LAS EMOCIONES EN LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE DE LAS ... · El área afectiva y emocional es crucial en la educación, para el aprendizaje, la enseñanza y la planificación curricular,

VICENTE MELLADO JIMÉNEZ

LORENZO J. BLANCO NIETO

ANA BELÉN BORRACHERO CORTÉS

JANETH A. CÁRDENAS LIZARAZO

LAS EMOCIONES EN LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE

DE LAS CIENCIAS Y LAS MATEMÁTICAS

VOLUMEN II

Vicente Mellado Jiménez Lorenzo J. Blanco Nieto Ana Belén Borrachero Cortés Janeth A. Cárdenas Lizarazo

Edita:

Grupo de Investigación DEPROFE ISBN: 978-84-15090-10-6 Depósito Legal: BA-490-2012 Impreso en España - Printed in Spain

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Indugrafic Artes Gráficas S. L.

Tel. 924 24-07-00

Agradecimientos: Este libro ha sido financiado por los Proyectos de Investigación EDU2009-12864 y EDU2010-18350 del Ministerio de Ciencia e Innovación, y EDU2012-34140 del Ministerio de Economía y Competitividad del Gobierno de España, por el Gobierno de Extremadura, por el Grupo de Investigación DEPROFE, por el Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales y Matemáticas, por la Universidad de Extremadura y por los Fondos Europeos de Desarrollo Regional.

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

Vicente Mellado Jiménez y Lorenzo J. Blanco Nieto ................................. vii

VOLUMEN I:

PRIMERA PARTE: LAS EMOCIONES DESDE LA PSICOLOGÍA ................... 1

Capítulo 1. Emociones: del olvido a la centralidad en la explicación del

comportamiento.

Mª Antonia Manassero Más ............................................................................ 3

Capítulo 2. Riesgos psicosociales, estrés laboral y Burnout en la actividad

docente.

Pedro R. Gil Monte .......................................................................................... 19

SEGUNDA PARTE: LAS EMOCIONES EN LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE DE LAS MATEMÁTICAS .................................................. 43

Capítulo 3. Desencadenantes del estrés y emociones en docentes de

matemáticas de secundaria. Estudio realizado con una escala de elaboración

propia.

Rosa Gómez del Amo, Lorenzo J. Blanco Nieto, Janeth A. Cárdenas Lizarazo y Eloísa Guerrero Barona .............................................................. 45

Capítulo 4. Resolución de problemas de matemáticas y evaluación: aspectos

afectivos y cognitivos.

Janeth A. Cárdenas Lizarazo, Lorenzo J. Blanco Nieto, Rosa Gómez del Amo y Eloisa Guerrero Barona .............................................................. 67

Capítulo 5. Emociones ante el uso de las TIC en Educación.

Luis M. Casas García, Ricardo Luengo González y Antonio Manuel Maldonado Miranda ....................................................................................... 89

Capítulo 6. La dimensión emocional ante la solución de problemas de

matemáticas en estudiantes con dificultades de aprendizaje.

Raúl Tárraga Mínguez, Mª Inmaculada Fernández Andrés y Gemma Pastor Cerezuela ............................................................................................ 103

iv Índice

Capítulo 7. La resolución de problemas y el dominio afectivo: un estudio con

futuros profesores de matemáticas de secundaria.

Juan Pino Ceballos ........................................................................................ 117

Capítulo 8. Tratamiento de la ansiedad hacia las matemáticas. Una

experiencia formativa con futuros profesionales de la educación.

Concha Iriarte Redín, Marta Benavides Rojas y María José Guzmán Suárez .............................................................................................. 149

Capítulo 9. Perfil motivacional y rendimiento académico en matemáticas de

alumnos de educación secundaria. Un examen con el PALS (Patterns of

Adaptive Learning Scales).

Mª Carmen González Torres y Fermín Torrado Montalvo ...................... 177

Capítulo 10. Influencia del dominio afectivo en el aprendizaje de las

matemáticas.

Santiago Hidalgo Alfonso, Ana Maroto Sáez, Tomás Ortega del Rincón y Andrés Palacios Picos ................................................................... 217

VOLUMEN II

TERCERA PARTE: LAS EMOCIONES EN LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS Y LA TECNOLOGÍA .................... 243

Capítulo 11. La educación científica y los factores afectivos relacionados con la

ciencia y tecnología.

Ángel Vázquez Alonso ................................................................................ 245

Capítulo 12. El aspecto afectivo en la enseñanza universitaria. Cómo cinco

profesores enseñan el enlace químico en la materia condensada.

Andoni Garritz Ruiz y Norma Angélica Ortega-Villar ............................ 279

Capítulo 13. La química ¿emociona?

Mercè Izquierdo Aymerich ......................................................................... 307

Capítulo 14. Relación entre las emociones sobre el aprendizaje y la enseñanza

de las ciencias en la formación inicial del profesorado de primaria.

María Brígido Mero, Mª del Carmen Conde Núñez y Mª Luisa Bermejo García ............................................................................................... 329

Capítulo 15. Estudio longitudinal sobre las emociones y actitudes del

alumnado de Maestro del Grado en Educación Primaria ante la enseñanza

de ciencias experimentales.

Mª Jesús Fernández Sánchez, María Brígido Mero y Ana Belén Borrachero Cortés ......................................................................................... 351

Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas v

Capítulo 16. Diferencias en las emociones como estudiante y docente de

asignaturas de ciencias de secundaria.

Ana Belén Borrachero Cortés, Emilio Costillo Borrego y Lina Viviana Melo Niño ....................................................................................................... 373

Capítulo 17. Emociones y autoeficacia de profesores de secundaria en

formación ante la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias.

Emilio Costillo Borrego, Javier Cubero Juánez y Florentina Cañada Cañada .............................................................................................. 395

Capítulo 18. Las emociones en las metáforas personales de futuros profesores

de Ciencias, de Economía y de Psicopedagogía.

Lucía Mellado Bermejo, María Luisa Bermejo García, Mª Isabel Fajardo Caldera y Mª Rosa Luengo González .......................................... 417

Capítulo 19. ¿Damos voz a las emociones? Evaluación de programas de

educación ambiental basada en el recuerdo.

Mª del Carmen García Rodríguez, Rut Jiménez Liso y Esther Prados Megías ................................................................................................ 439

Capítulo 20. Procesos metacognitivos, afectivos y sociales en el aprendizaje de

las reacciones químicas en alumnos de tercer ciclo, en Portugal.

Cristiana María Encarnação, Roque Jiménez Pérez y Bartolomé Vázquez Bernal ............................................................................................. 461

Capítulo 21. Percepción de las emociones en el alumnado de la asignatura de

Tecnología de Educación Secundaria Obligatoria.

García José Álvarez Gragera y José Ramón Canal Pérez ......................... 481

Capítulo 22. Estudio demoscópico de lo que sienten y piensan los niños y

adolescentes sobre la enseñanza formal de las ciencias.

Antonio Pérez Manzano y Antonio de Pro Bueno .................................... 495

Capítulo 23. El diario como elemento de cambio: construyendo el hilo.

Bartolomé Vázquez Bernal y Roque Jiménez Pérez .................................. 521

_________________________ Vázquez, A. (2013). La educación científica y los factores afectivos relacionados con la ciencia y la tecnología. En V. Mellado, L.J. Blanco, A.B. Borrachero y J.A. Cárdenas (Eds.), Las Emociones en la

Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas (pp.245-278). Badajoz, España: DEPROFE.

CAPÍTULO 11

LA EDUCACIÓN CIENTIFÍCA Y LOS

FACTORES AFECTIVOS RELACIONADOS

CON LA CIENCIA Y TECNOLOGÍA

ÁNGEL VÁZQUEZ ALONSO. Universidad de las Islas Baleares.

1. INTRODUCCIÓN

El área afectiva y emocional es crucial en la educación, para el aprendizaje, la enseñanza y la planificación curricular, atendiendo a las profundas y extraordinarias relaciones entre cogniciones y emociones. La psicología evolutiva y la moderna neurología confirman la profunda e intrincada conexión entre cogniciones y emociones, y en consecuencia, la influencia mutua entre el área afectiva y el aprendizaje. El aprendizaje, lo cognitivo (hechos, conceptos, teorías) y el pensamiento racional no pueden separarse artificialmente de los afectos (sentimientos, actitudes, emociones, etc.) porque todos interactúan intrínsecamente en el sistema límbico del cerebro (Damasio, 2005).

El ámbito afectivo en la educación general se caracteriza por introducir variables concretas como motivación, interés, emociones, auto-concepto, auto-eficacia, actitudes, creencias, valores, visiones del mundo, etc. que reflejan aspectos y rasgos de la experiencia personal. Así, la motivación es un concepto afectivo general que juega un papel esencial en el aprendizaje general de los estudiantes, bien directamente moderando el efecto en la enseñanza sobre el aprendiz, o bien, como mediador influyendo sobre otras variables como autoeficacia, valor de la tarea, interés o metas (Weiner, 1990).

