Palabras clave: CTS, preconcepciones, competencia científica

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1 CONCEPCIONES INGENUAS DE PROFESORES DE SECUNDARIA SOBRE TEMAS CTS Silvia Tecpan Flores Genaro Zavala Enríquez Tec de Monterrey, Campus Monterrey Resumen Dentro de la competencia científica se considera que las personas deben mostrar una visión apropiada e informada acerca de qué son y cómo funcionan la ciencia y la tecnología y sus relaciones con la sociedad (OCDE, 2008). Se ha encontrado que las concepciones CTS de profesores de bachillerato y universitarios son alarmantemente ingenuas (Garritz, Rueda, y Robles, 2011).En este reporte de investigación se presenta el diagnóstico de actitudes CTS de 258 profesores de secundaria de distintas partes del país que participaron en un diplomado en línea sobre competencia científica durante el ciclo Se utilizó una versión electrónica del Cuestionario de Opiniones sobre Ciencia, Tecnología y Sociedad (COCTS, Manassero, Vázquez, y Acevedo, 2001). Con el resultado de este diagnóstico se busca reorientar el diseño de cursos de formación docente a partir de las fortalezas y debilidades encontradas. Palabras clave: CTS, preconcepciones, competencia científica Introducción La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) ha desarrollado el Programa para la Evaluación Internacional de Estudiantes, PISA (por sus siglas en inglés). En el 2006 se evaluó la competencia científica que incluye, entre otros aspectos, la comprensión de la Naturaleza de la Ciencia (OCDE, 2008). Diversos autores coinciden en señalar que los profesores son esenciales dentro del proceso de enseñanza aprendizaje y por tanto no hay reforma educativa posible sin la participación activa de los docentes (Chrobak, 2010; Gil, Carrascosa, Furió, y Martínez- Torregrosa, 2002) de tal forma que para lograr la transformación de las concepciones ingenuas sobre Ciencia, Tecnología y Sociedad (CTS) y sobre la Naturaleza de la Ciencia (NdC) entre el alumnado es necesario por un lado, desarrollar objetivos educativos que contribuyan a su comprensión y aprendizaje y por otro, es preciso ayudar a los profesores en su proceso de formación por lo que el problema plantea la siguiente pregunta: Cuáles son las concepciones ingenuas en temas CTS que sostienen los profesores de secundaria que cursan el Diplomado en desarrollo de la Competencia Científica en el aula? El objetivo de esta investigación fue detectar aquellos aspectos CTS en los que los profesores mostraron concepciones más ingenuas para diseñar cursos que se enfoquen directamente en ellos para su atención inmediata. Esta investigación puede ser de utilidad para formadores de formadores e investigadores interesados en apoyar la formación docente en temas CTS a través del diseño de currículos o material instruccional. En primer término se presenta una breve revisión de literatura, a continuación se describe la metodología y las características del instrumento elegido, posteriormente, se presentan los resultados y su discusión, en seguida, se establecen las limitaciones del estudio y finalmente se presenta la capitalización de esta experiencia. Revisión de literatura La NdC es un metaconocimiento, producto de las reflexiones de filósofos, sociólogos, e historiadores de la ciencia, científicos, profesores, y expertos en didáctica de las ciencias, que suele ser abstracto y complejo para los profesores de distintos niveles educativos por lo que es necesario promover la enseñanza explícita y apoyar a los docentes con materialinstruccional como las guías didácticas que les permitan reflexionar a su propio ritmo (Lin, Lieu, Chen, Huang, y Chang, 2012). Se han establecido algunos acuerdos para el desarrollo de contenidos que podrían trasladarse al aula en la

