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La investigación escolar como elemento metodológico para el

aprendizaje del tema enlace químico en grado 10-2 de la I.E Alberto

Carvajal Borrero

Iván Eduardo Bravo Bravo

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ingeniería y Administración

Escuela de Posgrados

Palmira, Colombia

2014

La investigación escolar como elemento metodológico para el

aprendizaje del tema enlace químico en grado 10-2 de la I.E Alberto

Carvajal Borrero

Iván Eduardo Bravo Bravo

Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de:

Magister en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales

Director:

I. A: Esp. PhD Jaime Eduardo Muñoz

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ingeniería y Administración

Escuela de Posgrados

Palmira, Colombia

2014

Dedicatoria

Siempre buscaste lo mejor para mí, ahora

entiendo tu dedicación al enseñarme a leer,

escribir y contar. Gracias mamá

Agradecimientos

A todas las personas que creyeron en mi y me animaron a emprender y culminar esta

etapa.

A mis compañeros que vivieron conmigo esta bonita experiencia.

Al profesor Jaime Eduardo Muñoz que es un ejemplo de trabajo y dedicación, muchas

gracias por su paciencia y desinteresada colaboración.

Resumen y Abstract IX

Resumen

Este trabajo propone una estrategia para la enseñanza de enlace químico, utilizando la

metodología Aprendizaje Basado en Problemas, también conocido como aprendizaje por

Investigación Escolar. Se pretende hacer un estudio comparativo entre la metodología

tradicional y esta metodología constructivista; con el fin de probar una alternativa para el

aprendizaje de los conceptos que están involucrados en el tema Enlace químico. Desde

sus inquietudes e intereses, un grupo estudiantes, plantean un proyecto de aula; desde

este, definen acciones a realizar, establecen un cronograma de trabajo y se distribuyen

tareas; luego se realizan plenarias y puestas en común para compartir los alcances

individuales, contrastar ideas y posiciones, plantear y validar hipótesis, para finalmente

obtener resultados y concluir. Confrontar a los estudiantes con la resolución de

problemas tiene como objetivo lograr mejores resultados de aprendizaje, reconociendo

las posibles dificultades y enfrentándolos con sus errores. El aprendizaje basado en

proyectos es un enfoque dinámico que inspira a los estudiantes a obtener el

conocimiento más profundo del tema específico que se esté estudiando; mientras que

el profesor es un entrenador en el método y orientador del proceso, un guía que anima a

los estudiantes a desarrollar sus habilidades y a reflexionar sobre lo que están haciendo.

El Aprendizaje por Investigación Escolar es una forma de obtener importantes y

gratificantes logros académicos iguales o mejores a los conseguidos con los modelos

tradicionales de enseñanza y aprendizaje.

Palabras clave: Aprendizaje, proyecto, enseñanza, investigación, metodología

X La investigación escolar como elemento metodológico para el aprendizaje del tema enlace químico en grado 10-2 de la I.E Alberto Carvajal Borrero

Abstract

This paper proposes a strategy for the teaching of chemical bonding, using the Problem

Based Learning methodology, also known as learning Research School. It pretends to

make a comparative study between traditional and the constructivist methodology; in

order to identify an alternative for learning the concepts that are involved in chemical

bond topic. From their concerns and interests, the group Students defined a classroom

project; from this project, students define actions to perform, establish a work schedule

and tasks are distributed; then, plenaries are performed for sharing individual

achievements, compare different ideas and positions, in order to raise and validate

hypotheses, and finally to get results and make conclusions. Confronting students with

problem solving which the objective is to achieve better learning outcomes, recognizing

the potential difficulties and confronting them with their mistakes. The project-based

learning is a dynamic approach that inspires students to obtain the deepest knowledge of

a specific topic they are studying; while the teacher is a coach, a guide who encourages

students to develop their skills and to reflect on what they are doing. The Learning School

Research is a way to get. significant, and rewarding academic gains equal or better to

those generated by traditional learning and teaching models at school.

Keywords: Learning, Project, teaching, research, methodology

Contenido XI

Contenido

Pág.

1. Planteamiento del problema .................................................................................... 3 1.1 Justificación ........................................................................................................ 3 1.2 Objetivos ............................................................................................................ 4

1.2.1 Objetivo General .............................................................................................. 4 1.2.2 Objetivos Específicos....................................................................................... 4

1.3 Caracterización .................................................................................................. 5 1.3.1 Caracterización de la Comuna 8 ...................................................................... 5 1.3.2 Caracterización de la Institución Educativa Alberto Carvajal Borrero. .............. 7

1.3.2.1 Reseña histórica .................................................................................. 7 1.3.2.2 Misión .................................................................................................. 8 1.3.2.3 Visión ................................................................................................... 8 1.3.2.4 Estado Actual ....................................................................................... 8 1.3.2.5 Caracterización de los Estudiantes. ..................................................... 9

2. Marco Referencial .................................................................................................. 11 2.1 El currículo en la escuela ................................................................................. 11 2.2 La ciencia y su enseñanza en el momento actual ............................................ 12 2.3 La investigación escolar ................................................................................... 15 2.4 Aprendizaje significativo ................................................................................... 17

2.4.1 Preconcepciones de los estudiantes .............................................................. 17 2.4.2 El aprendizaje desde los intereses de los estudiantes ................................... 18 2.4.3 El aprendizaje memorístico ............................................................................ 18 2.4.4 Hacia el aprendizaje significativo ................................................................... 19

2.5 El enlace químico ............................................................................................. 21

3. Materiales y Métodos ............................................................................................. 25 3.1 Investigación Cualitativa ................................................................................... 25 3.2 Fases De La Investigación ............................................................................... 25

3.2.1 Fase I. Diagnóstico ........................................................................................ 26 3.2.1.1 Encuesta inicial. ................................................................................. 26

