Oportunidades de aprendizaje en clase de Ciencias

PEDAGOGÍA Y ENSEÑANZA CIIE, Santiago de Chile – 2014 Tercer Congreso Interdisciplinario en Educación

COHERENCIA CURRICULAR Y OPORTUNIDADES PARA APRENDER CIENCIAS: ¿Qué contenidos, habilidades, procesos cognitivos y tipos de habla son implementadas en salas de clases de 8° básico en una escuela de Santiago?1

Alejandra Meneses Maximiliano Montenegro2 Marcela Ruiz3

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Introducción

El alineamiento curricular entre lo prescrito por el currículo oficial y lo medido por las evaluaciones estandarizadas en un sistema educativo es una condición para lograr una visión consistente y compartida que permita avanzar en torno a metas comunes (Bhola, Impara, & Buckendahl, 2003; Herman, Webb, & Zuniga, 2007; Liu et al., 2009). Sin embargo, menos estudios se han enfocado en el alineamiento vertical, es decir, en comprender la relación entre lo prescrito en el currículo escolar y lo efectivamente implementado en el nivel de escuela o del aula (Porter, Smithson, Blank, & Zeidner, 2007). Estudios previos han analizado el grado de coherencia curricular entre textos escolares y marcos curriculares tanto a nivel nacional como internacional (Kesidou & Roseman, 2003; Meneses, Montenegro, & Ruiz, 2014).

Al respecto, se han desarrollado diferentes metodologías para medir el alineamiento entre currículo, enseñanza y evaluación (Martone & Sireci, 2009) entre la que se destaca la desarrollada por Porter (Porter, 1995; Porter et al., 2007) ya que genera un índice cuantitativo considerando dos dimensiones (contenidos y procesos cognitivos) y un mapa de conceptos que se han utilizado como herramientas de reflexión sobre la enseñanza en contextos de desarrollo profesional de docentes. Sin embargo, los datos sobre instrucción son recolectados mediante cuestionarios sobre el currículo efectivamente implementado.

Este estudio busca avanzar en la dirección de la propuesta de Porter en dos dimensiones: (1) análisis de interacciones de aula a partir de lo efectivamente implementado mediante la codificación de videograbaciones e (2) incorporación de otras categorías para caracterizar las

1 Esta investigación ha sido realizada con el financiamiento del proyecto FONDECYT 1130953.

2 Facultad de Educación, Pontificia Universidad Católica de Chile.

3 Facultad de Filosofía y Humanidad, Universidad Alberto Hurtado.

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oportunidades de aprendizaje además de contenidos y procesos cognitivos tales como habilidades científicas, propósitos pedagógicos y tipos habla con el fin de comprender más específicamente la dinámica de aprendizaje en el aula.

El objetivo de esta ponencia es caracterizar las oportunidades de aprendizaje implementadas en aulas de 8° básico en el área de Ciencias según contenidos y habilidades científicos declarados por el Marco Curricular, Ajuste 2009 (Ministerio de Educación, 2009), procesos cognitivos y tipos de habla así como determinar el grado de coherencia curricular entre las oportunidades de aprendizaje declaradas en el marco curricular (currículo prescrito) y las efectivamente implementadas en el aula (currículo en acción).

Métodos Los datos fueron recolectados en un establecimiento particular subvencionado ubicado en la comuna de Peñalolén. El grupo socioeconómico del establecimiento (GSE) corresponde al grupo medio4 (C) según la clasificación realizada por la Agencia de Calidad para el SIMCE 2011.

Este colegio obtuvo en el SIMCE Ciencias 2011 de 8 básico,278 puntos, desempeño significativamente más alto en relación con establecimientos de similar GSE.

Participantes En este estudio participó un profesor de Ciencias y 33 estudiantes de 8° básico. Fueron video grabadas 10 clases correspondientes a la unidad Estructura y propiedades de la Materia (7 clases) y a la preparación de la feria científica (3 clases). El tiempo total de aulas video grabadas fueron 9:13:35.