2 educación científica (Acevedo, Vázquez, Manassero, y Acevedo, 2007) pues cada vez existe mayor consenso en la necesidad de incluir la enseñanza explicita de la NdC y la tecnología dentro de los planes de estudio, preferentemente desde la educación básica (Cakici y Bayir, 2012). En el plan de estudios de Licenciado en Educación Secundaria propuesto por la Secretaría de Educación Pública (SEP) la NdCse aborda de modo enunciativo como se puede apreciar en la página electrónica de la Dirección General de Educación Superior para Profesionales de la Educación (DGESPE). Ahí se menciona que debe evitarse que la imagen de la ciencia que reciban los alumnos sea la de algo abstracto y altamente complejo, también se indica que es esencial que los estudiantes sepan que hay criterios y normas del proceder científico universalmente válidos, pero que no hay un método científico único formado por etapas indispensables y con una secuencia que no puede variar. Sin embargo, a pesar de que el plan de estudios contiene estas intenciones la realidad demuestra que los profesores de secundaria sostienen ideas ingenuas al respecto (Flores, Gallegos, Bonilla, López, y García, 2007; Flores, Gallegos, y Reyes, 2007). La formación docente en NdC representa un reto pues no se había planteado con la profundidad que actualmente se requiere (Bennassar, Vázquez, Manassero, y García- Carmona, 2011). Otro aspecto de la competencia científica establecido en la prueba PISA 2006 es vincular el conocimiento científico con situaciones de la vida dentro de un contexto con la intención de desarrollar la conciencia de cómo las ciencias y la tecnología dan forma al entorno material, intelectual y cultural (OCDE, 2008). En relación a este aspecto se ha encontrado que los profesores de distintos niveles educativos confunden la ciencia con la tecnología (Acevedo, Vázquez, Acevedo, y Manassero, 2002; Garritz, Rueda y Robles, 2011). Se ha encontrado que las concepciones CTS de profesores de bachillerato y universitarios son alarmantemente ingenuas (Garritz, Rueda y Robles, 2011), además,son persistentes y prácticamente no difieren entre profesores en formación y profesores en ejercicio de distintos niveles educativos por lo que se sugieren cursos de formación que promuevan la reflexión y la construcción de conocimientos entre los profesores (Acevedo, Vázquez, Manassero, y Acevedo, 2002). México se encuentra entre los países con diferencia estadísticamente significativa por debajo de la media en la prueba PISA (OCDE, 2008) lo que indica el bajo desarrollo de la competencia científica entre los jóvenes de 15 años. Desde 1999 la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) estableció que la competencia científica es una condición esencial para el desarrollo a través de la participación de los ciudadanos en la producción material y espiritual y en la toma fundamental de decisiones sobre ciencia y tecnología (UNESCO, 1999), de tal forma que es preciso desarrollar la competencia científica en los mexicanos para disminuir las asimetrías y desequilibrios sociales. Metodología El diagnostico de las concepciones CTS de los profesores se realizó desde el paradigma cuantitativo y su alcance es descriptivo. Se utilizó una muestra a conveniencia (Vogt, 2007), en la cual 34% son varones y 66% mujeres. Los participantes en este estudio fueron 258 profesores de ciencias de secundaria de distintas partes del país que participaron en un diplomado en línea sobre competencia científica durante el ciclo Se empleó como instrumento el Cuestionario de Opiniones sobre Ciencia, Tecnología y Sociedad (COCTS) en formato electrónico. El instrumento elegido se ha empleado en las encuestas más representativas sobre estos temas (Bennassar et al., 2011) y cuenta con análisis de confiabilidad que lo respaldan (Morell- Alonso, Cabo- Hernández, y Armas- Crespo, 2011). El COCTS tiene como características a) el uso de un Modelo de Respuesta Múltiple (MRM) que permite utilizar toda la información disponible en cada ítem, b) la definición de un índice actitudinal global normalizado [- 1, +1]