246 La Educación Científica y los Factores Afectivos

En la didáctica de las ciencias se ignoraron las fuentes originarias de estos conceptos durante mucho tiempo, produciendo una investigación huérfana de fundamentos, que se ha convertido en su talón de Aquiles, como denunciaron Shrigley y Koballa (1992), quienes también propugnaron el retorno a las fuentes teóricas de la Psicología Social para evitar los grandes problemas metodológicos que desautorizaban muchos resultados de investigación. En la última década se han producido estos movimientos de fundamentación teórica del ámbito afectivo en la didáctica de las ciencias de la cual son una buena muestra dos manuales dedicados al tema (Alsop, 2005; Saleh y Khine, 2011).

2. CONCEPTO DE ACTITUD

La investigación afectiva en didáctica de la ciencia ha recibido la mayor contribución a través del manejo del concepto de actitud, nacido en la Psicología Social. Eagly y Chaiken (1993) definen la actitud como “una tendencia psicológica que se expresa por la evaluación de un ente específico con cierto grado de aprobación o desaprobación”. La tendencia psicológica se refiere a un estado interno de la persona, que no es una disposición o rasgo estable de la persona, y por ello, la tendencia actitudinal no se debe asimilar a una característica de la personalidad, de modo que las actitudes pueden ser aprendidas y desaprendidas, duraderas o cambiantes, importantes o intrascendentes. La evaluación refleja el aspecto central de la actitud, y engloba todo tipo de respuesta valoradora (cognitiva, afectiva, conductual, implícita o explícita) acerca del foco específico, que se denomina el objeto de la actitud. Las respuestas valoradoras pueden ser positivas o negativas, de aprobación o desaprobación, favorables o desfavorables, producir aproximación o alejamiento, exposición o evitación, atracción o aversión, aceptación o rechazo, etc.

La teoría de las actitudes denomina creencias a las respuestas cognitivas que son ideas o pensamientos acerca de atributos concretos de un objeto, aunque en otros contextos pueden recibir otros nombres (cogniciones, conocimientos, opiniones, informaciones o inferencias). Las respuestas afectivas se expresan como humor, emociones, sentimientos o actividad del sistema nervioso simpático y se expresan habitualmente como extremadamente positivas o negativas. Las respuestas conductuales incluyen acciones e intenciones de actuar que se expresan explícitamente.

Los procesos generadores de las actitudes y las respuestas que expresan evaluación actitudinal son de tres tipos básicos: cognitivos, afectivos y conductuales. Los cognitivos se refieren a todo tipo de información sobre el objeto que la persona traduce en creencias específicas que forman la actitud. Análogamente, la experiencia afectiva con el objeto genera actitudes, bien por el

Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas 247

mecanismo del condicionamiento operante (contigüidad entre objeto y experiencia afectiva) o por el sucesivo filtrado de las preferencias de la persona. Las respuestas conductuales refuerzan también las creencias, a través de la autopercepción de consistencia entre conducta previa y creencias.

Diversos modelos de la Psicología Social dan cuenta de la estructura interna de la actitud, aunque el más clásico es el modelo creencia-actitud, en el cual “las creencias se consideran los bloques constitutivos de las actitudes” (Eagly y Chaiken, 1993, p.103), es decir, una actitud se compone de un conjunto de creencias acerca de los distintos atributos de un objeto. Las creencias, por su especificidad, tienen un fuerte carácter propositivo, es decir, cada creencia es susceptible de expresarse en una idea; a su vez, una red de proposiciones correspondientes a las creencias sobre un objeto representan la actitud. En la relación creencias-actitud tiene gran importancia el grado de consistencia entre ambos, pues la estructura compleja de las creencias puede originar ambivalencia, es decir, la incoherencia parcial entre las diversas creencias sobre un objeto.

Figura 1. Articulación de creencias y actitudes, y su integración en valores y visión del mundo.

Las dos grandes cuestiones de la teoría de las actitudes son la relación entre actitudes y conducta futura, y los procesos de formación y cambio de actitudes. La relación actitudes-conducta es compleja, aunque uno de los modelos más aceptados es la teoría de la conducta planeada (TCP), que es una mejora de la teoría de la acción razonada, a raíz de las críticas suscitadas por esta última (Ajzen, 1991). La conducta se percibe como un fin, que depende, directamente, de la intención conductual y del control de la persona sobre la conducta, denominado control percibido de la conducta, que influye directamente sobre la conducta, e indirectamente también sobre la intención conductual. A su vez, la intención es determinada por la norma subjetiva y la actitud hacia la conducta, sobre las cuales (norma y actitud) actúa también el control percibido de la conducta.


Figura 2. Modelo esquemático de la teoría de la conducta planeada de Ajzen.

El modelo de la teoría de la conducta planeada de Ajzen (1991) se puede ilustrar con la conducta de un estudiante para decidir elegir (o no) física como asignatura para el curso siguiente. La conducta definitiva surge de un plan concreto de estudiar física el próximo curso (intención), que es determinado porque el estudiante considera viable el plan, porque le avalan sus notas anteriores y su agenda personal prevista (control conductual percibido), porque considera que estudiar física es importante, beneficioso y debe hacerlo (norma) y porque tiene una actitud positiva hacia la física.

La modificación y el cambio de actitudes carece de un modelo, aunque el propio modelo TCP puede ser útil; los estudios agrupan los mecanismos de cambio actitudinal en tres categorías: experiencia directa, experiencia socialmente mediada y cambio de conducta inducida por incentivos. Todas aparecen en la situación de aprendizaje en educación para el cambio actitudinal, porque las experiencias de aprendizaje en el aula se reconocen como actividades contextualizadas socialmente donde juegan un papel esencial los procesos de modelado, persuasión, logro de consensos y la influencia social entre iguales (actividades de aprendizaje cooperativas).

3. LAS ACTITUDES RELACIONADAS CON LA CIENCIA

A pesar de la centralidad de emociones y afectos en la educación en general, la investigación educativa acerca de los afectos en la educación científica es especialmente escasa y dispersa, y por ello, emociones y actitudes son bastante ignoradas en la enseñanza y aprendizaje de la ciencia.

Esta falta de atención es debida, por un lado, a factores de índole cultural ligados al legado del dualismo filosófico y psicológico, que afirman la independencia e incluso la supremacía de la cognición sobre la emoción; por otro lado, factores ligados a la filosofía positivista de la ciencia, que considera que solo


los factores epistémicos (lógica y hechos) contribuyen a la validación del conocimiento científico, excluyendo complementariamente todos los demás factores, entre los cuales, las emociones se consideran especialmente opuestas a la objetividad científica.

La moderna historia, filosofía, sociología y psicología de la ciencia ha contestado el modelo positivista de la ciencia, por irreal y cientifista, introduciendo en la actividad científica la consideración de otros factores no epistémicos, tales como los impactos sociales, la ética y los valores, las relaciones con la tecnología, el control social, el riesgo, la cooperación entre científicos, etc. contribuyendo a ampliar una nueva visión de la ciencia más naturalista y humanista. En este nuevo marco, afectos y emociones no son ya incompatibles con la naturaleza de la ciencia, sino parte de la misma, de modo que su papel central en la educación debe reconsiderarse activamente.

Una primera consecuencia de los afectos en la educación impacta sobre la comprensión del cambio conceptual, como núcleo del aprendizaje significativo en ciencias, que podría estar conducido por factores afectivos, no solo influido por ellos, a través de la determinación de si el aprendiz se implica en una vía superficial o profunda en el aprendizaje, y en consecuencia, si el cambio conceptual ocurre o no (Sinatra y Pintrich, 2003). En esta línea, la integración del binomio emoción-cognición en la motivación, realizada desde la psicología, es otra piedra angular para la educación en general, y para la enseñanza y aprendizaje de las ciencias en particular (Weiner, 1986).

El asunto central para definir bien una actitud es fijar con precisión el objeto de la actitud. Para ordenar los objetos, una primera taxonomía es la clásica división en dos categorías principales: actitudes hacia la ciencia y actitudes científicas (Gardner, 1975). Las actitudes hacia la ciencia comprenden todos los objetos (acciones, personas, situaciones o ideas) implicados en el aprendizaje de la ciencia (interés por la ciencia, actitudes hacia los científicos (personas) y su trabajo, y actitudes hacia los impactos sociales de la ciencia desde la perspectiva de la responsabilidad social). Las actitudes científicas serían el conjunto de objetos emanados del estilo de pensar y actuar de los científicos en las actividades de investigación (racionalidad, curiosidad, imparcialidad, pensamiento crítico, honradez, objetividad, humildad, escepticismo, creatividad, provisionalidad, etc.).


Para compendiar toda la carga multifacética de actitudes y ciencia se acuñó el concepto de actitudes relacionadas con la ciencia (Vázquez y Manassero, 1995) que otros investigadores han adoptado también sobre las mismas premisas analíticas (Rebello, Witzig, Siegel y Freyermuth, 2011). Este modelo de actitudes relacionadas con la ciencia se sistematizó en siete categorías agrupadas en tres dimensiones: enseñanza y aprendizaje de la ciencia y la tecnología, interacciones entre ciencia, tecnología y sociedad y conocimiento científico y tecnológico. Este modelo es equiparable a la estructura del banco “Views on Science, Technology, Society” (VOSTS), que sintetiza la orientación ciencia-tecnología-sociedad en la enseñanza de la ciencia (Aikenhead y Ryan, 1992).

