Keywords:
curriculum design, competence, evaluation
Introducción
El análisis de los resultados
obtenidos en las pruebas externas e internas en el área de Ciencias,
aplicadas por organismos como la Organización para la Cooperación
y el Desarrollo Económico (OCDE), la Oficina Regional de
Educación de la UNESCO (Organización de las Naciones Unidas para
la Educación, la Ciencia y la Cultura) para América Latina y el
Caribe (OREALC/UNESCO) y el Instituto Colombiano para Evaluación de la
Educación (ICFES) develan una problemática en cuanto al
desarrollo de la competencia científica.
Con respecto a la prueba PISA
del año 2016, los resultados, ubican a Colombia con un promedio de 416
puntos en Ciencias, en el segundo nivel de desempeño, de los seis
establecidos por PISA (ICFES, 2017). En este nivel el estudiante “usa
conocimientos donde requiere un bajo nivel de demanda
cognitiva, identifica errores sencillos, describe datos simples, hace algunos
comentarios válidos e inferencias, entre otros” (ICFES, 2017, p.
90). Asimismo, en el Tercer Estudio Regional Comparativo y Explicativo (TERCE)
realizado a países de América Latina y el Caribe, en el
área de Ciencias, el porcentaje de estudiantes colombianos que
respondieron de forma correcta los ítems correspondientes a los cinco
dominios evaluados, ubican a Colombia con un alto porcentaje de estudiantes en
los niveles inferiores 1 y 2 de los cuatro que presenta la prueba con un 27,6%
y 42,6% respectivamente (OREALC/UNESCO, 2015), en estos niveles inferiores los
estudiantes “reconocen acciones orientadas a
satisfacer necesidades vitales y de cuidado de la salud (nivel 1) e interpretan información simple, presentada en diferentes
formatos; establecen algunas relaciones de causa y efecto en situaciones
cercanas, entre otros (nivel 2)” (Flotts, et al., 2016, p. 32).
En correspondencia con los resultados de PISA y TERCE,
en las pruebas internas realizadas por el ICFES y las actividades evaluativas
de la Institución Educativa (IE) Inmaculada Carrizola en el área
de Ciencias Naturales a grado sexto de Básica Secundaria, estas guardan similitud. Otra evidencia a
esta problemática; se presenta en lo expresado por los docentes, en
reuniones académicas, sobre algunas dificultades que presentan los
estudiantes para formular preguntas e hipótesis, explicar
fenómenos, realizar experimentos, organizar y analizar datos, elaborar
conclusiones y socializar resultados; asimismo, los estudiantes en
conversaciones informales, manifiestan que las clases son monótonas,
participan muy poco en las actividades propuestas, se les dificulta aplicar lo
aprendido, realizan muy pocas prácticas de laboratorio, y no utilizan
las tabletas que hay en la institución.
De acuerdo a lo anterior,
organizaciones como la UNESCO (1999), OREALC/UNESCO (2013) y la OCDE (2013),
señalan la importancia de la formación en ciencias, para una
mejor comprensión del mundo natural; que contribuya a una
participación más activa, y toma de decisiones en la sociedad, a
la solución de problemas a situaciones que afectan la calidad de vida,
entre otras; es decir, se exhorta una educación pertinente en Ciencias,
que propicie el mejoramiento de las condiciones de vida de las personas.
Frente a esta problemática,
se requiere de estrategias de intervención pertinentes e innovadoras, que
favorezcan la transformación en el proceso de enseñanza y
aprendizaje, y el desarrollo de la competencia científica en los
estudiantes de la Básica. Por lo tanto, se plantea el siguiente
interrogante: ¿Qué efectos tiene la implementación de un
programa integrado de Ciencias Naturales en el desarrollo de la competencia
científica de los estudiantes de la IE Inmaculada Carrizola del
Municipio de Tierralta? En correspondencia, se elabora
el objetivo general: evaluar el diseño y la implementación de un
programa integrado y valorar su incidencia en el desarrollo de la competencia
científica en estudiantes de grado 6 de la IE Inmaculada Carrizola del
Municipio de Tierralta.
