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Un estudio sobre conocimiento científico de los maestros de primaria en

formación José Javier Verdugo Perona; Joan Josep Solaz Portolés; Vicente Sanjosé.

Universitat de València. joverpe@alumni.uv.es.

1. Objetivosopropósitos:Elpropósitodeestetrabajoesrealizarundiagnósticodelaformacióncientíficabásica,encuantoaconocimientosconceptualesyprocedimentalesserefiere,deestudiantesuniversitariosfuturosmaestrosdeeducaciónprimaria,traslareformaeducativapromovidaporelRealDecreto1393/2007.Lasmedidasdeestosdosconocimientosserviríancomoindicadoresdelniveldealfabetizacióncientíficaquepresentan(Miller,1998).

2. Marcoteórico:Enlasúltimasdécadaselcarácterpropedéuticodelaeducaciónencienciashaidocambiando hacia una educación científica válida y útil para todas las personas(Acevedo, 2004) y la alfabetización científica se ha convertido en uno de losobjetivos principales de la educación obligatoria, incluyéndose en todas lasreformas educativas. Con ella, se pretende que los ciudadanos desarrollen unespíritucríticoyunosconocimientoscientíficosbásicosquelespermitaparticiparen la toma de decisiones, sobre todo en aquellos asuntos socio-científicos queafectan a toda la sociedad (Gil y Vilches, 2006). El Consejo Nacional deInvestigación(NRC),unorganismodelasacademiasnacionalesdeEEUU,definelaalfabetizacióncientíficacomoelconocimientoylacomprensióndelosconceptosyprocesos científicos requeridos para la toma de decisiones personales, laparticipaciónenasuntos cívicosy culturalesy laproductividadeconómica (NRC,1996) y establece la indagación como elmodo de alcanzar el conocimiento y lacomprensiónsobreelmundo.Los profesores juegan un papel fundamental para una educación eficaz. Sinembargo,elinformedelaComisiónEuropea“EnseñanzadelasCienciasahora:unanueva pedagogía para el futuro de Europa” (Rocard et al., 2007) resalta que laforma tradicional de la educación científica tiene un impacto negativo sobre lasactitudesdelosniñosyniñashacialasciencias.Unaeducaciónencienciasefectivarequiere que los maestros y maestras controlen y comprendan los contenidoscurriculares pero, como el mismo informe Rocard (2007) señala, la falta deconocimientocientíficoporpartedealgunosdeellosenlaeducaciónprimarialeshaceevitarlosmétodosbasadosenlaindagación,queimplicamayorcomprensiónintegradadelasciencias.

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3. Metodología:

3.1.-Diseñoexperimentalyvariables.Se siguióundiseñoex-post facto factorialmixto, de carácter sincrónico, condosfactores:elmomentodelaformaciónenciencias(inmediatamenteantes/despuésdedichaformaciónenelGrado)comofactorentresujetos,yeláreaespecíficadelconocimiento a estudiar, tanto en conceptos como en procedimientos científicoscomofactorintra-sujeto.Lasvariablesdependientessondos:

a) elconocimientoconceptualsobrecienciasaniveldeprimaria,b) yelconocimientosobreprocesoscientíficos.

Porrazonesasociadasalasposibilidadesdeaccesoalossujetosinformantes,cadaalumnocumplimentósolamenteunodelosdoscuestionarios(sobreconocimientobienconceptual,bienprocedimental).

3.2.-Muestra.Las poblaciones consideradas para este estudio están formadas por todos losestudiantes que cursan el Grado de Maestro/a en educación primaria enuniversidades públicas de la Comunidad Valenciana y que se encuentran en elcursodondeseinicia/acabalaformaciónencienciaspropiadelGrado.Untotalde1400 alumnos/as (N1) conforma la población en el primer momento, es decir,aquellos que todavía no han recibido la formación en ciencias, mientras que lapoblación en el segundo momento, una vez recibida la formación, es de 1050sujetos (N2). Estas cantidades se obtuvieron de datos expresados por lasdiferentes universidades en sus páginas web oficiales (grupos en cada curso,númerodeplazasofertadascadaaño,tasadeabandonos,etc.).Las muestras asociadas a cada una de las medidas realizadas (conceptos yprocedimientos),asícomoelerrormuestralencadacasoalniveldeconfianzadel95%,sepresentanenlatabla1.Tabla1.Población,muestrayerrormuestralencadamomento.

