PROCESOS EN LA ENSEANZA DE LAS CIENCIASLUIS OTERO GUTIERREZ

RESUMEN

En este artculo se abordan en primer lugar, algunos problemas relacionados con los procesoscomo contenidos en la Enseanza de las Ciencias. Se lleva a cabo una pequea revisin acerca de larelacin entre diversos tipos de contenidos y sobre la categorizacin de procedimientos. La parteprincipal del trabajo est dedicada a reflezionar sobre los principales problemas que aparecen a la hora deevaluar los procedimientos.

ABSTRACT

This article analyses, on the first place, some aspects involved in the processes in the teachingof Sciences. We try to review especially relations with other type of contents and the categorizations ofprocesses. The main part of the work is dedicated to discuss some problems in assessment of processes.

PALABRAS CLAVE

Didctica de las Ciencias, Procesos y contenidos cientficos, Evaluacin de los procesos.

KEYWORDS

Didactic of Sciences, Processes and scientific contents, Assessment of processes.

1. INTRODUCCION

Durante los aos 60 y 70 aument considerablemente la importancia prestada a ladimensin de procesos y habilidades en la ensefianza de las Ciencias (Caamao, 1988). Lasnuevas orientaciones adoptadas en el diseo curricular de la enseanza secundaria han Ilevadoa incluir, dentro de los contenidos de la enseanza, la categora de procedimientos en pie deigualdad con los conceptos y las actitudes. Se justifica as el inters de tratar este tema y, enespecial, abordar algunos problemas relativos a su evaluacin.

La extensin de una enseanza centrada en los procesos como reaccin al modelotradicional de transmisin de informacin, fue debida a un conglomerado de causas en lasque se incluyen concepciones epistemolgicas, necesidades del sistema educativo, modelosde aprendizaje, etc. Si bien en nuestro pas no tuvo una influencia grande -en concordanciacon el escaso desarrollo de la didctica- conform muchos de los materiales de referencia enla innovacin educativa (recurdense los proyectos Nuffield). El mtodo cien fico, comocompendio de los procedimientos paradigmticos de las ciencias, apareci como el objetivo

Rvta. Interuniversitaria de Formacin del Profesorado, ng 14, MayolAgosto 1992, pp. 57-66

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central del rea de Ciencias (Ruiz y Ofiorbe, 1976) llegndose en ocasiones a despreciarcualquier otro tipo de contenido (Salas, 1983).

Con la aparicin de nuevas tendencias en la filosofa de la Ciencia y, sobre todo, conel desarrollo del marco constructivista en la didctica, el enfoque basado en los procesos delmtodo cientfico fue duramente criticado entrando en crisis junto con el modelo deaprendizaje por descubrimiento (Gil, 1983, Millar y Driver, 1987).

Sin embargo, debido al considerable impulso que esta tendencia haba tomado y a lacantidad de materiales producidos, el debate alrededor de los procesos est lejos de estarcerrado. En el Reino Unido la inclusin de las habilidades de procedimiento en los exmenespara el GCSE (General Certificate of Secondary Education) han puesto de nuevo el temasobre la mesa (Wellington, 1989). Es posible que, tambin en nuestro pas, la elaboracinde los proyectos curriculares suscite reflexiones sobre el papel que deben jugar los procesos.

No vamos a desarrollar aqu toda la polmica. Unicamente sealaremos de formaresumida, nuestra posicin sobre el tema.

- Los procesos deben formar parte de los contenidos del rea de Ciencias. Es de lamxima importancia que los alumnos lleven a cabo actividades de aservacin, diseo deexperiencias, etc. y, lo que es ms importante, que sean conscientes de que las estnrealizando.

- Los proce.,os estn ligados a otros contenidos. Deben ser aprendidos y evaluados enrelacin a los conceptos y actitudes. Es posible que determinados procedimientos seantransferibles a otras reas pero slo en el caso de que los campos de conocimiento seanprximos.

- En ningn caso parece adecuado caracterizar la Ciencia por el tipo deprocedimientos que emplea. Esto supondra una concepcin deformada de la Ciencia. Elpapel de la teora y de los factores sociales que influyen en su desarrollo no deben olvidarse.

- Las habilidades de proceso se aprenden. La consideracin de los procesos oprocedimientos origina una serie de actividades especificas de aprendizaje dependientes deotros contenidos. Es posible definir diferentes grados de adquisicin de estas habilidades loque permite su evaluacin.

