Efecto invernadero, ozono y lluvia ácida:

Conocimientos y concepciones erróneas de estudiantes españoles y alemanes

Autores: Charles Estay Ossandón (charles.estay101@doctorandos.ulpgc.es)

Nina Harsch (nina.harsch@uni-muenster.de)

Hans-Dieter Barke (barke@uni-muenster.de)

Contenido:

0. Resumen y Palabras Claves

1. Introducción

2. Base científica

2.1. Efecto invernadero y cambio climático

2.2. Ozono

2.3 Lluvia ácida

3. Alemania y España: Sistemas escolares y planes de estudio

4. Justificación del estudio:

Conceptos de estudiantes sobre la contaminación atmosférica y el cambio climático

5. Estudio empírico

5.1. Diseño y realización del estudio

5.2. Evaluación de los datos recogidos

6. Resultados del estudio

6.1. Conocimientos de los estudiantes

6.2. Concepciones erróneas de los estudiantes

6.3. Resumen estadístico

7. Conclusión

8. Bibliografía

Efecto invernadero, ozono y lluvia ácida:

Conocimientos y concepciones erróneas de estudiantes españoles y alemanes

Resumen

Basándose en la creciente importancia de la discusión sobre la contaminación atmosférica y

el cambio climático, este estudio analiza el grado de conocimiento y las concepciones

erróneas en alumnos del 4° grado de la E.S.O. y del 2° grado del Bachillerato sobre los temas

del efecto invernadero, el ozono y la lluvia ácida. En este marco, se realizó una encuesta

escrita a 1.400 alumnos españoles y alemanes referente a su conocimiento técnico y su

actitud hacia los contenidos mencionados.

Palabras claves: concepciones erróneas, aire, efecto invernadero, ozono, lluvia ácida

Greenhouse effect, ozone and acid rain:

State of knowledge and misconceptions of Spanish and German pupils

Abstract

Based on the growing importance of the discussion about air pollution and climate change,

this study analyses the state of knowledge and the misconceptions pupils of the 10th and

12th grade have about the greenhouse effect, ozone and acid rain. In this context, a written

survey was taken out on 1.400 Spanish and German pupils regarding their technical

knowledge and their attitude towards the mentioned topics.

Keywords: misconceptions, air, greenhouse effect, ozone, acid rain

1. Introducción

La contaminación atmosférica y el cambio climático: Dos cuestiones en la actualidad cada vez

más importantes. Pero, ¿qué saben los jóvenes de esto? Ellos, que en las próximas décadas se

enfrentarán cada vez más con las consecuencias del cambio climático, deberán tener los

conocimientos suficientes para poder formarse una opinión, evaluar los problemas y tomar

las medidas necesarias al respecto. Basándose en esta exigencia, el presente estudio investiga

los conocimientos y las concepciones erróneas que los estudiantes del 4° grado de la E.S.O. y

del 2° grado del Bachillerato tienen sobre los temas del efecto invernadero, el ozono y la

lluvia ácida. Para ello, se llevó a cabo un estudio empírico escrito, encuestando a 1.400

alumnos en cuanto a sus conocimientos y su actitud hacía los temas mencionados. Para

además obtener una comparación internacional, se encuestó tanto a alumnos españoles

como alemanes. Los fundamentos, resultados y conclusiones del estudio se presentan a

continuación.

2. Base científica

2.1. Efecto invernadero y cambio climático

El aire que respiramos está compuesto por 78% de nitrógeno (N2), 21% de oxígeno (O2) y

otros gases menos comunes, incluyendo entre ellos los gases de efecto invernadero. Los

gases de efecto invernadero más relevantes son el vapor de agua (H2O), el dióxido de carbono