Con el fin de indagar, sobre la
implementación y evaluación de un programa de Ciencias Naturales
para el desarrollo de la competencia científica, este estudio se
tipifica como investigación evaluativa - evaluación de programas
(Pérez, 2000). Se estableció el diseño,
implementación, evaluación y validación de un programa de
Ciencias Naturales; la novedad de este estudio, radica en el diseño del
programa, el cual se fundamenta en la teoría del diseño
curricular integrado de Fink (2008), que solo ha sido utilizada en el
diseño de cursos universitarios; asimismo, su integración y
dinámica mediante la taxonomía SOLO de Biggs (2005) y los
estándares básicos de competencias del área, para el
desarrollo de la competencia científica; con respecto a la
validación del programa, se utilizaron como parámetros los
niveles de comprensión de la taxonomía SOLO: pre, uni y multiestructural,
relacional y abstracto ampliado; y las dimensiones de la competencia
científica: uso comprensivo del conocimiento científico,
explicación de fenómenos e indagación (ICFES, 2015). Se
optó, por esta metodología, con el fin de realizar una intervención
educativa, sobre la problemática evidenciada; y se estructuró en
cinco fases: primera, identificación de necesidades; segunda,
evaluación del diseño del programa por expertos; tercera,
evaluación de la implementación del programa desde la perspectiva
de los estudiantes y el docente; cuarta, evaluación de los resultados
del programa mediante auto, co y heteroevaluación y quinta,
metaevaluación, para la validación del programa; la
población de estudio estuvo constituida por 470 estudiantes matriculados
al inicio del año escolar 2019 en la IE, de la cual se obtuvo una
muestra intencional de un grupo ya constituido, perteneciente al grado sexto de
Básica Secundaria, compuesto por 25 estudiantes (16 hombres y 9
mujeres), donde uno de los docentes investigadores imparte sus labores
académicas.
Para la recolección de información de
la primera fase, se utilizó una prueba de competencias SABER,
constituida por 20 ítems liberados y validados por el ICFES,
distribuidos así: ocho ítems del uso comprensivo del conocimiento
científico, y seis ítems de explicación de
fenómenos e indagación respectivamente. En la
identificación de los factores situacionales del área, se
utilizó una encuesta sobre aspectos del Proyecto Educativo Institucional
(PEI), el plan del área y las fichas de seguimiento de los estudiantes y
una entrevista no estructurada al docente del área; del análisis
de estas necesidades, surgen las particularidades del programa. Con respecto a
la segunda fase, se utilizó una rúbrica con criterios que evalúan
la calidad estructural y técnica del programa integrado por expertos, en
una escala entre 1 y 5. Seguidamente, para la tercera y cuarta fase se
utilizó desde la perspectiva del estudiante, un registro de
observaciones de lo que le parece Positivo, Negativo e Interesante (PNI),
rúbricas de auto y coevaluación de las evidencias de
conocimiento, desempeño y producto, y desde la perspectiva del docente
la heteroevaluación de las actividades evaluativas; en la quinta fase,
se utilizó una nueva prueba de competencias, con el fin de comparar los
cambios obtenidos en el desarrollo de la competencia científica en los
estudiantes de la muestra. Para el análisis de la información se
emplearon las categorías: Factores situacionales, Competencia
científica y Niveles de comprensión de la taxonomía SOLO.
Desarrollo
Marco teórico - conceptual
Lineamientos curriculares del área de
Ciencias Naturales y Educación Ambiental.
Este documento expedido por el
Ministerio de Educación Nacional (MEN, 1998), busca la formación integral
de los individuos, mediante la comprensión de las Ciencias Naturales;
analiza tendencias didácticas y las relaciona con los desempeños
esperados en cada uno de los niveles educativos, resalta el papel del mundo de
la vida, reflexiona sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en
la sociedad (MEN, 1998) y orienta hacia una comprensión integral del
mundo natural.
Estándares Básicos de Competencias en
Ciencias Naturales (EBC). Este
referente presenta una definición de estándar como “un
criterio claro y público que permite juzgar si un estudiante, una
institución o el sistema educativo en su conjunto cumplen con unas
expectativas comunes de calidad” (MEN, 2006, p. 11). Los EBC, pretenden
el desarrollo del pensamiento científico y crítico en los estudiantes;
establecen una estructura coherente con lo señalado en los lineamientos
curriculares del área; están organizados por grupos de grados, en
tres ejes articuladores, conformados por acciones concretas de pensamiento y
producción; además, se convierten en una herramienta pertinente
para la elaboración de metas de calidad, el diseño de programas
escolares y de mejoramiento institucional.
