Colmenares, Elizabeth

Moreno Romero, Sandra Patricia

Rivera Rodríguez, Julio César

Salcedo Torres, Luis Enrique

Villarreal Hernández, Martha Elizabeth

Zapata Castañeda, Pedro Nel

Colmenares Gulumá, Elizabeth

Diposit Digital de Documents de la UAB

1ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESOINCORPORACIÓN DE NTIC EN PRÁCTICASDE LABORATORIO DE QUÍMICA DESDE LA ENSEÑANZAY APRENDIZAJE POR INVESTIGACIÓNVILLARREAL HERNÁNDEZ, MARTHA ELIZABETH; SALCEDO TORRES, LUIS ENRIQUE;ZAPATA CASTAÑEDA, PEDRO NEL; COLMENARES, ELIZABETH; MORENO, SANDRA PATRICIAy RIVERA RODRÍGUEZ, JULIO CÉSARUniversidad Pedagógica Nacional (UPN) - COLCIENCIASCalle 72 No.11-82, Bogotá, Colombia.<mvillarreal@uni.pedagogica.edu.co> <martha_villarreal@hotmail.com>Palabras clave: Aprendizaje por Investigación; Prácticas de Laboratorio; NTIC; Aprendizaje ColaborativoINTRODUCCIÓNEl proyecto: Incorporación de Nuevas Tecnologías de la Información y la Comunicación (NTIC) a lasPrácticas de Laboratorio de Química, es una investigación financiada por la Universidad PedagógicaNacional y Colciencias. Busca capacitar a docentes universitarios y de Educación media de Bogotá en lasNTIC y su uso en las clases de Química desde un modelo pedagógico de enseñanza y aprendizaje por inves-tigación. Inicialmente se está llevando a cabo el ejercicio en Prácticas de laboratorio vistas como microin-vestigaciones.OBJETIVOIncorporar Nuevas Tecnologías de la Información y la Comunicación a las clases de Química de algunosprofesores universitarios, de Educación Media y de estudiantes de maestría, en lo relacionado con las prác-ticas de laboratorio, desde una mirada de resolución de problemas basada en el modelo de enseñanza yaprendizaje por investigación.. Tras este objetivo se espera específicamente:• Contribuir a la capacitación de docentes del departamento de Química de la UPN y de los colegios par-ticipantes en las NTIC y su uso en las clases desarrolladas.• Crear cultura de red para proyectos colaborativos en profesores de química, relacionados con procesosinvestigativos en prácticas de laboratorio desde la perspectiva de resolución de problemas, apoyados conla tecnología.• Contribuir a la familiarización de los estudiantes con la metodología científica partiendo de la imple-mentación de programas guía de actividades apoyados en la tecnología que guíen las prácticas de labo-ratorio como resolución de problemas y específicamente como microinvestigaciones.2 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESOMARCO TEÓRICOEl Modelo Constructivista de Enseñanza y Aprendizaje por InvestigaciónEl modelo didáctico de enseñanza y aprendizaje por investigación está basado en el constructivismo,corriente que deja aun lado la enseñanza de las ciencias que se encuentra altamente influenciada o bien porel paradigma de transmisión – asimilación verbal ó por el de descubrimiento inductivo autónomo, que hademostrado serias deficiencias a la luz de las investigaciones didácticas realizadas en las últimas décadas.El modelo de enseñanza y aprendizaje por investigación (Salcedo y García, 1995) se puede ver como unsímil de la investigación científica aplicado a la investigación en el aula y por tanto dentro de él se mane-jan todos los principios relacionados con la investigación científica.Desde este punto de vista se pretende fomentar la investigación como una estrategia adecuada para laconstrucción de conocimientos, concepciones, metodologías y actitudes. De ahí que se entienda el modelode enseñanza y aprendizaje por investigación como un principio didáctico que se refiere no sólo a estrate-gias concretas de aprendizaje sino sobre todo, a orientar y enfocar los procesos de enseñanza y aprendiza-je teniendo en cuenta:• Las ideas previas de los estudiantes • Las actitudes hacia las ciencias• El diseño de estrategias apropiadas para que los estudiantes puedan aproximarse al conocimiento cientí-fico.• El manejo de las prácticas de laboratorio de tal forma que aproximen al estudiante a los procesos de pro-ducción de conocimiento científico • La resolución de problemas como procesos investigativos• Las relaciones ciencia, tecnología sociedad• La construcción de un currículo teniendo en cuenta el proceso histórico de las ciencias• La evaluación como instrumento de aprendizaje.• El currículo como un Programa Guía de Actividades.Prácticas de Laboratorio dentro del Modelo de Enseñanza y Aprendizaje por InvestigaciónCon base en los resultados de la investigación didáctica se ha planteado la necesidad de integrar coheren-temente en el proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias la resolución de problemas, las prácticasde laboratorio y la introducción de conceptos. Al trabajarlos de manera unificada se convierten en un fuer-te apoyo a las propuestas de aprendizaje de las ciencias como un proceso de investigación dirigida (Gil yotros, 1999).En esta visión, el trabajo experimental es una herramienta valiosa que permite el uso de procedimientosaceptados y validados por la comunidad científica para comprobar las conjeturas, predicciones e hipótesisemitidas. De esta manera en el proyecto se abordarán las PL como microinvestigaciones.Aportes de la Tecnología en la Resolución de Problemas y Prácticas de Laboratorio.Incorporar Nuevas Tecnologías de la Información y la Comunicación a las clases de Química, es una tareaapremiante. Sin embargo, dicha inclusión debe ser orientada partiendo de reflexiones adecuadas en tornoal potencial que la tecnología ofrece:¿Qué puede pro p o rcionar la tecnología en una clase de química, que no puede obtenerse de otra manera?La respuesta a este interrogante puede estar relacionado con:• El campo de las representaciones de los modelos químicos.