Una vez definida la posicin de partida, conviene considerar con mayor detenimientola definicin de estos procesos o procedimientos.

2. DE QU PROCESOS HABLAMOSLa definicin de procedimiento como un conjunto de operaciones ordenadas y

dirigidas a una meta determinada (Coll, 1987) plantea algunas dudas. Tal definicin daracuenta de algunas habilidades manipulativas (medir con una balanza, seguir un algoritmo)pero dejara fuera otros procedimientos donde es imposible fijar un orden determinado aldepender la actividad del contexto (por ejemplo, el diseo de un experimento). Por otro lado,cabra la posibilidad de entender los procedimientos como tcnicas y, adems, en un sentidorestringido (mecnico) lo que podra inducir a un modelo de aprendizaje por repeticin.

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Siguiendo a Millar (Millar, 1989), conviene adjetivar los procesos de los quehablamos: procesos cientficos, es decir, procesos empleados en la construccin deconocimientos en el rea de las Ciencias experimentales. Si bien esta precisin no parece degran ayuda, es una indicacin de la .insoslayable relacin entre los procesos y otroscontenidos.

Entendidos as los procesos o procedimientos formaran el "saber hacer" junto al"sabei-" sobre hechos y conceptos. Es decir, esperamos que 1111 alumno, adems de recordar yconocer una serie de hechos, conceptos, principios y teoras, pueda poner en marcha unaserie de procesos que le lleven a la identificacin y resolucin de problemas, o, lo que es lomismo, a la construccin de nuevos conocimientos.

Se puede discutir si la identificacin y seleccin de procesos debe tomar comoreferencia la historia de la ciencia y el anlisis de la actividad cientfica o, si debe primar unanlisis del proceso de aprendizaje. En todo caso, lo que no ofrece ninguna duda es quepodemos identificar procesos caractersticos.

La presencia de unos u otros procesos y la importancia relativa que se asigneconfiguran diferentes modelos de aprendizaje. La preponderancia de una observacin ingenuay la tendencia a generalizar precipitadamente configuran lo que Gil (Gil, 1983) hadenominado "metodologa de la superficialidad". La superacin de esta metodologa serealiza dentro de una estrategia de cambio metodolgico ligado al cambio conceptual yactitudinal. Para nosotros este cambio metodolgico consiste, en definitiva, en trabajar ypriorizar unos procesos o procedimientos en vez de otros.

3. CATEGORIZACION DE PROCESOS

Se dan muchas divergencias a la hora de enumerar y clasificar los procesosfundamentales en la enseanza de las ciencias. Las razones de tal diversidad son complejas yse refieren a enfoques de tipo filosfico, epistemolgico, didctico, etc. Revisaremos acontinuacin algunas de las propuestas para proponer al final nuestra opcin.

Fairbrother (1988), analizando las propuestas de distintos tribunales examinadores deiReino Unido, identifica y clasifica los siguientes procedimientos:

Habilidades especficas: seguir instrucciones, seleccionar y manejar aparatos,seleccionar y manejar materiales, observar, medir, registrar.

Habilidades generales: comunicar, seleccionar tcnicas, formulas hiptesis, identificarun problema, interpretar datos, elaborar conclusiones, evaluar mtodos, sugerir mejoras,sugerir controles, trabajar con seguridad.

Operaciones: organizar una investigacin, planificar una secuencia, disear unexperimento, realizar una investigacin.

Siguiendo un criterio diferente Giddings y Fraser (1990) ordenan los procesos encuatro fases:

Figura 1Complejo

Simple

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1. Planificacin: formulacin de cuestiones, prediccin de resultados, formulacin dehiptesis contrastables, diseo de procedimientos experimentales.

2. Realizacin: llevar adelante el experimento, manipular materiales, tomardecisiones sobre tcnicas de investigacin, observar y recoger datos.

3. Anlisis e interpretacin: procesar datos, explicar relaciones, generalizar,examinar la exactitud de los datos, sealar supuestos y limitaciones, formular nuevaspreguntas basadas en la investigacin.

4. Aplicacin: hacer predicciones para situaciones nuevas, formular hiptesis sobrela base de los resultados de investigacin, aplicacin de las tcnicas de laboratorio a nuevosproblemas.

