Introducción

La falta de una adecuada formación en los docentes ha generado prácticas conductistas que no favorecen los aprendizajes de los estudiantes, pero si favorecen la dependencia, la falta de creatividad y la incapa­cidad de pensar.

Es la movilización del pensamiento cotidiano al pensamiento científico desde la modelización del enlace químico el fin primordial de la propuesta que realizo con el diagnostico, diseño e implementación de la si­tuación didáctica para el aprendizaje del enlace químico en los estudiantes de grado 9. El planteamiento de la investigación parte de la cuestión ¿Las situaciones didácticas en la enseñanza del enlace químico, promue­ven el aprendizaje y movilizan las capacidades de saber en el orden de las representaciones simbólicas de los estudiantes de grado 9 en la Institución Educativa Técnico Industrial Antonio José Camacho?, esta permitió plantear la hipótesis “la implementación de las situaciones didácticas de aprendizaje en el aula favorecen el desarrollo y la movilización del pensamiento cotidiano al pensamiento científico, promueve que los estudian­tes experimenten, descubran, formulen hipótesis, comuniquen su reformulación de los conceptos, aprendan a justificar con demostraciones y a tomar conciencia de las habilidades y dificultades en su aprendizaje de los conceptos en la clase de química”.

Y son los objetivos los que permitieron trazar la ruta para la investigación, objetivo general: Promover, poten­ciar y movilizar el aprendizaje del pensamiento científico en el ámbito de la modelización del enlace químico, a través de la situación didáctica en los estudiantes de grado 9° de la Institución Educativa Técnico Industrial Antonio José Camacho. Y específicos: Observar y caracterizar el aprendizaje del enlace químico en el ámbito de la modelización en los estudiantes de grado 9; Diagnosticar, diseñar e implementar la situación didáctica para el aprendizaje del enlace químico y su modelización con miras a movilizar el saber del pensamiento cien­tífico en los estudiantes de grado 9; Inferir, interpretar y analizar las operaciones del pensamiento científico y la movilización de saber del enlace químico en el ámbito de la modelización en los estudiantes de grado 9.

La metodología de investigación cualitativa y cuasi experimental permitió que la investigación se selecciona­ran los grupos experimental y control con su respectiva caracterización, sus respectivos diagnósticos y análisis de las ideas previas de los estudiantes, que favorece el diseño, implementación y evaluación de la situación didáctica de aprendizaje, para llegar finalmente a realizar la institucionalización de la situación didáctica con los compañeros del área de matemática, tecnología y ciencias sociales y naturales que se utilizó con el grupo experimental, con el grupo control se realizan las misma actividades de observación, lectura y experimenta­ción, pero totalmente dirigidos con enfoque tradicional.

Para evaluar si se da el desarrollo del pensamiento utilizo la observación como instrumento metodológico para recolectar la información y es así como decido que el pensamiento será evaluado en el orden de la modeliza­ción o representación del enlace químico con las estructuras de Lewis. El medio didáctico es el concepto del enlace químico, para algunos didactas de la química es considerado como uno de los más importantes para la comprensión de la naturaleza de la química.

Finalmente es así, como esta investigación propone una buena enseñanza de la teoría de los enlaces, favorece en el estudiante la metacognición de su aprendizaje y en el profesor la metacognición su aprendizaje y la de sus estudiantes cuando reconoce que en el proceso del aprendizaje del concepto enlace químico, se presentan pro­blemas de conceptualización y definición, por diversos factores, como son las representaciones equivocadas de los enlaces con puntos o líneas que no evocan ninguna relación con la interacción física que se da entre los átomos, el desconocimiento de la importancia de las representaciones y/o modelizaciones en la conceptualiza­ción del enlace químico, además la equivocada utilización de los resultados de la física cuántica sin entender su origen, alcance y limitaciones, generando dificultades significativas en la comprensión y abstracción de los aspectos cuánticos referentes a nuestro objeto de estudio.

Para la comprensión de la investigación presento a continuación las consideraciones teóricas de la teoría de las situaciones didácticas de aprendizaje, la relación teórica de las situaciones didácticas con la química, una aplicación de la teoría de las situaciones didácticas en la química y por último los resultados, conclusiones y recomendaciones.