3.2.2 Fase II implementación de la propuesta metodológica................................... 28 3.2.2.1 Inserción de la propuesta metodológica: Aprendizaje por investigación escolar (APIE) con el grado décimo dos (10-2) .................................................. 28 3.2.2.2 Operacionalización de la propuesta APIE desde el tema enlace químico el grado decimo dos de al I.E. Alberto Carvajal Borrero ........................ 30 3.2.2.3 Etapa I: Relación con los estándares básicos de competencia, intereses científicos de los estudiantes, e identificación del problema ................. 30 3.2.2.4 Etapa II: Planteamiento de hipótesis .................................................. 32 3.2.2.5 Etapa III: Plan de trabajo .................................................................... 33

XII La investigación escolar como elemento metodológico para el aprendizaje del tema enlace químico en grado 10-2 de la I.E Alberto Carvajal Borrero

3.2.2.6 Etapa IV: Ejecución de las actividades educativas, recolección de información, análisis y conclusiones ..................................................................... 35

3.2.3 Fase III Evaluación Del Impacto De La Propuesta APIE .................................37

4. Capítulo ......................................................................... ¡Error! Marcador no definido. 4.1 Análisis de prueba escrita inicial ....................................................................... 39 4.2 Análisis de prueba escrita final.......................................................................... 44 4.3 Resultados y análisis de encuestas .................................................................. 54

4.3.1 Subconjunto I. Grupo control ..........................................................................55 4.3.2 Subconjunto II: el enlace en la química ..........................................................56 4.3.3 Resultados grupo experimental ......................................................................60

4.4 Discusión General ............................................................................................. 64 4.4.1 El enlace químico como elemento coyuntural para el aprendizaje de la química en el bachillerato .........................................................................................65 4.4.2 El aprendizaje del tema enlace químico desde la enseñanza tradicional ........66 4.4.3 El APIE como dinamizador del aprendizaje del tema enlace químico .............68 4.4.4 Metodología tradicional frente la metodología APIE .......................................70 4.4.5 Falencias: aspectos por mejorar de la metodología APIE ...............................71

5. Conclusiones y recomendaciones ........................................................................73 5.1 Conclusiones .................................................................................................... 73 5.2 Recomendaciones ............................................................................................ 75

Contenido XIII

Lista de figuras

Pág.

Figura 1: Mapa de Santiago de Cali ................................................................................ 5

Figura 2: Lluvia de ideas para definir preguntas problema............................................ 29

Figura 3: Planeación cronograma de trabajo .............................................................. 32

Figura 4: Planteamiento de hipótesis ............................................................................. 32

Figura 5: Puesta en común (plan de trabajo) ................................................................. 33

Figura 6: Contrastación de hipótesis ............................................................................. 35

Figura 7: Exposición de resultados en grupo ......................................................................35

Figura 8: Conclusiones generales ............................................................. 35

Figura 9: Practica de laboratorio .................................................................................... 36

Figura 10: Comparación entre porcentajes de aciertos por pregunta, para la prueba

inicial entre los grupos control y experimental ................................................................ 41

Figura 11: Comparación entre porcentajes de aciertos por pregunta, para la prueba final

entre los grupos control y experimental .......................................................................... 46

Figura 12: Porcentajes de acierto inicial y final por pregunta para el grupo control ........ 50

Figura 13: Porcentaje de respuestas afirmativas en las encuestas inicial y final ............ 54

Figura 14: Porcentaje de respuestas afirmativas en las encuestas inicial y final.

Subconjunto II. Grupo control ......................................................................................... 56


Subconjunto I. Grupo experimental ................................................................................ 60


Subconjunto II. Grupo experimental ............................................................................... 61

Contenido XIV

Lista de tablas

Pág.

Tabla 1: Análisis de varianza porcentajes de aciertos prueba inicial ............................... 40

Tabla 2: Media de aciertos grupos control y experimental prueba inicial ........................ 40

Tabla 3: Porcentaje de aciertos por pregunta, prueba inicial. .......................................... 42

Tabla 4: Análisis de resultados por preguntas y temas, prueba inicial ............................ 43

Tabla 5: Análisis de varianza porcentajes de aciertos prueba final ................................. 44

Tabla 6: Media de aciertos grupos control y experimental prueba final ........................... 45

Tabla 7: Porcentaje de aciertos por pregunta, prueba final ............................................. 47

Tabla 8: Análisis de resultados por preguntas y temas, prueba final ............................... 48

Introducción

La educación en ciencias naturales en el momento actual tiene una gran significancia,

como un proceso científico que permite la comprensión del mundo, y desde allí su

transformación; es por eso que la investigación didáctica se enfoca hacia la búsqueda de

metodologías alternas para abordar el problema de la enseñanza y el aprendizaje. Como

un efecto de esta situación, la actividad docente se está reescribiendo y se ha constituido

en un espacio invaluable para razonar y discutir sobre la manera como se está

enseñando y como se guía el aprendizaje.

En el estudio de las ciencias y en este caso el de la química se ha estado limitando a la

información y repetición de conceptos y para los estudiantes aparece como algo lejano,

abstracto y poco comprensible. La química como las demás ciencias tiene sus propios

códigos y lenguaje especializado, es por eso que su enseñanza y aprendizaje, se han

convertido para docentes y estudiantes en un proceso de gran complejidad. Desde este

contexto la enseñanza tradicional transmisionista y repetitiva de conceptos (Coll, 1988)

ha sido la solución más cómoda para abordar esta problemática.

En la búsqueda de metodologías de enseñanza y aprendizaje alternas a la tradicional,

se plantea en este trabajo el aprendizaje por investigación escolar o aprendizaje basado

en proyectos, el cual se circunscribe dentro de un modelo constructivista de la

enseñanza. Desde el aprendizaje por investigación escolar se pretende que los

estudiantes asuman la solución de un problema (Perales, 1990), que surge de sus

intereses, desarrollando un pequeño proyecto de investigación. Desde esta perspectiva

se motiva al estudiante para la construcción de su propio conocimiento, desde el

aprendizaje colaborativo, enfocado hacia un aprendizaje significativo.

