EVOLUCIÓN DE LAS CREENCIAS DE LOS ALUMNOS DE SECUNDARIA SOBRE LA RELACIÓN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

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1 EVOLUCIÓN DE LAS CREENCIAS DE LOS ALUMNOS DE SECUNDARIA SOBRE LA RELACIÓN CIENCIA Y TECNOLOGÍA EVOLUTION OF HIGH SCHOOL STUDENTS BELIEFS ABOUT THE SCIENCE- TECHNOLOGY RELATIONSHIP Andrés García 1, Mª Dolores Castro 2 (1) Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Formación de Profesorado y Educación, Departamento de Didácticas Específicas, Madrid - España (2) IES José Luís López Aranguren, Departamento de Física y Química, Colombia, 30, Fuenlabrada (Madrid) - España ( andres.garcia.ruiz@uam.es, mdcastroguio@hotmail.com) Recibido: 05/06/ Evaluado: 22/07/ Aceptado: 21/08/2014 RESUMEN En este trabajo se evalúan las creencias de una muestra de estudiantes de enseñanza secundaria sobre los conceptos de ciencia y tecnología, así como las relaciones entre ellas. Se han utilizado cuatro preguntas incluidas en el Cuestionario de Opiniones sobre Ciencia, Tecnología y Sociedad (COCTS). Los resultados muestran que los alumnos de enseñanza secundaria obligatoria en los primeros cursos, no tienen una buena idea sobre la relación entre la ciencia y tecnología y en la medida que avanzan a cursos superiores, hasta llegar a los alumnos de bachillerato, la idea sobre esta relación, se considera adecuada. ABSTRACT In this work are evaluated the beliefs of a group of secondary school students about scientific and technology concepts, and the relationship among them. Four questions are used of the Opinion Questionnaire about Science, Technology and Society (COCTS). The results indicated that secondary school students in the early grades, don t have a good idea about the science-technology relationship and as advancing to higher grades, up to high school students, the idea of this relationship, it is considered appropriate. Palabras clave: evolución de creencias; ciencia; tecnología; relaciones entre ciencia y tecnología Key words: evolution of beliefs; science; technology; relationship between science and technology 95

2 INTRODUCCIÓN Actualmente, el conocimiento aumenta de forma acelerada, ya que aunque hace un tiempo, los resultados de las investigaciones podían tardar años y décadas, ahora ocurren en días o semanas. Las investigaciones se interrelacionan entre disciplinas, formando redes de investigación, generando sinergias para la producción de la ciencia y la tecnología. Paralelo a este desarrollo, la didáctica de las ciencias, reclama una mayor atención a la naturaleza de la ciencia, habiéndose convertido su conocimiento en uno de sus objetivos (Adúriz-Bravo, 2001; Fernández, 2000; McComas & Olson, 1998). También han surgido razones para su estudio, como los relativos a la enseñanza y aprendizaje de los conceptos científicos, democráticas, culturales (Driver et al., 1996) y que en algunas ocasiones no han estado suficientemente avalados por los resultados de las investigaciones realizadas en esta área (Acevedo et al., 2005a). Por otro lado, se debe tener presente, que una gran mayoría de las evaluaciones realizadas, permiten afirmar que no se ha conseguido la comprensión de la naturaleza de la ciencia por parte del alumnado (Acevedo 2001; Moss et al., 2001) ni del profesorado (Lederman et al., 2001; Manassero & Vázquez, 2000). En los últimos años, algunos especialistas en educación científica reivindican que para tener una visión más completa de esta temática se deberían incluir la naturaleza de la tecnología (De Vries, 1996; Santos, 1999) y las relaciones entre la ciencia y la tecnología (Acevedo et al., 2003; Martins, 2003; Solbes, 2003) integrando su enseñanza y de esta forma poder reforzar algunas visiones deformadas de la ciencia. Estudios más recientes han cuestionado las ideas de los docentes sobre la naturaleza de la tecnología y de las relaciones Ciencia, Tecnología, Sociedad y Ambiente en la educación tecnológica y como trabajar esta relación fuera del aula (Ferreira-Gauchia et al., 2012; Cantó et al., 2013). Al comparar la ciencia y la tecnología, se puede comprobar el valor diferente que se le ha concedido a una y a otra, nos tenemos que remontar por lo menos al pensamiento helenístico clásico, como inicio. Continuando esta diferencia entre el conocimiento teórico (ciencia) y el saber ligado a la práctica (técnica) hasta la