Momento Población(N)

Conceptos Procedimientos

Muestra Errormuestral Muestra Error

muestral1 1400 289 5,1% 308 4,9%2 1050 270 5,1% 286 4,9%Comopuedeapreciarse,paraunniveldeconfianzadel95%losrespectivoserroresdemuestreo resultantes están en torno al 5%. Por tanto, consideramos que las

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muestras son suficientemente representativas de las poblaciones mencionadas(Calvo,1978).3.3.-Medidasymateriales.LamedidadelconocimientoconceptualsebasaenuninstrumentodesarrolladoyvalidadoporAutores(2014)paramaestrosdeeducaciónprimariaen formación.Traslavalidacióndeesteinstrumento,secreóunasegundaversiónqueconstade30ítemsdeelecciónmúltipleyquefuelaquefinalmenteseutilizó(KR-20=0,67).Los30ítemstienenunanaturalezapuramenteconceptualyseclasificanencuatrobloquesdecontenidos(elentornoysuconservación;diversidaddelosseresvivos;salud y desarrollo personal; y materia y energía) de acuerdo al currículum decienciasdeEducaciónPrimariaenEspaña.Lavaloraciónfinalseobtienesumandolos resultados conseguidos en los 30 ítems: asignando 1 punto a las respuestascorrectas y 0 a las incorrectas. El apéndice 1muestra algunos de los ítems queformanestecuestionario.El conocimiento procedimental de los y las estudiantes se analizó mediante uncuestionario de 30 ítems de elección múltiple que evalúa destrezas en 5habilidades procedimentales diferentes (identificar y controlar variables;establecer hipótesis; definir operacionalmente; interpretar gráficas y datos; ydiseñarexperimentos).Suvalidezyfiabilidad(calculadaporelmétododelasdosmitades: 0,81) fue determinada por Monde-Monica (2005). Como en elcuestionario anterior, el resultado también se obtiene por la suma de laspuntuaciones en cada uno de los 30 ítems, asignando un 1 a las respuestascorrectasyun0alasincorrectas.Elapéndice2muestraalgunosdelosítemsqueformanestecuestionario. 3.4.-ProcedimientoTrasobtenerlospermisosoportunos,seacudiópersonalmenteacadauniversidadpública de la Comunidad Valenciana para obtener los datos. Se seleccionaronestudiantesdelgradodemaestrodeprimariaquea)estabanapuntodecomenzarsu formación en ciencias dentro del grado; b) acababan de finalizar todas lasmateriaspropiasdelaformaciónencienciasydidácticadelascienciasenelgrado.LosdatosrecogidosfuerontratadosestadísticamenteconelprogramaSPSSv.22.Mediante sendos análisis de la varianza se trató de determinar la existencia dediferencias significativas tanto en el conocimiento conceptual como en elprocedimentalantesydespuésdelaformaciónenciencias(Momento1-Momento2).Delmismomodo,elestadísticotStudentdegruposemparejadosnospermitióhacer lacomparaciónporparesentre losbloquesqueformanloscuestionarioseidentificarposiblespuntosfuertesydébilesenlosdostiposdeconocimientos.

4. Discusióndelosdatos,evidencias,objetosomateriales

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4.1-Conocimientosconceptuales.Engeneral, los resultadospromedios sonmedios (figura1), aunque teniendoencuentaque sonestudiantesuniversitariosy se tratade conocimientos científicosbásicos,sepodríaesperarvaloresmayores.Elbloque“Ladiversidadde losseresvivo”eselqueobtienemejoresresultadosantesde la formación(M=0,54).Trasrecibir la formación,elbloque “Elentornoysuconservación”esquepresentaelpromedio más elevado (M= 0,63). Por otro lado, el bloque “Salud y desarrollopersonal” evidencia los peores resultados tanto antes, como después de laformación(M=0,45y0,55respectivamente).Figura1.Resultadosconceptosantes/despuésdelaformaciónymediatotal.

El análisis de la varianza del promedio global de conceptos, incluyendo comofactorinter-sujetoslafasedelaformaciónencienciasycomofactorintra-sujetoslos distintos bloques de contenidos que forman el cuestionario sobre conceptoscientíficos, muestra que ambos factores tienen un efecto significativo sobre elpromedio global con tamaños de efecto grandes, aunque no así su interacción(Tabla2).Tabla2.Análisisvarianzapromedioglobalconceptos.