En el estudio de la química, el aprendizaje del tema enlace químico es trascendental

(Pauling, 1992 citado por García y Garritz, (2006: p113) porque permite articular varios

temas y muchos otros cobran sentido. En este ámbito, desde este proyecto se estructura

2 Introducción

la implementación de la metodología aprendizaje por investigación en el grado diez dos

(10-2 grupo experimental para la aplicación de la metodología propuesta), a la vez se

estudia el mismo tema mediante clase magistral (metodología tradicional) con el grado

diez uno (10-1 grupo referente o control) de la institución educativa Alberto Carvajal

Borrero ubicada en la comuna ocho de la ciudad de Cali ; este diseño metodológico

permite hacer un estudio comparativo de las metodologías aplicadas y evaluar los

alcances de la metodología alterna propuesta.

Esta investigación se ubica en dos ámbitos, por un lado la implementación de la

propuesta metodológica aprendizaje por investigación escolar (APIE) y la metodología

tradicional para el estudio del tema enlace químico y en un segundo momento, con los

resultados obtenidos, hacer una comparación entre los grupos estudiados (10-1 grupo

control. GC y 10-2 grupo experimental. GE), en cuanto a su aprendizaje, desde la

solución de una prueba escrita cerrada y sus apreciaciones desde una encuesta de

opinión. Las limitaciones propias del periodo académico establecido por la Universidad

Nacional de Colombia no permitieron ampliar el estudio para así obtener más elementos

de comparación y poder analizar la relación con la permanencia de los conocimientos

adquiridos.

1. Planteamiento del problema

¿Es posible el aprendizaje significativo en estudiantes de bachillerato de la institución

educativa "ALBERTO CARVAJAL BORRERO" de la ciudad de Cali, empleando la

metodología APRENDIZAJE POR INVESTIGACIÓN ESCOLAR?

1.1 Justificación

La crisis de la educación Colombiana en los últimos diez años es una realidad cada vez

más evidente, se refleja en los resultados obtenidos en el programa internacional de

evaluación de estudiantes del 2006 (PISA, por la sigla en inglés), en los resultados en las

pruebas nacionales (pruebas saber) y en los constantes cambios de las políticas

estatales en cuanto a educación primaria, básica y media. Con este marco de referencia,

se convierte en una necesidad para los docentes la reflexión y la búsqueda alternativas

dentro de su actuar a un problema tan crítico actualmente.

Abordar el problema de la enseñanza de las ciencias permite reconocer el valor que

tienen, la pedagogía, la didáctica, la epistemología y la historia en la interpretación del

trabajo científico, por ende es posible pensar que una educación de calidad en ciencias

debe estar enfocada al conocimiento de lo que es la ciencia como eje articulador de los

conceptos científicos y partiendo de este punto se puede considerar una ciencia más

cercana al contexto social.

Atendiendo a la legislación y las condiciones impuestas por el sistema educativo, los

docentes limitan su actuación al salón de clase y restringen las metodologías de

enseñanza al tradicionalismo; estas falencias justifican la necesidad de analizar

elementos que permitan probar metodologías alternas a la clase tradicional, para que

sea posible cualificar el proceso educativo al interior de la comunidad "Carvajalina",

desde este contexto cobra valor la implementación del aprendizaje por investigación

4 La investigación escolar como elemento metodológico para el aprendizaje del tema enlace químico en grado 10-2 de la I.E Alberto Carvajal Borrero

escolar como una alternativa plausible que permitiría evidenciar una cualificación del

proceso de aprendizaje. Abordar una metodología diferente a la clase magistral en un

colegio público de la comuna ocho de Cali requiere tener en cuenta que las necesidades

educativas propias de la población que atiende se enfocan a una educación para el

trabajo que permita satisfacer carencias y tener una forma de sobrevivir; son muy pocos

los estudiantes que prospectan una carrera en educación superior.

El mejoramiento de la educación requiere cambios de fondo y estos solo se logran

cuando se es consciente de los problemas relevantes, en esta medida se pueden

implementar alternativas de solución que conllevarían a generar cambios de forma.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo General

Formular un cambio metodológico, desde la química, en la I. E "ALBERTO CARVAJAL

BORRERO", con la finalidad de propiciar la formación de una imagen

epistemológicamente valida del trabajo científico y de la química, y así contribuir con la

construcción de aprendizaje significativo en los estudiantes.

1.2.2 Objetivos Específicos

Implementar el aprendizaje por investigación escolar como elemento

metodológico para estudiar el tema enlace químico y desde este contexto

posibilitar un aprendizaje significativo de otros conceptos en los estudiantes.

Evaluar y comparar la metodología de aprendizaje por investigación escolar, con

una metodología tradicional de enseñanza, para el tema "enlace químico" en los

grados 10-1 y 10-2 de la I.E "ALBERTO CARVAJAL BORRERO".

Capítulo 1: Planteamiento del problema 5

Figura 1: Mapa de Santiago de Cali

Fuente: http://micaliesasi.blogspot.com

1.3 Caracterización

1.3.1 Caracterización de la Comuna 8

Aspectos Sociodemográficos

La comuna ocho, se encuentra ubicada en el oriente de la ciudad y limita al occidente

con la comuna nueve, al oriente con la comuna siete, al norte con la comuna cuatro,

cinco y tres y al sur con las comunas 11 y 12, en una zona plana, delimitada y atravesada

por la red vial principal de la ciudad.

Tiene un área de 532.75 has (5.2 Km2), de las cuales 501 corresponden al área

desarrollada y está conformada por 20 barrios: Primitivo Crespo, Simón Bolívar,

Saavedra Galindo, Rafael Uribe Uribe, Santa Mónica Popular, La Floresta, Benjamín

Herrera, Municipal, Industrial, El Troncal, Las Américas, Atanasio Girardot, Santafé,

Chapinero, Villa Colombia, El Trébol, La Base y Urbanización La Base- Taller del

Municipio Y Los Mangos.

http://micaliesasi.blogspot.com/


Aspectos Económico y Ambiental

La comuna ocho tiene estrato modo tres, según datos de Cali en cifras de 2004, sin

embargo es importante anotar que en la actualidad se está realizando una nueva

estratificación por parte de planeación que ha generado mucha conformidad en los

habitantes debido al cambio de estrato y sus implicaciones en el pago de impuestos, sin

embargo esta estratificación aún no se ha terminado.