Competencia científica. Entendida como el “conjunto de
saberes, capacidades y disposiciones que hacen posible actuar e interactuar de
manera significativa en situaciones en las cuales se requiere producir,
apropiar o aplicar comprensiva y responsablemente los conocimientos
científicos” (Hernández, 2005, p. 21); la cual, promueve en
los individuos, una mejor comprensión del mundo natural, mayor
participación en la sociedad, toma de decisiones fundamentadas, buen uso
de los recursos naturales y mejores condiciones de vida. De acuerdo a lo
anterior, para su desarrollo, es importante el diseño de programas
escolares, a través de experiencias significativas de aprendizaje.
Modelo de diseño curricular integrado. La investigación de la cual se
deriva este artículo, está fundamentada en el modelo de
diseño curricular integrado de Fink (2008), el cual posee cuatro
componentes fuertes primarios: Actividades de enseñanza y aprendizaje,
Metas de aprendizaje y Retroalimentación y evaluación, entre los
cuales existe una interrelación.
Este diseño inicia con la construcción
de los componentes fuertes primarios del curso; posteriormente, se realiza la
verificación de su alineación e integración; donde, se
establece por cada una de las metas de aprendizaje, cómo van a ser
evaluadas y, que estrategias de enseñanza y aprendizaje se
emplearán; seguidamente, se procede a su armado lógico y
coherente, y finalmente se realizan distintas tareas importantes (Fink, 2008).
Taxonomía SOLO.
Se refiere a la estructura del resultado
observado del aprendizaje, corresponden a una serie de habilidades cognitivas
de orden jerárquico y complejidad gradual, que los estudiantes pueden
realizar en las actividades de aprendizaje y tareas evaluativas (Biggs, 2005). Estas
habilidades cognitivas, corresponden a verbos y se clasifican en cinco niveles
de comprensión (Figura 1).
Figura 1: Taxonomía SOLO. Jerarquía de
verbos y niveles de comprensión. Fuente: Biggs, 2005.
Para determinar el nivel de desarrollo de la competencia
científica en las actividades evaluativas, se utiliza la siguiente
equivalencia, que se presenta en la tabla 1.
|
Niveles de desarrollo Competencia Científica
(ICFES, 2012)
|
Niveles de comprensión Taxonomía SOLO
(Biggs, 2005)
|
Escala de Valoración Institucional
(Rango de puntajes)
|
|
Insuficiente
|
Uniestructural
|
1.00 -
5.99
|
|
Mínimo
|
Multiestructural
|
6.00 -
7.99
|
|
Satisfactorio
|
Relacional
|
8.00 -
9.49
|
|
Avanzado
|
Abstracto
ampliado
|
9.50 -
10.00
|
Tabla 1: Equivalencia entre escala ICFES de niveles
de desarrollo de la competencia científica, niveles de
comprensión de la Taxonomía SOLO y puntajes del sistema de
evaluación institucional.
Con respecto a la primera fase, en la
identificación de las necesidades, en lo concerniente a los factores
situacionales del área, estos arrojan los siguientes resultados: el
grado 6 cuenta con 25 estudiantes (16 hombres y 9 mujeres), la intensidad horaria
del área es de cuatro horas semanales, las clases se imparten de forma
presencial en un aula, no existe un laboratorio para la realización de
prácticas, sin embargo, se cuenta con algunos instrumentos
básicos; las expectativas de aprendizaje buscan fortalecer en los
estudiantes habilidades científicas que les contribuirán al
desarrollo de la competencia científica, y así,
desempeñarse de la mejor manera en diferentes ámbitos, las
temáticas surgen de los referentes de calidad ministeriales, son
teórico-prácticas, y divergentes.