(CO2), el metano (CH4), el ozono (O3) los halocarbonos (CFCs), el óxido nitroso (N2O) y el

hexáfloruro de azufre (SF6) (ALCÁNTARA Y PADILLA, 2010) . En 1896, ARRHENIUS fue uno de los

primeros en observar y demostrar la importancia del dióxido de carbono y del vapor de agua

en el clima y sentó las bases para entender el efecto invernadero. ARRHENIUS (1896) demostró

que estos gases dejan pasar la radiación de onda corta saliendo del sol, pero que absorben la

radiación infrarroja de onda larga saliendo desde la superficie de la tierra y luego la irradian

en todas las direcciones uniformemente, como se muestra en la figura 1. A la izquierda (fig. 1)

vemos el estado de la atmósfera de la tierra durante los últimos 10.000 años. La

concentración de gases de efecto invernadero (representados por los puntos blancos) es

relativamente baja y la temperatura media global es de 15 °C. El balance de energía está en

equilibrio y por lo tanto, no hay sobrecalentamiento. Este es el efecto invernadero natural

(MARTÍNEZ Y FERNÁNDEZ, 2004).

Fig. 1: El efecto invernadero. Pasado, presente y futuro.

La imagen central muestra la situación actual: La concentración de gases de efecto

invernadero está aumentando y a razón de esto es absorbida una parte cada vez más grande

de la radiación terrestre. La balanza de energía está desequilibrada. El sistema ahora se

calienta hasta que se forma un nuevo equilibrio de radiación. Esto lo vemos en la imagen de

la derecha: El balance de energía está equilibrado otra vez, pero la temperatura global ahora

está alrededor de 18 °C (IPCC, 2007) y el clima ha cambiado. Las consecuencias del cambio

climático son entre otros: tiempos extremos más frecuentes y más intensos, inundaciones,

sequías, y cambios en la flora y fauna (PARRY et al, 2008).

2.2. Ozono

Los debates sobre la contaminación por ozono troposférico por una parte y el agujero de

ozono estratosférico por otra parte, han disminuido en gran medida desde la introducción de

los convertidores catalíticos, la prohibición de los clorofluorocarburos (CFC), y el enfoque

actual de los medios sobre el cambio climático. Sin embargo, el tema sigue siendo relevante.

Aunque gracias a la reducción de las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) y los

compuestos orgánicos volátiles (COV), sólo en raras ocasiones hay altas concentraciones de

ozono troposférico, los aumentos de las concentraciones de metano (CH4) y monóxido de

carbono (CO) aumentan la cantidad media anual de ozono troposférico (SUÁREZ et al, 2006).

Además, en la estratosfera, la capa de ozono se está recuperando lentamente, pero los CFC

siguen presentes en muchos países en desarrollo (GALÁN JUAN, 2006). También, el tema del

ozono está conectado con el cambio climático, ya que el ozono (O3), el metano (CH4), los CFC

y sus sustitutos (HFC) son potentes gases de efecto invernadero. Por otra parte, estudios

recientes demuestran el riesgo del cambio climático provocando un movimiento del ozono de

la estratosfera a la troposfera (ZENG et al, 2010). Adicionalmente, el cambio climático provoca

otros cambios en la composición de los gases menos comunes, los cuales afectan a la capa de

ozono: El calentamiento global provoca el derretimiento de las capas polares y el aumento de

la temperatura del mar, y por lo tanto un debilitamiento del vértice polar. Con un vértice

polar debilitado, se produce ozono nuevo en la estratosfera (ALARIO FRANCO, 2001). Y al mismo

tiempo también hay factores opuestos, como el óxido nitroso (gas de efecto invernadero) que

hoy día contribuye en mayor medida a la destrucción del ozono estratosférico y está muy

discutido por su aumento de concentración (RAVISHANKARA et al, 2009).

2.3. Lluvia ácida

A causa del CO2 en el aire, la lluvia generalmente siempre está un poco ácida (pH 5,6), lo cual

es perfectamente tolerable para la naturaleza. Sin embargo, si la lluvia ácida se basa en NOx y

SO2 (estos gases se producen en el tráfico por carretera y en la combustión industrial),

entonces su pH es inferior a 5 y la lluvia provoca daño a plantas, aguas y edificios. En Europa,

esto especialmente en los años ochenta fue un problema, el cual por la introducción de

convertidores catalíticos, plantas de desulfuración y encalamientos de aguas y bosques se

volvió relativamente controlable y ahora rara vez se discute. Sin embargo, estudios recientes

han demostrado que las medidas para reducir las emisiones de NOx en la troposfera no son

una solución completa, ya que a razón de ellos se producen notables expulsiones de N2O