• El campo de la simulación de los procesos químicos y físicos, (simulación de laboratorios virtuales, reac-ciones químicas, etc). • El desarrollo de competencias investigativas En este sentido dentro de la resolución de problemas, lainclusión del software de laboratorio virtual puede contribuir a la contrastación de hipótesis inmediata yal manejo de variables.3ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESO• El desarrollo de competencias en el manejo y uso de la información y las que se deriven del modelo peda-gógico y didáctico en el cual se estén utilizando. Una ventaja directa de la aplicación de NTIC al campo educativo y concretamente en las prácticas de labo-ratorio de Química, es la posibilidad que ofrecen para: la simulación de fenómenos, toma y manejo dedatos experimentales, mejoramiento de diseños experimentales y predicción de resultados a condicionesestándar. También permite la manipulación de reactivos peligrosos y gasto de reactivos excesivos.Programas Usados para Laboratorios Virtuales en Química En la enseñanza de la química se han utilizado calculadoras, videos, programas multimedia, software parahacer exámenes y quizzes, programas para experimentos químicos y laboratorios virtuales, software paramedir parámetros físico químicos en las reacciones, software para cálculos y procesamiento de datos en ellaboratorio, simulaciones para representación de moléculas, etc... (Orlick, 2002).Estos programas han sido diseñados para lograr las demostraciones químicas, proyectando imágenes de loque ocurre en los ensayos. Todo desde un punto de vista tradicional de la enseñanza de la química, en dondeel papel del experimento al usar la herramienta sigue siendo el mismo que el criticado ampliamente por elmodelo de enseñanza y aprendizaje por investigación, en el sentido que contiene una guía de pro c e d i m i e n-tos a manera de receta que el estudiante debe seguir para realizar una experiencia en el simulador virtual. Se encuentra una gran cantidad de software gratuito y de evaluación, que se puede utilizar en las clasescomo: el Chem Demos Videodisc; Demostrations in Organic Chemistry. También existe software para rea-lizar experimentos sobre volumetría, titulaciones, reacciones de óxido reducción y algunos como elChemlab que además permite programar laboratorios diferentes a los sugeridos.Se encuentra software que mide parámetros físico químicos en un laboratorio real, mediante sensores,como los que produce la Texas Instruments, para análisis químico. Un ejemplo de este tipo de software loconstituye General Science Experiments, Chemistry Bundle Experiments, Chemistry Packages. Softwareand Labs for Chemistry.Existe software exclusivo para cálculos, procesamiento de datos, construcción de gráficas. Entre ellos tene-mos: Graphical Analysis for Windows. Enriching Quantum Chemistry with Mathcad. Otros permitenvisualizar moléculas como: Isis Draw, Bondit, Rasmol y Chemsketch.Aprendizaje ColaborativoAunque a través de la incorporación de NTIC pueden lograrse diferentes tipos de aprendizaje como elautónomo, colaborativo, desarrollo de habilidades metacognitivas, aprendizajes por descubrimiento, eneste proyecto se pretende contribuir al desarrollo del segundo.Este es un tipo de aprendizaje que se puede potenciar con el uso de la red e internet, está basado en prin-cipios piagetianos y de Vigotsky, fundamentándose principalmente en el principio de Zona de DesarrolloPróximo (ZDP), en donde es importante la actividad social, la experiencia interna que se comparte, paradesarrollar funciones superiores. En este sentido se espera que la persona construya su ZDP a partir expe-riencias grupales e individuales ya interiorizadas. (Galvis, 2002)DESARROLLO DEL TEMAProblemaEl problema central de la propuesta es la incorporación de Nuevas Tecnologías de la Información y lacomunicación al modelo de enseñanza y aprendizaje por investigación, por parte de los profesores partici-pantes. Específicamente se espera dar cuenta de cómo contribuye a mejorar la enseñanza de las prácticasde laboratorio habituales, la inclusión de simulaciones, animaciones, y algunos elementos computacionales4 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESOinteractivos que permitan al estudiante aprender procesos de producción de conocimiento científico yaprendizaje colaborativo. Todo desde una perspectiva de resolución de problemas. HipótesisPara el proyecto se plantearon tres hipótesis, a saber:• Un Programa de capacitación de docentes, desde el modelo de enseñanza y aprendizaje por investiga-ción, que contenga actividades de PL basadas en resolución de problemas y que incorpore NuevasTecnologías de la Información y la Comunicación, contribuirá a mejorar la enseñanza de la química delos profesores participantes, en lo relacionado con la actividad experimental.