unas características del razonamiento informal. Por ejemplo indican que este tipo de razonamiento se caracteriza porque, por oposición al formal, permite la variación en sus premisas a medida que nueva información va resultando accesible. También por el hecho que sus conclusiones no se derivan necesariamente de estas premisas, las cuales no son evidentes en sí mismas. El pensador está implicado en un proceso de razonamiento informal cuando pondera causas y consecuencias, pros y contras y posiciones y alternativas; por ello, es la base de opiniones e involucra problemas mal estructurados que no tienen solución. Estas apreciaciones permiten justificar el uso de cuestiones socio-científicas (CSC) como situaciones controversiales con base en aspectos científicos pero que tienen incidencia social, para analizar el razonamiento informal.
En este estudio, se consideró las metodologías utilizadas por (Zohar y Nemet, 2002; Erduran et al., 2004; Sadler y Zeiler, 2004; Fowler, Zeidler y Sadler, 2009; Venville y Dawson, 2010; Sampson y Walker, 2012) sobre el análisis de racionamiento informal asumido como una compleja negociación de los componentes afectivos, morales y cognitivos para tomar decisiones, ya sean estos de carácter personal o de carácter colectivo. De la misma forma en relación al concepto de razonamiento informal se tienen en cuenta algunas características señaladas por Monzón y Delgado (2007), quienes sugieren que el razonamiento informal se aplica a cuestiones relevantes para la persona que realiza el razonamiento; por tanto, los contenidos sobre los que se razona informalmente tienen una relevancia personal para el sujeto, lo que hace que se sienta motivado e interesado. El razonamiento informal es un tipo de razonamiento dinámico muy dependiente del contexto situacional que se aplica a tareas abiertas o mal definidas. Se utiliza en todos los dominios de conocimiento, incluso en problemas matemáticos o científico-naturales.
Para analizar el razonamiento informal, una de las estrategias utilizadas han sido las Cuestiones sociocientíficas (CSC) vistas como situaciones controversiales en la que se pueden estudiar aspectos de los contenidos científicos y las implicaciones sociales (Torres y Solbes 2012). Al respecto Wu y Tsai (2007) indican que uno de los principales aspectos asociados a CSC es su carácter multidimensional, que exige la combinación de diferentes perspectivas, lo que obliga una reflexión crítica sobre los propios valores y posturas y para analizar la resolución de estas CSC, es necesario el uso de un tipo especial de razonamiento, el denominado razonamiento informal. Otros investigadores como (Zeidler et, al. 2005; Topcu, Sadler y Tuzun, 2010) muestran que el uso CSC, permiten analizar el uso de los conceptos científicos, aspectos de la naturaleza de la ciencia, valores morales que fundamentan sus decisiones. Esto justifica el análisis del razonamiento informal desde el uso de CSC.
Uno de los autores que más ha trabajado el tema de razonamiento informal y CSC es Sadler y Zeidler (2004) indican que el análisis de los razonamientos informales permiten comprender como entienden y son asumidos por los estudiantes los distintos discursos de ciencias, esto contribuye a que se planeen estrategias didácticas para poderlos integrar a la educación en ciencias. Estos mismos autores, afirman que el estudio de los razonamientos informales, contribuye además a que la enseñanza de cierta disciplina tenga en cuenta la sensibilidad, los compromisos morales y las emociones de los estudiantes.
En el caso de la enseñanza de las ciencia, diferentes investigaciones han sido direccionadas a analizar cómo el conocimiento científico influencia el racionamiento informal de los estudiantes y consecuentemente su calidad de los argumentos (Zohar y Nemet, 2002; Sadler, 2004; Sadler y Zeidler 2005; Klosterman y Sadler, 2010).
Al respecto, varias investigaciones se direccionan a establecer categorías sobre el análisis del razonamiento informal, por ejemplo Means y Voss (1996) indica que al contrario de los argumentos formales, la estructura de un argumento informal puede variar de acuerdo a sus creencias sobre el tema. Para ello, estos autores indican que razones abstractas pueden estar formadas por a) razones de fundamentación lógica, b) razones de consecuencias basada en consecuencias presentadas como resultados, c) razones basadas en reglas que son generalmente aceptadas de creencias d) razones de autoridad que involucran un apoyo de autoridades e) razones personales que consisten en declaraciones imprecisas, (p. 150).
Schwarz, Neuman, Gil, y LLya, (2003) basado en los estudios de Means y Voss reduce estas categorías a cuatro razones de autoridad, personales, basadas en reglas y razones que tienen sentido. A pesar de elaborar una clasificación estos autores señalan las dificultades que tienen para detallar la diferenciación entre las mismas.