(HAYHURST Y LAWRENCE, 1999). Ejemplos de esto son las plantas de energía con combustión de

cama fluidificada presurizada circulante (SÄNGER et al, 2001) y los vehículos de motor con

control de tres vías del catalizador (BAHAMONDE, 2000). En la estratosfera, el N2O es otra vez

fuente de NOx, los cuales provocan la destrucción de la capa de ozono. Por lo tanto, la

preocupación por el tema de la lluvia ácida sigue siendo útil e incluso podría volver al plano

actual, porque en el estudio de las interacciones complejas de contaminantes atmosféricos

todavía hay mucha incertidumbre y preguntas sin respuestas (GUTIÉRREZ Y PONS, 2006).

3. Alemania y España: Sistemas escolares y planes de estudio

Entre el sistema educativo español y alemán existen algunas diferencias importantes. Un

contraste radica en la longitud de la escuela primaria, la cual dura 4 años en Alemania y 6 en

España. En ambos casos, se enseña la asignatura de “conocimiento del medio”. En la escuela

secundaria, los estudiantes alemanes pueden elegir según sus capacidades entre 4 tipos

diferentes de colegios, los cuales son, de nivel más básico a nivel más avanzado: Hauptschule

(grado 5-9), Realschule (grado 5-10), Gesamtschule (grado 5-10 y opcionalmente grado 11-12)

y Gymnasium (grado 5-12). En España, en cambio, hay exclusivamente colegios del tipo

Gesamtschule. También hay diferencias en cuanto a la enseñanza de las ciencias naturales: En

la secundaria, el sistema alemán define una separación de las asignaturas física, química,

biología y geografía. Si bien es cierto que se recomienda una enseñanza transversal, es una

tarea muy compleja y en la práctica suele ser difícil de implementar (ARNOLD et al, 2006;

GARCÍA RODEJA, 1999). Así, en el municipio de Renania del Norte, Alemania, los temas de efecto

invernadero, ozono y lluvia ácida son enseñados principalmente en los grados 9 y 10 de las

asignaturas geografía y química (MINISTERIO DE EDUCACIÓN Y FORMACIÓN DEL MUNICIPIO DE RENANIA

DEL NORTE, 2010) . En España, por otra parte, el aspecto interdisciplinario es un componente

del sistema, ya que de forma separada, las asignaturas de ciencias se tratan solamente en el

grado 12. En todos los demás grados siempre hay varias asignaturas de ciencias unidas, es

decir en los grados 7-8 se enseña las asignaturas de "ciencia de la naturaleza” y "geografía e

historia", las cuales en los grados 9-11 están sustituidas por "física y química" y "biología y

geología”. En la isla de Gran Canaria, los temas investigados en este estudio se enseñan

principalmente en los grados 8,9 y 11 (DIRECCIÓN GENERAL DE ORDENACIÓN E INNOVACIÓN EDUCATIVA

DEL GOBIERNO DE CANARIAS, 2010).

4. Justificación del estudio:

Conceptos de estudiantes sobre la contaminación atmosférica y el cambio climático

Los conceptos de los estudiantes sobre la contaminación atmosférica y el cambio climático

son motivo de numerosas publicaciones. De estas, se pueden deducir las siguientes

concepciones erróneas: Muy común es la consideración de que los gases de efecto

invernadero rodean la atmósfera de la tierra en forma de una capa de contaminantes

atmosféricos (REINFRIED et al, 2008; SHEPARDSON et al, 2009). Paralelamente existe la

percepción de que la contaminación atmosférica, la lluvia ácida y el agotamiento del ozono

sean consecuencias del efecto invernadero (BOYES Y STANISSTREET, 1993; MAHARAJ-SHARMA,