3 y c) la clasificación de todas las frases en tres categorías (adecuadas, plausibles, ingenuas) determinadas por jueces especialistas (Vázquez, Acevedo, Manassero, y Acevedo, 2006b). Resultados Los profesores de secundaria mostraron concepciones más ingenuas que los profesores de educación media superior y superior (Garritz, Rueda y Robles, 2011). Partiendo de los índices de actitud normalizados obtenidos para cada frase se calculó el índice global ponderado para cada ítem que representa la actitud hacia el tema planteado (Vázquez, Acevedo, Manassero, y Acevedo, 2006a). La media global de las puntuaciones medias se encuentra en un valor alarmantemente bajo (x= , SD= 0.183). En la Tabla 1 se muestra el índice global ponderado de las 19 preguntas del instrumento ordenado de manera descendente a partir del resultado más bajo. También se muestran los promedios obtenidos para cada tipo de frase. Tabla 1. Índice global ponderado Ítem Índice global Frases Adecuadas Frases Plausibles Frases Ingenuas ponderado En la Tabla 1se observa que el índice global ponderado es bajo para todos los ítems en la escala de [- 1,+1] lo que indica que las actitudes globales de los participantes se alejan de la visión que proponen los expertos. El ítem con el índice global ponderado más bajo fue el que forma parte del tema naturaleza del conocimiento científico y el subtemaaproximación a las investigaciones (Ver anexo 1). Todos los ítems del COCTS tienen el mismo formato de elección múltiple. Inician con una cuestión de pocas líneas en las que se plantea un problema respecto al cual se desea conocer la actitud de una persona seguido de un conjunto de frases que ofrecen un abanico de diferentes justificaciones sobre el tema planteado. En la Tabla 2 se muestra el ítem junto con las distintas frases que lo integran y los porcentajes de frecuencia para cada grado de acuerdo manifestado por los profesores. A un lado de cada frase, entre paréntesis, se indica si la frase fue clasificada por los expertos como Adecuada (A), Plausible (P) o Ingenua (I). Tabla 2.

4 Ítem con los porcentajes de acuerdo para cada frase. Cuando los científicos investigan, se dice que siguen el método científico. El Grado de acuerdo método científico es: Bajo Medio Alto A (I) Procedimientos o técnicas de laboratorio; con frecuencia escritas en un 34% 28% 38% libro o revista, normalmente por un científico. B (I) Registrar datos muy cuidadosamente. 41% 26% 33% C (I) Controlar variables experimentales cuidadosamente, sin dejar lugar para la interpretación. 14% 22% 63% D (I) Obtener hechos, teorías e hipótesis eficientemente. 32% 24% 44% E (I) Comprobar y volver a comprobar, demostrando que algo es verdadero o 4% 20% 76% falso de una manera válida. F (I) Postular una teoría y después crear un experimento para probarla. 2% 10% 88% G (P) Plantear preguntas, hacer hipótesis, recoger datos y sacar conclusiones. 0% 6% 94% H (P) Una manera lógica y ampliamente aceptada de resolver problemas. 3% 20% 77% I (I) Una actitud que guía a los científicos en su trabajo. 10% 18% 72% J (A) Considerar lo que los científicos realmente hacen; no existe verdaderamente una cosa llamada método científico. 10% 18% 72% 72% de los profesores mostró un alto grado de acuerdo con la frase J que los expertos consideran Adecuada pues hace alusión a la creatividad que muestran los científicos al realizar su trabajo (Acevedo et al., 2007). Mostraron concepciones ingenuas con las frases Plausibles G y Hpues al menos el 75% de los profesores mostraron grado de acuerdo alto con frases parcialmente correctas en donde se esperaría un mayor porcentaje de frecuencia en el grado de acuerdo medio. En las frases ingenuas E, F e I se observaron porcentajes elevados (superiores a 75%) en el grado de acuerdo alto lo que implica que los profesores sostienen opiniones opuestas a las de los expertos. Estos resultados, en conjunto, indican que los profesores sostienen creencias ambiguas sobre el método científico al considerarlo como un agregado de ideas reduccionistas que no deja espacio para la interpretación (Acevedo et al., 2007). El siguiente ítem con índice global ponderado bajo (ver Tabla 1) fue el que forma parte del tema influencia de la ciencia escolar sobre la sociedad y el subtema fortalecimiento social (Ver anexo 1).En la Tabla 3 se puede observar que alrededor del 70% de los profesores mostraron alto grado de acuerdo con las frases A,B,C y Dque los expertos consideraron ingenuas pues muestran una imagen intachable de la ciencia (Membiela, 2001).En las frases plausibles E y G que son parcialmente correctas, se observó que más del 60% de los profesores mostraron bajo grado de acuerdo cuando se esperaba que el mayor porcentaje se concentrara en un grado de acuerdo medio. Finalmente, en la frase E, que