Es una comuna que ha sido declarada según el estatuto del uso del suelo como zona

industrial mixta según el acuerdo 30 del 21 de diciembre de 1993, en ella se encuentran

ubicadas industrias, establecimientos de comercio y viviendas.

De acuerdo a la aprobación del estatuto del uso del suelo, para muchos residentes se

formaliza y legitima el deterioro ambiental. El comité de planificación territorial estima que

solamente el 25% de la comuna es residencial siendo ocupadas sus tres cuartas partes

por industrias, comercio y microempresas.

Entre las principales industrias que se encuentran en la comuna se destacan: Lloreda

grasas y kraft, son importantes también la planta de asfaltos del municipio, la Industrias

de hipoclorito y las salsamentarías. Por otra parte, hay un gran número de talleres de

reparación de vehículos, empresas metalmecánicas, establecimientos comerciales de

repuestos, y una amplia lista de bares y prostíbulos; sin embargo gran parte de la fuerza

de trabajo procede de otros barrios de la ciudad, en este sentido "ser zona industrial" no

le representa ningún beneficio significativo, en cambio sí agudiza la situación de salud de

los habitantes por el gran deterioro ambiental. (Plan de desarrollo 2008- 20011,

municipio Santiago de Cali)

La comuna presenta un grave problema de contaminación ambiental que afecta

directamente la salud de la población. Debido a la existencia de un gran número de

industrias, la base aérea, bares y cantinas, la población se ve afectada principalmente

por enfermedades respiratorias, de la piel, sordera, y stress.


La Seguridad en la Comuna

La seguridad en la comuna ocho, es una de las necesidades que la población tiene sin

resolver y que se empeora cada día más debido a los problemas de desempleo y

drogadicción. Los habitantes expresan que se vive en un ambiente de intranquilidad,

temor e incluso desconfianza hacia la fuerza pública.

Aunque se cuenta con: Inspección de Policía y desarrollo comunitario en el barrio las

Américas, Comisaría de Policía para la Defensa de la Familia en el barrio las Américas,

Subestación de Policía urbana en el barrio Municipal, dos centros de atención inmediata

CAI en los barrios de El Troncal y Chapinero y la Estación de Bomberos Oriental en el

Barrio Municipal; se vive un ambiente de desasosiego, ante los homicidios y atracos

constantes. (Plan de Desarrollo 2008- 20011, Municipio Santiago de Cali)

1.3.2 Caracterización de la Institución Educativa Alberto Carvajal Borrero.

1.3.2.1 Reseña histórica

La institución educativa " Alberto Carvajal Borrero" se creó mediante resolución

número 1703 del 3 de septiembre del 2002 , aclarada parcialmente por la resolución

2355 del 22 de noviembre del 2002 emanadas de la secretaria de educación

departamental del Valle del Cauca , mediante la cual se ordena la fusión del Colegio

Departamental "Alberto Carvajal Borrero" con las Sedes de Primaria "Abraham

Domínguez Vásquez" y "Cacique Guatavita".

Su sede central de Bachillerato se encuentra en la Carrera 14 No. 58-00 de la actual

nomenclatura urbana de Cali, en el Barrio "El trébol" de la Comuna 8 de esta ciudad.

(Institución Educativa Alberto Carvajal Borrero, 2013)


1.3.2.2 Misión

La Institución Educativa "Alberto Carvajal Borrero", de carácter oficial, ofrece a sus

estudiantes desde preescolar hasta la educación media técnica, una formación

humanístico-científica y técnica, mediante convenios inter-institucionales de formación,

que les permita desempeñarse en el ámbito laboral y académico, a nivel superior,

siendo agente de cambio de su vida y de su entorno social. (Institución Educativa Alberto

Carvajal Borrero, 2013)

1.3.2.3 Visión

Constituirse en el año 2015 en una institución líder en educación básica y media técnica,

en la formación de jóvenes emprendedores, con un alto nivel de desarrollo de las

competencias ciudadanas, académicas y laborales que les permita desempeñarse

exitosamente, en el ámbito social, laboral y académico, a nivel superior, siendo agente de

cambio de su vida y de su entorno. (Institución Educativa Alberto Carvajal Borrero, 2013)

1.3.2.4 Estado Actual

Actualmente la institución "Alberto Carvajal Borrero" posee una cobertura aproximada de

1100 estudiantes cuyas edades oscilan entre los 3 y 21 años. Ofrece un grado de

educación preescolar, nueve grados de educación básica y dos grados de educación

media (grados 10º y 11º), con énfasis "TECNICO EN PRODUCCION DE

INFORMACION ADMINISTRATIVA". Las sedes de primaria funcionan en una jornada

académica de 7:00 a.m. A 12:00 p.m. Y la sede central en dos jornadas académicas de

6:20 a.m. a 12:20 p.m. y de 12:45 p.m. a 6:45 p.m.

La institución logra armonizar sus procesos académicos y administrativos a través de una

comunicación directa entre directivos y docentes, mientras que a nivel general, lo hace a

través del Consejo Académico, conformado por un docente de cada una de las áreas

obligatorias y un docente de la especialidad, organismo del gobierno escolar encargado

de velar por el desarrollo del currículo de la institución; y un consejo directivo que es el

ente que vigila y controla las acciones de los miembro de la comunidad educativa y

racionaliza el gasto de la misma, está conformado por el rector, dos representantes de

los docentes, dos representantes de los padres de familia, un representante de los


estudiantes, un representante de los ex alumnos y un representante de los sectores

productivos.