2009). En cuanto a la relación del ozono y el efecto invernadero hay una gran incertidumbre

entre los estudiantes: Las opiniones van desde el efecto invernadero como la causa

desencadenante del agujero de ozono o el agujero de ozono como factor desencadenante del

calentamiento global, hasta la equivalencia de ambos fenómenos (BERMUDEZ Y DE LONGHI, 2008;

HERAS HERNÁNDEZ, 2008; PARCHMANN, 1996). Además, se equipara a menudo el efecto

invernadero al cambio climático (SHEPARDSON et al, 2009). Aparte de las concepciones

erróneas, los alumnos también tienen una gran falta de conocimientos técnicos. Esto engloba

el tema de la radiación con los subtemas de los tipos y la conversión de la radiación, además

absorción, emisión y reflexión (HERAS HERNÁNDEZ, 2008; PARCHMANN, 1996). Del mismo modo, a

muchos alumnos les falta diferenciar entre el efecto invernadero natural y antropogénico

(BOZKURT et al, 2005) y el ozono troposférico y estratosférico, y saber sobre la ubicación

geográfica y la progresión estacional del agujero de ozono (CORDERO, 2001).

5. Estudio empírico

5.1. Diseño y realización del estudio

En este estudio empírico realizado en el año 2010, los datos recogidos se basan en una

revisión de literatura, entrevistas a expertos y un pretest. Luego se realizó una encuesta

escrita a una población de 707 estudiantes de 7 colegios (de todos tipos) en el municipio de

Renania del Norte (Alemania) y 688 estudiantes de 12 colegios en la isla de Gran Canaria

(España). El cuestionario incluye 43 ítems cognitivos sobre los temas de efecto invernadero,

ozono y lluvia ácida y alrededor de 40 ítems estadísticos. Para no sólo tener una idea más

detallada acerca de los conocimientos de los estudiantes, sino también poder hacer una

apropiada evaluación estadística, para cada tema se plantearon tanto preguntas abiertas

como cerradas. Además, 17 de los profesores alemanes y 23 de los profesores españoles

estimaron los porcentajes de respuestas correctas de sus alumnos por ítem. Durante la

recogida de datos, en todas las clases siempre estuvieron presentes un profesor y una

persona del grupo de investigación para asegurar la objetividad de la realización de la

encuesta. La tabla 1 muestra una idea general sobre los contenidos del cuestionario

entregado a los alumnos.

Tab. 1: Contenidos del cuestionario utilizado en esta encuesta.

Efecto Invernadero Ozono Lluvia Ácida Estadística

- composición del aire - gases de efecto invernadero - efecto invernadero natural - efecto invernadero humano - consecuencias

- ozono estratosférico - ozono troposférico - formación y degradación - funciones y problemas - ubicación agujero ozono

- gases contaminantes: fuentes y propagación - lluvia ácida: fuentes, ecuaciones químicas, consecuencias

- sexo, grado, cursos de ciencias - motivación, disposición a estudiar - efecto invernadero, ozono, lluvia ácida: tiempo y medios de aprendizaje

5.2. Evaluación de los datos recogidos

La evaluación de los resultados de la encuesta y las pertinentes pruebas estadísticas se

realizaron con el software de análisis estadístico SPSS. En la tabla 2, se resumen los pasos

llevados a cabo.

Tab. 2: Pasos de preparación y análisis de los datos recogidos en la encuesta (LIENERT, 1990; ROST, 1995).

Paso Descripción

Preparación de conjuntos de datos:

(A) Datos originales (dicotómico y categorial). (B) Datos dicotomizados, codificados según indicadores para el análisis de ítems y las pruebas estadísticas.

Análisis de ítems: = índice de ítem, = puntuación del test, = cantidad de ítems, = valor, = promedio, = deviación estándar, = varianza]

Dificultad: Puntuación de ítems o „ ¿Cuántas respuestas correctas hay en cada ítem?“ Aquí: 20-80 % y distribución homogénea (por tema). Aceptable.

Selectividad: Correlación ítem-test (por tema) o „ ¿En cuánto divide el test los buenos de los malos participantes?“. Aquí: 0,33- 0,78. Aceptable.