es la única frase adecuada de este ítem, sí se concentró el mayor porcentaje de respuestas en el grado de acuerdo alto pero con un porcentaje del 40%. Los expertos consideran esta frase como adecuada pues muestra una imagen más real del efecto de las clases de ciencias que suelen enfocarse en contenidos poco relevantes para los estudiantes y alejados de la tecnociencia de la vida cotidiana (Vázquez, Acevedo, ymanassero, 2005). Tabla 3. Ítem con los porcentajes de acuerdo para cada frase y la clasificación asignada por los expertos entre paréntesis. Las clases de ciencias me han dado confianza para resolver cosas y decidir Grado de acuerdo si algo (por ejemplo, un anuncio) es verdad o no. Gracias a las clases de Bajo Medio Alto ciencias he llegado a ser un mejor consumidor. Las clases de ciencias me han ayudado a ser un mejor consumidor: A (I) Porque la ciencia me ha proporcionado hechos e ideas valiosas. 3% 9% 88%

5 B (I) Porque la ciencia enseña el método científico para resolver cosas. 8% 20% 72% C (I) Porque la ciencia enseña hechos valiosos y el método científico para 4% 16% 80% resolver cosas. D (I) Porque aprender sobre los productos del mercado es parte de lo que se 12% 21% 67% hace en la clase de ciencias. Las clases de ciencias NO me han ayudado a ser un consumidor mejor: E (P) Aunque la ciencia enseña hechos valiosos y el método científico. 62% 24% 14% F (A) Porque los consumidores están influidos por su educación, su familia o por lo que oyen o ven, pero no están influidos por la ciencia. 35% 24% 40% G (P) Porque las clases de ciencias no tienen nada que ver con los consumidores o el mundo real. Por ejemplo, la fotosíntesis, los átomos y la densidad no me ayudan a tomar mejores decisiones como consumidor. 67% 18% 16% Siguiendo este mismo procedimiento de análisis se detectó con el ítem 91011, que indaga sobre el estatus del conocimiento científico, que los profesores sostienen creencias ingenuas al considerar que los científicos descubren las leyes, hipótesis y teorías científicas, lo cual se opone con la opinión de los expertos que indican que los científicos inventan las leyes, hipótesis y teorías científicas a partir de la interpretación de los hechos experimentales que descubren (Acevedo et al., 2007). Con el ítem se descubrió que los profesores que participaron en este diagnóstico tienen dificultades para distinguir entre ciencia y tecnología lo cual coincide con la actual discusión entre expertos sobre este punto. Los especialistas no han alcanzado un consenso sobre lo que es y lo que no es la ciencia y la tecnología (Acevedo et al., 2007). Sin embargo, sí existe consenso en establecer que la tecnología no es ciencia aplicada, y que existen una estrecha relación entre ambos conceptos por lo que ha surgido el término tecnociencia (Bennassar et al., 2011). El ítem nos permitió detectar que los profesores ignoran el carácter provisional del conocimiento científico, lo cual confirma la creencia del conocimiento científico lineal y acumulativo. Los expertos han llegado al consenso de que el conocimiento científico cambia al reinterpretarse a la luz de nuevos descubrimientos (Acevedo, et al. 2007), aspecto que al parecer desconocen los profesores de secundaria. Discusión Con este diagnóstico se corroboró que las creencias CTS de los profesores de secundaria son ingenuas o en el mejor de los casos ambiguas, pues están alejadas de las opiniones contemporáneas de los expertos por lo que resultan inadecuadas para promover la competencia científica entre sus alumnos ya que ésta incluye el desarrollo de una visión informada sobre la NdC, aspectos CTS y una actitud positiva hacia la ciencia. El conocimiento de hechos científicos, leyes, conceptos y teorías no ha sido suficiente para que los profesores de secundaria comprendan cómo trabaja la ciencia y cómo llega a conclusiones (Cakici y Bayir, 2012). Una posible explicación de los bajos resultados es que existen pocos materiales curriculares de NdC por lo que se considera crítico desarrollarlos para mejorar la comprensión y la instrucción en NdC(Lin et al., 2012). El valor negativo cercano a cero de la media global de las puntuaciones medias (x= , SD= 0.183) es más que alarmante al compararlo con el resultado obtenido en el Proyecto de Investigación Iberoamericano en Evaluación de Actitudes relacionadas con la Ciencia, la Tecnología y la Sociedad (PIEARCTS) con profesores universitarios y de nivel medio superior que obtuvieron índices promedio por debajo de.5 pero superiores al obtenido en esta muestra (Garritz, Rueda, y Robles, 2011). Limitaciones Esta muestra intencional no se toma como representativa de los profesores de secundaria en general. Los participantes elegidos tienen un perfil similar integrado por las siguientes características:

6 son profesores de secundaria en servicio, se ocupan de su actualización profesional al inscribirse a un diplomado, y comparten el interés de aprender sobre la competencia científica. La encuesta se aplicó en formato electrónico por lo que no fue posible observar las reacciones al contestarla. Capitalización La facilidad que brindan los instrumentos estandarizados como el COCTS para realizar diagnósticos y comparar muestras permite orientar de manera específica la capacitación docente, pues si bien, existen consensos sobre los contenidos que se deben incluir en el aula para su tratamiento explícito en la educación científica (Acevedo et al., 2007), es conveniente partir de las ideas previas que expresan los profesores para promover el cambio conceptual. Diseñar un curso de capacitación con base en el resultado del diagnóstico puede ser de utilidad para promover el conflicto cognitivo que permita que los profesores avanzar en su concepción de la naturaleza de la ciencia. Por otra parte, Lin et al., (2012) sugiere la utilización de guías didácticas en las que se ejemplifica el tipo de preguntas que el profesor puede utilizar en el aula sobre NdC y, al mismo tiempo, preguntas que necesita reflexionar desde su posición como docente. La utilización de material instruccional de este tipo en combinación con el resultado de un diagnóstico detallado puede contribuir con la formación explícita de NdC que tanto requieren nuestros profesores de ciencias. Referencias Acevedo, J., Vázquez, A., Acevedo, R., y Manassero, M. (2002). Sobre las actitudes y creencias CTS del profesorado de primaria, secundaria y universidad. Tarbiya: Revista de investigación e innovación educativa, Acevedo, J., Vázquez, A., Manassero, M., y Acevedo, P. (2002). Persistencia de las actitudes y creencias CTS en la profesión docente. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, 1(1), Acevedo, J., Vázquez, A., Manassero, M., y Acevedo, P. (2007). Consensos sobre la naturaleza de la ciencia:fundamentos de una investigación empírica. Revista Eureka de Enseñanza y Divulgación de la Ciencia, 4(1), Bennassar, A., Vázquez, A., Manassero, M., y García- Carmona, A. (2011). Ciencia, Tecnología y Sociedad en Iberoamérica: Una evaluación de la comprensión de la naturaleza de ciencia y tecnología. Madrid, España: Centro de Altos Estudios Universitarios de la OEI. Cakici, Y., y Bayir, E. (2012). Developing children's views of the Nature of Science through role play. International Journal of Science Education, 34(7), Chrobak, R. (2010). Volver a aprender el derecho a enseñar. Metodologías de enseñanzas de las ciencias. Neuquén, Argentina: EDUCO. Flores, F., Gallegos, L., Bonilla, X., López, L., y García, B. (2007). Concepciones sobre la naturaleza de la ciencia de los profesores de biología del nivel secundario. Revista Mexicana de Investigación Educativa, 12(32), Flores, F., Gallegos, L., y Reyes, F. (2007). Perfiles y orígenes de las concepciones de ciencia de los profesores mexicanos de química. Perfiles Educativos, XXIX(116), Garritz, A., Rueda, C., y Robles, C. (2010). Opiniones de profesores y estudiantes mexicanos del bachillerato y la universidadpúblicos sobre la NdCyT: una pobreza alarmante. In A. Bennassar, A. Vázquez, M. Manassero y A. García- Carmona (Eds.), Ciencia, tecnología y sociedad en Iberoamérica: Una evaluación de la comprensión de la naturaleza de ciencia y tecnología. (pp ). Madrid, España: Centro de Altos Estudios Universitarios de la OEI. Gil, D., Carrascosa, J., Furió, C., y Martínez- Torregrosa, J. (2002). La enseñanza de las ciencias en la educación secundaria (Horsori Ed.). Barcelona, España: Horsori.

