Uno de los principales problemas en la enseñanza de la CN en México es la dificultad que tienen los docentes de encontrar y diseñar estrategias de enseñanza adecuadas para que sus alumnos se apropien del conocimiento científico. La elaboración de estrategias de enseñanza de las CN en educación básica plantea al profesor de grupo el reto de conocer y analizar su propia práctica docente.
Este reto provoca que los docentes, a partir de su experiencia y conocimiento en la materia, y de la problemática y confrontación de su práctica, traten de transformar sus estrategias de enseñanza, tarea en extremo difícil debido, entre otros factores, a la falta de formación académica adecuada.

Por otra parte, frecuentemente el conocimiento previo que tienen los alumnos sobre los fenómenos naturales difiere del que ellos construyen en la escuela, ya que elaboran significados acordes a su experiencia personal. Esto conduce a que, como algunos autores reportan (Driver et al., 1989; Giordan, 1987), los alumnos construyan significados diferentes a los que el profesor pretende enseñar, y el profesor no se percate de que la manera que tienen los alumnos de resolver este conflicto cognitivo es separando la ciencia que se les enseña en la escuela de sus propias experiencias en la vida cotidiana.

Problemas y Mitos en la Enseñanza de las CN en Educación Básica

Las creencias que tienen los profesores acerca del conocimiento científico con frecuencia pueden representar verdaderos obstáculos en el desarrollo de su práctica docente (Porlán y Martín del Pozo, 1996). Por ello, es importante tomarlas en cuenta durante el proceso de

enseñanza-aprendizaje de las CN. Los profesores de educación básica refieren como principales problemas en la enseñanza de las CN los siguientes (Bonilla et al., 1994; Calixto, 1996b):

• La enseñanza de las CN se ha convertido en una acumulación de información dentro del aula, ya sea memorizando y repitiendo, o copiando la información, sin ninguna relación con la vida diaria.

• El desconocimiento por parte de los docentes de los saberes de los alumnos acerca de las CN durante la preparación de las clases.

• La carencia de apoyos didácticos adecuados.

• El predominio de la verbalización en las clases, por parte de los docentes, que fomenta la pasividad y dependencia de los alumnos.

• No se considera la posibilidad de que los alumnos adquieran conocimientos a partir de la realidad en que se encuentran.

• Los planes y programas no responden a las necesidades individuales y sociales, o bien existe dificultad en el desarrollo de los nuevos planes y programas de estudio debido a la falta de capacitación de los docentes.

• La enseñanza de las CN no tiene incidencia sobre lo que los alumnos piensan ni sobre lo que hacen en su vida diaria. Entre las causas que propician la permanencia de estos problemas, pueden identificarse los mitos existentes en la enseñanza de las CN, que influyen en la práctica docente de los profesores de educación básica (Calixto, 1996b):

• Existen conocimientos exclusivos de un grupo de personas — los científicos—, los cuales son inaccesibles para los demás.

• Los conocimientos científicos son permanentes y tienen mayor valor si se originan en los países del primer mundo.

• Los conocimientos más importantes son aquellos que se adquieren de la lectura de los libros y revistas científicos

• El método científico es absoluto y secuencial.

• Es más importante el aprendizaje de los conceptos.

• El trabajo teórico debe prevalecer sobre el trabajo práctico.

• No todos los estudiantes tienen la capacidad suficiente para aprender ciencias.

¿Por qué no se incluyen actividades experimentales en la enseñanza de las CN?

Es de notar que durante el proceso de enseñanza-aprendizaje de las CN no se considera a las actividades experimentales como algo relevante para la construcción del conocimiento científico. Esto se debe a diversos factores, tales como la falta de una metodología didáctica que conjugue teoría y experimentación de una manera eficaz; la dificultad que representa para los docentes diseñar, encontrar y aplicar actividades experimentales en sus clases de CN, ya sea por la falta de conocimiento de las actividades experimentales, por no contar con los materiales, el espacio y mobiliario adecuados, o bien por el desconocimiento, por parte de los profesores, del uso y mantenimiento adecuado del laboratorio, así como las medidas de seguridad y primeros auxilios, etc. (Bonilla et al., 1994; Calixto, 1996a; Candela,

1993; León y Venegas, 1993).