Tabla 1. Taxonomía de las actitudes relacionadas con la ciencia y su correspondencia con las

dimensiones y contenidos del Cuestionario de Opiniones sobre Ciencia Tecnología y Sociedad.

TAXONOMÍA DE ACTITUDES

RELACIONADAS CON LA CIENCIA

CUESTIONARIO DE OPINIONES SOBRE CIENCIA TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (COCTS)

CATEGORÍAS DIMENSIONES CONTENIDOS Enseñanza y el aprendizaje de la ciencia y la tecnología

1. Elementos escolares de la

ciencia y la tecnología

5. Relación de la

ciencia escolar con la

sociedad

Relación entre las dos culturas Fortalecimiento social Caracterización de la ciencia en la escuela

2. Los productos del aprendizaje

de la ciencia y la tecnología

Interacciones entre ciencia, tecnología y sociedad

3. La imagen social de la ciencia

y la tecnología

4. Temas específicos de ciencia y

tecnología con incidencia social

2. Influencia de la

sociedad sobre la


Gobierno, Industria, Ejército, Ética Instituciones educativas Grupos de especial interés Influencia del público (los ciudadanos) sobre los científicos

4. Influencia de la


sobre la sociedad

Responsabilidad social de los científicos y los tecnólogos Contribución a las decisiones sociales Problemas sociales Resolución de problemas sociales y prácticos Contribución al bienestar económico Contribución al poder militar Contribución al pensamiento social


Conocimiento científico y tecnológico

5. Características de los

científicos y tecnólogos

6. Características de

los científicos

Motivaciones personales de los científicos Valores y normas que orientan a los científicos Ideología de los científicos Aptitudes necesarias para la ciencia Efecto del género sobre los procesos y productos de la ciencia Infrarrepresentación de las mujeres

6. La construcción colectiva

del conocimiento científico y

tecnológico

7. Construcción

social del

conocimiento

científico

Colectivización de la ciencia Decisiones científicas Comunicación profesional Interacciones profesionales por la competitividad Interacciones sociales Influencia de los individuos en el conocimiento científico Influencia nacional sobre el conocimiento científico y técnico Ciencia privada y ciencia pública

8. Construcción

social de la tecnología

Decisiones tecnológicas Autonomía de la tecnología

7. La naturaleza del

conocimiento científico y

tecnológico

1. Definiciones de

ciencia y tecnología

Concepto de ciencia Concepto de tecnología Investigación y desarrollo (I+D) Interdependencia entre la ciencia y la tecnología

9. Epistemología Características de las observaciones científicas Naturaleza de los modelos científicos y de los esquemas de clasificación Provisionalidad del conocimiento científico Hipótesis, teorías y leyes Enfoques metodológicos de las investigaciones Precisión e incertidumbre, razonamiento y supuestos en el conocimiento científico y tecnológico Status epistemológico del conocimiento científico Paradigmas versus coherencia de los conceptos a través de las disciplinas


El conjunto de dimensiones, categorías y contenidos de la tabla 1 ofrece un mapa abierto y bastante completo de los objetos potenciales de actitudes, que puede ser un útil instrumento para ayudar a definir con precisión las actitudes relacionadas con la ciencia.

Los estudios sobre actitudes desarrollados en didáctica de la ciencia en los últimos años, a pesar de su relativa escasez y debilidad, permiten extraer algunas conclusiones generales que se exponen aquí como una síntesis que permita servir de introducción a la investigación de las actitudes relacionadas con la ciencia (p.ej. Gardner, 1975; Osborne, Simon y Collins, 2003; Vázquez y Manassero, 1995).

Los estudiantes consideran que la ciencia escolar carece de relevancia para sus vidas.

El interés de los estudiantes hacia la ciencia escolar se desarrolla tempranamente (10 años), pero este interés hacia el aprendizaje de la ciencia en la escuela disminuye a lo largo de su carrera y es menor en los países más desarrollados tecnológicamente (Japón, EEUU, Europa).

El interés de chicos y chicas es similar, pero varía según los objetos; las actitudes de las mujeres hacia algunas materias (física, química, etc.) son más negativas que las de los hombres.

Una buena enseñanza de la ciencia debería contemplar la mejora del interés de los estudiantes por la ciencia como un objetivo educativo importante.

Los estudiantes desean realizarse y participar más autónomamente en las clases de ciencias.

Los resultados sobre la relación de las actitudes con diversos factores (resultados escolares, sexo, didáctica, aprendizaje, enseñanza, trabajos prácticos de investigación, etc.) son escasos, dispersos y no siempre coincidentes. La influencia de las actitudes sobre el rendimiento escolar son generalmente bajas.

Los factores extraescolares (museos, medios, TV, cine, libros, etc.) tienen un impacto poco duradero en las actitudes hacia la ciencia, aunque pueden actuar como resortes instantáneos.

Los cursos de ciencia integrada no alcanzan buenos resultados.

La manipulación de variables para la modificación de las actitudes (y en consecuencia de la conducta o resultados) es aún incipiente, pero, en todo caso, los profesores de ciencias desempeñan un papel crucial en el desarrollo y mejora de las actitudes.


Un instrumento clave para mejorar actitudes es hacer que los estudiantes perciban realista, explícita y adecuadamente el potencial de desarrollo que ofrecen las carreras de ciencias.

En suma, los resultados existentes apuntan un panorama lóbrego para la educación científica: los estudiantes consideran la ciencia escolar aburrida, difícil, vulgar y falta de relevancia, y en consecuencia, huyen de las especialidades científicas en la educación pos-obligatoria.

4. INSTRUMENTOS DE MEDIDA DE ACTITUDES

La medida de las actitudes relacionadas con la ciencia mediante cuestionarios ha sido muy debatida por los defectos de construcción de los instrumentos (Bennett, 2001). Algunas críticas:

Falta de precisión en la definición del objeto de actitud evaluado (validez).

Diseño defectuoso de los ítems o del cuestionario global.

Problemas empíricos y analíticos de fiabilidad y validez.

Carencia de estandarización de los resultados y procesos de los instrumentos.

Inadecuado análisis o interpretación de los resultados obtenidos.

Ausencia de un modelo teórico que fundamente el instrumento.

Fallo en relacionar el modelo teórico con el instrumento que recoge datos.

Una salida a estos problemas consiste en buscar nuevos métodos de construcción y análisis de cuestionarios y tipos de cuestionarios, que mejoren la calidad de la recogida de información, junto con la validez y la fiabilidad de sus aplicaciones y contribuyan a obtener visiones más profundas del iceberg de las actitudes. Una vía de esta alternativa intenta mejorar la calidad de la evaluación de actitudes a través de la interpretación de los resultados, pasando de la teoría clásica de los tests a la moderna teoría de los tests, a través de aplicaciones de análisis Rasch a las puntuaciones (p.ej. Kind y Barmby, 2011; Neumann, Neumann y Nehm, 2011). Otra vía intenta mejorar la calidad de la recogida de la información a través del perfeccionamiento de cuestiones más complejas, que articulan un amplio espectro de diferentes razones a valorar sobre el objeto de actitud.


Estas diferentes razones para aceptar o rechazar un objeto, si se construyen empíricamente, a partir de los análisis cualitativos previos de las respuestas de los respondientes, evitan objeciones. En este estudio se expone y desarrolla con cierto detalle el ejemplo más paradigmático de esta última vía, a través de los denominados cuestionarios empíricamente desarrollados, donde los entrevistados eligen y crean razones para valorar el objeto de actitud, y después, el investigador estructura las razones dadas por los entrevistados para construir el cuestionario definitivo.

Esta vía fue iniciada por Aikenhead y sus colaboradores en 1980 y continuada después por otros investigadores (Bennett, 2001). Por nuestra parte, hemos contribuido a desarrollar una versión en castellano (Cuestionario de Opiniones sobre Ciencia, Tecnología y Sociedad -COCTS) que combina la construcción empírica del cuestionario VOSTS con aportaciones metodológicas originales basadas en el escalamiento de las razones incluidas en cada una de las cuestiones, una mejora del método de respuesta (método de respuesta múltiple), la métrica de puntuación y la generación de índices estandarizados para la interpretación homogénea de puntuaciones (Vázquez y Manassero, 1999).

5. EVALUACIÓN DE ACTITUDES HACIA LA CIENCIA, LA TECNOLOGÍA Y LA SOCIEDAD Y NATURALEZA DE LA CIENCIA

Los cuestionarios desarrollados empíricamente son instrumentos normalizados de evaluación de actitudes que constituyen una alternativa válida a las metodologías cualitativas, especialmente, cuando se pretende realizar estudios representativos y comparativos con muestras grandes, pues su aplicación es más viable en tiempo, costes y recursos (Vázquez, Manassero y Acevedo, 2006).