Consideraciones teóricas de la teoría de las situaciones didácticas de aprendizaje

Como se ha manifestado anteriormente este trabajo de investigación se basa en la teoría de las situaciones didácticas de Guy Brousseau, nace en el campo de la matemática y es de origen francófona.

Guy Brousseau (1997), define las situaciones didácticas como:

- “Las situaciones que sirven para enseñar”.

- “El ambiente del alumno puesto en práctica y manipulado por el profesor o el educador que la considera como una herramienta”. En este sentido, “Una persona que quiere enseñar un conocimiento determinado generalmente recurre a “medios”, la didáctica estudia y produce estos medios”.

Autores de apoyo: Gálvez, Vergnaud, Chavarría, Zambrano Leal, Meirieu, Frade….Veamos brevemente:

- El psicólogo francés Gérard Vergnaud (1990) creador de la teoría de los campos conceptuales, estudia las situaciones didácticas. Para él, son la puesta en escena de intereses, son un campo conceptual y considera la elección de la situación como el primer acto de mediación de la enseñanza.

- El mexicano Gálvez G, (1994) retoma la premisa de Brousseau al considerar la situación didáctica como una “situación construida intencionalmente con el fin de hacer adquirir a los alumnos un saber determina­do”

- La argentina Dilma Fregona (2011), quien ha sido estudiosa de la Teoría de Brousseau, asume las Situa­ciones Didácticas como un modelo de interacción entre un sujeto y un medio determinado.

- La argentina Mabel Panizza, (2003), considera la teoría de las situaciones didácticas como una teoría de dominios de conocimientos. Enseñanza que busca las condiciones para un origen de los conocimientos matemáticos, bajo la hipótesis de que los mismos no se construyen de manera espontánea.

- Mabel Panizza, (2003), plantea las situaciones didácticas como “un conjunto de relaciones establecidas explicita y/o implícitamente entre un alumno o un grupo de alumnos, en cierto medio (que comprende eventualmente instrumentos u objetos) y un sistema educativo (representado por el profesor) con la finali­dad de lograr que estos alumnos se apropien de un saber constituido o en vía de constitución”.

- El chileno Roberto Vidal (2012) la Situación didáctica se entiende por una situación construida inten­cionalmente por el profesor con el fin de hacer adquirir a los alumnos un saber determinado o en vías de construcción.

En Colombia, Yesenia Chavarría (2006), desde el enfoque planteado por Brousseau, reconoce que inter­vienen tres elementos fundamentales: estudiante, profesor y el medio didáctico. En esta terna, el profesor es quien facilita el medio en el cual el estudiante construye su conocimiento. Así, Situación Didáctica se refiere al conjunto de interrelaciones entre tres sujetos: profesor-estudiante-medio didáctico.

- Situación Acción: Es la situación cuyos primeros indicios nos informa de la acción del estudiante. (Antes­durante)

- Situación Formulación: Es la situación cuyos indicios nos informa de la acción cognitiva del estudiante. (Durante)

- Situación Validación: Es la situación cuyos indicios nos informa de la acción argumentativa porque expli­ca cómo llegó el estudiante a la resolución del problema. (Durante-Después)

- Situación Institucionalización: Permite compartir la investigación con un grupo de colegas y les expongo los resultados.

- Situación problema: Situación didáctica es la cual se le propone al sujeto –estudiante- que no puede tener buenos resultados sin efectuar un aprendizaje preciso. Este aprendizaje constituye el verdadero objetivo de la situación problema, se alcanza cuando el estudiante, en la realización de la tarea, es capaz de sobrepasar el obstáculo. De esta forma, la producción impone la adquisición, lo que indica que tanto la una como la otra debe ser objeto de distintas evaluaciones. (Meirieu, 1994, Pág. 191)

Definición de situación problema de Philippe Meirieu (1992), la situación didáctica es

Una situación de aprendizaje elaborada por el docente que proporciona, por un lado, unos materiales que permiten recoger la información y, por otro lado, una instrucción-meta que pone al sujeto en situación de proyecto. Es así que, la situación permite una instrucción y por otro lado una instrucción-meta que pone al sujeto en situación de proyecto.