Homogeneidad:

Correlación item-item (por tema) o „ ¿En cuánto miden los ítems el mismo característico?“. Aquí: 0,15-0,45. (Aún) aceptable.

Reliabilidad: Exactitud del test (por tema) o „ ¿Es repetible el test?“ Aquí: 0,75- 0,87 (Alfa de Cronbach). Aceptable.

Pruebas estadísticas del test: = índice de ítem, = índice de persona, = cantidad de items, = valor, = promedio, = varianza, = coeficiente de correlación]

Puntuaciones de Personas:

Puntuaciones totales y distribuciones de puntuaciones por tema y país, edad, sexo, notas, motivación, medio de aprendizaje y tiempo de aprendizaje.

Prueba t: Determinación de la significancia de las diferencias de promedios para muestras dependientes. El objetivo es contar con un indicador estadístico que señale las diferencias en los promedios, con el objetivo de verificar una hipótesis planteada.

Correlación: Coeficiente de correlación según Pearson para variables dicotómicas. Mide el grado de vinculación entre las variables aleatorias cuantitativas.

6. Resultados del estudio

6.1. Conocimientos de los estudiantes

Alrededor del 80% de los 1.395 estudiantes encuestados sabe que el dióxido de carbono es

un gas de efecto invernadero, que el efecto invernadero aumenta el promedio de la

temperatura global y que el derretimiento de las capas polares y el aumento del nivel del mar

son consecuencias del calentamiento global. Alrededor del 60% además sabe que el metano

es un gas de efecto invernadero, el oxígeno no lo es, y que el efecto invernadero tiene que

ver con la radiación y el actual cambio climático es causado por los humanos. Esto contrasta

con las deficiencias: Un 70% de los estudiantes no está en condiciones de explicar con sus

propias palabras por lo menos los principios básicos del efecto invernadero. Esto se debe

principalmente a la falta de conocimiento de los diferentes tipos de radiación y su conversión

y comportamiento (absorción, emisión, reflexión). En cambio, siempre cuando hay

conocimientos sobre el tema de la radiación, estos correlacionan significativamente con la

explicación correcta del efecto invernadero (r=0,48). Más desconocimientos hay (incluso en la

mayoría de los sujetos con mejores resultados) en cuanto al efecto invernadero natural: Tan

solo el 37% de los mejores estudiantes reconocen el componente natural del efecto

invernadero y solamente 26% saben que este es causado principalmente por vapor de agua.

En cuanto al tema del ozono, alrededor de 75% de los estudiantes saben de su existencia en

la estratosfera y que la capa de ozono nos protege de las fracciones peligrosas de la radiación

UV. Solamente 26% de los alumnos saben del oxígeno como fuente de ozono estratosférico.

También hay importantes faltas de conocimientos en el ámbito del ozono troposférico (esto

incluye a la mayoría de los estudiantes con los mejores resultados del test), del cual solo el

14% de los estudiantes conoce el concepto básico. Nada más que un 7% de los alumnos

conoce su efecto nocivo y un 4% sabe que el ozono troposférico se forma de óxidos de

nitrógeno. A parte de esto, 62% de los estudiantes saben que la industria, el transporte y la

ganadería son fuentes de contaminantes atmosféricos como el SO2, NOx y CH4. Así mismo, el

65% de los alumnos conoce el concepto de transporte eólico y 51% saben que la lluvia acida

puede producir daños en vegetación y edificios y que puede acidificar aguas y suelos. A

primera vista, la asignación de los gases responsables de la lluvia ácida no fue demasiado

difícil saberlo para los alumnos, ya que un 70% marcó la alternativa de SO2, un 40% el CO2 y

un 39% los NOx. Esto puede llevar a la presunción de que el fundamento de la lluvia ácida

haya sido entendido por la mayoría de los estudiantes. Pero este no es el caso, como se

puede deducir de los resultados desfavorables de las preguntas por las ecuaciones químicas

de la lluvia ácida (el H2O y el O2 fueron predeterminados como componentes de la ecuación):

De los 1.395 sujetos, solamente el 13% supieron formular las ecuaciones químicas de la lluvia

ácida basada en SO2, el 7% lo supo para el NOx y tan solo el 4% fue capaz de escribir la

ecuación química relativamente simple para la lluvia ácida natural basada en CO2.