La Institución apoya sus decisiones en un manual de convivencia, que se concertó según

las normas vigentes (carta constitucional, ley 115 de 1994, decreto 1860 , ley 1098

código de la infancia y la adolescencia y Decreto 1290 , entre otros) que como su nombre

lo indica incluye básicamente el cumplimiento de los principios filosóficos de la institución

y los acuerdos sobre el comportamiento de todos los miembros de esta institución

educativa, tanto dentro como fuera de ella, así como sus deberes, derechos y

compromisos, al igual que las acciones consideradas como comportamiento indebido de

los educandos, con sus respectivas acciones correctivas

1.3.2.5 Caracterización de los Estudiantes.

La institución cuenta con estudiantes desde los cinco años en transición hasta

estudiantes con 19 años en la media técnica, el 54% de nuestros estudiantes son

mujeres y el 46% son hombres, aunque en la sede Cacique de Guatavita se brinda la

educación inicial a estudiantes de tres y cuatro años a través del convenio con la

fundación FUNDAPRE.

Un 50% de los estudiantes residen en la comuna ocho, donde se encuentra ubicada la

institución, el 20% residen en la comuna 13, y el 15% residen en la comuna siete y el

resto de otras comunas con porcentajes muy bajos. (Institución Educativa Alberto

Carvajal Borrero, 2013)

Aproximadamente un 60% de los estudiantes tienen un grupo familiar compuesto por de

dos a cuatro miembros, un 30% de los estudiantes cuentan en su núcleo familiar por

cuatro a seis miembros, y solo un 10% viven en un núcleo familiar compuesto por más de

siete personas.

En lo relacionado con el parentesco de las personas que viven es de notar que existe

también una cantidad considerable de familias mono parentales con madres, abuelas y

tías cabezas de familia.


En lo relacionado con el nivel de escolaridad de los integrantes del núcleo familiar un

70% de los padres (papá y mamá) realizaron la secundaria completa.

También se tienen estudiantes oriundos de otros departamentos del país como del

Cauca, Nariño, eje cafetero, Choco etc.

En lo relacionado con los servicios de salud, un 80% poseen EPS o SISBEN, pero hay

un 15 % que no tienen ninguna cobertura en salud y de un 5 % que se desconoce si tiene

servicio de salud.

El ambiente hogareño también es poco agradable para muchos de los jóvenes, pues sus

padres discuten y pelean con frecuencia entre ellos o en otras ocasiones las dificultades

están entre hermanos, ambiente que riñe con las necesidades de privacidad del

adolescente y favorece comportamientos, aislamiento y disminución del nivel de cohesión

en las familias. Para muchos los amigos son un escape y para otros su objetivo

primordial pues desean pertenecer y ser aceptados por un grupo.

Es muy común encontrar adolescentes que a los 13 años ya han tenido su primer

contacto sexual, manejado una vida nocturna hasta altas horas de la madrugada, Tal vez

en busca de un ambiente diferente donde pueden recrearse, compartir y expresar

emociones que al interior de las familias son escasas, cerrando aún más los canales de

comunicación especialmente con sus padres. (Institución Educativa Alberto Carvajal

Borrero, 2013).

Entre los principales riesgos a los que se encuentran sometidos los estudiantes de la

Institución se tienen:

Desintegración familiar y alto nivel de violencia intrafamiliar.

Falta de tolerancia en la comunidad educativa.

Inseguridad en las zonas cercanas a la institución.

Proliferación de pandillas juveniles con nexos al interior de la institución.

Alto riesgo de incurrir en consumo y distribución de sustancias sicoactivas

2. Marco Referencial

2.1 El currículo en la escuela

Para abordar este trabajo es crucial revisar lo que se conoce como currículo, según

Taba (1962) “se define el currículo como la formación de la juventud para ser miembros

productivos de nuestra cultura”; En su concepción el currículo está enfocado hacia la

expectativa de obtener ciertos resultados generales relacionados con el conocimiento, la

cultura, y los valores de una sociedad determinada. Por otro lado, es posible asumir el

currículo como un sistema donde la enseñanza y el aprendizaje están articulados a

través de un método, para enseñar (Comenio, 1998) “todo a todos”.

Desde estas perspectivas analizando las propuestas curriculares actuales, se aprecian

muchos niveles de asociación, lo que permite ver al currículo, como el ordenamiento

secuencial de contenidos a desarrollar, de acuerdo con programas preestablecidos que

tienen como objetivo la trasmisión del conocimiento desde el texto del profesor hasta el

estudiante, generando un aprendizaje rígido y repetitivo, limitando tanto al docente como

al estudiante, es así como se establecen unas funciones, para que el proceso de

aprendizaje tenga éxito.

Stenhouse (1985) afirma, “Un currículo es una tentativa para comunicar los principios y

rasgos esenciales de un propósito educativo de tal forma que permanezca abierto a

discusión crítica y pueda ser trasladado a la práctica”. A este respecto se propicia una

constante reconstrucción de la práctica misma y la escuela se convierte en un

laboratorio de pruebas para diferentes metodologías. Cabe admitir que esta visión de

currículo de corte investigativo es sesgada hacia constructivismo. Leyendo a Coll (1988)

se puede visualizar el currículo como el espacio, donde además de las prácticas

educativas se involucran otras no menos importantes (la educación en la familia, la

influencia de medios de comunicación y las actividades de recreación, etc.).

Considerando lo anterior, en el diseño del currículo deben plantearse como metas:


Promover el desarrollo intelectual y personal de los estudiantes desde experiencias

curriculares que propendan hacia un “aprendizaje significativo” (Ausubel, 1976), para la

formación de esquemas conceptuales coherentes y flexibles y posibilitar el mejoramiento

de su capacidad para resolver problemas dentro y fuera de la escuela.

En relación con lo anterior, la dirección del proceso de enseñanza, aprendizaje y

evaluación en el currículo debe estructurarse para considerar el proceso mismo como

una alternativa a la concepción basada únicamente en objetivos; Debe proveer la

oportunidades a los estudiantes para que estos desarrollen de un modo efectivo todas las

dimensiones del conocimiento científico y se espera que construyan, representen y

resuelvan problemas utilizando la metodología científica adaptada al nivel escolar.