De acuerdo a Sadler y Zeidler, (2005) el razonamiento informal permite comprender de modo más amplio los procesos de negociación mental cuando los estudiantes defienden sus ideas en una CSC. Estos autores Identifican tres patrones de razonamiento informal (racionalista, Emotivo e intuitivo). El racionalista está basado en la razón que puede incluir análisis de beneficios y valoraciones racionales sobre el uso de la tecnología. El emotivo está relacionado con una perspectiva de cuidado o preocupación por el bienestar de los otros. El intuitivo está relacionado con asociaciones inmediatas de los individuos que no involucran términos racionales, y puede involucrar sentimientos inmediatos. Dentro de sus conclusiones indican que estos tipos de razonamiento no se dan de manera independiente y que el contexto influye en el tipo de razonamiento.
Investigaciones de Patronis, Potari y Spiliotopoulou (1999), encontraron que estudiantes de 14 años son capaces de involucrar distintos tipos de argumentos, sociales, ecológicos y económicos. Indican que en el razonamiento informal de los estudiantes se hacen implícitos aspectos de afecto, emociones, sentimientos en la elaboración de respuestas de los temas. Por el contrario, Hogan y Maglienti, (2001) y Kortland (1996) encontraron que estudiantes de escuelas no abordan de forma intuitiva las cuestiones ambientales desde múltiples perspectivas. Lui, Lin y Tsi (2011) sugieren la necesidad de incentivar a los estudiantes a participar activamente en la toma de decisiones que involucren varios modos de razonamiento informal.
De otra parte, Schwarz, Neuman, Gil, y LLya (2003) propone una clasificación para el análisis del razonamiento informal: razones de autoridad, personales, basadas en reglas, razones que tienen sentido. A pesar de elaborar una clasificación estos autores señalan las dificultades que tienen para detallar la diferenciación entre las mismas.
Kolsto (2006) en un trabajo con estudiantes de Noruega sobre una controversia relacionada con la construcción de líneas de trasmisión próximas a zonas residenciales, encontró varios patrones de razonamiento informal en las intervenciones de los estudiantes. En el análisis de la información clasifico los argumentos de los estudiantes en argumento de riesgo relativo, argumento de incerteza, argumento de pequeño riesgo, argumento de persuasión, y argumento de pros y contras.
En estudios de Wu y Tsai (2007) sobre análisis de razonamiento informal desde las CSC en unos estudiantes de secundaria de China, donde se trabaja una CSC sobre los escases de energía y la posibilidad de construir una planta nuclear a partir del análisis de los trabajos escritos por los estudiantes, estos autores analizan el razonamiento informal atendiendo a los siguientes aspectos: Sociales, ecológicos, económicos, científicos y tecnológicos.
Por ejemplo Liu, Lin y Tsai (2011), se basaron en las categorías de Wu y Tsai (2007) en su investigación sobre las relaciones entre las visiones epistemológicas de la ciencia y los procesos de toma de decisiones socio-científicas. Sus datos muestran que más de la mitad de los estudiantes que participaron en su investigación toman sus decisiones apenas sobre una única perspectiva disciplinar. En sus conclusiones, señala que los programas educacionales deben incentivar a los estudiantes a participar activamente en la toma de decisiones utilizando múltiples modos de raciocino y pensamiento interdisciplinar.
Lee, y Grace (2012), analizan como los estudiantes toman decisiones sobre un problema global que es la gripa aviar, encuentran algunas categorías en el razonamiento informal como ciencia-salud, económico, sociocultural, sentido práctico, higiene ambiental. Señalan que el razonamiento informal involucra múltiples perspectivas de pensamiento y juicios morales.
El trabajo doctoral de Penha (2012) utiliza las mismas categorías de Wu y Tsai (2007) pero analizan por separado la científica y tecnológica. Este autor analizo el tipo de argumentos que desarrolla un grupo de estudiantes de secundaria sobre instalación de televisión digital, analiza que en las intervenciones de los estudiantes estos hacen uso de múltiples aspectos en una sola intervención. Dentro de sus conclusiones indica que los educadores no solamente deben conducir a los estudiantes a los contraargumentos sino también orientar sus diferentes modos de racionamiento informal.
Como observamos existe variedad de clasificaciones sobre el razonamiento informal, en su mayoría son estudios en educación secundaria. En este sentido, este estudio, tiene como objetivo caracterizar los razonamientos informales en dos contextos de aprendizaje, los trabajos prácticos experimentales y el desarrollo de una secuencia didáctica en discusiones de pequeños grupos al abordar una cuestión socio-científica (en adelante CSC) relacionada con el consumo del café con estudiantes del programa de formación en Licenciatura en Ciencias Naturales y Educación Ambiental (LCNyEA) de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC). El estudio del análisis de razonamiento informal permite comprender en qué medida están siendo aplicados y utilizados los conceptos de Ciencias Naturales.