actualidad, decantándose casi siempre por la ciencia, debido al mayor status cultural que se le suele conceder en los ambientes académicos (Acevedo, 1996). Finalmente señalar que el objetivo del presente trabajo es conocer la evolución de las ideas de los alumnos de secundaria sobre la relación existente entre la ciencia y la tecnología. METODOLOGÍA Se han seleccionado cuatro cuestiones del Cuestionario de Opiniones sobre Ciencia, Tecnología y Sociedad (COCTS) (Vazquez & Manassero, 1999). Estas se refieren a la definición de la ciencia y de la tecnología, relación entre ciencia y tecnología, influencia de la ciencia sobre la tecnología e influencia de la tecnología sobre la ciencia. Estos ítems plantean una cuestión sobre el aspecto que se desea conocer de la opinión y las respuestas son de elección múltiple, como se puede observar en la Figura 1. Las cuatro cuestiones planteadas del Cuestionario de Opiniones sobre Ciencia, Tecnología y Sociedad (COCTS) son las siguientes: Definir qué es la ciencia es difícil porque ésta es algo complejo y engloba muchas cosas. Pero la ciencia principalmente es: Definir qué es la tecnología puede resultar difícil porque ésta sirve para muchas cosas. Pero la tecnología principalmente es: La ciencia influye en la tecnología? La tecnología influye en la ciencia? 96

3 10412 La ciencia influye en la tecnología? A. La ciencia no influye demasiado en la tecnología. B. Tecnología es ciencia aplicada. C. El avance en ciencia conduce a nuevas tecnologías. D. La ciencia se hace más valiosa cuando se usa en tecnología. E. La ciencia es el conocimiento base para la tecnología. F. Los conocimientos de la investigación científica aplicada se usan más en tecnología que los conocimientos de la investigación científica pura. G. La tecnología es la aplicación de la ciencia para mejorar la vida. Fig. 1: Modelo de pregunta del cuestionario COCTS utilizado en la investigación. Todas las cuestiones planteadas tienen un formato similar de elección múltiple, con un encabezamiento sobre el problema planteado, seguido de frases alternativas, para conocer la opinión de los alumnos encuestados. Para realizar el presente estudio, se ha realizado una encuesta en dos centros de secundaria de la Comunidad de Madrid, a los alumnos desde 1º hasta 4º de educación secundaria obligatoria (ESO), es decir alumnos que tienen entre 12 y 16 años y de 1º y 2º de bachillerato, con edades comprendidas entre 16 y 18 años. Un total de 610, 290 pertenecientes a un centro y los otros 320 al otro. Ambos centros son muy similares, se encuentran ubicados en dos localidades cercanas del Sur de la comunidad de Madrid, estas localidades son Fuenlabrada y Parla. Los datos se obtuvieron utilizando un modelo de respuesta única, seleccionado en cada alumno la opción que mejor se ajusta a su opinión entre todas las frases alternativas proporcionadas en cada una de las cuestiones de la dimensión del COCTS. Para valorar las cuestiones del COCTS, se han trasladado el número de respuestas directas correspondientes a cada categoría, estableciendo la frecuencia de adecuadas, plausibles e ingenuas, tal como señalan sus autores. Se han utilizado el modelo de respuesta múltiple en el que cada alumno valora el grado de acuerdo con una de las opciones presentes en la cuestión sobre una escala de 0 a 9 puntos. Según Vázquez & Manassero (1999) este modelo de respuesta múltiple maximiza la información disponible en cada cuestión del COCTS y alcanza el mayor grado de precisión en la evaluación de las actitudes. Para interpretar las respuestas directas del modelo de respuesta múltiple como medidas actitudinales, se requiere la baremación previa de las distintas alternativas de cada cuestión, esta está centrada en clasificar las alternativas en tres categorías (Manassero & Vázquez, 2001): Adecuadas (A): Cuando la frase expresa una opinión adecuada del tema (coherente con los conocimientos de historia, epistemología y sociología de la ciencia). Pausibles (P): Aunque no es totalmente adecuada, la frase expresa algún aspecto adecuado. Ingenuas (I): En esta categoría la frase expresa un punto de vista que no es ni adecuado ni pausible. Esta medida de las frases de cada cuestión mediante categorías define un sistema local de significados y pesos que no solo mejoran la eficiencia del COCTS, sino que además evitan la objeción de la multidimensionalidad contra los instrumentos actitudinales, ya que todas las medidas se hacen sobre las tasaciones de cada alternativa dentro de la misma cuestión (Manassero & Vázquez, 2001). Para la cuantificación, estos autores propusieron tasar cada una de ellas sobre una escala de nueve puntos, tal como señalamos anteriormente, cuyo significado es el siguiente: 97