Desde este marco y en la actualidad entendiendo a la educación como una práctica

social (Mendoza 1993), la enseñanza de los conocimientos escolares no puede estar

determinada por un solo paradigma, sino que debe avanzar hacia la diversidad y brindar

a todos los sujetos las competencias necesarias para que participen en la vida de una

sociedad en constante cambio.

2.2 La ciencia y su enseñanza en el momento actual

La epistemología como elemento de reflexión es capaz de fundamentar la ciencia formal

y la ciencia escolar, desde la perspectiva del proceso de enseñanza y aprendizaje;

además posibilita comprender el proceso de transposición entre una y otra (Chevallard,

1997); por lo tanto al afrontar una propuesta metodológica para el aprendizaje de las

ciencias naturales implica visionar la ciencia escolar como un ente aparte con

características que la distinguen, que comparte muchos rasgos con la ciencia formal,

pero hay que entender que se sustenta en valores muy distintos a los de esta y difiere de

ella en muchos aspectos; la reflexión epistemológica sobre ambos tipos de ciencia

posibilita reconocer semejanzas y diferencias entre ellas, ayudando a articularlas en el

contexto de una educación científica, con el fin de conseguir una educación en ciencias

más rica y valiosa.

Por otro lado, la didáctica de las ciencias tiene un campo de desarrollo muy amplio y

especializado y dentro de este la transposición didáctica (Chevallard, 1997), que está

Capítulo 2: Marco Referencial 13

apoyada por los modelos teóricos escolares (Izquierdo y Adúriz-Bravo, 2005) que son

ejes fundamentales de la educación en ciencias.

En este orden de ideas es posible asumir la ciencia escolar como un objeto cambiante

que se relaciona con la ciencia formal pero que posee particularidades que no dependen

de ella; por lo tanto esta elabora sus propios modelos teóricos para la enseñanza, en

función de ayudar al estudiante a apropiarse de las estrategias y del lenguaje científico

(Izquierdo, Espinet et al, 1999). Este ámbito, valida la estrategia metodológica que desde

este proyecto se estructura, aplica y evalúa.

Al tocar algunos planteamientos epistemológicos de la ciencia escolar, (Izquierdo,

Espinet et al, 1999) requiere fundamentar epistemológicamente la ciencia formal y esta

es una tarea extensa y compleja pero es posible abordar algunos elementos relevantes

para este proyecto.

Las corrientes epistemológicas actuales han desplazado el viejo discurso del empirismo

en la ciencia reemplazándolo por un paradigma mucho más centrado en la relación

ciencia, técnica sociedad y ambiente. La ciencia moderna abandona el método científico

empírico como única fuente de teorías y aborda muchos métodos validos e inherentes a

las condiciones ambientales que involucran la actividad científica; por lo tanto al asumir la

ciencia como un conjunto de hechos y técnicas en un contexto estático y lineal donde lo

único que hay por hacer es comprender y repetir los conceptos estudiados, sin

cuestionarse sus orígenes y los procesos que los permitieron, se estaría generando una

imagen de ciencia totalmente deformada, a este respecto (Hodson, 1986) afirma “Nuestra

incapacidad para identificar un solo método sencillo y aplicable a todas las situaciones no

significa que la ciencia no tenga métodos y le haríamos a los niños un enorme perjuicio si

dijéramos que el mundo científico es totalmente anárquico, un perjuicio tan grande como

el de sugerir que la ciencia está impulsada por un solo método todo poderoso. La ciencia

si tiene métodos, pero la naturaleza exacta de esos métodos depende de circunstancias

particulares”.

Para Thomas Kuhn (1971), la ciencia se plantea como un cambio revolucionario de

paradigmas y asume periodos de ciencia normal, donde se fortifican los paradigmas y se

resuelven problemas desde la coyuntura de los mismos; también existen periodos de


ciencia revolucionaria donde las anomalías e insatisfacciones ha llegado a tal punto que

comienza a gestarse un abandono de los paradigmas hasta ese momento vigentes hacia

propuestas más coherentes y completas, a este respecto Kuhn (1971) sostiene, “si bien

los paradigmas en competencia son inconmensurables, el cambio de paradigmas

comporta sus propios criterios de racionalidad. Por encima de todo, el paradigma

triunfante debe dar un tratamiento satisfactorio a las anomalías que condujeron a la

crisis”; este es un devenir constante en la ciencia.

Imre Lakatos (1993), como Kuhn considera que la evolución científica no es lineal y

plantea que los programas de investigación son los agentes causantes del desarrollo

científico. Estos, se asocian a la evolución de la ciencia, se considera que, “todos ellos,

en cualquier etapa de su desarrollo, tiene problemas no solucionados y anomalías no

asimiladas” (Lakatos 1993) y cuando surgen “dos programas de investigación rivales y

uno de ellos prospera mientras el otro se degenera, los científicos tienden a alinearse con

el programa progresivo” (Lakatos 1993). Estos cambios marcan el acontecer del

conocimiento científico.

Stephen Toulmin (1972) plantea que el desarrollo del conocimiento científico tiene

etapas análogas a la evolución de las especies de Darwin, consolida su teoría dentro de

una orientación ecológica que pretende demostrar, que el desarrollo de los conceptos

científicos, está condicionado por el medio y su supervivencia y evolución dependen de

las condiciones que este genere. “Los hombres demuestran su racionalidad no

ordenando sus conceptos y creencias en rígidas estructuras formales, sino por su

disposición a responder a situaciones nuevas con espíritu abierto, reconociendo los

defectos de sus procedimientos anteriores y superándolos. Aquí, nuevamente, las

nociones fundamentales son las de adaptación y exigencia, más que las de forma y

validez” (Toulmin 1977).