En relación a los estudiantes, estos son de
estratos socioeconómicos bajos, los ingresos familiares derivan del
jornaleo, mototaxismo y agricultura a pequeña escala, en la cual, ellos
se desempeñan para colaborar económicamente al hogar, poseen
conocimientos empíricos acerca de labores agropecuarias que han sido
trasmitidas generacionalmente, y son relacionados con lo aprendido en la
escuela, su meta principal es aprender y ganar el año, y sus estilos de
aprendizaje se distribuyen así: el 20% tienen un estilo auditivo, un 40%
el visual y un 40% el kinestésico.
Finalmente, se presentan las características
del docente, el cual señala que, el proceso de enseñanza y
aprendizaje es un proceso intencionado, continuo, bidireccional e integral,
donde influye mucho la motivación por parte del estudiante, resalta el
procedimiento de retroalimentación en la consecución de objetivos
y aprendizajes, que las temáticas se
dejan trabajar transversalmente, son interesantes y útiles en la vida
cotidiana de los estudiantes, lo que se constituye en un factor de
motivación, además son prácticas, lo que permite demostrar
en contexto lo aprendido, teniendo en cuenta sus conocimientos previos, y
considera, como punto fuerte el dominio que tiene sobre las temáticas. Los resultados arrojados por la prueba
de competencias se presentan en la figura 2.
Con respecto a los niveles de
desempeño de la prueba de competencias en Ciencias; según el
ICFES (2016), los estudiantes que se encuentren en el nivel insuficiente
“no superan las preguntas de menor complejidad de la prueba” (p.
24).
Con referencia, a la
dimensión Uso comprensivo del conocimiento científico, el ICFES
(2016), establece que los estudiantes que se ubican en el nivel Mínimo
“reconocen algunos usos cotidianos de la energía, algunas
diferencias y semejanza de las características de los seres vivos,
representan algunos fenómenos naturales a partir de modelos sencillos
entre otros” (ICFES, 2016, p. 24).
Figura
2. Porcentaje de estudiantes de la muestra por cada nivel de desarrollo y
dimensión de la competencia científica. Fuente: Elaboración
propia.
En relación, a la
dimensión Explicación de fenómenos, según el ICFES
(2016), el estudiante que se encuentran en el nivel Mínimo “solo
explica las diferencias entre materiales a partir de algunas propiedades
físicas, explica el funcionamiento e interacción de algunos
órganos de los seres vivos, entre otros” (p. 24). En cuanto al
nivel Satisfactorio, el estudiante “explica algunos métodos para
separar mezclas a partir de las características de sus componentes, explica el funcionamiento y las interacciones de algunos
sistemas en los seres vivos, relaciona y explica el uso de objetos y materiales
con sus propiedades físicas” (ICFES, 2016, p. 25)
Seguidamente, en cuanto a la
dimensión Indagación, el ICFES (2016), señala que en el
nivel Satisfactorio, el estudiante “usa
evidencias para identificar y explicar fenómenos naturales, presenta de
forma apropiada el proceso y los resultados de experimentos sencillos en
ciencias, reconoce qué preguntas pueden ser contestadas a partir de la
descripción de experimentos sencillos o de sus resultados” (p.
25).
Los resultados obtenidos en la
prueba de competencias, evidencian un porcentaje significativamente alto de
estudiantes que se encuentran en el nivel de desempeño Insuficiente, uno
bajo en el nivel Mínimo, uno significativamente bajo en el nivel
Satisfactorio y ninguno en el nivel Avanzado, en las tres dimensiones;
develando la problemática, de los bajos niveles de desarrollo de la
competencia científica.
En
lo referente a la segunda fase, según la valoración y
observaciones emitidas por los expertos, se establece que el programa integrado
cumplió con los requerimientos de calidad estructural y técnica
para su implementación; las observaciones más significativas, se
dieron en los indicadores relacionados con las actividades evaluativas. En
consecuencia, se realizaron las siguientes mejoras al programa integrado:
1.
Se rediseñaron e incluyeron nuevas
actividades de evaluación en el programa, que contienen
representaciones, proyectos de experimentación, y modelos de
comprobación, que serán elaborados y explicados por los
estudiantes, para despertar su curiosidad, espíritu creativo e
innovador.
2.
Se alinearon las actividades rediseñadas
y nuevas de evaluación, según el modelo del diseño
curricular integrado.