Las perspectivas anteriores, permiten proponer la siguiente rubrica para analizar el razonamiento informal en este estudio.
Fuente (Autora).
Este estudio responde a las siguientes preguntas:
¿Qué elementos del racionamiento informal involucran estos estudiantes en debates relacionados con CSC? Y ¿Cómo se efectúan planteamientos de razonamiento informal en escenarios de laboratorio y el desarrollo de una secuencia didáctica?
2. METODOLOGÍA
2.1 Contexto del estudio
La investigación se desarrolló en una universidad colombiana de carácter público situada en el departamento de Boyacá en Colombia. En el estudio participaron 38 estudiantes que cursaban la asignatura de Taller experimental de las ciencias de octavo semestre del programa de Licenciatura en Ciencias Naturales y Educación Ambiental, en el primer semestre del año 2015. Las edades de los participantes oscilan entre los 20 y los 26 años, 15 son hombres y el 23 son mujeres. La elección de octavo semestre es considerada puesto que los estudiantes ya han cursado en un 80% de los contenidos disciplinares y pedagógicos del programa, por tanto, se presupone, ya tendría una buena conceptualización de los conceptos científicos.
Todos los alumnos conservan el anonimato, siendo todos nombres ficticios y comenzando, en el caso de los alumnos, por la letra del grupo de trabajo al que pertenecían, por ejemplo todos los miembros del pequeño grupo A, comienzan por la letra A. El desarrollo de las secuencias didácticas se realizó en grupos de trabajo. Se establecieron 12 grupos, constituidos por tres o cuatro estudiantes.
2.2 Descripción de las actividades utilizadas
El estudio siguió las siguientes etapas:
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Diseño de la secuencia didáctica considerando características de las CSC.
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Desarrollo de la secuencia didáctica en pequeños grupos de tres y cuatro estudiantes.
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Transcripción de los audios, según unidades de análisis a través de episodios
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Análisis y sistematización de la información.
La información analizada en este artículo es producto del desarrolló de una práctica experimental sobre la extracción de la cafeína, donde se discuten el uso de reactivos químicos involucrados en su extracción. De igual forma se desarrolló una secuencia didáctica sobre el consumo de café, esta secuencia contiene varias actividades que involucro desde la historia del descubrimiento del café, los componentes de café y la incidencia del consumo del café en la salud. En el caso de la práctica de laboratorio esta fue desarrollada en dos sesiones cada una de 120 minutos y la secuencia fue desarrollada en 3 sesiones de 120 minutos. En la tabla 2, se presenta los aspectos considerados en la estructuración de la secuencia didáctica.
La investigación se enmarcó dentro del discurso de aula. Por ello, se empleó el análisis del discurso, de acuerdo con Gee (1999), se refiere a la investigación del lenguaje utilizado para llevar a cabo actividades. En cada una de las actividades se analizaron las respuestas a las preguntas formuladas en cuestionarios y se analizan los audios producidos por los participantes. Se realizó transcripción de los datos a partir de unidades de análisis desde los documentos escritos por los participantes y las grabaciones efectuadas alrededor de las discusiones de los grupos de trabajo.
3. RESULTADOS Y ANALISIS
Para efectos de la presentación de los resultados se consideran dos contextos de análisis del razonamiento informal: Practica de laboratorio sobre extracción de la cafeína y Desarrollo de secuencia didáctica relacionada con el consumo del café.
3.1. Razonamiento informal en prácticas de laboratorio
Se describe el análisis desde tres de las preguntas planteadas en la experiencia:
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¿Cuál es la acción de bicarbonato de sodio?
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¿Por qué se utiliza tricloro-metano en la práctica?
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¿Qué función cumple el sulfato de magnesio anhidro en la experiencia?
Razonamiento informal
En el caso de la pregunta a) ¿Cuál es la acción de bicarbonato de sodio? Se identifica con mayor frecuencia razones de autoridad evidenciada en fuentes teóricas desde conceptos generales, por ejemplo fue muy notorio que los estudiantes señalen la función de bicarbonato para neutralizar la acidez en el café. También indican razones de fuentes experienciales individuales como el uso del Bicarbonato en la repostería, o lo observado en el laboratorio adicionadas que provoca el cambio de coloración o el tipo de solubilidad. Al analizar las unidades de razonamiento informal ofrecidas en las intervenciones de los estudiantes, se observan respuestas cortas que únicamente mencionan alguna idea que generalmente es aceptada por los demás.
Referencias
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Notas de autor