Como puede apreciarse fcilmente existe una fuerte tendencia a relacionar losprocesos con el trabajo de laboratorio. Esta tendencia puede explicarse como herencia de losplanteamientos en la enseanza de las Ciencias centrados en el mtodo cientfico. Tal ycomo seala Fairbrother (1989) este planteamiento est lejos de ser el deseable.

El enfoque de Kempa (1986) es ms convincente. Sita los procesos en dosdominios: cognitivo y manipulativo, advirtiendo que ms que dos conjuntos estancos setratara de un continuo. De esta fonna, existiran procesos situados preferentemente en eldominio cognitivo como, por ejemplo, la planificacin de experimentos, mientras que otroscomo la realizacin de experimentos estaran situados en el dominio manipulativo. Padilla(1984) distingue entre destrezas o habilidades bsicas -como observar o clasificar- yhabilidades integradas - como contrastar variables o interpretar datos-. En las guas delSSCR (1987) encontramos una diferenciacin semejante: las destrezas seran "actividadesespecficas para las que se puede entrenar" mientras que los procesos propiamente dichosseran "actividades racionales que implican una serie de habilidades".

Podemos concluir, por tanto, que cualquier proceso vendr definido por su situacinen un espacio de dos dimensiones: una correspondiente al continuo cognitivo-manipulativoy, la otra, definida por lo simple-complejo. La figura siguiente ilustra unos ejemplos.

Manipulativo Cognivo

X = Manejo de aparatos (recipientes)Y = Realizacin de un experimentoZ = Identificacin de un problema

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Para seleccionar aquellos procesos bsicos en la enseanza de las Ciencias hemosrevisado una serie de trabajos que se resumen en el cuadro. Se han seleccionado aquellosprocesos que, por lo menos, fuesen citados por dos autores.

Hemos de advertir, que no se puede asegurar tala identidad de definiciones para elmismo proceso y ello por dos razones. En primer lugar, las diferencias en las concepcionessobre la Ciencia y su aprendizaje. Como ejemplo, reproducimos la definicin deobservacin de Smith y Welliver (1990):

Observacin: informacin aprehendida directamente por los sentidos.Definiciones epistemolgicas tan dudosas como esta dificilmente pueden ser

compartidas por la mayora de autores.

Las diferencias aparecen tambin en el nivel de generalidad con que los diferentesautores definen los procesos. As slo un autor de los revisados no cita la observacin peroesta aparece incluida dentro de un proceso ms general denominado recogida de datos.

El cuadro I recoge los resultados de nuestra revisin.

Cuadro I

PROCEDIMIENTOS ABCD E F GHI

Observacin X X XX X X X

XClasificacin X XRecogida de datos X X X X

Interpretacin de datos X X X X XX X

Bsqueda de regularidades X X X

Emisin de hiptesis X X X X

Inferencia X X XPlanificacin de experimentos

X X XX X X X XRealizacin de investigaciones

X X X XX XResolucin de problemas X X X

Resolucin de problemas tcnicos X X

Realizacin de medidas X X X X X

Uso de instrumentos de medida X X XIdentificacin de problemas X XRepresentaciones grficas X X X

Comunicar X X X XExplicar regularidades X X

Predecir X XElaborar conclusiones X X

A: Proyecto STAR (Primary Science Teaching Action Research)B: A.P.U. Assesment of Performance Unit.C: Sparks y Soper,D: D.E.S. Departament of Education and Science U.K.E: Kempa R.F: Smith and WelliverG: Jimnez, Barral y OteroH: Lock R.I: Ross y Maynes

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4. PROCEDIMIENTOS ESPECIFICOS EN LA ENSEANZA DE LASCIENCIAS

Una vez revisadas las propuestas, hemos elaborado una lista de procesos (Cuadro II)que a nuestro entender son los bsicos y especficos de la enseanza de las Ciencias. Nuestrocriterio ha sido considerar el aprendizaje de las Ciencias como resolucin de problemas.Entendemos como problemas todo tipo de situaciones cuya comprensin o resolucinexigen de los alumnos actividades de tipo manipulativo y cognitivo. Estas actividades sonsimilares a aquellas que los cientficos desarrollan en su actividad profesional. Lassituaciones problemticas, por otro lado, pueden presentarse al alumno de formas diversas:desde trabajos prcticos a ejercicios de lpiz y papel.