4 Adecuada: La proposición expresa una opinión apropiada desde la perspectiva de los conocimientos de la historia, filosofía y sociología de la ciencia (7, 8 y 9 puntos). Pausible: En esta categoría la proposición expresa algunos aspectos apropiados, desde la perspectiva de los conocimientos de historia, filosofía y sociología de la ciencia (4, 5 y 6 puntos). Ingenua: expresa una opinión inapropiada o no pausible (1, 2 y 3 puntos). RESULTADOS Y DISCUSIÓN Para cada una de las cuatro cuestiones (Tabla 1 y 2) de la relación ciencia, tecnología y sociedad, se indican los porcentajes de las respuestas del alumnado respecto a cada categoría. Tabla 1: Porcentajes de respuestas de los alumnos de secundaria por categorías. Cuestiones % % % Adecuadas Plausibles Ingenuas Definición de ciencia 26% 20% 54% Definición de tecnología Influencia de la ciencia sobre la tecnología Influencia de la tecnología sobre la ciencia 24% 22% 54% 2,6% 49,2% 48,2% 55,8% 32,3% 11,9% Tabla 2: Porcentajes de respuestas de los alumnos de bachillerato por categorías. Cuestiones % % % Adecuadas Plausibles Ingenuas Definición de ciencia 72,6 18,5 8,9 Definición de tecnología Influencia de la ciencia sobre la tecnología Influencia de la tecnología sobre la ciencia 63,2 26,3 10,5 61,4 27,2 11,4 64,7 25,2 10,1 De estos porcentajes obtenidos, sobre las diferentes cuestiones se pueden destacar los siguientes aspectos: Definición de ciencia. Se puede observar como aproximadamente la mitad de las respuestas se encuadran entre las adecuadas y plausibles, esto es debido a que los alumnos de 1º y 2º de enseñanza secundaria obligatoria (ESO) no conocen algunos la definición más acertada de ciencia. La opción más escogida con un 26% es la que considera a la ciencia como un cuerpo de conocimientos para explicar el mundo físico. La segunda es la referente a la consideración de la ciencia como una forma de explorar y hacer descubrimientos del mundo y su funcionamiento con un 20%. El resto de respuestas las se encuadran en ingenuas y otras con el 54%. Se puede considerar que los alumnos de 3º y 4º tienen una concepción de la ciencia relativamente apropiada. En bachillerato se puede observar que los alumnos responden de forma más adecuada a la definición de ciencia, sobre todo en segundo que ya han cursado algunos las relaciones ciencia, tecnología y sociedad (CTS) en alguna 98

5 materia. La definición de ciencia con un 72,6% la relacionan con el conocimiento de principios, leyes y teorías, mientras que la pausible va encaminada al estudio de campos, como la biología, química, geología y física. Definición de tecnología. Al igual que en el caso anterior, los porcentajes de respuestas adecuadas y plausibles se deben a los alumnos de 3º y 4º y más concretamente en este caso a los de 4º de enseñanza secundaria obligatoria (ESO). La cuestión más elegida, confunde la tecnología con la aplicación de la ciencia con un 24%. La segunda seleccionada es la que identifica a la tecnología con los productos en un 22%, esto puede deberse a la idea instrumental que tienen de la tecnología. Los alumnos de bachillerato, identifican en un 63,3% la tecnología con las ideas y técnicas para diseñar y hacer cosas, mientras que en las pausibles destaca la idea de que la tecnología es una técnica para diseñar cosas. Influencia de la ciencia sobre la tecnología. La opción más elegida en secundaria obligatoria, corresponde a la categoría de plausibles y relaciona el avance de la ciencia con las nuevas tecnología con un 49,2%. Otras respuestas ingenuas, son las referentes a la imagen de la tecnología como ciencia aplicada o su aplicación para mejorar la vida. En resumen se puede señalar que la mayoría del alumnado considera a la tecnología como subordinada de la ciencia. En el caso de bachillerato, los alumnos relacionan la ciencia con la tecnología como que la ciencia es la base de la tecnología. En este caso no hay respuestas adecuadas, ya que no existe esta categoría. Influencia de la tecnología sobre la ciencia. La respuesta más elegida por los alumnos de secundaria