La crítica a un conocimiento empírico, lineal y acumulativa tiene validez desde las

propuestas de Francis Bacon (1984) “La naturaleza es diferentemente sutil que nuestros

sentidos y nuestro espíritu; de suerte que todas nuestras bellas meditaciones y

especulaciones, todas las teorías por el hombre imaginadas, son cosas peligrosas, a

menos, sin embargo, que estemos sobre aviso”. Las nuevas búsquedas se orientan a

una visión de ciencia subjetiva, creada, validada e incorporada en una estructura social,


que la desarrolla desde sus particularidades, intereses, expectativas y compromisos. La

ciencia de la modernidad valida sus teorías en el ámbito de la invención y la creación

humana y tienen como objetivo constituirse en descripciones o explicaciones de la

realidad pero sujetas a ser falsas; de aquí que la observación depende de la teoría y de

la instrumentación con que se la haga, refutándose el viejo paradigma del método

científico único.

Actualmente se considera que la ciencia no es continua, no es lineal, por lo tanto, “… el

conocimiento científico es creado en lugar de descubierto y ayudaría a generar un sano

escepticismo sobre las afirmaciones científicas” (Hodson 1986). Desde esta panorámica

alternativa al modelo tradicional de ciencia, a manera de conclusión se recogen las

palabras de Hodson (1986) “ Un nuevo método epistemológico complejo que sin ser

homogéneo en todas sus vertientes, plantea una nueva imagen de la ciencia como

actividad condicionada social e históricamente, llevada a cabo por científicos

(individualmente subjetivos pero colectivamente críticos y selectivos), poseedores de

diferentes estrategias metodológicas que abarquen procesos de creación intelectual,

validación empírica y selectiva critica, a través de las cuales se construye un

conocimiento temporal y relativo que cambia y se desarrolla permanentemente” ”

(Hodson 1986).

2.3 La investigación escolar

En el modelo constructivista, el aprendizaje necesita actividad consiente (Vygotsky s.f)

por parte del estudiante, es condición para la adquirir el conocimiento, por lo tanto quien

aprende interpreta la realidad, comprende y construye conocimiento. El modelo de

cambio conceptual indica que el aprendizaje es significativo cuando el que aprende

construye y transforma activamente sus propios significados, y no cuando adquiere y

acumula conocimientos que se le transmiten de forma inconexa (Driver, 1994; Posner, G.

(1982). Citado por: Baron). Desde esta perspectiva, el aprendizaje requiere una

construcción personal y una negociación social de los significados entre los miembros de

la comunidad.

Desde Ausubel, Novak y Hanesian (1983) el conocimiento se estructura como una red de

conceptos y se pueden distinguir entre dos tipos de aprendizaje, memorístico y

significativo. En el último, el nuevo conocimiento es relacionado por el que aprende con


otros conceptos relevantes dentro de su propia estructura cognitiva. Los conceptos más

generales y de mayor poder inclusivo, permiten incorporar nuevos conocimientos a la

estructura cognitiva y se denominan, en palabras de Ausubel (1976), organizadores.

Según Vygotsky (s.f), cuando los estudiantes dominan los conceptos científicos, se

aumenta el nivel de los conceptos espontáneos. Los cuales evolucionan hasta alcanzar

un concepto científico afín. La adquisición de conceptos es un proceso creativo que se

basa en la re-estructuración de las teorías de las que los conceptos forman parte (Pozo,

1989). Por lo que, en la enseñanza y el aprendizaje, la aplicación de principios básicos

a problemas específicos y cercanos puede mejorar la estrategia didáctica del docente y

reforzar el aprendizaje.

Para aprender los contenidos, supone darles sentido a la construcción de sus

significados se basa en los significados que se han construido previamente (Pozo, 1987).

Es de resaltar la importancia que los conceptos previos o cotidianos de los estudiantes

tienen en la estructuración de cualquier estrategia de enseñanza; los conocimientos

previos permiten conectar los nuevos conceptos y también, son la base para la

construcción de nuevos significados.

La curiosidad, la exploración de lo desconocido, siempre están presentes en la mente

humana y se enfocan en la búsqueda de soluciones a problemas que encuentren; pero

esos problemas están condicionados por la preconcepciones, los intereses, el medio, las

expectativas entre otros aspectos. “El conocimiento científico avanza gracias a la

resolución de problemas” (Laudan 1986); por lo tanto para el desarrollo y el

planteamiento de investigaciones, se hace necesario el surgimiento de un interrogante o

problema; es donde el profesor trabaja y permite que los estudiantes enfrenten a esos

interrogantes con sus saberes, para que se pueda relacionarlos con la realidad.

Fomentar la investigación en el estudiante es una estrategia para la construcción de

conceptos, destrezas y actitudes (Guerrero 2007), por lo tanto se puede entender que la

investigación en el aula enfoca los procesos de enseñanza y aprendizaje, teniendo en

cuenta que se construye significados cuando la información nueva se relaciona con los

conceptos previos (Ausubel 1976), o se puede caer en que el caso que el estudiante no

pueda construirle significado a la nueva información, y entonces solo quedaría como una

alternativa de aprendizaje repetitivo y memorístico.


El proceso de aprendizaje debe enfocarse a través de la experiencia frente a una

situación o problema que se plantee generando los diversos escenarios donde se facilite

y se reconozca una actividad curiosa e innovadora, llegando al conocimiento a través de

la experimentación de las investigaciones planteadas por los estudiantes (Perales, 1990).

Un problema se investiga cuando no se puede solucionar con el conocimiento que se

tiene, cuando nos encontramos frente a situaciones desconocidas. Con la investigación

el proceso pedagógico adquiere el carácter científico porque cada investigador se plantea

un interrogante y busca la solución; la metodología que se plantea es activa y

participativa ya que se está queriendo dar una respuesta posible al problema planteado.

Cabe señalar, que esta propuesta asume los problemas como, (Perales, 1990) “una

situación incierta que provoca en quien la padece una conducta (resolución del problema)

tendiente a hallar la solución (resultado) y reducir de esta forma la tensión inherente a

dicha incertidumbre”. Desde este ángulo la metodología Aprendizaje por Investigación

Escolar surge de una visión de la educación en la cual los estudiantes toman

responsabilidad de su propio aprendizaje (meta cognición) y en donde aplican, en la

realidad, habilidades y conocimientos adquiridos en el aula de clase, para poder

comprender y aplicar aquello que han aprendido.