Cuadro II

CATEGORIAS SU,BCATEGORIAS

Manipulacin Manejo de aparatosRealizacin de acciones en la secuencia correcta

Observacin Realizacin de observaciones precisasLectura de instrumentos

Interpretacin Interpretacin de las observacionesIndicacin de fuentes de errorClasificacinOrdenacinBsquecla de regularidades

Planificacin de investigaciones Identificacin de problemasEmisin de hiptesisReconocimiento de variablesSecuenciacin de acciones a re,alizar

Realizacin de investigaciones Evaluacin del diseoReformulacin del problemaElaboracin de conclusiones:

- Generalizaciones- Formulacin de modelos

Comunicacin Uso del lenguaje cientficoRecogida de datosLectura de informacin

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5. ALGUNOS PROBLEMAS EN LA EVALUACION DE LOS PROCE-DIMIENTOS

La evaluacin ha sido durante mucho tiempo "la pariente pobre" en-la didctica. Unexceso de idealismo ha llevado a la introduccin de innovaciones sin desarrollar losinstrumentos de evaluacin pertinentes. En el aula esto supone que al cabo de un tiempo lainnovacin deja de existir o no es percibida por los alumnos como importante. En palabrasde M. Linn (1987) "cualquier intento de mejora de los procesos de enseanza est condenadoal fracaso si no va acompaado de un perfeccionamiento de los modelos y tcnicas deevaluacin".

El nfasis que se viene poniendo en la necesidad de equilibrar los contenidos del reade Ciencias mediante la toma en consideracin no solo de los aspectos conceptuales sinotambin de los procedimentales y actitudinales debe, por tanto, ir acompaado de unareflexin sobre la evaluacin y de un desarrollo de instrumentos adecuados. En esta lineanos proponemos refiexionar sobre tres problemas que consideramos claves en la evaluacinde procedimientos:

1. 1,Se pueden evaluar los procesos independientemente o deben relacionarse con loscontenidos conceptuales y actitudinales?

2. sentido evaluar los diferentes procesos de forma aislada (enfoque atomista)o bien, habr que hacerlo de forma integrada en el transcurso de actividadescomplejas (enfoque holista)?

3. i,Evaluaremos a travs de resultados o lo haremos de forma continua siguiendo elproceso?

6. LA RELACION ENTRE CONTENIDOS

En la dcada de los 70, alentados por el establecimiento del currculum centrado enlos procesos, se desarrollaron una gran cantidad de instrumentos de evaluacin. Enlarevisin realizada por Doran (1978) se citan algunos, como el P.O.S.T., en el queexplcitamente se niega la necesidad de conocimientos de la disciplina (Biologa en estecaso) para la obtencin de calificaciones altas en el test. Por su parte Smith y Welliver(1990) afirman que el S.P.A. (Science Process Assessment) es independiente del contenido.Igual constatacin puede encontrarse en Strawitz (1989) a propsito del T.I.P.S.

Lock (1990) no encuentra resultados concluyentes en la literatura que revisa apropsito de la relacin entre procesos y contenidos conceptuales. De los resultados de supropia investigacin se deduce que, en lo que se refiere a habilidades de observacin ycomunicacin, hay una clara dependencia del contexto. Unicamente aparece comogeneralizable la habilidall de interpretacin mientras que en el resto de las habilidadesestudiadas los resultados no ofrecen conclusiones claras.

Sin embargo, desde otras perspectivas no ligadas directamente al trabajo deinvestigacin, hay aportaciones de inters. Brook, Driver y Johston (1989) ofrecen ejemplosde como, en la prctica de clase, aparece la relacin entre los proceses puestos en marcha por

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los alumnos y los marcos conceptuales de partida. Tambin Millar (1989), reflexionandosobre el mtodo cientfico, muestra la relacin entre los procesos y las teoras.

A la vista de los anterior, nos inclinamos por considerar a los procesos comocontenidos especficos de las ciencias y, por lo tanto, de ah se sigue la posibilidad de definirobjetivos evaluables. Ahora bien estos objetivos slo sern evaluables dentro de los marcosconceptuales propios del rea, y por lo tanto, las actividades e instrumentos de evaluacinhabrn de disefiarse en consecuencia.

El rea de Ciencias debe perseguir que los estudiantes, por ejemplo, disefienexperimentos para comprobar propiedades de la materia, caractersticas de lastransformaciones de energa o de la propagacin de la luz. Si de ah se sigue una mejora dela competencia de los estudiantes para interpretar datos o elaborar conclusiones respecto decontenidos de otras reas tanto mejor. Pero en ning n caso se trata de trabajar los procesosaparte (Esperemos que pronto desaparezca de nuestros materiales y libros de texto la famosaUnidad 0 Dedicada al mtodo cientfico).