Por otra parte, cuando las actividades experimentales son consideradas y se realizan en clase, se limitan a ejercicios y prácticas para verificar la información dada por el libro o por el maestro (Candela,

1993), lo cual trae como resultado que al alumno se le niegue la posibilidad para desarrollar una actitud científica. Los experimentos del libro están diseñados de tal forma que no permiten opciones alternativas, las preguntas son generadas para que el alumno responda lo esperado (i.e., lo que aparece en el libro de texto), de otra manera se considera errónea su respuesta; tampoco se da la opción de que el alumno elabore su propio cuestionamiento y por tanto no se propicia un análisis o discusión de lo observado en los experimentos. Asimismo, los cursos no incluyen experimentos en los que el alumno pueda identificar y definir un problema, proponer procedimientos, recoger e interpretar resulta –dos o tomar alguna decisión (Yager y Penick,

1983). Esto conlleva al desconocimiento, por parte del profesor, del pensamiento y las ideas de sus alumnos. Los profesores argumentan, además, que no tienen otras opciones debido al tiempo tan corto destinado a las clases de CN y a que los grupos son muy numerosos.

Las actividades experimentales son un factor básico en la enseñanza de las ciencias; empero, como Daniel Gil (1993) ha reportado:

Es preciso prestar atención a esta idea de buscar en la metodología científica —y, más concretamente, en la realización de abundantes trabajos prácticos— la solución a las dificultades en el aprendizaje de las ciencias y las actitudes negativas que dicho aprendizaje genera.

Desarrollo de una Propuesta de Enseñanza de las Ciencias Naturales

En el presente trabajo se parte del reconocimiento de las posibilidades de aprendizaje de cada sujeto y de la identificación de los problemas y mitos existentes en la enseñanza de las ciencias naturales. En esta propuesta de estrategia de enseñanza se reconoce el papel protagónico del profesor en la planeación didáctica y en la elección de los contenidos de aprendizaje.

La propuesta se fundamenta, tanto en las experiencias obtenidas con los profesores que han estudiado algún postgrado de los que se imparten en la Universidad Pedagógica Nacional (Unidad Ajusco) relacionado con la enseñanza de las CN, como en los resulta-dos de investigaciones realizadas por profesores de esta Universidad (Calixto, 1996b), entre los que destacan las orientaciones globales para la elaboración de programas con una imagen de ciencia natural, esto es, el reconocimiento del valor de la naturaleza; facilitación de la interacción entre los elementos del programa y la comunidad; inclusión de actividades problematizadoras con el planteamiento de que la ciencia es un proceso en construcción relacionado con la realidad que viven los niños en nuestro país; presentación de los contenidos como inacabados; desarrollo de una conciencia crítica y reflexiva; contenidos significativos para los alumnos; autogestión de actividades por parte de los alumnos; inclusión –de actividades experimentales emanadas de las inquietudes e intereses de los alumnos; planteamiento de confrontaciones entre la teoría y la práctica e incorporación de las CN a la realidad de la vida cotidiana.

Estas orientaciones globales se ubican en una perspectiva constructivista para la enseñanza de las CN, en la que para explicarlas estrategias de enseñanza se requiere primero definir el sentido dela metodología, las condiciones del sujeto y del medio, el proceso deaprendizaje, los contenidos y objetivos, los materiales didácticos, lasfinalidades de la evaluación y el papel del profesor o profesora. Talesaspectos en su conjunto perfilan un modelo didáctico, base para laelaboración de la propuesta de estrategia de enseñanza, que tienencomo propósito «aprender a aprender».
La definición de estosaspectos la tiene que realizar cada profesor o profesora, a partir de laproblematización de su práctica docente.