• La implementación de proyectos de aula basados en el modelo de enseñanza y aprendizaje por investi-gación por parte de los profesores participantes, que incorporen dentro de sus actividades NTIC desdela perspectiva de resolución de problemas, contribuirá a una familiarización de los estudiantes benefi-ciados con la metodología científica.• El diseño e implementación de proyectos colaborativos entre profesores y estudiantes, contribuirá a lacreación de una cultura de red en la población participante.En este momento se está operativizando la primera. El trabajo se ha proyectado en tres fases, a saber:Fase Diagnóstica: Concepciones de ciencia, trabajo científico, PL y establecimiento de las concepciones yfamiliarización con NTIC, que poseen los profesores participantes.Fase de Capacitación: Los docentes serán capacitados en: -El modelo de enseñanza y aprendizaje por inves-tigación, las prácticas de laboratorio como microinvestigaciones.- NTIC, su importancia, ventajas y des-ventajas de su uso. -Software gratuito de química usado en prácticas de laboratorio, eficacia, valor peda-gógico, potencial frente al modelo didáctico. -Producción de materiales AVA para PL y proyectos colabo-rativos.Fase de Implementación: Los profesores participantes diseñarán e implementarán proyectos de aula endonde se incorporen las herramientas tecnológicas en las prácticas de laboratorio desde la resolución deproblemas. MuestraEl proyecto está impactando en este momento a doce profesores universitarios y de educación media decolegios públicos y privados de Bogotá, así como a estudiantes de maestría en docencia de la Química dela UPN.RESULTADOSEl proyecto se encuentra a la mitad de la fase de capacitación. A continuación se resumen breve y cualita-tivamente los resultados obtenidos en la fase diagnóstica.Concepción de ciencia, conocimiento científico y trabajo científico. Los pro f e s o res participantes se han re l a c i o-nado ampliamente con las corrientes epistemológicas actuales y presentan teóricamente una posición raciona-lista en casos absoluta, en casos moderada de la ciencia, el conocimiento científico y el trabajo científico. Concepciones sobre PL: Las prácticas de laboratorio (PL) que realizan los profesores no corresponden ala concepción racionalista de ciencia y trabajo científico observada, puesto que se llevan a cabo de mane-ra tradicional, orientadas a través de guías tipo receta. Estos resultados indican que es importante incluirdentro de las actividades del curso de capacitación ejercicios que motiven el uso de la PL como microin-vestigaciones y ejemplificar la didáctica desde la cual esto pueda ser posible. Concepciones sobre NTIC. En cuánto las concepciones que los profesores presentan sobre NTIC se5ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESOencuentra una tendencia generalizada a considerarlas como internet y software exclusivamente, ignorandoque su concepción cambia con el tiempo. Todos los profesores participantes se han relacionado con pro-gramas de Microsoft office y con software sin ningún direccionamiento pedagógico. Un solo profesor hatenido relación con la producción de un material de esta naturaleza.CONCLUSIONESDurante el transcurso del proyecto se ha podido concluir que existe mucha información sobre la inclusiónde NTIC en el aula, sin embargo no se reportan proyectos de investigación donde se incorporen NTIC a laenseñanza de la Química desde un modelo de resolución de problemas en PL. Con relación a las concepciones científicas, los profesores presentan una tendencia al racionalismo y no alempiropositivismo. Conocer estas concepciones se hace de vital importancia dado que para trabajar enIncorporación de NTIC a clases de Química desde un modelo de resolución de problemas, es un requisitofundamental partir de posiciones racionalistas, de lo contrario sería infructuoso capacitar docentes convisiones epistemológicas de corte empiropositivista. Tras lo observado en el diagnóstico sobre familiarización con las nuevas tecnologías, se puede deducir queun gran porcentaje de las temáticas presupuestadas para el curso de capacitación son coherentes y contri-buirán a que la muestra de docentes se relacione, familiarice y pueda establecer criterios para producir uncambio en sus prácticas educativas, incorporando las NTIC en sus clases desde el modelo deseado. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICASGALVIS, A. y OSORIO, L. (2001). Aprendizaje Colaborativo Apoyado en Redes virtuales. Universidad de los Andes.Colombia.GIL, D. y otros. (1999). ¿Tiene sentido seguir distinguiendo entre aprendizaje de conceptos, resolución de problemasde lápiz y papel y realización de prácticas de laboratorio? Enseñanza de las ciencias, Vol. 17. No. 2. pp. 311-320.ORLICK, Y. (2002). Química: Métodos activos de enseñanza y aprendizaje. México: Grupo Editorial Iberoamericana.SALCEDO, L. y GARCÍA, J. (1995). Un Modelo Pedagógico de Aprendizaje por Investigación. ActualidadEducativa, año 2, número 6, marzo-abril, pp 57-64.ZANGARA, M. (1998). La Incorporación de NTIC’s a los Diseños Curriculares. Algunos temas críticos. IV CongresoRIBIE. Brasilia.

Incorporación de NTIC en prácticas de laboratorio de Química desde la enseñanza y aprendizaje por investigación

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