Mediciones Las videograbaciones de aula fueron segmentadas en unidades de tiempo de 05 segundos empleado el software ELAN. Esta se codificaron según propósito pedagógico (“manejar conducta“, “activar conocimientos“, “exponer conceptos“, entre otros), contenidos (“cuerpo humano”, “materia“, “fuerza“, entre otros) y habilidades científicas (“registrar datos”, “explicaciones”, “procedimientos”, entre otras) descritos en el marco curricular vigente para el área de Ciencias (Ajuste Curricular 2009). Además, se identificaron los procesos cognitivos que

4 Para 8° básico 2011, escolaridad del padre y de la madre entre 11 y 12 años con ingreso mensual del hogar entre $280.001 y $500.000. La escuela presenta un índice de vulnerabilidad (IVE-­‐SINAE) entre 30.01% y 55%.

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se  implementaron  segĂşn  la  taxonomĂ­a  propuesta  por  Anderson  y  Krathwohl  (2001)  y  los  participantes  que  intervinieron  en  la  unidad  analizada  (profesor  y/o  estudiante).  Se  identificĂł  un  total  de  6644  elementos.  Se  elaborĂł  un  sistema  de  codificaciĂłn,  en  el  cual  se  capacitĂł  a  dos  equipos  con  experticia  pedagĂłgica  y  cientĂ­fica  con  un  total  de  8  horas.  Se  calculĂł  confiabilidad  formativa  del  10%  de  los  datos  para  calibrar  a  los  codificadores.  AdemĂĄs,  se  calculĂł  confiabilidad  sumativa  para  cada  una  de  las  categorĂ­as  doble  codificando  el  100%  de  la  muestra5.  Â

Plan  de  anĂĄlisis  Para  caracterizar  las  oportunidades  de  aprendizaje,  se  crearon  tablas  de  contingencias  para  las  categorĂ­as  propĂłsito  pedagĂłgico,  contenidos  y  habilidades  Chile,  procesos  cognitivos  y  tipos  de  habla  segĂşn  participante.  Se  contĂł  el  nĂşmero  de  elementos  medidos  que  poseĂ­a  una  categorĂ­a  en  otra.  La  normalizaciĂłn  de  las  tablas  se  obtuvo  mediante  la  divisiĂłn  de  cada  elemento  segĂşn  el  nĂşmero  total  de  elementos  medidos.  A  las  matrices  de  contenidos  obtenidas  se  les  aplicĂł  los  test  de  independencia  χ2  y  de  homogeneidad  χ2.  Posteriormente,  se  aplicĂł  el  índice  de  Porter  et  al  (2007)  para  comparar  dos  matrices.  De  este  modo,  se  obtuvo  el  grado  de  coherencia  curricular  entre  aula  y  marco  curricular.  Para  calcular  el  índice  de  coherencia  curricular  o  alineamiento  vertical  se  utilizĂł  la  siguiente  expresiĂłn:  đ??źđ?‘›đ?‘‘đ?‘–đ?‘?đ?‘’  đ?‘‘đ?‘’  đ?‘?đ?‘œâ„Žđ?‘’đ?‘&#x;đ?‘’đ?‘›đ?‘?đ?‘–đ?‘Ž = 1 −

1 2

đ?‘€!  đ?‘?, â„Ž − đ?‘€! đ?‘?, â„Ž  !,!

 El  índice  se  calculĂł  sumando  el  valor  absoluto  de  la  diferencia  entre  los  2  elementos  correspondientes  en  cada  matriz.  El  resultado  de  la  suma  se  divide  por  2  y  se  resta  1.  El  índice  varĂ­a  entre  0  y  1  donde  0  es  ausencia  de  coherencia  y  1  corresponde  a  coherencia  total.   Â

