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Introducción

Han pasado dieciséis años desde que, en el prólogo a la primera edición de este libro, cuyo título original era Enseñar ciencias en el nuevo milenio, nos preguntábamos acerca de por qué es necesario pensar críticamente en la formación del profesorado de ciencias naturales en Latinoamérica. La cuestión de la calidad de la educación científica se había constituido ya, a inicios del siglo XXI, en objeto de numerosísimas investigaciones e innovaciones rigurosas a nivel mundial, con muy amplia bibliografía acumulada luego de tres décadas de intenso trabajo. En nuestra región, la producción era en cierto modo incipiente, pero ya se podían reconocer logros muy destacables. Nuestro libro se apoyaba entonces en una “tradición” intelectual corta, pero enjundiosa. Sin embargo, al mismo tiempo persistían gran cantidad de problemas en las clases de ciencias en los distintos niveles educativos y en la formación inicial y continuada del profesorado de ciencias, lo que tenía aun mayor interés y suponía aun mayor preocupación para nosotros al idear el índice de este libro.

El nuevo milenio llegaba con el planteamiento de importantes reformas en los modelos de formación docente tradicionales, sometidos a enorme presión por las nuevas demandas sociales, las opiniones de sentido común instaladas en los medios de comunicación masivos, la difusión de resultados de estudios transnacionales comparativos y la intrusión de la lógica de mercado en el ámbito educativo. Sin embargo, nos asistía el convencimiento inclaudicable de que nuestra región era prácticamente el último bastión en el planeta en el que resiste un modelo formativo profesionalizador, que considera que los profesores y profesoras de ciencias naturales deben formarse desde el inicio hasta el fin de su carrera como tales, en instituciones cuidadosamente pensadas al efecto (universidades que ofertan “licenciaturas”, “profesorados” o “pedagogías”, según el país, universidades pedagógicas, institutos superiores de formación docente, escuelas normalistas, etc.). Reconocemos que tal modelo es, desde luego, foráneo en sus orígenes: nos había llegado de la rica tradición pedagógica europea continental; pero aquí tomó características muy ricas y sobrevivió a las distintas tendencias reformistas que se dieron en Occidente y que consiguieron desdibujar en gran medida la especificidad de la formación profesional para la enseñanza.

En ese contexto, nos dimos a la tarea de compilar un libro sobre la temática y reunir en él a personas comprometidas con el campo de la didáctica de las ciencias naturales provenientes de siete países diferentes. Pasada más de una década del gran esfuerzo que supuso tal proyecto, nos reafirmamos hoy más que nunca en la idea que servía de norte a la versión original. Estamos convencidos de que el estudio de la ciencia como empresa profundamente humana nos provee de nuevas formas didácticas, metateóricamente fundamentadas, de mirar el conocimiento científico escolar y de aportar, con originalidad y con compromiso, a su transformación activa. Se trata de apuntar a una educación científica de calidad para todos los niños y niñas, adolescentes y jóvenes de nuestra región a través de una formación del profesorado organizada con sólidos fundamentos teóricos provenientes de las investigaciones realizadas desde y para nuestro contexto. Por tanto, el desafío era entonces, y sigue siendo hoy, que la enorme originalidad y potencia del pensamiento latinoamericano en didáctica de las ciencias naturales contribuya con insumos valiosos a la renovación de los modelos que rigen la formación de nuestros docentes de todos los niveles educativos, desde el inicial hasta el superior.

El libro que estamos presentando, versión renovada, ampliada y actualizada de aquel que con gran ilusión y gran empeño pudimos dar a conocer en mayo de 2006 en Santiago de Chile, se organiza en torno a los ejes del conocimiento y la práctica profesionales del profesorado de ciencias naturales. Trabajamos esos dos ejes desde la discusión didáctica auxiliada por la epistemología y la historia de la ciencia y apoyándonos en experiencias innovadoras de aula orientadas por la investigación, que funcionan a modo de “ejemplos paradigmáticos” de la concepción de ciencia escolar a la que adherimos los diferentes autores que participamos.