Efecto F gl p h2 PMomento 9427,223 1,000 ,000 ,944 1,000*Bloque 29,988 3,000 ,000 ,139 1,000*BloquexMomento 1,958 3,000 ,119 ,010 ,505

*EstadísticoLambdadeWilks

0,500,54

0,45

0,53 0,51

0,63 0,62

0,550,60 0,58

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

Entorno Diversidad Salud Materia MediaT

Antes

Después

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Estos resultados nos permiten asumir que los conocimientos conceptuales quepresentan los alumnos varían significativamente tras la formación en cienciasrecibidadurantesusestudiosuniversitarios.Porotrolado,tambiénnosmuestranqueexistendiferenciassignificativasentrelosbloquesdecontenidosconceptualesque forman el cuestionario, pero que estas diferencias son similares antes odespuésdelaformación.Lafigura1permiteapreciarqueelbloque“Saludydesarrollopersonal”presentadiferenciasconrespectoatodoslosdemásbloque,queelestadísticot-Studentdegrupos emparejados permite confirmar tanto antes de la formación (|t(288)|>2,542;ps<0,012),comodespuésdelamisma(|t(269)|>3,712;ps<0,001).

4.2-ConocimientosprocedimentalesLas medias totales obtenidas antes y después de la formación (figura 2) sonconsiderablementemáselevadasquelasdeconocimientosconceptuales.Detodoslosbloquesquecomponenel cuestionario, elpertenecientea “Interpretacióndelgráficasydatos”presentalamediamáselevadasantesdelaformaciónenciencias(M= 0,78). Tras recibir dicha formación, el bloque “Interpretación de gráficas ydatos” vuelve a ser el quemayor puntuación obtiene (M=0,82), aunque en estecasojuntoconelbloque“Identificacióndevariables”(M=0,82).Elbloqueconlospeores resultados antes y después de la formación es el relativo a “Diseño deexperimentos”(M=0,43y0,44respectivamente).Figura2.Resultadosprocedimientosantes/despuésdelaformaciónymediatotal.

Elanálisisdelavarianzadelpromedioglobalenprocedimientostambiénserealizaincluyendo como factor inter-sujetos la fase de la formación en ciencias y comofactorintra-sujetoslosdistintosbloquesdecontenidosqueformanelcuestionariosobrehabilidadesprocedimentales.Aligualqueenelcasoanterior,elmomentoen

0,76

0,520,59

0,78

0,43

0,62

0,82

0,530,61

0,82

0,44

0,64

0,000,100,200,300,400,500,600,700,800,90

Antes

Después

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el que se encuentran los estudiantes (antes/después de la formación) tuvo unefecto significativo con gran tamaño del efecto sobre el promedio global, yaparecieron diferencias significativas entre los bloques de procedimientosdistintos que conforman el cuestionario (tabla 3). La interacción de los dosfactoresnotuvounefectosignificativo.Tabla3.Análisisvarianzapromedioglobalprocedimientos.

Efecto F gl p h2 PMomento 15183,089 1 ,000 ,962 1,000*Bloque 404,484 4,000 ,000 ,733 1,000*BloquexMomento 2,021 4,000 ,090 ,014 ,606

*EstadísticoLambdadeWilksLacomparacióndeparesbloquesdeprocedimientostantoantescomodespuésdelaformación,mostródiferenciassignificativasentrecadapareja(Antes:|t(307)|>4,618; ps< 0,001; Después: (|t(285)|> 4,951; ps< 0,001 ), excepto en el caso de“Identificacióndevariables”e“Interpretacióndegráficasydatos”(Antes:t(307)=-1,688;p=0,09;Después:t(285)<1),endondelospromediossonbastantealtos.Tambiénesderesaltarlosbajospromediosenelbloque“Diseñodeexperimentos”y,enmenormedida,enelbloque“Formulacióndehipótesis”,condiferenciasmuypequeñasentrelaspuntuacionesalcanzadasantes/despuésdelaformación.

5. Resultadosy/oconclusionesElobjetivodeesteestudiofueconocerlasituacióndelaformacióncientíficadelosmaestros/as de educación primaria en formación y así poder utilizar estainformaciónparaeldesarrollodefuturosplaneseducativos.Los resultados obtenidos, para muestras que se consideran representantesaceptablesdelosestudiantesdemagisteriodeprimariaenuniversidadespúblicasde laComunidadValenciana,muestranun incrementosignificativoenelniveldeconocimientos conceptuales y procedimentales tras recibir la formación enciencias,contamañosdelefectograndes.En lo referente a los bloques que forman cada uno de los cuestionarios, parececlaro que los estudiantes presentan unos conocimientos conceptualessignificativamentemenores en el bloque “Salud y desarrollo personal” que en elresto de bloques y es donde debe hacerse especial hincapié en los planeseducativos, sin descuidar la formación en el resto de bloques, puesto que losresultadosnosontanbuenoscomocabríaesperarparaestudiantesdeestenivelacadémico. En habilidades procedimentales se deberían reforzar los contenidos

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sobreelbloque“Diseñodeexperimentos”.Obtienelospeoresresultadosyapenasmejorantraslaformaciónenciencias.Aunqueconunospromediosalgomayores,ocurrelomismoconelbloque“Formulacióndehipótesis”.