Aikenhead y Ryan (1992) elaboran el banco VOSTS del cual se derivaron el Teacher's Belief about Science-Technology-Society (TBA-STS) de Rubba y Harkness (1993) y el Views on Science and Education Questionnaire (VOSE) de Chen (2006). Estos cuestionarios afrontan desde una perspectiva CTS múltiples aspectos de la ciencia, que incluye aspectos epistemológicos, las relaciones internas y externas entre la ciencia, la tecnología y la sociedad, e incluso actitudes hacia la educación científica. Lederman, Wade y Bell (1998) consideran que el VOSTS es un instrumento válido y útil para la evaluación de las opiniones de los estudiantes, ya que profundiza en las razones que tienen para sostener sus posiciones.


El COCTS es el resultado de la adaptación de los cuestionarios desarrollados empíricamente a la lengua y cultura españolas (Manassero, Vázquez y Acevedo, 2001, 2003) innovando su metodología de aplicación e interpretación, cambiando el limitado modelo de respuesta única por un nuevo modelo de respuesta y análisis múltiples, mucho más potente e informativo, que permite la utilización de la estadística inferencial, esencial para la investigación (Manassero, Vázquez y Acevedo, 2004; Vázquez et al., 2006).

Categorización de las frases del cuestionario mediante su escalamiento por un panel de jueces especialistas, para aplicar la métrica en el cálculo del índice actitudinal.

Cambio del modelo de respuesta única por otro de respuesta múltiple, que permite utilizar toda la información disponible en cada cuestión.

Creación de una nueva métrica que permita extraer de las respuestas múltiples toda la información que contienen y cuantificarlas fiablemente.

Definición de un índice actitudinal global normalizado con un significado métrico invariante, que estandariza válidamente todo el conjunto de respuestas emitidas.

Tabla 2. Texto de una cuestión del COCTS con su formato y las categorías asignadas por jueces en el

proceso de escalamiento, que son la base de la métrica y los índices.

10211 Definir qué es la tecnología, puede tener dificultad porque la tecnología sirve para

muchas cosas. Pero PRINCIPALMENTE tecnología es: Categoría

A. Muy parecida a la ciencia. Plausible B. La aplicación de la ciencia. Ingenua C. Nuevos procesos, instrumentos, maquinaria, herramientas, aplicaciones, artilugios, com-putadores o aparatos prácticos para el uso de cada día.

Plausible

D. Robots, electrónica, computadores, sistemas de comunicación, automatismos, tecnología.

Plausible

E. Una técnica para construir cosas o una vía de resolver problemas prácticos. Plausible F. Inventar, diseñar y probar cosas (por ejemplo, corazones artificiales, computadores, vehículos espaciales).

Plausible

G. Ideas y técnicas para diseñar y hacer cosas, para organizar a los trabajadores, la gente de negocios y los consumidores, para el progreso de la sociedad.

Adecuada

H. Saber cómo hacer cosas (instrumentos, maquinaria, tecnología.) Plausible 1. No entiendo la cuestión. 2. No sé lo suficiente sobre el tema para seleccionar una opción.

Estas mejoras metodológicas convierten al banco COCTS en un instrumento amplio, flexible, válido y fiable para la investigación de múltiples temas y cuestiones CTS, incluyendo epistemología y naturaleza de la ciencia.


El modelo de respuesta múltiple adoptado para el cuestionario COCTS pide a la persona encuestada que valore su grado de acuerdo o desacuerdo con cada una de las frases que contiene cada cuestión sobre una escala de nueve puntos, de modo que se maximiza la información disponible para evaluar la actitud (Vázquez y Manassero, 1999). Estas valoraciones directas se transforman después en un índice actitudinal, normalizado en el intervalo [–1, +1], mediante una métrica que opera teniendo en cuenta la categoría de cada frase (Adecuada, Plausible o Ingenua), y asignada previamente por un panel de jueces expertos en un proceso de escalamiento.

Los índices actitudinales de frases son los indicadores cuantitativos de las creencias, significando el grado de sintonía de la puntuación directa con el patrón categorial asignado por los jueces a las frases del COCTS. Cuanto más positivo y cercano al valor máximo (+1) es un índice, más adecuada e informada se considera la actitud; cuanto más negativo y cercano al mínimo (-1) la actitud se representa más ingenua o desinformada (Manassero et al., 2001). Promediando los índices de las frases se produce un índice global de cuestión que representa la actitud global hacia el tema planteado en la cuestión.

Esta metodología, basada en la respuesta múltiple en cada cuestión, supera y evita las dificultades metodológicas habituales de los instrumentos de evaluación (falta de validez, fiabilidad, percepción inmaculada, imposición de esquemas, obligación de elegir, etc.), aportando una evaluación cuantitativa válida y fiable, así como una fundamentación psicométrica más sólida de las medidas y contrastes estadísticos de hipótesis, como por ejemplo, delimitar las frases con las actitudes más positivas o negativas o determinar las diferencias más relevantes entre grupos mediante el grado de la probabilidad de significación (p < 0.01) y el tamaño del efecto de las diferencias (d > 0.30). Esta metodología cuantitativa también permite y fundamenta interesantes análisis cualitativos.


Tabla 3. Selección consensuada de cuestiones del COCTS que conforman los cuestionarios F1 y F2

aplicados en la investigación PIEARCTS.

Dimensiones Forma 1 (15 Cuestiones ) Forma 2 (15 Cuestiones)

a) Definición de ciencia y tecnología

F1_10111 ciencia F2_10211 tecnología

F1_10411 interdependencia F2_10421 interdependencia calidad de vida

b) Interacciones CTS F1_30111 interacción tríadica

Influencia de Sociedad en CyT

F1_20141 política del gobierno del país

F2_20211 industria

F1_20411 ética F2_20511 instituciones educativas

Influencia de CyT en Sociedad

F1_40161 responsabilidad social contaminación

F2_40131 responsabilidad social información

F1_40221 decisiones morales F2_40211 decisiones sociales

F1_40531 bienestar social F2_40421 Aplicación a la vida diaria

F2_50111 unión de dos culturas

Sociología Interna de CyT

F1_60111 motivaciones F2_60521 equidad de género

F1_60611 infra-representación de mujeres

F2_70211 decisiones científicas

F1_70231 decisiones por consensos

F2_70711 influencias nacionales

F1_80131 ventajas para sociedad

c) Epistemología F1_90211 modelos científicos F2_90111 observaciones

F1_90411 provisionalidad F2_90311 esquemas de clasificación

F1_90621 método científico F2_90521 papel de los supuestos

F2_91011 estatus epistemológico

El Proyecto Iberoamericano de Evaluación de Actitudes Relacionadas con la Ciencia, la Tecnología y la Sociedad (PIEARCTS) emprendió una evaluación en varios países iberoamericanos usando 30 cuestiones del COCTS (tabla 3) cuyos resultados muestran interesantes perfiles y diferencias entre grupos y países (Bennássar, Vázquez, Manassero y García-Carmona, 2010).

La figura 3 muestra un ejemplo del tipo de perfiles que se pueden obtener, en este caso para el conjunto de las 15 cuestiones de la forma 2 del COCTS que fueron respondidas por un grupo grande de profesores españoles en formación (N = 472). En la figura 3 se muestra el perfil de los índices medios de cada cuestión, distinguiendo entre dos subgrupos de profesores, quienes tienen una especialidad de ciencias (N = 250) y quienes tienen una especialidad de humanidades (N = 222). Al mismo tiempo, se superpone la línea que evalúa comparativamente, para cada cuestión, el parámetro tamaño de las diferencias entre los dos grupos (calculado restando ciencia menos humanidades).


Los resultados permiten identificar las fortalezas de las actitudes de los profesores en formación a través de las cuestiones que logran los índices más altos (cuestiones F2_10421, F2_20211, F2_40131). También se pueden identificar las debilidades, que este caso corresponden a los índices medios más bajos del grupo (cuestiones F2_10221, F2_10421, F2_90311).

La comparación entre profesores con especialidades de ciencias y humanidades permite comprobar si la formación científica dota de una mejor comprensión de las cuestiones CTS en comparación con sus homólogos de humanidades. Los resultados del tamaño del efecto de las diferencias revelan que nueve de las cuestiones no exhiben diferencias relevantes entre ambos grupos (d < .30). De las seis cuestiones restantes, que muestran diferencias importantes entre ambos subgrupos, en tres de ellas los profesores en formación de ciencias tienen un índice medio mayor que el subgrupo de humanidades (F2_10421, F2_20511, F2_605211), mientras las diferencias tienen el sentido contrario en las tres cuestiones restantes (F2_40421, F2_70711, F2_90111). En suma, estos indicadores sugieren que la formación científica no da a los profesores una mejor comprensión y actitud hacia las cuestiones CTS que sus homólogos de humanidades, que no han recibido formación científica.

Figura 3. Índices medios de las 15 cuestiones de la forma 2 del COCTS mostrando el perfil de los dos subgrupos de profesores en formación, de ciencias y de humanidades, junto con el

valor del tamaño de las diferencias para cada cuestión.