En el momento en el que el original vio la luz, los editores nos posicionábamos en torno al rol que para nosotros debían asumir las universidades como espacios de pensamiento crítico sobre una educación científica garantizada por el Estado y llevada adelante en instituciones públicas bajo principios de equidad y justicia social. Los académicos que hemos autorado esta obra colectiva estamos convencidos de que la universidad, como lugar privilegiado de producción y dinamización del conocimiento y como actor protagónico en la articulación de ese conocimiento con las demandas sociales, debe contribuir con hallazgos empíricos, revisiones bibliográficas, análisis críticos, argumentaciones sólidas, perspectivas teóricas originales y orientaciones bien fundamentadas a esa educación que estamos avizorando, en especial, y de acuerdo a nuestro interés profesional, desde el espacio de la formación inicial y continuada de los y las profesionales que asumirán la tarea de hacerla vivir en las aulas.

En el primer prólogo, y a lo largo de todos aquellos capítulos, nos mostrábamos convencidos de que la didáctica de las ciencias naturales, como disciplina académica consolidada, se constituía en el motor central para aportar a la generación de ideas potentes para la formación docente en el siglo XXI. Hoy, con mucha más experiencia y con un largo trayecto recorrido de trabajo conjunto, cristalizado a través de la creación de la Red Latinoamericana de Investigadores en Didáctica de las Ciencias Naturales (REDLAD), reafirmamos ese convencimiento y nos comprometemos a poner nuestra producción académica al servicio de los millones de profesores que tiene nuestra querida Latinoamérica, tan maltratada a veces desde fuera y desde dentro, pero continente joven y con un futuro brillante.

Hace dieciséis años llamábamos al libro un “mosaico de aportes”: habíamos convocado, no sin cierta cuota de osadía fogueada por el entusiasmo que nos provocaba el proyecto, a notables colegas de la región y de España para que nos ayudaran a componer un volumen que resultaba un tanto diverso en sus orientaciones conceptuales y metodológicas. Hoy los lectores encontrarán una obra con muchas más convergencias: las relaciones académicas y humanas incipientes que estábamos tejiendo en ese momento se muestran ahora completamente asentadas en lazos de colaboración sistemática, respeto profesional y genuina amistad, que decantan en una profunda sintonía teórica y política. Es entonces con enorme alegría que ponemos esta nueva versión del libro a disposición de nuestros colegas, esperando que compartan con nosotros la utopía de una formación de “maestros” latinoamericanos para cambiar el mundo.

Enseñanza de las ciencias para una nueva cultura docente es una versión renovada, ampliada y actualizada de aquel libro que con gran ilusión y esfuerzo pudimos materializar el 2006 en Santiago de Chile con el patrocinio de Ediciones UC. Sus capítulos, introducidos aquí preliminarmente, están organizados en referencia a los ejes del conocimiento y la práctica profesional del profesorado de ciencias naturales. Trabajamos esos dos ejes desde la discusión didáctica auxiliada por la epistemología y la historia de la ciencia y apoyándonos en experiencias innovadoras de aula orientadas por la investigación, que funcionan a modo de “ejemplos paradigmáticos” de la concepción de ciencia escolar a la que adherimos los diferentes autores que participamos en esta publicación y que pasamos a detallar brevemente a continuación.

En el Capítulo 1, Las competencias de pensamiento científico en el aula. Aportes teóricos y metodológicos para promover y desarrollar aprendizajes de nivel superior, se presenta y discute la fundamentación teórico-epistemológica acerca de la promoción y desarrollo de competencias de pensamiento científico (CPC) en el aula desde la investigación avanzada en didáctica de las ciencias naturales, así como de las concepciones acerca de la naturaleza de la ciencia y su enseñanza que influyen en la formación inicial y continua de los docentes. En el desarrollo de este capítulo se profundiza en la naturaleza de la ciencia y aprendizaje por (y de) CPC; formación del profesorado de ciencia y aprendizaje competencial de las ciencias; bases teóricas y debate acerca de las CPC; el lenguaje como problema e instrumento para promover CPC; el lenguaje y los planos del pensamiento científico, articuladores de CPC, finalizando con orientaciones metodológicas para promover CPC.