6.2. Concepciones erróneas de los estudiantes

Desde el punto de vista de muchos estudiantes, el concepto central de los temas investigados

en este estudio es el de la “contaminación atmosférica" (véase fig. 2, imagen A). Este

concepto lo asocian con "el aire y los humanos” como premisas fundamentales, con "gases"

como componentes, con "lluvia ácida, agujero de ozono, efecto invernadero y cambio

climático" como fenómenos, y con “peligro y enfermedad” como consecuencias. Debido a

que muchos alumnos no conocen bien el concepto real (véase fig. 2, imagen B) de los puntos

mencionados, en muchas ocasiones se suelen construir concepciones erróneas.

Fig. 2: Concepto de los estudiantes comparados con el concepto real sobre el aire y la contaminación atmosférica.

La asociación de los “humanos” (véase imagen A) con la “contaminación atmosférica” lleva a

los estudiantes a la concepción errónea de pensar que el efecto invernadero sea algo

innatural, provocado por las personas que interactúan en el medio. Así lo reflejan las cifras,

ya que con un 48% de respuestas de este tipo, la mayoría de los alumnos cree en este

concepto. Solamente el 12% de los alumnos menciona que tanto el factor humano como la

naturaleza son factores influyentes en el efecto invernadero. Otra cosa muy común es la

equiparación de los distintos componentes y fenómenos de la “contaminación atmosférica”,

lo cual vemos por ejemplo en las concepciones de los alumnos sobre la composición del aire

(véase fig. 3): Un 35% de los alumnos clasifica el CO2 demasiado alto y un 7% cree que el CH4

sea uno de los componentes principales del aire, o sea, según muchos alumnos, los gases de

efecto invernadero son los componentes principales del aire.

Fig. 3: Concepciones de los alumnos sobre los componentes principales del aire.

Más problemático aún es la diferenciación cognitiva entre los gases de efecto invernadero y

los contaminantes atmosféricos. Así, un 76% de los alumnos (incluyendo a la mayoría de las

personas con las puntuaciones más altas del test) categorizan el SO2 y los NOx como gases de

efecto invernadero y clasifican los gases contaminantes en general como los provocadores del

efecto invernadero. Esto lo demuestra por ejemplo la siguiente cita:

4º ESO, masculino:

“El efecto invernadero se produce por un crecimiento de la cantidad de contaminantes atmosféricos

(los cuales vienen especialmente desde China, EE.UU.) que provocan el agujero de ozono (el cual se

amplifica cada vez mas). Por eso, la tierra está expuesta sin protección a la radiación solar.

La radiación solar calienta a la tierra cada vez mas y así daña a humanos, plantas y animales”.

Aquí se ve dos concepciones erróneas. Una es la presunta efectividad de cualquier

contaminante atmosférico como destructor de la capa de ozono: Mientras que un 25% de los

alumnos no sabe la ubicación geográfica del agujero de ozono, un 20% lo localiza sobre las

naciones industrializadas (China, EE.UU., Europa). La segunda concepción errónea es la

presunta relación entre el efecto invernadero y el agujero de ozono: Un 77% de los

estudiantes opina que el efecto invernadero provoca un aumento del tamaño del agujero de

ozono (cabe destacar que los CFC en este contexto han sido mencionados tan solo por 44%

de los alumnos) y un 44% creen que el agujero de ozono provoca un aumento del efecto

invernadero. Este error de lógica es muy común y también se extiende a alumnos de

Bachillerato, como se demuestra en la siguiente cita:

2º Bachillerato, masculino:

“El efecto invernadero es el aumento de la temperatura

debido a que los rayos del sol que pasan por el agujero de ozono hasta tierra

se reflejan primeramente en el suelo y luego en la capa de ozono y así se quedan dentro de la

atmósfera.”