Teniendo en consideración los resultados anteriores sobre todas las cuestiones, también se puede interpretar cualitativamente si los profesores tienen unas actitudes hacia estos temas que se pueda considerar suficiente para ejercer como profesores de ciencias. Por un lado, el indicador absoluto de las puntuaciones medias alcanzadas globalmente, incluso las más altas, no son muy positivas; por otro lado, el indicador relativo de la diferencias respecto a sus homólogos profesores en formación de humanidades no muestran diferencias netas en favor de los profesores de ciencias. En suma, la educación científica actual para los profesores de ciencias no está aportando una formación relevante sobre las cuestiones CTS que los prepare adecuadamente para enseñar sobre estas cuestiones a sus futuros alumnos.

La versatilidad y estandarización de las medidas alcanzadas con el COCTS permiten comparar perfiles de diferentes países. El primer rasgo que salta a la vista en la figura 4 es el parecido entre los perfiles de la variación los índices medios a lo largo de las cuestiones entre los diferentes países; aunque los perfiles no se pueden considerar idénticos, si que exhiben una forma bastante similar, por ejemplo, las cuestiones con los índices máximos (F1_30111, F1_40161) y mínimos (F1_20411, F1_40531) tienden a ser las mismas en la mayoría de los países, de modo que la forma del perfil resultante es muy similar entre ellos. Este resultado sugiere que, por encima de las diferencias educativas (currículos, profesores, organización, etc.) las cuestiones más y menos comprendidas tienden a ser, globalmente, las mismas.

Por el contrario, los distintos países muestran también diferencias muy notorias en algunas cuestiones y para algunos países. Precisamente, las cuestiones citadas con índices máximos (F1_30111, F1_40161) y mínimos (F1_20411, F1_40531) junto con las cuestiones F1_10411, F1_20141, F1_40221 y F1_90411 exhiben amplias diferencias entre los países; las cuestiones F1_60611, F1_70231 y F1_90621 exhiben diferencias mínimas entre los países.


Figura 4. Índices medios de las 15 cuestiones de la forma 1 del COCTS respondidas por un grupo muy grande de estudiantes jóvenes (17-18 años) de siete países diferentes.

Además, los resultados de la figura también permiten identificar aquellos países que tienden a presentar los mejores y peores resultados globales sobre el conjunto de cuestiones evaluadas. Este resultado, junto con el anterior, sugiere iniciar un análisis de los currículos científicos de los distintos países para intentar explicar las razones que conducen en cada país a los resultados anteriores, y en consecuencia, tomar las decisiones de política educativa que contribuyan a mejorar las actitudes de los estudiantes hacia las cuestiones CTS.

6. UNA PERSPECTIVA TRADICIONAL DE LAS ACTITUDES RELACIONADAS CON LA CIENCIA

En este apartado se presenta un estudio de actitudes relacionadas con la ciencia desde una perspectiva tradicional, es decir, evaluadas mediante cuestionarios o métodos diseñados por cada investigador, típicamente escalas Likert convencionales. El proyecto ROSE (Relevance of Science Education) es un estudio comparativo internacional que pretende identificar los factores afectivos cruciales para el aprendizaje de la CyT (Schreiner y Sjøberg, 2004; Sjoberg, 2005). Se presentan algunos resultados relevantes en una muestra de 774 estudiantes de 32 escuelas diferentes de las Islas Baleares en el último curso de la educación secundaria obligatoria (15-16 años) en 2005/2006.

Promedios estudiantes jóvenes (total)

-0,4

-0,3

-0,2

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

F1_10111 F1_10411 F1_20141 F1_20411 F1_30111 F1_40161 F1_40221 F1_40531 F1_60111 F1_60611 F1_70231 F1_80131 F1_90211 F1_90411 F1_90621

Cuestiones

ïnd

ice

s

A

B

C

D

E

F

G


La singularidad de ROSE radica en la definición de distintos objetos de actitud, cada uno evaluado con su correspondiente escala del tipo Likert de cuatro puntos (1 - 4), que se refieren a las actitudes de los estudiantes hacia la CyT (Mis opiniones sobre la ciencia y tecnología, 16 frases), la ciencia escolar (Las clases de ciencias, 18 frases), la conservación del medio ambiente (Los desafíos medioambientales y tú, 19 cuestiones), las expectativas de los estudiantes respecto a un trabajo futuro (Mi trabajo futuro, 27 frases), las experiencias extraescolares relacionadas con CyT y las preferencias e interés sobre de temas concretos de CyT. Por su interés preferente respecto a la educación científica se describen solo los resultados acerca de la ciencia escolar, y el resto se pueden encontrar en otro lugar (Vázquez y Manassero, 2007a, 2007b).

“Las clases de ciencias” es una escala formada por 18 frases sobre el aprendizaje de la ciencia escolar. La actitud global de los estudiantes hacia la ciencia escolar, como media de la escala, corresponde a una actitud intermedia, aunque ligeramente negativa. Los rasgos mejor valorados de la ciencia escolar son su utilidad para un trabajo futuro, que gusta más que otros tópicos escolares, es interesante, relevante e importante, aumenta la curiosidad para conocer, enseña a cuidar mejor la salud y a interesarse por cosas que no se explican todavía y ayuda a mejorar sus expectativas de carrera. Entre los rasgos valorados más negativamente aparecen la escasa intención de elegir una profesión relacionada con CyT, la poca incidencia de la ciencia en la educación del sentido crítico y cierta dificultad percibida como asignatura. Especialmente decepcionantes son los datos de las cuestiones referidas a la disposición de los estudiantes a enrolarse en estudios científicos o técnicos, mucho más bajos en el caso de las chicas.

Los resultados del estudio ROSE plantean un desafío global a la agenda de la educación científica. La buena imagen general de la ciencia contrasta abruptamente con la peor percepción de la ciencia escolar, que yugula las vocaciones científicas, pues los jóvenes estudiantes no están dispuestos a continuar estudios científicos o a buscar trabajos relacionados con la ciencia o la tecnología. Esto revela una cierta incapacidad de la ciencia escolar para promocionar una mejor imagen de la ciencia que pueda crear un contexto de generación de vocaciones científicas. En el mundo actual, el reto de lograr la alfabetización científica de todos y las vocaciones científicas necesarias para mantener el sistema de ciencia y tecnología es central para la educación científica.


Otro aspecto clásico de las actitudes son las preferencias por unos u otros temas y contenidos científicos. En el estudio ROSE, los estudiantes valoraron su grado de preferencia sobre una larga lista (119) de temas (Vázquez y Manassero, 2007b). La tabla 4 lista los temas más y menos interesantes para los chicos y chicas, notando que en ambos, la lista de las chicas es más larga que la de los chicos. Con todo, los temas más interesantes de chicos y chicas son bastante diferentes, aunque hay algunos temas comunes (sexualidad, sueños y vida fuera de la tierra); las chicas ofrecen una lista de temas menos interesantes más larga que los chicos, de modo que casi todos estos están incluidos en la lista de las chicas y son prácticamente bastante coincidentes.

Tabla 4. Lista de los temas más (mitad superior de la tabla) y menos (mitad inferior de la tabla)

interesantes para chicos y chicas de 15 años, listados en orden decreciente de la preferencia media (los

temas comunes a chicos y chicas tienen fondo oscuro).

CHICAS CHICOS Temas más interesantes

Por qué soñamos mientras estamos durmiendo, y

significado de los sueños

El sexo y la reproducción

Las enfermedades de transmisión sexual y la

protección ante ellas

Fenómenos que los científicos todavía no pueden explicar

Qué sabemos sobre SIDA y cómo controlarlo La posibilidad de vida fuera de la tierra

Cómo realizar primeros auxilios y usar equipo médico básico

Las enfermedades de transmisión sexual y la

protección ante ellas

Cáncer, lo que sabemos y cómo tratarlo Cómo hacer ejercicio para mantener el cuerpo fuerte y en forma

Desórdenes alimentarios, anorexia o bulimia

La sexualidad humana

Cómo hacer ejercicio para mantener el cuerpo fuerte y en forma

Cómo funciona la bomba atómica

Cómo actúan el alcohol y tabaco Explosivos Qué comer para mantenerse sano y en forma

Por qué soñamos mientras estamos durmiendo, y

significado

Cómo crecen y maduran los bebés La vida y la muerte y el alma humana La sexualidad humana Los aspectos biológicos y humanos del aborto

El sexo y la reproducción La transferencia de pensamiento, lectura de la mente, sexto sentido, intuición, etc.,

La posibilidad de vida fuera de la tierra Cómo actúan los diferentes narcóticos Cómo controlar epidemias y enfermedades


Temas menos interesantes El cultivo orgánico y ecológico sin uso de pesticidas y fertilizantes artificiales

Cómo los instrumentos musicales producen los

diferentes sonidos

Electricidad, cómo se produce y se usa en el hogar

Cómo crecen y se reproducen las plantas

Las plantas de mi región Los átomos y las moléculas

Cómo ha influido la electricidad en el desarrollo de nuestra sociedad

La cirugía plástica y estética

Cómo los instrumentos musicales producen los

diferentes sonidos

Las propiedades de gemas y cristales y cómo se

usan para el embellecimiento

Productos químicos, propiedades y cómo reaccionan

Biografías de científicos famosos

Cómo mejorar la cosecha en jardines y granjas

Los detergentes y jabones y cómo funcionan

Cómo se ha desarrollado el conocimiento sobre los átomos y otras cosas que no podemos ver