El Capítulo 2, Interacción discursiva y construcción de la ciencia en el aula, su autora de vasta trayectoria científica, Antonia Candela, pretende estudiar algunos procesos de construcción del conocimiento científico en el contexto natural del aula escolar. Al respecto, nos señala que trabajos de orientación sociocultural, cada vez con mayor consenso dentro de la investigación educativa, plantean que el aprendizaje significativo no solo depende de las ideas previas de los sujetos y de su evolución espontánea, como ha mostrado la investigación psicogenética, sino del contexto sociocultural interactivo en el que se produce. Por lo tanto, nos introduce fundamentadamente en la idea de que para entender cómo se enseña y se aprende la ciencia en el aula, es necesario estudiar los procesos de construcción de una comprensión compartida, a través del discurso entre docentes y alumnos, característico de la situación escolar en las aulas.

En el Capítulo 3, Modelos científicos, didácticos y analógicos en la enseñanza de las ciencias naturales, Agustín Adúriz-Bravo, M. Leonor Bonan y Jhon Deivi Acosta-Paz, presentan ideas y propuestas inscritas en una de las líneas de investigación e innovación que se ocupa de la naturaleza y función de la “modelización científica escolar”, refiriéndose al papel que juegan las representaciones, los modelos, las analogías y las metáforas en la construcción y la comunicación del conocimiento científico escolar en los procesos de enseñanza formal de las ciencias naturales dentro de la educación obligatoria.

El Capítulo 4, Las prácticas experimentales en el proceso de enculturación científica, Anna María Pessoa de Carvalho nos introduce en la noción de enculturación científica. Lo que pretende mostrar, ya sea con las referencias teóricas expuestas, ya sea con los ejemplos relatados –todos comprobados en clase en las escuelas básica y media– es que las clases de demostraciones investigativas y los laboratorios abiertos son actividades de enseñanza privilegiadas para fomentar la enculturación científica de las nuevas generaciones. Para ello, propone analizar las actividades experimentales con la finalidad de discutir si en esas clases los profesores crean un ambiente favorable a la enculturación científica de sus estudiantes y si estos han alcanzado o no niveles de razonamiento científico y las habilidades y actitudes propias de las ciencias.

En el Capítulo 5, Algunas preparaciones culinarias, un apoyo para el trabajo en el aula de Química, Núria Solsona i Pairó, en la introducción del modelo de cambio químico, en el contexto de la cocina, presenta una interesante experiencia donde el alumnado estudia experimentalmente las propiedades de algunas sustancias como la sal, el azúcar, el aceite y el vinagre. Con el objetivo de no limitar el aprendizaje a una ciencia descriptiva, trabajan con un modelo de partículas que les permite entender y justificar la clasificación de sustancias en mezclas, disoluciones y coloides. En la cocina-laboratorio del centro escolar, realizan preparaciones culinarias como chocolate a la taza, leche con cereales y mermeladas, entre otras y las explican a nivel macroscópico y microscópico.

En el Capítulo 6, denominado Química para el ciudadano, su autora de vasta y reconocida trayectoria internacional, la doctora Mercè Izquierdo Aymerich, reflexiona sobre una “química para todos” y plantea la urgencia de cambiar definitivamente la orientación de los programas de química, especialmente en las etapas de formación básica. Analiza teóricamente la aportación específica que la Didáctica de las Ciencias puede hacer a esta importante reforma y formula una propuesta fundamentada de nuevos contenidos de “química para todos” en la escuela y de una química comprensiva en la universidad.