Otra característica de las concepciones erróneas de los alumnos es la de equiparar el efecto

invernadero y el cambio climático: Como consecuencias del cambio climático, un 74% de los

alumnos menciona las causas directas del efecto invernadero (aumento de la temperatura,

derretimiento de los glaciares y aumento del nivel del mar). Otros consideran al efecto

invernadero como consecuencia del cambio climático. En cuanto a consecuencias y peligros,

también destacan ciertas ideas exageradas en los alumnos. Esto lo vemos especialmente en el

tema de la lluvia ácida, donde un 30% de las respuestas incorrectas se refieren a la salud

humana. En estos casos, la lluvia ácida está malinterpretada como un ácido concentrado y se

deduce que la lluvia ácida provoque por ejemplo “heridas cáusticas y muerte” [4º ESO],

“cáncer” [4º ESO], “caída de pelo” [2º Bachillerato] o “enfermedades de la piel” [4º ESO]. Tal

como mencionamos anteriormente (véase párrafo 6.1), el SO2, el CO2 y los NOx son conocidos

por los estudiantes como los gases responsables de la acidificación de la lluvia. Sin embargo,

muchos alumnos piensan que además existen otros gases asociados a la lluvia ácida: Un 66%

de los alumnos destaca el N2, un 59% el CH4 y un 53% el O3, lo cual refleja tanto un gran

desconocimiento en cuanto a los principios básicos de la lluvia ácida, como una falta de

diferenciación cognitiva de los temas de la lluvia ácida, la contaminación atmosférica y el

ozono.

6.3. Resumen estadístico

Según las informaciones obtenidas por los expertos y profesores del área de ciencias, los

temas medioambientales son tratados con importancia tanto en colegios españoles como

alemanes. Además, ambos países están interesados y muchas veces son pioneros en integrar

sistemas para que individuos y comunidades enteras tengan una percepción amplia del medio

ambiente. Por tanto, este estudio partió de la hipótesis que en alumnos de la 4º ESO y del 2º

Bachiller debería existir cierto patrón de conocimiento de los temas encuestados. En general,

se estimaba un rango medio de 50-60% de respuestas correctas por alumno en el test. Con un

ratio medio tan solo de 42% de respuestas correctas, el resultado global de la encuesta es

notablemente más bajo de lo esperado. En la tabla 3 están resumidos los promedios de los

resultados de la encuesta según tema y país.

Tab. 3: Probabilidades de respuestas correctas por tema y país.

Promedio puntuación por persona y cuestionario *0 ≤ X ≤ 1+

Rango de temas

Efecto invernadero Ozono Lluvia Acida Total

Totales 0,44 0,38 0,43 0,42

Alemania 0,43 0,32 0,42 0,40

España 0,45 0,44 0,43 0,44

Por el contrario, también es interesante comparar los resultados del cuestionario de los

alumnos con el de los profesores (véase tab. 4), los cuales muestran que los conocimientos de

los alumnos fueron sobreestimados por los profesores en un promedio de 11% sobre la

realidad acontecida en el estudio.

Tab. 4: Promedio de la sobreestimación de los conocimientos de los estudiantes por los profesores.

Grado de los alumnos Sobreestimación de los conocimientos de los estudiantes por los profesores

España Alemania

4° ESO 7,3 % 10,1 %

2° Bachillerato 8,9 % 17,3 %

En la comparación temática (véase tab. 3), el efecto invernadero tiene los mejores resultados,

siguiendo en segundo lugar la lluvia ácida. El tema del ozono en Alemania tiene resultados

notablemente peores que en España. Esto también se nota en la comparación total: Los

estudiantes españoles tienen un promedio significativamente mejor que los alemanes (α =

0.05, sig = 0,000). Las razones de esto podrían ser que alrededor del 60% de los estudiantes

españoles trataron los temas encuestados en clase (véase fig. 4), mientras que la mayoría de

los estudiantes alemanes obtuvieron estos conocimientos sobre todo a través de medios

telecomunicativos (45%). Además, en España los proyectos escolares (referente a temas

medioambientales) son mucho más frecuentes y al desarrollarlos, se ven resultados positivos,

como se pudo averiguar en entrevistas personales con profesores de las áreas de física y

química, ciencias naturales y biología y geología.