En
relación con las fases tres y cuatro, las observaciones realizadas por
los estudiantes, evidenciaron una apreciación favorable del programa
integrado, motivación e interés por la comprensión sobre
el mundo natural, la solución de problemas haciendo uso del método
científico, y la necesidad de desarrollar habilidades científicas
para mejorar su aprendizaje, el manejo de conceptos, identificación de
problemas, formulación y comprobación de hipótesis,
búsqueda de información en otras fuentes, realización de
experimentos, presentación de datos en gráficas y tablas, uso del
método científico, entre otras, muy importantes para el
desarrollo de la competencia científica, las cuales, fueron verificadas
mediante las evidencias; de acuerdo a lo anterior, las distintas maneras de
aprender ciencias enfocadas a la comprensión, propician el desarrollo de
habilidades de aprendizaje fundamentales, que permiten el desempeño
efectivo, en un mundo muy dinámico (Harlen, 2010); asimismo,
manifestaron una participación activa en las clases, confianza en las
exposiciones frente al grupo, identificar donde se equivocan y corregir, manejo
del microscopio a través de las tabletas y separar mezclas con recursos
propios de su contexto.
Siguiendo
con la evaluación desde la percepción del estudiante, a
través de las rúbricas de auto y coevaluación de las
evidencias en el desarrollo de las actividades de enseñanza y
aprendizaje, y evaluativas, se puede evidenciar que una parte de la muestra
alcanzó el nivel relacional en cada uno de los tipos de evidencias, y el
nivel abstracto ampliado fue logrado de forma moderada en cada uno de los tipos
de evidencias, donde manifiestan el desarrollo de habilidades para la
identificación de problemas del entorno, formulación de preguntas
coherentes sobre problemáticas del entorno, explicación de
fenómenos, indagación en diferentes fuentes sobre lo aprendido,
entre otras; con referencia al desarrollo de la competencia científica,
las acciones manifestadas por los estudiantes en estos instrumentos evidencian
un nivel de desarrollo mayor en las dimensiones Uso comprensivo del
conocimiento científico y explicación de fenómenos,
seguido de la indagación.
Los resultados obtenidos desde la
percepción del docente, mediante la heteroevaluación durante la
implementación del programa, evidenciaron un mejoramiento progresivo en
el desempeño de los estudiantes; al iniciar las sesiones, se
observó un alto porcentaje de estudiantes ubicados en los niveles de
comprensión uni y multiestructural, uno muy discreto de ellos, se
ubicó en el nivel relacional y ninguno en el nivel abstracto ampliado; a
medida que se fueron desarrollando las sesiones, los desempeños de los
estudiantes presentaron un avance, hasta llegar con un porcentaje importante de
estudiantes a los niveles de comprensión cualitativos donde se realizan
acciones de comparación, argumentación, formulación y
comprobación de hipótesis, generalizaciones, reflexiones y
conclusiones; a su vez, se dan movimientos desde los niveles de desarrollo y comprensión
menos complejos hacia los más complejos; en lo que respecta a las
dimensiones de la competencia científica, se presenta un mayor nivel de
desarrollo en el uso comprensivo del conocimiento científico, seguido de
la explicación de fenómenos y la indagación.
En
relación con la quinta fase, en la dimensión Uso comprensivo del
conocimiento científico, se comparan los resultados obtenidos en la
prueba de inicio y final (Figura 3).
Figura 3.
Resultados prueba de inicio y final de la dimensión Uso comprensivo del
conocimiento científico. Fuente:
Elaboración propia.
De acuerdo a los resultados, se evidencia una
disminución significativa del porcentaje de estudiantes en el nivel
Insuficiente y un aumento moderado en el nivel Mínimo. Comparando
coherentemente esta dimensión con los niveles de comprensión de
SOLO, se puede decir que la muestra presenta un porcentaje significativo en el
nivel relacional de 36% y abstracto ampliado de 24% respectivamente; como
también, una importante disminución del 76% de estudiantes en el
nivel uniestructural, y un aumento del 16% en el nivel multiestructural.
En la dimensión Explicación de
fenómenos, se comparan los resultados obtenidos en la prueba de inicio y
final (Figura 4).
Figura 4. Resultados prueba de inicio y final de la
dimensión Explicación de fenómenos. Fuente: Elaboración propia.