7 Lin, S., Lieu, S., Chen, S., Huang, M., y Chang, W. (2012). Affording explicit- reflective science teaching by using an educative teachers' guide. International Journal of Science Education, 34(7), Manassero, M., Vázquez, A., y Acevedo, J. (2001).Cuestionario de Opiniones sobre Ciencia, Tecnología y Sociedad. [Manual]. Palma de Mallorca, España. Membiela, P. (2001). Enseñanza de las ciencias desde la perspectiva ciencia- tecnología- sociedad. Formación científica para la ciudadanía. Madrid, España: Narecea. Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (2008). Informe PISA Competencias científicas para el mundo del mañana. España: Santillana. Organización de las Naciones Unidas para la Educación la Ciencia y la Cultura (1999). Conferenciamundial sobre la ciencia para el siglo XXI. Budapest. Recuperado el 20 de marzo de 2011 de Vogt, W. P. (2007). Quantitative research methods for professionals. Boston, MA, EE.UU: Pearson /Allyn and Bacon. Vázquez, A., Acevedo, J., y Manassero, M. (2005). Más allá de la enseñanza de las ciencias para científicos: hacia una educación científica humanística. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, 4(2). Recuperado dehttp://reec.uvigo.es/volumenes/volumen4/art5_vol4_n2.pdf website: Vázquez, A., Acevedo, J., Manassero, M., y Acevedo, P. (2006a). Actitudes del alumnado sobre ciencia, tecnología y sociedad, evaluadas con un modelo de respuesta múltiple. Revista Electrónica de Investigación Educativa, 8(2). Recuperado dehttp://redie.uabc.mx/vol8no2/contenido- vazquez2.html website: Vázquez, A., Acevedo, J., Manassero, M., y Acevedo, P. (2006b). Evaluación de los efectos de la materia CTS de bachillerato en las actitudes CTS del alumnado con una metodología de respuesta múltiple. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 3(3), Anexo 1 Ítems del COCTS aplicados en este estudio TEMAS SUBTEMAS ITEMS DEFINICIONES 1. Ciencia y Tecnología 01. Ciencia 02. Tecnología (1), 10113(2) 10211, (3) SOCIOLOGÍA EXTERNA DE LA CIENCIA 2. Influencia de la Sociedad 05. Instituciones educativas (4) sobre la Ciencia/Tecnología 07. Influencia sobre científicos (5) 4. Influencia de Ciencia /Tecnología sobre la Sociedad 08. Influencia general (6) 01. Responsabilidad Social (7) 05. Bienestar económico (8) 08. Influencia general (9) 01. Unión de dos culturas (10) 5. Influencia de la ciencia escolar sobre la sociedad 02. Fortalecimiento social (11) SOCIOLOGIA INTERNA DE LA CIENCIA 6. Características de los 01. Motivaciones (12) científicos 04. Capacidades (13) 05. Efectos de género (14) EPISTEMOLOGÍA

8 9. Naturaleza del conocimiento científico. 02. Modelos científicos (15) 04. Provisionalidad (16) 06. Aproximación a las investigaciones (17), (18) 10. Estatus epistemológico (19)