En el Capítulo 7, La lectura en el proceso de construcción de los modelos científicos, Anna Marbà Tallada, Conxita Márquez Bargalló, Isabel Pau y Àngels Prat Pla desarrollan y profundizan en el valor del lenguaje y particularmente de la lectura como un proceso interactivo, entre el texto y el lector, en el que las representaciones mentales construidas por ellos/as son el resultado de la estructura superficial del texto, de su conocimiento previo, pero también de las experiencias presentes en el contexto sociocultural que les da cabida y donde aprenden ciencia en diferentes formatos lingüísticos.

En el Capítulo 8, Comunicación telemática de las ciencias. Entorno BSCW, su autora, Anna Llitjós Viza, realiza una introducción acerca de los materiales utilizados para la enseñanza de las ciencias. Señala que la mayoría de las veces, los cursos y los materiales didácticos diseñados para la enseñanza de las ciencias tienen una estructura lineal; indicando que se trata de transmisiones unívocas. Mientras que la comunicación audiovisual y telemática de las ciencias se fundamenta en la posibilidad de interrelación activa y en la estructuración de los contenidos científicos de forma multi-secuencial. El sistema interactivo, permite seguir itinerarios didácticos variables. Estas rutas no lineales pueden ser sistemas abiertos que proponen enlaces hacia recursos variados y contrastados. El recurso telemático se puede actualizar sistemáticamente: puntualizando aspectos, reestructurando los contenidos, o variando los mismos, destaca su autora.

En el Capítulo 9, Diarios dialógicos reflexivos en la formación inicial del profesorado de Biología, la doctora María Inés Copello Levy, se propone compartir, con profesores de formación docente y estudiantes de profesorado, especialmente del área de las ciencias naturales, algunas consideraciones con respecto a un trabajo que tiene por objeto pensar, analizar, evaluar y aplicar un modelo de formación de profesores. El proceso, nos aclara su autora, tiene por base el compromiso con la formación de un profesional creativo, autónomo y reflexivo, capaz de compartir sus actividades en el seno de una comunidad de aprendizaje movida por fines y fundamentos teóricos trabajados y que se asumen como compartidos.

En el Capítulo 10, La formación inicial de profesores de Ciencias en Colombia, sus autores Rómulo Gallego Badillo, Royman Pérez Miranda, Luz Nery Torres de Gallego, Rafael Yecid y Amador Rodríguez examinan los documentos oficiales de 22 programas de formación de profesorado de ciencias en Colombia, de los 51 que recibieron acreditación previa obligatoria. Para tal efecto y en el marco de un proyecto, diseñaron tres matrices, una para lo epistemológico, otra para lo didáctico y la tercera para lo pedagógico. Con el fin de complementar la información anterior, se realizaron entrevistas con los jefes o directores de los programas, los profesores responsables de los mismos y los estudiantes matriculados en ellos. Con base en los resultados obtenidos y de acuerdo con la revisión bibliográfica realizada, formulan una propuesta de formación inicial de profesores de ciencias para Colombia. Dicha propuesta se recoge en el presente capítulo.

En el Capítulo 11, La historia de la ciencia en la formación del profesorado de Ciencias Naturales, Mari A. Lires realiza una acuciosa sistematización teórica orientando reflexiones y ejemplos que muestran la utilidad y la necesidad de incluir la HC en la formación del profesorado, pero también la necesidad de una intervención que camine hacia la institucionalización de su enseñanza y de su integración en la enseñanza de las ciencias experimentales, que se podría concretar, según refiere su autora en el capítulo, en los siguientes aspectos: (i) Introducción de la HC en los planes de estudios universitarios y de enseñanza secundaria, (ii) Fomento de la investigación en este campo, (iii) Establecimiento de cursos universitarios de tercer ciclo referentes a la HC, así como en la formación permanente del profesorado, que contemplen, además, la necesaria reflexión epistemológica y finalmente señala Lires, (iv) en la elaboración de textos y material didáctico, que incluyan visiones históricas críticas de la ciencia.