Resultados  Los  resultados  presentados  se  organizan  en  torno  a  la  caracterizaciĂłn  de  las  oportunidades  de  aprendizaje  y  a  la  obtenciĂłn  del  grado  de  coherencia  curricular.                                                          5  PropĂłsito  pedagĂłgico  %  consistencia  =  68.13%,  Cohen  Kappa=0.5;  Habla  profesor  %  consistencia  =  94.6%,  Cohen  Kappa=0.87;  Habla  estudiante  %  consistencia  =  96.6%,  Cohen  Kappa=0.74;  Procesos  cognitivos  %  consistencia  =  75.38  %,  Cohen  Kappa=0.64;  Contenidos  Chile  %  consistencia  =  82.4%,  Cohen  Kappa=0.73;  Habilidades  cientĂ­ficas  Chile  %  consistencia  =  79.09%,  Cohen  Kappa=0.6).  SegĂşn  Landis  y  Koch  (1977)  entre  0.41-­â€?0.60  es  acuerdo  moderado,  entre  0.61-­â€?0.80  es  considerable  y  entre  0.81  y  1  es  perfecto  mientras  para  Fleiss  (1981)  entre  0.4-­â€?0.75  es  de  favorable  a  bueno,  sobre  0.75  es  excelente. Â

Â

3 Â

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¿En qué proporción las oportunidades de aprendizaje de contenidos y habilidades científicos declaradas en el ajuste curricular 2009 son implementadas en clases de 8° básico?

La tabla 1 muestra la proporción de elementos en que se identificó un contenido y una habilidad científica según lo declarado por el ajuste curricular 2009 para 8° básico.

Tabla 1: Proporción contenidos y habilidades científicas implementados en aulas de 8° básico según Ajuste Curricular 2009 para área de Ciencias

Habilidad científica Chile Sin OPA No habilidad Habilidad no declarada Formulación de preguntas Elaboración de hipótesis Observación Descripción de datos Registro de datos Ordenamiento de la información Intrepretación de información Explicaciones Porcentaje Contenido Chile

Contenido Chile Sin OPA

No contenido

No declarado

Materia

Tierra

0.136 — 0.000 — — 0.000 — — — — — 13.6

— 0.001 0.001 — — — — — — — — 0.2

— 0.000 0.256 0.007 0.007 0.000 — — — 0.024 0.025 32.0

— 0.008 0.379 — — 0.037 0.003 0.009 0.000 0.051 — 48.8

— 0.000 0.054 — — — — — — — — 5.4

Porcentaje Habilidad Chile

13.6 1.0 69.0 0.7 0.7 3.8 0.3 0.9 0.0 7.5 2.5

Se observa que el contenido de Chile más desarrollado en las clases observadas fue Materia (48.8%), consistente con la unidad abordada; sin embargo, en un 32% de las oportunidades de aprendizaje se desarrolló un contenido no declarado en el marco, cuestión que podría ser explicada por la preparación de la feria científica. En un 69.9% de las oportunidades de aprendizaje se promovieron habilidades científicas no declaradas en el marco curricular, mientras solo en un 7.5% se implementó la habilidad de interpretación de información. En un 13.6% de los elementos no se identificaron oportunidades de aprendizaje.

¿En qué proporción las oportunidades de aprendizaje de contenidos científicos declaradas en el ajuste curricular 2009 y de procesos cognitivos (Anderson et al. 2001) son implementadas en clases de 8° básico?

Debido al gran número de elementos en que se identificó el desarrollo de habilidades no declaradas por el marco curricular, se buscó determinar qué procesos cognitivos se

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promovieron en las clases observadas. La tabla 2 detalla la proporción de procesos cognitivos en relación con los contenidos determinados por el marco curricular.

Tabla 2: Proporción contenidos Ciencias (ajuste curricular 2009) y procesos cognitivos (Anderson et al. 2001) implementados en aulas de 8° básico

Contenido Chile

Porcentaje No No Proceso cognitivo sin OPA Materia Tierra Proceso contenido declarado cognitivo No proceso 0.131 0.002 0.045 0.042 0.039 25.9 Recordar — — 0.001 0.042 0.005 4.9 Comprender 0.000 0.000 0.112 0.322 0.039 47.5 Aplicar — — — 0.059 — 5.9 Analizar — — 0.020 — — 2.0 Evaluar — — 0.044 — — 4.4 Crear — — 0.095 — — 9.5 Porcentaje Contenido Chile 13.1 0.2 31.7 46.6 8.3

Como se puede observar el proceso cognitivo más fomentado en clases fue la comprensión (47.5%) seguido por la creación (9.5%) y por la aplicación (5.9%); sin embargo, en un 25.9% de los elementos se identificó un no proceso.