Instituciones como la Universidad Nacional de Medellín y la Universidad Pedagógica en Bogotá han desarro­llado algunos intentos de aplicación de la teoría de las situaciones en ciencias naturales, pero solo llegan hasta la situación acción. Situación que nosotros en el grupo de investigación con el Doctor Armando Zambrano Leal logramos superar, como lo podrán observar ahora en el marco metodológico.

La modelización en la enseñanza

Relación teórica de las situaciones didácticas con la química

Debido a que la mayoría de los docentes de ciencias naturales no están capacitados en el área de física y quí­mica, en las ciencias de grado noveno generalmente no se les propone a los estudiantes conceptos relacionados con el entorno físico como el concepto del enlace químico a pesar de ser considerado como el segundo entre los grandes conceptos de esta ciencia. (AYMERICH, 2013). En ese sentido, “El concepto de enlace químico es fundamental para entender la química y la mayoría de teorías (enlace de valencia, combinación de orbitales atómicos, electrostáticas, Lewis-Langmuir, etc.) al respecto son parciales, confusas e inconsistentes desde el punto de vista de la física”. (Roa Diaz, 2011).

El Ministerio de Educación Nacional propone para grado noveno desarrollar en los estudiantes el estándar de competencia: “Explicar condiciones de cambio y conservación en diversos sistemas, teniendo en cuenta transferencia y transporte de energía y su interacción con la materia.”. Para cumplir con este requisito que hace parte de la política nacional propongo la teoría de las situaciones didácticas de aprendizaje de Brousseau, como una buena estrategia pues esta teoría posee un enfoque constructivista favoreciendo el desarrollo del pensamiento.

Es de interés internacional la alfabetización científica asunto que favorece con el desarrollo del pensamiento científico en el orden de la modelización, aspecto que permite evaluar las representaciones mentales de los estudiantes, quienes tratan de hacer las representaciones del profesor y en este caso las de Lewis. Una de las grandes equivocaciones que tenemos los docentes respecto a la enseñanza del enlace químico es que no evalua­mos de manera minuciosa las representaciones que utilizan los estudiantes para representar el enlace químico, además se debe evaluar el lenguaje propio de la química, favorecer el trabajo en equipo y la comunicación entre los estudiantes donde el emisor se convierte en un proponente y el receptor en un opositor, de manera que debe tener argumentos sólidos para defender sus posiciones.

Tabla 1.

Descripción de cada una de las fases de la aplicación de la situación didáctica

Tabla 1.

Descripción de cada una de las fases de la aplicación de la situación didáctica (cont.)

Además es común que el profesor asume que el estudiante comprende claramente el concepto molecular y no se da a la tarea de hacer un diagnóstico, ya que el asunto del enlace químico es un asunto de nivel atómico, iónico o molecular indispensable para comprender la formación de compuestos. Cuando ignoramos estos vacíos en el aprendizaje causa desanimo en los estudiante y de ahí que su bajo rendimiento académico o falta de interés por la química, situaciones que fueron superadas con la apropiación e implementación de la teoría de las situaciones didácticas en la investigación.

Aplicación de la teoría de las situaciones didácticas en la química, específicamente en la enseñanza del enlace químico y la promoción del aprendizaje y movilización de las capacidades de saber en el orden de las representacionessimbólicas

Nuestra investigación se sitúa en el aula de clase de ciencias naturales, en el grado noveno, jornada de la ma­ñana y en la Institución Educativa Técnico Industrial Antonio José Camacho. El método de investigación es cualitativo con un diseño cuasi experimental de intervención en el aula.

La investigación cualitativa es pertinente para esta investigación en tanto no implico diseño estadístico rigu­roso, ya que su estructura se orienta más al proceso que a la obtención de resultados (Monje pág. 109). Con el diseño cuasi experimental podemos aproximarnos a los resultados de una investigación experimental en situaciones en las que no es posible controlar todas las variables. Un hecho que sustenta este trabajo de inves­tigación como el hecho de que los grupos ya estaban conformados.