6. BibliografíaAcevedo, J.A. (2004). Reflexiones sobre las finalidades de la enseñanza de las

ciencias: Educación científica para la ciudadanía. Revista Eureka sobreEnseñanzayDivulgacióndelasCiencias,1,3-16.

Autores (2014). Spanish pre-service primary teachers' knowledge of scienceconcepts: an instrument for its assessment. Manuscrito enviado para supublicación.

Calvo,F.(1978).Estadísticaaplicada.Bilbao:DeustoGil,D.,yVilches,A.(2006).Educaciónciudadanayalfabetizacióncientífica:mitosy

realidades.RevistaIberoamericanadeEducación,42,31-53.Monde-Monica, K. M. (2005). Development and validation of a test of integrated

scienceprocessskillsforthefurthereducationandtraininglearners.Master'sthesis,UniversityofPretoria.

National Research Council. (1996). National Science Education Standards.Washington, DC: National Academy Press. Recuperado el 25 de enero de2015 de: http://www.nap.edu/catalog/4962/national-science-education-standards).

Rocard,M.,Csermely,P.,Jorde,D.,Lenzen,D.,Walwerg-Henriksson,H.yHemmo,V.(2007). Science Education Now: A Renewed Pedagogy for the Future ofEurope.Europeancommission.CommunityResearch.Recuperadoel13demarzo de 2014 de: http://ec.europa.eu/research/science-society/document_library/pdf_06/report-rocard-on-science-education_en.pdf).

Miller, J. D. (1998). The measurement of civic scientific literacy.PublicUnderstandingofScience,7(3),203-223.

Apéndice1.Extractodeltestdeconocimientoscientíficos.

Pregunta Opcionesderespuesta*1.¿Quénombrerecibeelmovimientoque la Tierra realiza alrededor delSol?

a)Rotación b)Precesiónc)Traslación* d)Circunferencia

12. ¿Qué nombre reciben las hojasqueformanelcálizdeunaflor?

a)Sépalos* b)Estambresc)Pétalos d)Corola

28.¿Quéclasedecambioscausanlasmodificacionesenlacomposicióndelamateria?

a)Cambiosfísicosb)Cambiosquímicos*c)Cambiosbiológicos

d)ningunodeellos,lamaterianovaría.

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Apéndice2.Extractodeltestdeconocimientossobreprocesoscientíficos.

Pregunta Opcionesderespuesta*2.Pedroqueríasabercuáldelostrestiposdesuelo(arcilloso,arenosoylimoso)seríamejorparacultivarjudías.Plantóplantonesdejudíaentresbotesdelmismotamaño,peroutilizandodiferentestiposdesuelo.Losbotessepusieroncercadeunaventanasoleadadespuésderegarlosconlamismacantidaddeagua.Lasplantasdejudíafueronexaminadasalcabodediezdías.Lasdiferenciasensucrecimientofueronregistradas.¿Quéfactorcreesquemarcóunadiferenciaenlastasasdecrecimientodelosplantonesdejudía?

a)Lacantidaddesoldisponibleb)Eltipodesuelousado*c)Latemperaturadelentorno

d)Lacantidaddeclorofilapresente

8.Ungranjeroquiereaumentarlacantidaddeharinososqueproduce.Decideestudiarelfactorqueafectalacantidaddeharinososproducida.¿Cuáldelassiguientesideaspodríaprobar?

a)Cuantomayorsealacantidaddeharinososproducida,mayoresbeneficiosporañob)Cuantomayorsealacantidaddefertilizantesusados,mayorcantidaddeharinososproducidos*c)Cuantomayorsealacantidaddelluvia,másefectivosseránlosfertilizantesusados.d)Cuantomayorsealacantidaddeharinososproducida,másbaratosmásbaratoeselcostedelosharinosos

13. Davidpiensaquecuantamáspresióndeairehayenunbalóndefútbol,máslejossemuevealgolpearlo.Parainvestigarestaidea,usavariosbalonesdefútbolyunabombadeaireconunindicadordepresión.¿CómodeberíaDavidprobarsuidea?

a)Chutarlaspelotasdefútbolconfuerzasdiferentesdesdeelmismopunto.b)Chutarlaspelotasdefútbolquetienendistintapresióndeairedesdeelmismopunto*c)Chutarlaspelotasdefútbolquetienenlamismapresióndeaireenángulosdiferentessobreelterrenod)Chutarlaspelotasdefútbolquetienediferentepresióndeairedesdedistintospuntossobreelterreno

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