¿En qué proporción los procesos cognitivos (Anderson et al. 2001) y los propósitos pedagógicos son ejecutados en clases de 8° básico?

En la tabla 3 se detalla mediante qué actividades se promueve el desarrollo de los procesos cognitivos anteriormente identificados. Los propósitos pedagógicos se organizaron en cuatro dimensiones: organización de la clase, condiciones de aprendizaje, actividades conceptuales y actividades prácticas.

Tabla 3: Proporción procesos cognitivos (Anderson et al. 2001) y propósitos pedagógicos implementados en aulas de 8° básico del área de Ciencias

Dimensiones

Propósito pedagógico

Sin propósito

Dificultades técnicas Gestionar ambiente

Organización de la clase

Procesos cognitivos No proceso

Recordar

Comprender

Aplicar

Analizar

Evaluar

Crear

Porcentaje Propósito pedagógico

0.053

—

—

—

—

—

—

5.3

0.003

—

—

—

—

—

—

0.3

0.044

—

—

—

—

—

—

4.4

Manejar conducta

0.012

0.000

0.001

—

—

—

—

1.3

Dar instrucciones

0.017

0.000

0.032

0.000

—

—

—

5.0

5

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Condiciones de aprendizaje

Gestionar procesos

0.008

—

—

—

—

—

—

0.8

Requerir tareas

0.003

—

0.001

—

0.000

—

0.000

0.4

Formular metas

—

—

0.003

—

—

—

—

0.3

0.001

0.008

0.036

—

—

—

—

4.5

0.000

0.001

0.043

—

—

—

—

4.4

—

0.000

0.021

—

—

—

—

2.2

0.073

0.036

0.192

—

—

—

—

30.1

Leer textos

—

0.000

0.006

—

—

—

—

0.6

Leer imágenes

—

0.000

0.003

—

—

—

—

0.3

Ver video

Activar conocimientos Exponer conceptos Demostrar Evaluar comprendido

Actividad conceptual

Actividad práctica

—

—

0.000

—

—

—

—

0.0

Copiar

0.015

—

0.010

—

—

—

—

2.5

Sintetizar

0.002

0.002

0.014

—

—

—

—

1.9

Representar

—

0.001

0.002

—

—

—

—

0.3

Elaborar proposición

—

—

0.002

—

—

—

—

0.2

Derivar datos

—

—

0.008

—

—

—

—

0.8

—

—

0.000

0.055

—

—

—

5.5

0.014

—

0.104

—

0.017

0.041

0.095

27.2

0.002

0.002

0.013

—

—

—

—

1.7

24.8

5.2

49.1

5.5

1.7

4.1

9.5

Realizar procedimiento Evaluar lo realizado Sintetizar lo realizado Porcentaje Proceso Cognitivo

Las habilidades de comprensión se promueven en las clases observadas mediante actividades de evaluación de lo comprendido (19.2%) y de lo realizado (10.4%) así como de exposición conceptos (4.3%). Las habilidades cognitivamente más complejas de creación se desarrollaron mediante evaluaciones de actividades prácticas (9.5%). Por lo tanto, en las clases observadas la mayoría de los elementos se concentraron en actividades de evaluación (57.3%).

¿En qué proporción los propósitos pedagógicos y el habla del profesor -­‐ estudiante son ejecutados en clases de 8° básico?

En la figura 1 se representan en qué dimensiones del quehacer del aula, más específicamente, en qué tipos de actividades según el propósito pedagógico intervienen profesor y estudiantes.