En el diseño cuasi experimental se contemplan las relaciones causa-efecto, favoreciendo las investigaciones como esta que se desarrolla en un ambiente natural, en el que es imposible el control riguroso de todos los factores que afectan el experimento (aprendizaje de los estudiantes) (Monje, 2011, pág. 10-6, 108). Con la característica de poseer un grupo control y uno experimental.

En este orden de ideas se desarrolla la aplicación de la propuesta didáctica partiendo de unos formatos para el diseño de la situación didáctica y de la rejilla de observación, instrumentos que fueron desarrollados por el profesor Armando Zambrano Leal para el grupo de investigación (Ver anexos).

A continuación presento para una mejor compresión en una tabla de datos la aplicación de la teoría de las situaciones didácticas en la química:

Tabla 2.

Logros obtenidos implementación SD

Resultados, conclusiones y recomendaciones

Al aplicar la situación didáctica observé la manera cómo los estudiantes desarrollaron las tres fases de la teoría de la situación didáctica. En cada situación (SA, SF, SV) analicé y caractericé las dificultades, avances, logros a nivel individual y grupal en el desarrollo de la situación didáctica para el aprendizaje del enlace químico y su modelización.

Durante la implementación de la situación didáctica se hicieron registros escritos (estudiante y profesor), audios o video de cada una de las clases en las que se desarrolló la investigación, que fueron analizados desde la rejilla de observación, junto a las notas escritas.

Después de realizada la implementación de la Situación Didáctica, es posible afirmar que se lograron los ob­jetivos que se tenían previstos, porque los alcanzaron, no solo a comprender el concepto del enlace químico, sino también a modelizar, emplear símbolos propios de la química.

A continuación presento una tabla de los logros en los aprendizajes alcanzados en cada una de las etapas de la implementación de la situación didáctica.

Tabla 3.

Logros o dificultades respecto a las competencias y pregunta grupo control

Tabla 4.

Comparación resultados grupo control y experimental

Para finalizar la metodología se realizó una comparación de los resultados obtenidos tanto por el grupo expe­rimental, como por el grupo control.

Conclusiones

Hemos llegado al término de la investigación de la aplicación de una situación didáctica que permite mo­vilizar los aprendizajes y los pensamientos de los estudiantes , resalto su importancia ya que primero me ha concientizado de las falencias que tengo como docente desafortunadamente somos fruto de esa meto­dología conductista que genera obstáculos que impiden otras formas de enseñar, esto impide acercarnos al pensamiento de los niños, segundo me ha llevado a conocer una teoría importantísima para mi desempeño la cual ha enriquecido y consolidado mi ejercicio docente y por último y más importante aún es que la investigación me permitió transformar mis prácticas de enseñanza y tener presente a los estudiantes los cuales se convirtieron en autores de su propio aprendizaje.

Desde el inicio hasta el final me enfrente a una literatura difícil, pero gracias a la orientación a mi asesor el doctor Armando Zambrano Leal la pude entender. El contexto institucional en el que trabajo tiene mu­chas dificultades estructurales, de contenidos, desintegración de las áreas, plan de estudio con enfoque pedagógicos y didácticos que solo están en el papel, pero gracias a esta investigación se reconoce en la institucionalización que sí todos los docentes adecuáramos el trabajo en el aula a las situaciones didácticas se tendrían mejores resultados en el aprendizaje de nuestros estudiantes.

En cuanto al objetivo general la investigación me permitió lograr que los estudiantes expuestos a las si­tuaciones didácticas movilizaran el aprendizaje específicamente en la mejora de la modelización del enlace químico comparativamente con el grupo control la SD diseñada y puesta en funcionamiento en el grupo experimental demostró una mayor efectividad en cuanto a los aprendizajes y la participación los estudiantes.