7. SEPARACION 0 INTEGRACION DE PROCESOS

El problema se plantea cuando, partiendo de un conjunto determinado de procesos,abordamos el disefio de actividades de evaluacin: disearemos actividades especficas paracada subcategora (observar, medir, registrar) o evaluaremos actividades complejas(realizacin de un experimento)?

La investigacin en didctica se ha planteado el problema de averiguar la correlacinentre habilidades para dilucidar si una habilidad puede contribuir de forma discreta,independiente, a la evaluacin global. El inters de la cuestin est en determinar si alproponer actividades de evaluacin especficas para cada habilidad estamos midiendo aspectosdistintos o simplemente repitiendo la evaluacin.

Lynch y Webb (1988) constatan la independencia de las habilidades manipulativasrespecto del resto. Por su parte Lock (1989) slo encuentra una correlacin significativaentre la interpretacin de datos y la planificacin de experimentos. Este resultado no esextrafio dada la situacin de ambos procedimientos en el dominio cognitivo. Los resultadosde Padilla (1984) lo confirman. Utilizando un test para la evaluacin de procesos y otro parafijar niveles piagetianos, encuentra relaciones significativas entre los citados niveles y loque l denomina "destrezas integradas" que son, precisamente, las de alta demanda cognitiva(controlar variables, interpretar datos, etc).

No hemos encontrado en la literatura revisada argumentos definitivos que zanjen laalternativa enfoque atomista-holista. A la espera de mayores precisiones enumeraremos lascaractersticas de cada tipo de evaluacin:

Separacin de procesos:

- Exige una preparacin cuidadosa de actividades.- Permite una mayor precisin en las calificaciones.- Da una imagen desarticulada de la ciencia.- Facilita el trabajo de correccin pero consume ms tiempo.

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Procesos integrados:

- Tiene mayor dificultad de evaluacin.- Ofrece una imagen articulada de la ciencia.- Consume menos tiempo de alumno pero ms del profesor.

De tener que destacar algn criterio nos inclinaramos por la visin de la ciencia queofrece uno u otro enfoque (Fairbrother, 1988).

8. RESULTADOS 0 PROCESOS

Se trata de elegir qu indicadores se van a tomar en cuenta para realizar la evaluacin:el resultado final del proceso (refiejado en un informe, un resultado o un montaje) o losaspectos de la actividad del alumno mientras la lleva a cabo.

Ante esta decisin los aspcctos instrumentales tienen una importancia decisiva. Lafamiliaridad de los profesores con la evaluacin de trabajos escritos inclinara la balanzahacia los resultados. Sin embargo es muy interesante reflexionar sobre la clasificacin queFairbrother (1988) plantea a este respecto. Atendiendo a las caractersticas del "productofinal" los procesos se agrupan en:

Permanentes: como la seleccin de aparatos, comunicacin, emisin de hiptesis,elaboracin de conclusiones, etc.

Semipermanentes: como la observacin, medida, organizacin de la investigacin,disefio y realizacin de experimentos, etc.

Eftmeros: como seguridad en el trabajo, manejo de aparatos y sustancias, etc.Las permanentes podran ser evaluadas a partir de resultados si bien hay que tener en

cuenta que siempre vendran matizadas por la capacidad de comunicacin del alumno.

En las semipermanentes tambin podramos escoger los resultados aunque hayaspectos que se nos escaparan. Pinsese, por ejemplo, en la riqueza del funcionamiento engruPo.

Por ltimo, las efimeras exigen una observacin directa. Ello supone una cuidadosaelaboracin de fichas de observacin y una organizacin de la clase determinada. Aspectosambos que demandan una cierta calidad en las condiciones de trabajo del profesor.

9. A MODO DE CONCLUSION

La inclusin de los procedimientos como contenidos del mismo nivel que losconceptos y teoras plantean una serie de tareas de investigacin e innovacin. Entre lasprimeras nos parece de mayor urgencia la definicin de lo que debe entenderse por "cambiometodolgico", las condiciones en que se da y las estrategias a utilizar.

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En cuanto a la innovacin, la preparacin de instrumentos de evaluacin deprocedimientos puede posibilitar un cambio real en la prctica del aula y la correspondienteacumulacin de experiencia para posteriores mejoras.

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