obligatoria, con un 55,8% ha sido que la primera suministra herramientas y técnicas a la segunda. En segundo lugar la cuestión contestada con un 32,3% es la relativa a la disponibilidad de la tecnología en la influencia de la dirección de la investigación científica. En conjunto se puede considerar que la gran mayoría del alumnado, de todos los cursos, es que la tecnología influye en la ciencia, ampliando y favoreciendo sus avances. En el caso de bachillerato las respuestas adecuadas, con un 64,7%, relacionan los progresos de la ciencia con los avances tecnológicos y también señalan a la tecnología como la base técnica de la ciencia. Las respuestas pausibles muestran la tecnología como la base de la sociedad para descubrir nuevos conocimientos científicos. A la vista de estos resultados, se puede observar como el progreso educativo de los alumnos influye en los conocimientos, aumentando claramente el número de respuestas de categorías adecuadas en el caso de los alumnos de bachillerato, frente a los de enseñanza secundaria obligatoria. En los alumnos de los primeros cursos de enseñanza secundaria, como en la mayoría de los casos no han tenido un conocimiento previo sobre ciencia y tecnología, los resultados más abundantes corresponden a la categoría de respuestas ingenuas, disminuyendo algo esta categoría en los dos cursos siguientes y aumentando el número de respuestas adecuadas y pausibles. Finalmente, en bachillerato como los alumnos si han trabajado o conocido en algunas materias temas y conceptos relacionados con la ciencia y la tecnología se observa, tal como se señalaba anteriormente, el incremento de las respuestas más adecuadas sobre el tema. Como resumen, en la Tabla 3 se puede observar las respuestas principales de los alumnos por curso. 99

6 Tabla 3: Principales respuestas de los alumnos según el curso de enseñanza secundaria Pregunta Curso Respuesta 1º-2º Inventar o diseñar cosas. Definición de ciencia 3º-4º Realizar experimentos para resolver problemas de interés sobre el mundo que nos rodea. Bachillerato Un cuerpo de conocimientos, tales como principios, leyes y teorías que explican el mundo que nos rodea (materia, energía y vida) 1º-2º Saber cómo hacer cosas. Definición de tecnología 3º-4º Una técnica para construir cosas o una forma de resolver problemas prácticos. Bachillerato Ideas y técnicas para diseñar y hacer coas; para organizar a los trabajadores, la gente de negocios y los consumidores; y para el progreso de la sociedad. 1º-2º La ciencia es el conocimiento base para la tecnología. Influencia de la ciencia 3º-4º El avance en ciencia conduce a nuevas tecnologías. sobre la tecnología Bachillerato La ciencia es el conocimiento base para la tecnología. Influencia de la 1º-2º Los avances tecnológicos conducen a progresos en la ciencia. tecnología sobre ciencia 3º-4º La tecnología suministra herramientas y técnicas para la ciencia. Bachillerato La tecnología suministra herramientas y técnicas para la ciencia. CONCLUSIONES Ante estos resultados, se puede afirmar que los alumnos de los primeros cursos de enseñanza secundaria obligatoria, no tienen clara la relación entre ciencia y tecnología y conforme avanzan en el proceso de enseñanza-aprendizaje, mejoran sus perspectivas sobre la relación objeto de nuestro estudio, mientras que los de bachillerato si van teniendo una idea más adecuada de la relación entre ciencia y tecnología. Se puede señalar que las interacciones entre la relación citada anteriormente, no se incluyen en el currículo español de forma explícita. Existe coincidencia con Acevedo et al. (2005b) en que muchos de los conocimientos al respecto, se deben a la influencia que proporcionan los medios de comunicación, como puede ser el caso de considerar a la tecnología como una ciencia aplicada. Se ha podido observar, tal como señalan Acevedo et al. (2005b), que las comparaciones entre algunos estudios realizados en varios países muestran coincidencias y diferencias cuantitativas en las diferentes respuestas a estas preguntas. La coincidencia principal, es considerar a la tecnología como ciencia aplicada, mientras que las divergencias varían con las características, sociales y culturales del alumnado. Respecto a la comparación de respuestas a los cuestionarios, entre los alumnos de los dos centros, se debe señalar que son muy similares y no existe una gran discrepancia entre el alumnado de ambos institutos. Se considera que al tener que pensar los alumnos en los cuestionarios, sobre las relaciones entre la ciencia y la tecnología, existe la convicción que se está despertando cierta inquietud de los alumnos por los temas científicos y con ello fomentar la alfabetización científica. Finalmente, indicar que este tipo de trabajos resultan de gran interés para conocer las ideas de alumnos y profesores sobre las relaciones entre ciencia, tecnología y su implicación con la sociedad y el ambiente, y por ello se están realizando otros estudios similares, para conocer mejor la realidad actual del alumnado y profesorado sobre el tema