Comparativamente con el grupo control la SD diseñada y puesta en funcionamiento del grupo experi­mental propicia mejores aprendizajes y participación, los estudiantes del grupo control aunque en algunos casos se interesaban por las ciencias naturales, al estar expuestos a lo tradicional que expresaron los mismos comportamientos que observo en las clase tradicionales tipo conductual, en este aspecto adquiere valor el diseño de la situación didáctica, no obstante las circunstancias de tiempo y espacio unidas a la orga­nización curricular de la institución podrían ser un obstáculo en la potencialización del saber en los estudiantes.

A nivel especifico haber realizado el diagnóstico del nivel de los estudiantes me permitió tal como lo señala la teoría, ajustar la situación didáctica y observar un conjunto de comportamientos que pueden ser generales entre el grupo control y experimental, por ejemplo los estudiantes del grupo control y experimental tienden a acudir al profesor para pedir ayuda u orientación, esta actitud denota una fuerte dependencia de los estudiante y cobra mayor relevancia en las clases tradicionales.

A nivel de las situaciones didácticas podemos interpretar que la organización, diseño e implementación de las situaciones problema se muestran más efectivas a la hora de la clase, pues permiten que el estudiante alcance cierto nivel de autonomía como lo dice la teoría.

También podemos analizar que las situaciones didácticas de aprendizaje son valiosas porque permiten que los estudiantes tengan más compromiso, mejor desempeño, trabajo en equipo. No obstante el tiem­po para la realización de las situaciones didácticas de aprendizaje ponen en tensión las formas de organización curricular que prevalecen en la institución a manera de ejemplo, a manera de ejemplo las clases organizadas por temas impiden el desarrollo pleno de los estudiantes e impiden el aprendizaje como una totalidad.

Las situaciones didácticas pueden ser una metodología útil para el trabajo por proyecto y esto tiene sus exigencias desde la organización curricular de la institución, más integración entre áreas, más trabajo en equi­po, mejores prácticas para encarar los aprendizajes de forma crítica.

En cuanto al estándar de competencia que el ministerio de educación nacional propone para grado no­veno “Explicar condiciones de cambio y conservación en diversos sistemas, teniendo en cuenta transferencia y transporte de energía y su interacción con la materia.”, podemos decir que con la aplicación de la SD en los estudiantes de grado noveno se logró dar cumplimiento al estándar, pues los estudiantes logran explicar y modelizar las condiciones de cambio y conservación en un sistema llamado molécula, la transferencia y trans­porte de energía a través de los electrones, sin olvidar que todos estos (molécula, electrones, iones, átomos) son parte fundamental de la constitución de la materia.

Los estudiantes del grupo experimental realizan la metacognición de su aprendizaje reconociendo que a través de: la lectura, la observación, las comparaciones, la experimentación, la socialización y la mode­lización; se favorece su aprendizaje.

Haber realizado el diagnóstico tal como lo señala la teoría me permitió ajustar la situación didáctica (SD) con aspectos didácticos destacados entre el grupo experimental y el grupo de control para contribuir a mejo­rar los aprendizajes en los estudiantes en el área de ciencias naturales en la institución educativa.

Finalmente esta experiencia de trabajar a partir de una teoría ha significado para mí el descubrimiento de nuevas formas de trabajo en el aula lo que enriquece mi disposición para los estudiantes, institución y mi cre­cimiento personal a partir de aquí se avizora un trabajo para la innovación en el aula desde la observación que el maestro debe realizar el efecto que produce en los estudiantes su práctica, que si Dios quiere y la volun­tad de los hombres lo permite será una realidad el mejoramiento de la calidad de la educación en Colombia.

Recomendaciones

Por lo anterior, recomiendo continuar con la aplicación de la teoría de la situación didáctica del aprendizaje para el aprendizaje de la Química, con un enfoque representacional desde lo semántico del lenguaje químico, (Aponte Buitrago, 2014), con el fin de llegar a la naturaleza propia del conocimiento químico con la elabo­ración de representaciones desde la observación, la lectura de textos contextualizados y estudio de fenómenos químicos en la actividad química para que los estudiantes lleguen a comprender la transformación de los ma­teriales a nivel molecular (ejemplo: la electrolisis de la sal), para y así lograr conocer, comprender, interpretar, comparar los átomos que la conforman.

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Notas de autor