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PEDAGOGÍA Y ENSEÑANZA CIIE, Santiago de Chile – 2014 Tercer Congreso Interdisciplinario en Educación Figura 1: Proporción Propósito Didáctico -­‐ Habla profesor y estudiante en aulas de 8° básico en Ciencias

Ac?vidad prác?ca

Sinte?zar lo realizado Evaluar lo realizado Realizar procedimiento Derivar datos Elaborar proposicion Representar

Ac?vidad conceptual

Sinte?zar Copiar Ver video Leer imágenes Leer textos

Habla estudiante

Evaluar comprendido Demostrar

Habla profesor

Condiciones de Organización de aprendizaje la clase

Exponer conceptos Ac?var conocimientos Formular metas Requerir tareas Ges?onar procesos Dar instrucciones Manejar conducta Ges?onar ambiente Dificultades técnicas Sin propósito

0

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07

En el total de segmentos identificados para el profesor, este interviene en un 31.1% de su tiempo total de participación, mientras los estudiantes solo participan verbalmente en un 7.1% de los segmentos analizados para su participación. Por lo tanto, en las clases observadas no se promueven las oportunidades de aprendizaje mediante la participación verbal dirigida a todo el grupo curso sino más bien a través de actividades grupales. La figura 1 muestra que en los segmentos en que se organiza la clase es solo el profesor que participa verbalmente (7.5%), cuestión esperable por el rol en el escenario del género discursivo clase. La participación verbal de los estudiantes aunque es menor que la del profesor se concentra en la evaluación de lo comprendido (2.8%) y activación de conocimientos (1.6%).

¿Qué grado de coherencia curricular existe entre contenidos y procesos cognitivos efectivamente observados en aulas de Ciencias en 8° básico y aquellos identificados en el marco curricular vigente (ajuste curricular 2009)?

Para determinar el grado de coherencia entre el marco curricular vigente para 8° básico (ajuste curricular 2009) y lo efectivamente implementado en las aulas se calculó el índice de Porter,

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presentado en el tabla 4. Para calcular el índice solo se consideraron los elementos del ajuste curricular que estaban relacionados con la unidad Estructura y propiedades de la materia observadas.

Tabla 4: Índice de Porter entre Ajuste Curricular 2009 (MARCO) y clases observadas (AULA) en 8° básico para la unidad Estructura y propiedad e la materia

Índice de Porter – coherencia curricular Condición Proporcion Contenidos Chile 8° MARCO v/s Proporcion Contenidos Chile 8° AULA

Promedio

95% CI

0.470

[0.000,1.000]

0.329

[0.000,0.995]

Proporcion Contenidos Chile-­‐Procesos Cogntivos 8° MARCO v/s Proporcion Contenidos Chile-­‐Procesos Cogntivos 8° AULA

En la tabla 4 se observa que hay una coherencia de 0.47 entre contenidos declarados por el marco y los contenidos implementados en la unidad implementada en la aula de 8 básico. El índice decrece al considerar los procesos cognitivos (0.32).

Conclusiones Los resultados obtenidos permiten avanzar en la comprensión de las oportunidades para aprender en Ciencias no solo considerando los contenidos más abordados (Materia, 32.2%) sino también el número de oportunidades de aprendizaje que promueven el desarrollo de habilidades no declaradas por el marco curricular vigente (69.9%), las cuales corresponden más bien a habilidades cognitivas generales y no específicamente científicas. Al profundizar, en los procesos cognitivos promovidos en las aulas, se fomenta el aprendizaje en la unidad didáctica observada mediante la comprensión (49.1%) a través de actividades de evaluación de lo comprendido y de lo realizado (57.3%). El estudiante tiene una baja participación verbal en las oportunidades de aprendizaje (7.1%). Finalmente, el grado de coherencia entre lo declarado por el marco y lo efectivamente realizado tiene un grado de coherencia de 0.47 para contenidos disminuyendo al considerar los procesos cognitivos (0.32). Por lo tanto, la caracterización de las oportunidades de aprendizaje de Ciencias realizada permite comprender qué habilidades científicas y procesos cognitivos deberían ser fomentados para aumentar el grado de coherencia así como avanzar hacia dar una participación verbal más activa a los estudiantes con el fin de promover mayores oportunidades de aprendizaje. Por último, mediante este estudio se muestra la viabilidad de extender el índice de Porter tanto a datos provenientes directamente del aula así como la incorporación de otras categorías para informar tanto a la política pública como a la formación inicial y continua de profesores.

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