De acuerdo con Eduardo García y Rosario Cubero (1993), no existe una metodología constructivista, las actividades deben posibilitar el proceso de construcción del conocimiento por parte del alumno, lo que supone un formato abierto y flexible, un itinerario de las actividades en espiral con posibles ramificaciones y variantes (camino a seguir poco predeterminado en la programación de actividades), adaptable a diferentes contextos y situaciones escolares. Por ello, en esta propuesta se pretende que los docentes conozcan y analicen las fortalezas y debilidades de su propia práctica docente, y cuestionen aquellos aspectos de los cuales carecen de una definición clara. Este cuestionamiento los llevará a elegir categorías de análisis, con las cuales sea posible profundizar en el conocimiento de las estrategias de enseñanza que utilizan y como resultado elaborar nuevas estrategias, considerando los elementos del modelo didáctico y las categorías de análisis que ellos mismos propongan.

Bondades de las Actividades Experimentales

La experimentación para la enseñanza es distinta a la que se realiza en la investigación científica, ya que no es posible pretender que se realice en cada caso el extenso proceso que conduce al científico a un descubrimiento o la formulación de una ley, y que muchas veces le ocupa la mayor parte de su vida. Por eso, los experimentos efectuados con fines didácticos tienen siempre el carácter de una verificación mediante el redescubrimiento, la inducción o la comprobación (Arca, et al., 1990).

En la enseñanza de las CN, las actividades experimentales son las que:

1. Posibilitan al alumno para obtener experiencias que le permitan desarrollar el pensamiento científico

2. Propician la adquisición de conocimientos teórico-metodológicos que ayudan al mejoramiento de la enseñanza de las CN.

3. Facilitan que el maestro pase de ser un transmisor de conocimientos a un guía y un apoyo durante el desarrollo de la clase de CN.

4. Permiten al profesor reflexionar sobre la forma en que el niño investiga y adquiere conocimientos

5. Sirven para que los alumnos verifiquen sus explicaciones y extraigan conclusiones de sus pequeñas investigaciones, de tal manera que vayan construyendo su propio aprendizaje.

6. Promueven en los alumnos la capacidad de discernimiento y fundamentación

7. Generan un sentido crítico en los educandos

8. Crean el hábito de tratar de dar explicaciones a los hechos

9. Despiertan la curiosidad y proporcionan mayor capacidad de observación

10. Propician que los educandos cuestionen su entorno natural y social

La aplicación de una actividad experimental como estrategia de enseñanza

En este trabajo se proporciona como alternativa didáctica la realización de una actividad experimental, demostrando que enfrentar a los niños a situaciones problematizadoras que cuestionen sus ideas iniciales o presenten un reto a resolver, los obliga a buscar respuestas. Esta estrategia, además de motivar su interés, da oportunidad al profesor de conocer el nivel de comprensión que tienen sus alumnos sobre algún tema, permitiéndole orientar el proceso de enseñanza-aprendizaje de los conocimientos científicos.

En la etapa actual de la enseñanza de la ciencia existe una visión relativista de ella y una imagen más compleja de sus procesos de enseñanza-aprendizaje, entre otros elementos que ponen énfasis en las variables mediadoras relacionadas con los alumnos, como las concepciones alternativas, obstáculos de aprendizaje, dimensión social del aprendizaje y contexto educativo (Portlán, 1998). Dichos elementos han de considerarse en la planeación y desarrollo de las actividades experimentales.

Cromatografía de caramelos

El objetivo de la cromatografía de caramelos fue conocer los colores que componen el recubrimiento de los dulces M&M. Los colorantes de alimentos parecen ser de un solo color, sin embargo, contienen una mezcla de pigmentos de diferentes colores, los cuales pueden ser separados usando la técnica llamada cromatografía.

En términos generales, la cromatografía de caramelos consiste en:

1. Preparar una solución salina con sal de mesa al 1%

2. Cortar un papel filtro en un cuadro de 8 cm2

3. Doblar el papel en cuatro partes, a manera de acordeón

4. Cortar muescas estrechas en el papel a lo largo de los pliegues

5. Escoger 4 dulces de un solo color y colocarlos en un vaso con agua (de 5 a 6 gotas); hacer lo mismo con dulces de otros colores.

6. Con un lápiz escribir en el papel filtro el color del dulce y dibujar un círculo en donde se aplicarán las soluciones de colores.