En el Capítulo 12, La evaluación de profesores de Ciencias en formación: un enfoque desde la profesionalidad emergente, la posición social y la representación de los conocimientos y modelos teóricos, Alberto Labarrere Sarduy y Mario Quintanilla Gatica abordan uno de los aspectos que ha sido objeto de controversia permanente: el carácter formativo de la evaluación en la formación del profesorado de ciencias. Su intención es analizar la propia noción teórica de evaluación y plantear algunas ideas para un enfoque e implementación del proceso evaluativo, que haga patente el carácter formativo de la evaluación y que, además, permita incorporar al estudiante como un factor fundamental. No menos importante resulta para los autores, el abordaje de algunas estrategias para que los docentes desarrollen acciones de mayor efectividad formativa durante el proceso evaluativo en las asignaturas de ciencias y matemáticas y otras materias de diversos campos del conocimiento. En función de ello, discuten acerca de los procesos evaluativos situados desde la perspectiva de la formación inicial de profesores de ciencias naturales y matemáticas

En el Capítulo 13, La modelización: una propuesta para repensar la ciencia que enseñamos, Pilar García y Neus Sanmartí fundamentan teóricamente una propuesta curricular para la enseñanza de las ciencias, relacionada con el aprendizaje de modelos teóricos y con una selección y secuenciación de actividades orientadas a la construcción de dichos modelos o modelización. Las ideas expuestas se ejemplifican a partir de un trabajo realizado con alumnos de quince años acerca de la modelización de la teoría cromosómica de la herencia.

En el Capítulo 14, La enseñanza de la química en secundaria. El caso de México, José Antonio Chamizo, Armando Sánchez Martínez, Yosajandi Pérez Campillo y María Elena Hernández Castellanos desarrollan en profundidad un análisis histórico del currículum de la enseñanza de la química en secundaria y, con datos y ejemplos interesantes, concluyen que el esfuerzo federal realizado alrededor de la reforma de 1993 en México no tiene precedentes. Por primera vez se abordó de manera lo más amplia posible, la actualización de los maestros en servicio, pero los resultados, según sus autores, son poco halagüeños. Las razones para ello son muchas (desde el escaso reconocimiento social a la profesión magisterial, hasta las no tratadas en el capítulo disputas sindicales).

En el Capítulo 15, denominado La didáctica de las ciencias como espacio integrador entre la investigación y la formación docente, sus autoras, Beatriz Macedo y Raquel Katzowicz señalan que se trata de un aporte de investigadores uruguayos que trabajan sobre una temática que ofrece dificultades en la enseñanza de la química: el equilibrio químico. Se analizan en esta investigación las estrategias propuestas por los docentes como medio para comprender sus concepciones sobre el aprendizaje de los estudiantes y, por otro lado, la forma como se aborda el tema del equilibrio químico con la intención de comprender cómo se trabajan las dificultades señaladas.

Se trata, en definitiva, de una versión renovada, ampliada y actualizada de aquel libro que con gran ilusión y esfuerzo pudimos materializar el 2006 en Santiago de Chile. Sus capítulos, introducidos aquí preliminarmente, están organizados en referencia a los ejes del conocimiento y la práctica profesional del profesorado de ciencias naturales. Trabajamos esos dos ejes desde la discusión didáctica auxiliada por la epistemología y la historia de la ciencia y apoyándonos en experiencias innovadoras de aula orientadas por la investigación, que funcionan a modo de “ejemplos paradigmáticos” de la concepción de ciencia escolar a la que adherimos los diferentes autores que participamos en esta publicación.

En definitiva, se trata de un libro construido desde una práctica investigativa desde y para el aula, en la cual se comparten consensos teóricos y metodológicos de la investigación en didáctica de las ciencias naturales, y en el que se ha integrado un cuerpo de profesorado, investigadores/as y estudiantes de reconocida trayectoria internacional en nuestra comunidad científica. Esta materialización impregna las reflexiones de los autores y autoras lo que constituye una de sus mayores fortalezas, en aras del apoyo al necesario cambio de la formación inicial y continua del profesorado de ciencias, así como a la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias naturales en todos los niveles educativos.