Fig. 4: Respuestas de los alumnos a la pregunta: “¿Dónde aprendiste algo sobre los tres tópicos?”.

Pero, ¿de qué más podría depender un conocimiento fundamentado del medio ambiente? En

figura 5, se ve una comparación de los 100 estudiantes españoles con los mejores y 100 con

los peores resultados de la encuesta (ambos grupos equivalentes a un 14,53 % del total de los

688 alumnos encuestados).

Fig. 5: Comparación de los 100 alumnos españoles con los mejores y 100 alumnos con los peores resultados en la encuesta.

La puntuación máxima posible a obtener en el test es de 43 puntos. En relación a España, la

mayor concentración de respuestas correctas por cuestionario está en un rango de 12-22

puntos, lo cual sería el grueso de los alumnos encuestados. Los puntajes obtenidos por los

100 mejores participantes están entre 27-36 y de los 100 peores participantes entre 1-11. La

comparación estadística (véase fig. 5) nos demuestra que hay varias diferencias significativas

(α = 0.05, sig: bilateral): Un 88 % de los mejores alumnos españoles está especializado en

ciencias (sig = 0,000), un 78 % estudió los temas encuestados durante los últimos 12 meses,

es decir, para ellos los temas tienen actualidad (sig = 0,000), un 77 % tiene alta motivación de

estudiar temas ambientales y de proteger al medio ambiente (sig = 0,000) y un 30 % participó

en proyectos escolares referente a los temas mencionados (sig = 0,029). Un 86% de los

alumnos españoles con los peores resultados están en la 4º ESO (sig = 0,000), 80 % tienen

notas bajas en las asignaturas de física/química y biología/geología (sig = 0,009), un 80 % no

aprendió nada sobre los temas encuestados mediante los medios telecomunicativos (sig =

0,000), y un 70 % tampoco lo aprendió en clase (sig = 0,000). No hay diferencias significativas

en cuanto al sexo de los alumnos (sig = 0,83).

7. Conclusión

Los resultados de la encuesta demuestran que los estudiantes españoles y alemanes tienen

grandes faltas de conocimientos y muchas concepciones erróneas in cuanto al campo

temático del aire y la contaminación atmosférica. De hecho, la mayoría de ellos no conoce el

concepto básico del efecto invernadero, por ende, el efecto invernadero natural es poco o

nada conocido. Bajo estas circunstancias, no es sorprendente que los contaminantes

atmosféricos, el agujero de ozono, y el efecto invernadero están cognitivamente mal

conectados. Estas conexiones hay que separarlas y reordenarlas en los alumnos, lo cual

supone un gran desafío para la elaboración de nuevos conceptos de enseñanza. La meta de

todo esto debe ser no sólo la obtención de conocimientos, sino también una actuación

ambientalmente protectora. Este y otros estudios (LEHMANN, 1999; MAYER, 1998) demuestran

que la educación actual en efecto mejora la conciencia ambiental de los alumnos, pero no

necesariamente provoca un comportamiento susceptible. Por ello, la idea básica del

concepto de la “educación ambiental y para la sostenibilidad” (ANGUÍS JUAN, 2008) aún no está

enteramente realizada. ROST (2002) especifica algunos puntos que se deberían tomar en

cuenta para un mejoramiento del estado actual. Estos son la enseñanza del pensamiento

complejo, de la apreciación de la naturaleza y del trato con el conflicto entre orientación de

valor y rendimiento. Además, se necesita una integración fija de los contenidos requeridos en

los planes de estudios y la colaboración de las diferentes asignaturas (PARDO DÍAZ, 1995). Esta

combinación de fomento y motivación [véase fig. 6] debe dar la posibilidad de que los

estudiantes actuales se den cuenta de las consecuencias de su actuación sobre el medio

ambiente, que apliquen sus conocimientos ambientales y que introduzcan los cambios

necesarios.

Fig. 6: Factores determinantes para el aprendizaje de conocimientos ambientales.

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