Las simetrías y patrones en las hojas y las flores

Cómo crecen y se reproducen las plantas Por qué los científicos de todo el mundo cooperan y a veces discrepan sobre los problemas científicos

Cómo se convierte el petróleo crudo en otros materiales, como plásticos y textiles

Los detergentes y jabones y cómo funcionan Los beneficios y los posibles riesgos de los modernos métodos de cultivo

Las simetrías y patrones en las hojas y las flores Cómo funciona una planta de energía nuclear

Los átomos y las moléculas Cómo funcionan las máquinas de gasolina y diesel

Biografías de científicos famosos

Las diferencias entre chicos y chicas se analizan en función del gran tamaño de la diferencia en interés. La tabla 5 lista los temas que presentan grandes diferencias de interés entre chicos y chicas de 15 años en orden decreciente del valor de la diferencia, desde la máxima diferencia hasta la menor de las relevantes. La mayoría de los temas con mayor interés de las chicas se refieren a temas biológicos y de salud o relacionados con la estética corporal. Por el contrario, los temas con mayor interés diferencial en favor de los chicos se refieren a física y tecnología.


Tabla 5. Lista de los temas que presentan grandes diferencias de interés entre chicos y chicas de 15

años, listados en orden decreciente del valor de la diferencia y según el signo de la diferencia.

Chicas >> Chicos Chicos >> Chicas Cómo crecen y maduran los bebés Cómo funcionan las máquinas de gasolina Desórdenes alimentarios, anorexia o bulimia Explosivos Los aspectos biológicos y humanos del aborto Cómo funciona la bomba atómica Por qué soñamos mientras estamos durmiendo, y significado de los sueños

Cómo funciona una planta de energía nuclear

Capacidad de lociones y cremas para mantener la piel joven

Las armas biológicas y químicas y sus efectos sobre el cuerpo humano

Cómo afecta a la piel la radiación del solarios y el sol

Cómo usar y reparar aparatos domésticos eléctricos y mecánicos

La cirugía plástica y estética Modernos inventos y descubrimientos en ciencia y tecnología

Astrología y horóscopos, y si los planetas pueden afectar a los seres humanos

Electricidad, cómo se produce y se usa en el hogar

Cáncer, lo que sabemos y cómo tratarlo Cohetes, satélites y viajes espaciales Las terapias alternativas (la acupuntura, homeopatía, el yoga, etc.) y su eficacia

Cómo se convierte el petróleo crudo en otros materiales, como plásticos y textiles

Qué sabemos sobre SIDA y cómo controlarlo Por qué los científicos de todo el mundo cooperan y a veces discrepan sobre los problemas científicos

Las enfermedades de transmisión sexual y la protección ante ellas

Las nuevas fuentes de energía del sol, viento, las mareas, las olas, etc.,

Cómo realizar primeros auxilios y usar equipo médico básico

Cómo ha influido la electricidad en el desarrollo de nuestra sociedad

Cómo se desarrolla y funciona el cuerpo humano

El uso del láser para propósitos técnicos (lectores de CDs, de códigos de barras, etc.)

Epidemias y enfermedades que causan gran mortandad

Los beneficios y los posibles riesgos de los modernos métodos de cultivo

La herencia y los genes, cómo dirigen nuestro desarrollo

Cómo se ha desarrollado el conocimiento sobre los átomos y otras cosas que no podemos ver

La transferencia de pensamiento, lectura de la mente, sexto sentido, intuición, etc.,

La vida en la ingravidez del espacio

Existencia de fantasmas y brujas Cómo han cambiado nuestras vidas los desarrollos tecnológicos

Cómo crece y madura el cuerpo humano Los átomos y las moléculas Cómo actúan el alcohol y tabaco Cómo controlar epidemias y enfermedades Porqué se forma y cómo vemos el arco iris Por qué las estrellas centellean y el cielo es azul Qué comer para mantenerse sano y en forma El control de la natalidad La vida y la muerte y el alma humana Cómo el ojo puede ver la luz y los colores Las propiedades de gemas y cristales y cómo se usan para el embellecimiento


El análisis de las preferencias de los estudiantes sobre los diferentes temas científicos plantea el grave problema de lograr un currículo inclusivo para chicas y chicos, centrado en un equilibrio entre alto interés y diferencias de género mínimas.

Otro aspecto importante de las actitudes es el descenso constante e importante que sufren en la adolescencia de los estudiantes. El análisis empírico de la evolución longitudinal en el tiempo de algunos rasgos de las actitudes hacia la ciencia escolar (interesante, fácil, materia que gusta más que otras, útil, importante, etc.) presenta un descenso general, a medida que crece la edad de los estudiantes para ambos sexos. Las figuras 6 y 7 muestran la evolución temporal media de los estudiantes que valoran cuan interesante y fácil es la ciencia desde el grado 4 (cuarto curso de educación primaria) hasta el grado 9 (tercer curso de educación secundaria obligatoria). Con la excepción de algún pequeño repunte, debido a que la muestra obtenida fue pequeña y de conveniencia, el perfil de deterioro y declive general de las actitudes hacia los diferentes rasgos de la ciencia escolar es evidente y constante (Vázquez y Manassero, 2008).

Figura 5. Evolución a lo largo de los grados (4-9) del grado de interés hacia la ciencia escolar de chicos y chicas.

Las actitudes en los primeros años son positivas y van disminuyendo al aumentar la edad y los chicos tienen mejores actitudes que las chicas. El descenso afecta, principalmente, a las actitudes hacia algunos aspectos de la ciencia escolar, como el ejemplo mostrado, mientras los aspectos generales de la imagen de la ciencia y la tecnología o la preservación del medio ambiente no exhiben este deterioro con la edad.

Actitudes básicas hacia la ciencia escolar de chicos y chicas

Interesante

2,10

2,30

2,50

2,70

2,90

3,10

3,30

3,50

3,70

3,90

4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00

Grados

Acu

erd

o

CEinter8 CHICOS

CEinter8 CHICAS


Figura 6. Evolución a lo largo de los grados (4-9) de la facilidad de la ciencia escolar percibida por chicos y chicas.

Las implicaciones didácticas del declive actitudinal hacia la CyT para la enseñanza y el aprendizaje de la CyT son directas y demoledoras. Por un lado, este declive se supone responsable de que cada vez menos jóvenes eligen asignaturas, carreras y profesiones de CyT y la consiguiente preocupación en torno al descenso de las vocaciones científicas (Gago, 2004). Por otro lado, confirma una gran paradoja educativa: tras varios años de estudiar ciencia en la escuela, los estudiantes empeoran sus actitudes hacia la CyT escolar. El mensaje de esta paradoja ya ha sido denunciado por autoridades de la didáctica de la ciencia como Fensham (2004): el desinterés hacia la ciencia escolar es el problema más dramático de la educación científica; este estudio apoya empíricamente esta intuición. Su mejora depende de una especial y vigorosa atención a los aspectos actitudinales, afectivos y emocionales en el aula de ciencias, en lugar de su relegación u olvido (Vázquez y Manassero, 2007a, 2007b y 2007c, 2007d). Urge orientar afectivamente la enseñanza de la ciencia en la escuela, al menos, para evitar el declive actitudinal y el alejamiento de los alumnos por aborrecimiento, generando curiosidad y motivando el aprendizaje, mediante un currículo y actividades escolares apropiadas, que sean, a la vez, interesantes y relevantes para los estudiantes y para la sociedad, como han venido sugiriendo desde diversas orientaciones de ciencia, tecnología y sociedad, alfabetización científica o humanísticas (Aikenhead, 2006; Millar y Osborne, 1998; Vázquez, Acevedo y Manassero, 2005).

Actitudes básicas hacia la ciencia escolar de chicos y chicas

Fácil de aprender

2,10

2,30

2,50

2,70

2,90

3,10

3,30

3,50

3,70

3,90

4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00

Grados

Acu

erdo

CEfácil9 CHICOS

CEfácil9 CHICAS


7. LA INFLUENCIA DE LAS ACTITUDES SOBRE LA CONDUCTA: ELECCIÓN Y VOCACIÓN CIENTÍFICA

La función esencial atribuida a las actitudes es guiar la conducta. Esta relación es compleja, dependiente del contexto y difícil de predecir, aunque el modelo de la acción planeada de Ajzen ayuda en esta empresa. En este apartado se ofrecen dos ejemplos de aplicación de los datos actitudinales recogidos con el proyecto ROSE en la predicción de dos conductas académicas de los estudiantes: la elección de una materia de ciencias (frente a otras) y la intención de fomentar una vocación científica.