7 REFERENCIAS 1. Acevedo, J.A. (1996). La tecnología en las relaciones CTS. Una aproximación al tema, Enseñanza de las Ciencias, 14 (1), Acevedo, J.A. (2001). Una breve revisión de las creencias CTS de los estudiantes. Disponible en: 3. Acevedo, J.A., Vázquez, A. & Manassero, M.A. (2003). Papel de la educación CTS en una alfabetización científica y tecnológica para todas las personas, Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, 2 (2). Disponible en: 4. Acevedo, J.A., Vázquez, A., Oliva, J.M., Paixao, M.F., Acevedo, P. & Manassero, M.A. (2005a). Comprensión de la naturaleza de la ciencia y decisiones tecnocientíficas, VII Congreso Internacional sobre Investigación en la Didáctica de las Ciencias: Educación científica para la ciudadanía, Granada, 7 al 10 de septiembre. 5. Acevedo, J.A., Vázquez, A., Acevedo, P. & Manassero, M.A. (2005b). Evaluación de creencias sobre ciencia, tecnología y sus relaciones mutuas. Revista CTS, 6 (2), Adúriz-Bravo, A. (2001). Integración de la epistemología en la formación del profesorado de ciencias, Tesis doctoral, Departament de Didàctica de les Matemàtiques i de les Ciències Experimentals. Universitat Autònoma de Barcelona, España. 7. Cantó, J., Hurtado, A. & Vilches, A. (2013). Educación científica más allá del aula. Una herramienta para la formación del profesorado en sostenibilidad. Alambique, 74, De Vries, M.J. (1996). Technology Education: Beyond the Technology is Applied Science Paradigm, Journal of Technology Education, 8 (1), Driver, R., Leach, J., Millar, R. & Scott, P. (1996). Young People's Images of Science, Buckingham, UK, Open University Press. 10. Fernández, I. (2000). Análisis de las concepciones docentes sobre la actividad científica. Una propuesta de transformación. Tesis doctoral. Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales y Sociales, Universidad de Valencia, España. 11. Ferreira-Gauchía, C., Vilches, A. & Gil-Pérez, D. (2012). Concepciones docentes acerca de la naturaleza de la tecnología y de las relaciones Ciencia, Tecnología, Sociedad y Ambiente en la educación tecnológica. Enseñanza de las Ciencias, 30 (2), Lederman, N.G., Abd-El-Khalick, F., Bell, R.F., Schwartz, R.F. & Akerson, V.L. (2001). Assessing the Unassessable: Views of Nature of Science Questionnaire, Annual meeting of the National Association for Research in Science Teaching, St. Louis, MO. 13. Manassero, M.A. & Vázquez, A. (2000). Creencias del profesorado sobre la naturaleza de la ciencia, Revista Interuniversitaria de Formación del Profesorado, 37, Manassero, M.A. & Vázquez, A. (2001). Instrumentos y métodos para la evaluación de las actitudes relacionadas con la tecnología y la sociedad. Enseñanza de las ciencias, 20 (1),

8 15. Martins, I.P. (2003). Formação inicial de Professores de Física e Química sobre a Tecnologia e suas relaçãoes sócio-científica, Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, 2 (3). Disponible en: uvigo.es/reec/. 16. McComas, W.F. & Olson, J.K. (1998). "The nature of science in international science education standards documents", en W.F. McComas (ed.) The nature of science in science education: Rationales and strategies, Dordrecht, Moss, D.M., Abrams, E.D. & Robb, J. (2001). Examining student conceptions of the nature of science, International Journal of Science Education, 23 (8), Santos, M.E. (1999). Desafios pedagógicos para o século XXI. Suas raizes em forças de mudança de natureza científica, tecnológica e social, Lisboa, Livros Horizonte. 19. Solbes, J. (2003). Las complejas relaciones entre ciencia y tecnología, Alambique, 38, Vázquez, A. & Manassero, M.A. (1999). Response and scoring models for the Views on Science. Technology-Society instrument. International Journal of Science Education, 21 (3),