7. Aplicar las soluciones coloreadas dentro de los círculos

8. Agregar a un vaso transparente de plástico de 20 a 30 ml (1-2 cucharadas) de la solución salina

9. Doblar el papel filtro con las manchas coloreadas e introducirlo en el vaso de solución salina con las manchas hacia abajo.

10. En el momento que la solución comience a ascender por el papel, retirar el papel mojado del vaso y extenderlo sobre una superficie limpia para que pueda ser observado el desplazamiento de los colores.

11. Analizar los cromatogramas obtenidos para encontrar cuales de los recubrimientos coloreados se componen de más de un color.

12. Elaborar una tabla con los resultados obtenidos, enlistando el color del dulce y los colores encontrados en el cromatograma.

Resultados de la Aplicación de una Actividad Experimental

Los resultados fueron registrados a través de un diario de campo en donde se anotaron comentarios, opiniones y observaciones, tanto de los alumnos como de los profesores. Asimismo, el observador (uno de los autores) pasó a cada una de las mesas de trabajo para recabar la información y al mismo tiempo observar el desarrollo de la actividad experimental. Otra fuente de información la constituyó la discusión grupal al final de dicha actividad.

Alumnos

De la aplicación de la actividad experimental con los alumnos emanaron los siguientes resultados:

1. Constatación de las actividades experimentales

Se comprobó que éstas estimulan en los niños la capacidad de observar, de formular preguntas, de investigar, etc. Fue posible observar en los niños un gran entusiasmo por participar, expresar sus dudas, sus ideas y tratar de investigar.

2. Mantenimiento del interés como resultado de la curiosidad e investigación

. Con respecto a este punto, los niñosmostraron gran interés por llevar a cabo el experimento, nohubo distracciones ni actitudes pasivas durante el desarrollo delmismo. A pesar de que estaban en plena libertad para moversey conversar con sus compañeros, sus charlas giraron alrededorde la actividad que estaban realizando.

3. Confrontación y contrastación de sus ideas

. Al promover la expresión de sus ideas, los alumnos fueron capaces de defenderlas o transformarlas durante la discusión con sus compañeros.

4. Construcción de explicaciones de lo observado

Acorde a sus ideas y experiencias previas, los alumnos fueron capaces de construir explicaciones de los resultados que observaron con los colores, y de reflexionar sobre lo aprendido después de la discusión general con todo el grupo.

5. Diseño de nuevos experimentos

En este último punto los niños expresaron –sus inquietudes por realizar más experimentos para probar sus hipótesis. Cabe aclarar que la manera como los niños plantearon sus hipótesis fue derivada de sus preguntas.

Profesores

En el caso de los profesores, se buscaba propiciar el desarrollo de habilidades de planeación didáctica y proporcionar al maestro los elementos para considerar la posibilidad de incrementar la comprensión de contenidos científicos, desarrollar habilidades y mantener el interés de sus alumnos mediante las actividades experimentales.

Los resultados que se obtuvieron fueron los siguientes:

1. Confrontación de su propia práctica docente

Con respecto a este punto, los profesores comentaron que esta propuesta de estrategia de enseñanza les había hecho reflexionar sobre su propia práctica docente, ya que en la experiencia real este tipo de estrategias se quedaba únicamente en el discurso, debido a que no creían que fuera posible llevarlas a cabo; por tanto, ni siquiera lo intentaban.

2. Construcción de explicaciones de lo observado

Los profesores construyeron explicaciones de lo observado de una manera más rápida y acertada que los alumnos, debido a sus conocimientos y su experiencia previa. Por ejemplo, cuando se les pidió que explicaran los resultados que habían obtenido, algunos de ellos mencionaron que el número de bandas en el papel filtro variaba de acuerdo con la categoría de color del que se trataba, primario o secundario.

3. Generación de alternativas didácticas

Durante el desarrollo del experimento, los profesores expresaron propuestas de otras opciones didácticas, por ejemplo, incorporar los resultados no exitosos de una actividad experimental, como parte del proceso de construcción del conocimiento, en lugar de considerarlos como errores, esto es, propiciar en los alumnos la discusión para la producción de nuevas explicaciones.

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