De acuerdo a estos resultados, se evidencia una
disminución significativa del porcentaje de estudiantes en el nivel
Insuficiente y un aumento en el nivel Mínimo. Comparando coherentemente
esta dimensión con los niveles de comprensión de SOLO, se puede
decir que la muestra presenta un porcentaje significativo en los niveles
relacional y abstracto ampliado de 24% respectivamente, como también una
importante disminución del 60% de estudiantes en el nivel uniestructural,
y un aumento del 16% en el nivel multiestructural.
Para la dimensión Indagación, se comparan
los resultados obtenidos en la prueba de inicio y final (Figura 5); de acuerdo
a los resultados obtenidos, se evidencia una disminución significativa
del porcentaje de estudiantes en el nivel Insuficiente y un aumento significativo
en el nivel Mínimo; comparando coherentemente esta dimensión con
los niveles de comprensión de SOLO, se puede decir que la muestra
presenta un porcentaje moderado en los niveles relacional de 24% y abstracto
ampliado de 12% respectivamente, como también una importante
disminución del 60% de estudiantes en el nivel uniestructural, y un
aumento significativo del 28% en el nivel multiestructural.
Figura 5. Resultados prueba de inicio y final de la
dimensión Indagación. Fuente: Elaboración propia.
Estos resultados, evidencian progresos en los
estudiantes de la muestra, con respecto a las dimensiones de la competencia
científica y los niveles de comprensión de la taxonomía
SOLO; el mayor nivel de desarrollo se presentó en la dimensión
uso comprensivo del conocimiento científico, seguido de la
explicación de fenómenos, y la indagación; situación
comparable con investigaciones colombianas que trabajaron las tres dimensiones:
Aguado y Campo (2018), Hernández (2018), Santafé (2018).
Así, como también con estudios que se han enfocado a una
dimensión, obteniendo buenos resultados; a nivel nacional en el uso
comprensivo del conocimiento científico (Melo, 2015), Explicación
de fenómenos (Ascencio, 2017; Borja, Brochero & Corro, 2017) e
Indagación (Torrenegra, 2017); y a nivel internacional en la
dimensión indagación (González-Weil, et al., 2012)
en Chile y (Flórez, 2015) en Perú.
Conclusiones
El diseño de cursos
integrados, a partir de una identificación pertinente de necesidades y,
la elaboración y alineación de metas de aprendizaje, actividades de
evaluación y, estrategias de enseñanza y aprendizaje; apoyado en
la taxonomía SOLO y los EBC, y un cambio del rol docente de instructor a
facilitador, se convierte en una alternativa efectiva para el desarrollo de
competencias, mediante la implementación de experiencias significativas
de aprendizaje.
Se logró disminuir de forma
gradual y significativa durante la implementación del programa, con
respecto a los resultados arrojados en la identificación de los niveles
de desarrollo de la competencia científica, el porcentaje de estudiantes
del nivel Insuficiente en cada una de las dimensiones de la competencia
científica; con relación al nivel mínimo su avance fue
moderado en las dimensiones Uso comprensivo del conocimiento científico
y explicación de fenómenos, y significativo en la
Indagación; en cuanto a los niveles satisfactorio y avanzado, su mayor avance
se dio en la dimensión Uso comprensivo del conocimiento
científico, seguido de la Explicación de fenómenos y la
Indagación.
Se comprueba la incidencia de la
implementación y evaluación del programa integrado de Ciencias
Naturales, en el desarrollo de la competencia científica de los
estudiantes de básica, en sus tres dimensiones; presentando el Uso
comprensivo del conocimiento científico mayor nivel de desarrollo,
seguido de la explicación de fenómenos, y la Indagación.
De acuerdo a los resultados obtenidos,
el diseño curricular integrado, se puede concebir como una herramienta
efectiva en el diseño e implementación de programas escolares en
los niveles de educación básica primaria, secundaria y media, que
pretendan el desarrollo de competencias propuestas en los estándares
básicos de competencias.
En cuanto a la taxonomía SOLO, se
convierte en un importante referente en la evaluación del aprendizaje de
los estudiantes, y los programas de intervención que buscan el
desarrollo de competencias.
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