7.1. Elección de asignatura.

El estudio sobre la elección de una materia de ciencias, frente a otras materias, trata de explicar la elección normativa en el cuarto curso de la ESO del sistema educativo español, donde los estudiantes pueden elegir dos materias científicas (Biología-Geología y Física-Química) frente a otras materias. La variable dependiente (conducta) es dicotómica (eligen una asignatura de ciencias o no) y el estudio trata de predecir esta decisión en función de las variables actitudinales de ROSE, las cuales se han reducido a un conjunto de factores mediante un análisis de componentes principales de las variables actitudinales originales. Para ello, se aplica un análisis discriminante que contrasta la capacidad predictiva de estos factores respecto a la elección sobre tres grupos de estudiantes, según sexo y tipo de educación (chicos y chicas en coeducación y chicas solas de educación diferenciada).

Tabla 6. Factores significativos y coeficientes estandarizados de la función discriminante obtenidos

del análisis discriminante para la muestra total y los grupos chicas (educación mixta), chicos

(educación mixta) y chicas solas (educación diferenciada).

Muestra total Chicas Chicos Chicas solas

Factores Significativos

Coef. Factores significativos



Coef.

ESCOLAR 0,4065 GRANJA 0,6602 TICS 0,8456 GRANJA -0,6711

TICS 0,5397 PROGRESO 0,7552 INTERÉS 0,5834 ENFERMEDAD 0,6493

PROGRESO 0,3862 AUTO_ ACTUALIZACION

0,3210

ENFERMEDAD 0,5082

INTERES 0,2987


El análisis discriminante tiene como objetivo distinguir los rasgos que influyen significativamente en la elección de ciencias, pero cuando las variables que realizan esa discriminación son tan diferentes entre chicos, chicas y chicas solas, la conclusión más directa que debe extraerse de este hecho es que la decisión de elegir o rechazar las ciencias se toma por razones diferentes en cada uno los tres grupos, mostrando cada uno su perfil propio. Así, la frecuente experiencia con TICs es el factor más decisivo de la elección entre los chicos; análogamente, la percepción de una imagen de Progreso en CyT es el factor más relevante entre las chicas y las bajas experiencias de Granja (negativo) y altas de Enfermedad son los factores decisivos para las chicas solas.

7.2. La vocación científica

Los patrones actitudinales de la vocación científica y tecnológica en chicas y chicos que acaban la educación obligatoria se han analizado empíricamente mediante un modelo de regresión lineal, donde la vocación científica se predice a partir de un conjunto de 20 factores actitudinales obtenidos de la factorización de las variables de actitudes relacionadas con la ciencia y la tecnología del estudio ROSE y con énfasis en las diferencias entre chicos, chicas y chicas solas. La variable dependiente, la intención vocacional científica, se define como una variable compuesta por las respuestas de los estudiantes a las tres cuestiones siguientes: me gustaría llegar a ser un científico, me gustaría estudiar tanta ciencia como pueda en la escuela y me gustaría conseguir un trabajo en tecnología.

El resultado más destacable del análisis es la gran proporción de la varianza de la intención vocacional (superior a 40%) explicada por las variables independientes actitudinales (predictores) en la muestra total, si se compara con estudios predictivos similares que suelen obtener valores menores. Este resultado empírico justifica por sí solo afirmar que la educación de las actitudes en la clase de ciencias puede ser el factor más importante para construir una vocación científica y tecnológica, y para interesar o excluir a los estudiantes de la alfabetización científica.

Los predictores relevantes y coincidentes para los tres grupos son el factor de actitudes hacia la ciencia escolar (muy superior a los demás) y la participación en actividades de bricolaje; ambos son los predictores más universales y potentes de la vocación; chicos y chicas también comparten el factor de la imagen de progreso de CyT. Los indicadores anteriores, importantes, positivos y comunes, y por tanto independientes del sexo, tienen implicaciones directas para la educación científica escolar.


Tabla 7. Parámetros de la regresión de la vocación para los tres grupos de la muestra usando todos los

predictores con el método selectivo paso a paso hacia delante usando los criterios estandarizados de

significación para entrar (p < 0.05).

TOTAL CHICAS CHICOS CHICAS SOLAS

Predictores significativos

Beta R2 Predictores significativos



Beta R2

ESCOLAR 0,511 0,261 BRICOLAJE 0,150 0,272 OCIOSO -0,130 0,294 OCIOSO -0,170 0,372

BRICOLAJE 0,237 0,317 PROGRESO 0,163 0,299 PROGRESO 0,168 0,317 BRICOLAJE 0,269 0,410

PROGRESO 0,144 0,338 USO_ APARATOS

0,124 0,317 BRICOLAJE 0,143 0,334 HOGAR_ ASTRON.

-0,258 0,469

USO_ APARATOS

0,105 0,349 INTERÉS 0,113 0,332 SOCIAL 0,119 0,350

SOCIAL 0,104 0,360 PODER_ FAMA

0,111 0,344 PERSONAL -0,097 0,359

HOGAR_ ASTRON.

-0,100 0,370 ENFERM. 0,094 0,354

OCIOSO -0,081 0,376 GRANJA 0,088 0,361

MEDIDAS 0,069 0,381 MEDIDAS 0,086 0,368 TRABAJO_ MEDIO

0,065 0,385

TICS 0,059 0,389

ENFERM. 0,058 0,392

GRANJA 0,057 0,395

INTERÉS 0,057 0,399

PODER _ FAMA

0,052 0,401

Beta: Coeficiente de regresión estandarizado de cada factor. R2: Cuadrado del coeficiente de regresión lineal total (proporción de varianza explicada de la vocación).

Las influencias del sexo y el tipo de educación en la vocación científica son también patentes a través de los resultados expuestos para los tres grupos de chicos, chicas y chicas solas. Además, la comparación entre el grupo de chicas y chicas solas (mismo sexo, diferente educación) sugiere también algunas reflexiones acerca de los potenciales efectos del tipo de educación (coeducación frente a educación diferenciada), pues los resultados parecen apuntar a una mayor superación de las chicas solas del pernicioso estereotipo femenino en CyT.

En suma, estos resultados verifican la influencia de las variables actitudinales generales sobre la vocación en CyT: si las variables del ámbito afectivo (actitudes, interés, experiencias, etc.) exhiben una relación intensa y directa con la vocación científica, el trabajo de aula basado en estas cualidades generará con mayor probabilidad actitudes, motivación e intereses más positivos hacia la CyT. La alta capacidad predictiva de las actitudes hacia la vocación ofrece un apoyo empírico de las líneas didácticas en ciencia y tecnología basadas en la educación de las actitudes en el aula de ciencias, como un elemento curricular cada vez más importante en la educación en CyT (Vázquez y Manassero, 2007b).


8. MOTIVACIÓN, EMOCIONES Y AUTOCONCEPTO EN LA EDUCACIÓN CIENTÍFICA

Las asignaturas de matemáticas y ciencias tienen fama de ser las más difíciles del sistema educativo, ya que sus tasas de fracaso son más altas. Otra línea de investigación del papel de las emociones en la educación científica se basa en las emociones suscitadas como consecuencia de las experiencias de éxito o fracaso en las tareas y resultados escolares de las asignaturas.

La teoría de la atribución causal de Weiner (1986, 1990) es el modelo más general que integra motivación y emociones en resultados de logro. El modelo parte de un resultado de logro, que la persona interpreta como éxito (meta alcanzada) o fracaso (meta no alcanzada) y lo relaciona, primariamente, con sentimientos de felicidad y tristeza / frustración, respectivamente. La persona busca la causa del resultado, que culmina en la atribución a una causa singular (p. e. capacidad, esfuerzo, tarea, suerte, interés, humor, atención, profesor, etc.), donde esfuerzo y capacidad tienden a ser las más frecuentes (Manassero y Vázquez, 1995a). Las causas se diferencian y se parecen en determinadas propiedades básicas subyacentes entre ellas, denominadas dimensiones causales, que determinan las emociones suscitadas por la atribución, que son diferidas, más ricas y específicas, y las que tienen consecuencias motivacionales para los estudiantes en el sentido que animan o disuaden determinadas conductas en el aprendizaje en el aula (Weiner, 1986).

Las dimensiones causales son el lugar de causalidad (internas o externas al estudiante), estabilidad (constantes o variables en el tiempo), controlabilidad (controlables o incontrolables), globalidad (generales o específicas de la situación) e intencionalidad (intencionales o no intencionales). La ubicación de la causa atribuida en el espacio dimensional tiene consecuencias relacionadas con las expectativas (Estabilidad) y las emociones, las cuales determinan y motivan las características de la conducta de aprendizaje futura (intensidad, latencia, persistencia, dirección, ...) y explican distintos aspectos motivacionales cualitativos, como la mejora motivacional después de un fracaso o después de un éxito (Manassero y Vázquez, 1995b). La tabla 8 resume las relaciones entre las emociones y la atribución específica.


Tabla 8. Emociones relacionadas con las distintas dimensiones de las atribuciones causales en función

del resultado de éxito o fracaso.

VARIABLES RELACIONADAS

Emociones Dimensiones de la Atribución Emociones

Autoestima, autoconcepto, autoeficacia

Éxito: orgullo, confianza

Interna Externa Éxito

Fracaso: incompetencia, humillación

Interna Externa Fracaso: vergüenza

Expectativas Indefensión, desamparo

Estable, global

Inestable, específica

Emociones de fracaso

Ira (de otro) Controlable, intencional

Incontrolable, no intencional

Compasión (de otro)

Culpabilidad (hacia el yo)

Controlable, intencional


Vergüenza

Emociones de éxito Elogio Controlable, intencional


Gratitud (hacia el otro)

En este marco teórico, se investigaron las relaciones mutuas entre de este tipo de motivación ligada a las emociones del éxito y fracaso, las calificaciones académicas reales obtenidas por los estudiantes en la asignatura de matemáticas, la atribución causal de las calificaciones escolares - escala de auto-atribución con cinco dimensiones causales (EDC5) para medir la estructura de la causa de la calificación atribuida por los estudiantes -, las variables del yo de los estudiantes (escala de autoeficacia y el cuestionario de autoconcepto), la motivación de los estudiantes valorada por dos escalas - escala atribucional de motivación de logro (EAML) y la escala de motivación académica (EMA) - y la valoración de la motivación por el profesor (Manassero y Vázquez, 1998).

Los resultados más interesantes se obtuvieron con métodos de regresión lineal múltiple, donde todas las variables citadas compiten empíricamente entre sí para explicar las calificaciones escolares de los estudiantes (variable dependiente). Este análisis permite discriminar los predictores afectivos más importantes a través del valor de la varianza de calificaciones explicada por los predictores (tabla 9).

En primer lugar se ha analizado la capacidad predictiva de cada variable separadamente sobre las calificaciones de matemáticas. Los resultados muestran que la capacidad predictiva más alta corresponde a la motivación percibida y valorada por el profesor, que pone de manifiesto la gran identidad entre calificaciones y motivación percibida, de modo que la evaluación de la motivación por el profesor parece muy sesgada por las calificaciones que el propio profesor ha valorado. Paralelamente, cabe destacar la capacidad predictiva de la motivación causal (49%).


El análisis de regresión lineal múltiple de la calificación escolar poniendo en competencia directa todas las anteriores variables muestra un valor muy relevante de la varianza del criterio (55%) explicada por los predictores. La selección paso a paso discrimina que los mejores predictores de las calificaciones son la motivación del profesor y la motivación causal y que no resultan significativos los predictores autoconcepto y motivación académica; el valor de la varianza apenas disminuye con esos pocos predictores (54%).

Tabla 9. Porcentajes de varianza explicada de las calificaciones escolares de matemáticas por las

variables de cada uno de los predictores de motivación por separado.

Escala de atribución

causal

Escala de motivación

causal

Escala de motivación académica

Escala de autoconcepto

Escala de autoeficacia

Motivación de

profesor

Predictores de las escalas

Lugar de Causalidadººº

Interés Intrínseca (3)º Matemáticoºº General

Estabilidadº Tarea / Capacidadº

Extrínseca (3)ºº Lenguaº Social

Controlabilidad Esfuerzoºº Desmotivación Padres Intencionalidadº Examenººº Académico

Globalidad Competencia Profesor

% Varianza explicada

11% 49% 12% 32% 3% 60%

º: Capacidad relativa de predicción de la variable respecto a las otras variables del instrumento.

Un segundo análisis de regresión como el anterior, pero donde se ha eliminado la motivación del profesor, que podría estar sesgada por el subjetivismo y la dependencia excesiva de sus propias calificaciones, muestra que la varianza común total con los criterios para la calificación escolar es un poco más baja (45%). La selección paso a paso muestra un insignificante descenso de la varianza común, siendo la motivación causal el mejor predictor de las calificaciones y la dimensión de estabilidad el otro predictor significativo; los predictores de autoeficacia, autoconcepto y motivación académica no aparecen en la ecuación de regresión final, y por tanto, no resultan significativos.

En suma, dejando aparte la motivación del profesor, los análisis ratifican la importancia como predictores de las calificaciones, de las variables relacionadas con la atribución causal (motivación causal y la dimensión de estabilidad), así como el alto valor alcanzado para la varianza común explicada por estos tres predictores.


9. EPÍLOGO

El problema más dramático que afronta hoy la educación científica es de orden afectivo: aburrimiento, desinterés y dificultad, que se traducen en huida de los estudiantes de las carreras científicas, cuando llega el momento de la elección de estudios o carreras (Fensham, 2004; Millar y Osborne, 1998; Rocard, et al., 2007).

Este estudio pretende clarificar e ilustrar la importancia y trascendencia de las actitudes relacionadas con la ciencia para la educación, la enseñanza y el aprendizaje. Partiendo de la tradicional relegación secular de las actitudes en las aulas, la didáctica de la ciencia necesita superar el concepto reduccionista y lego, y por ello, deformado, de actitud como simple interés hacia el aprendizaje de la ciencia o interés por su estudio o una asignatura, para pasar a un concepto más complejo, amplio, preciso y fundamentado de actitudes relacionadas con la ciencia, donde intervienen aspectos relacionados con historia, filosofía, sociología, imagen social y naturaleza de la ciencia (Vázquez y Manassero, 1995). Acudiendo a la Psicología Social, se ha intentado clarificar su concepto y medida, basada en la triple dimensión afectiva, cognitiva y conductual, que permite precisar y ampliar el tipo de constructos del ámbito actitudinal presentes en la investigación en didáctica de la ciencia.

Se ofrecen tres ejemplos actuales de investigación empírica de las actitudes relacionadas con la ciencia, que desarrollan distintas perspectivas y consecuencias para la práctica educativa. El primero de ellos se refiere a las actitudes relacionadas con los temas CTS, donde se incluyen el impacto mutuo entre ciencia y sociedad, ciencia y tecnología y tecnología y sociedad, junto con los aspectos sociales y epistemológicos (naturaleza de la ciencia) de CyT. Este ejemplo ofrece una metodología nueva en la construcción de cuestionarios actitudinales (empírica y cualitativa) y nuevos procedimientos de repuesta, que permiten la estandarización y comparabilidad de resultados, la aplicación de estadística inferencial para la interpretación de resultados y la posibilidad de evaluaciones de aula o incluso evaluaciones con grandes muestras, por su facilidad de aplicación, bajo coste y rapidez de obtener los resultados, superando así los defectos achacados a los cuestionarios de actitudes relacionadas con la ciencia (Eagly y Chaiken, 1993).

El proyecto ROSE es un estudio tradicional de actitudes que cubre un gran abanico de distintos objetos clásicos de actitudes relacionadas con la ciencia y ejemplifica la definición de distintos objetos actitudinales. Además, se ha usado aquí para presentar la capacidad predictiva de las actitudes respecto a dos conductas importantes para la enseñanza de la ciencia: la elección de una asignatura optativa de ciencias o la predicción de la vocación científica. Los


resultados de ROSE plantean cuestiones de ciencia y género, porque algunos rasgos de la ciencia son contrarios o no sintonizan bien con la identidad femenina, de modo que constituyen factores alienantes para las chicas, que terminan alejándose de la ciencia más que los chicos (Manassero y Vázquez, 2003).

Finalmente, se presenta un estudio de variables del ámbito afectivo utilizadas en la educación general, como son la motivación y algunas variables del yo, como autoeficacia y autoconcepto, y la atribución causal, relacionada con emociones específicas desarrolladas en los procesos atributivos en contextos de logro escolar (éxito y fracaso), cuyos resultados resaltan el concepto de motivación basada en la atribución causal como predictores de las calificaciones escolares.

El modelo educativo español de 1990 reconoció las actitudes (valores y normas) como objetivos y contenidos curriculares independientes de los tradicionales contenidos de conocimientos y procedimientos. Sin embargo, las actitudes específicas de las diferentes áreas y materias no se definieron con suficiente precisión (y sobre todo, no se incluyeron contenidos específicos de referencia), quedándose así en formulaciones retóricas, superficiales y repetitivas (interés por la materia, adherencia a normas, cuidado en el laboratorio, etc.), que perdieron su potencial eficacia para mejorar la enseñanza escolar. Cada uno de los estudios presentados recupera esta idea de la educación de los aspectos afectivos y actitudinales relacionados con CyT y genera consecuencias específicas para la enseñanza de la ciencia desde distintas perspectivas, contribuyendo a resaltar la honda influencia que el ámbito afectivo tiene en la educación científica.

Las emociones de los profesionales en su puesto de trabajo también son decisivas para lograr una enseñanza afectiva de calidad. Las emociones de los profesores en el ejercicio de la enseñanza, en el contexto de las clases y los centros educativos, constituyen otra laguna de la investigación educativa, que debe tener en cuenta los factores sociales, culturales y políticos de la enseñanza. La cuestión crucial sería abordar como los aspectos afectivos determinan el éxito o el fracaso en la enseñanza de la ciencia y la necesidad de afrontar el manejo de las emociones en la enseñanza como elemento central del desarrollo profesional y la profesionalidad docente (Zembylas, 2005).

Agradecimientos: Este trabajo ha sido financiado por una ayuda del Plan Nacional de I+D del Ministerio de Ciencia e Innovación (España), proyecto de Investigación EDU2010-16553.

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