2.4 Aprendizaje significativo

Para abordar el problema del aprendizaje de las ciencias es fundamental partir de las

concepciones pedagógicas actuales, que evidencian un proceso de enseñanza acorde

con la preconcepciones de los estudiantes, para que suceda un aprendizaje significativo,

usando términos acuñados por David Ausubel (1976) en su psicología del aprendizaje.

2.4.1 Preconcepciones de los estudiantes

La didáctica actual rescata la importancia de los preconceptos de los estudiantes como

ejes dinamizadores de un aprendizaje óptimo y por ende significativo, a este respecto “El

conocimiento humano es construido; el aprendizaje significativo subyace a esa

construcción” (Novak 1987). Las ideas previas que poseen los estudiantes no son

reemplazadas por otras ideas más adecuadas, sino, que es necesario que esas ideas

anteriores se modifiquen y acomoden hasta que se estructuren los nuevos elementos


conceptuales. Las ideas previas están estructuradas en la mente del estudiante y se

constituyen en limitantes para el aprendizaje, o en puntos de partida que facilitarían la

inclusión de nuevos conceptos. En síntesis se puede afirmar que para aprender ciencias

no se necesita adquirir teorías nuevas, sino que se deben modificar las existentes para

acceder a otras formas ver la naturaleza, que permitan explicar lo nuevo que se aprende.

2.4.2 El aprendizaje desde los intereses de los estudiantes

Dentro de la psicología del aprendizaje los planteamientos Piagetianos y Neo Piagetianos

que consideran a las fases del desarrollo del hombre son trascendentes en el

aprendizaje, a través estas se interpretan los intereses y la disposición que tienen los

estudiantes hacia el aprendizaje de las ciencias. Según Cesar Coll “La experiencia

cotidiana nos informa que podemos estar en contacto con multitud de hechos, de

fenómenos y de situaciones que no existen prácticamente para nosotros, que no

significan nada, hasta que, por la razón que sea, se insertan en nuestros esquemas de

actuación o de conocimiento adquiriendo de golpe un significado hasta ese momento

desconocido” (Coll 1988). Desde los intereses particulares de cada estudiante, es

prioritario resaltar que debe surgir el interés y el deseo de aprender conceptos

científicos; la importancia que estos tengan para la vida depende de la particularidad de

cada caso, ejemplo: un individuo que pretenda estudiar una carrera en idiomas tendrá

menor disposición para aprender ciencias que otra persona que piense estudiar química.

Ausubel (1976) plantea, que una condición para el aprendizaje significativo es que el

contenido que el estudiante va a aprender, sea potencialmente importante, “…la esencia

del proceso de aprendizaje significativo es que ideas expresadas simbólicamente se

relacionen, de manera sustantiva (no literal) y no arbitraria, con lo que el aprendiz ya

sabe, o sea, con algún aspecto de su estructura cognitiva específicamente relevante…”

(Ausubel 1976).

2.4.3 El aprendizaje memorístico

Es común pensar que para aprender conceptos científicos se debe memorizar, proceso

que a la postre no tiene mayor incidencia en la apropiación de conocimientos por parte

del estudiante; como lo afirma Cesar Coll “ De hecho, en sentido estricto, el alumno

puede aprender también estos contenidos sin atribuirles significado alguno; es lo que


sucede cuando los aprende de una forma puramente memorística y es capaz de

repetirlos o de utilizarlos mecánicamente sin entender en absoluto lo que está diciendo o

lo que está haciendo” (Coll 1988). Muchas veces los conceptos memorizados chocan

contra las preconcepciones o los esquemas conceptuales del estudiante y en lugar de

generarse un proceso de aprendizaje significativo, únicamente se hace posible la

repetición prácticamente automática y casi incoherente e inconexa de una serie de

conceptos.

2.4.4 Hacia el aprendizaje significativo

Implementar una propuesta metodológica enmarcada en la teoría del aprendizaje

significativo implica acercarse al proceso de aprendizaje desde el aspecto psicológico,

es preciso reconocer que según David Ausubel (1976) los individuos aprenden mediante

la incorporación de nueva información a la estructura cognitiva del individuo. Es así

como se genera interacción entre el conocimiento inicial y la información nueva. Desde la

propuesta metodológica planteada en este proyecto se busca que el estudiante asimile

la nueva información y la integre con la estructura conceptual preexistente, la cual debe

resultar modificada como efecto del proceso de asimilación. En palabras de Cesar Coll

(1988) “…el aprendizaje significativo de un contenido cualquiera implica inevitablemente

su memorización comprensiva, su ubicación o almacenamiento en una red más o menos

amplia de significados. Asimismo, en la medida en que contribuye a ampliar y extender

dicha red de significados, se incrementa la capacidad del alumno para establecer nuevas

relaciones cuando se enfrente a posteriores tareas o situaciones, por lo que un

aprendizaje realizado de forma significativa es, al mismo tiempo, un aprendizaje que

tiene un elevado valor funcional, es decir, un aprendizaje útil, un aprendizaje que puede

ser utilizado con relativa facilidad para generar nuevos significados” (Coll 1988).

El diseño y la implementación de una propuesta metodológica que se asume desde una

concepción constructivista del aprendizaje escolar, genera muchos ámbitos de reflexión

frente al proceso mismo y a sus protagonistas, en esta medida se hace necesario tener

en cuenta:

Situar la actividad mental del estudiante en la base de los procesos de desarrollo

personal, los cuales trata de promover la educación escolar; así también, para


una concepción constructivista de la intervención pedagógica deben crearse las

condiciones adecuadas para que los esquemas de conocimiento que construye el

estudiante sean los más ricos posibles, según Cesar Coll 1988 “. Frente a la

concepción tradicional y habitual de que el aprendizaje del alumno depende

directamente de la influencia del profesor y de la metodología de enseñanza

utilizada, se pone de relieve la importancia del conocimiento previo del alumno y,

en general, de sus procesos de pensamiento”(Coll 1988).

El papel del docente, en la metodología Aprendizaje por Investigación Escolar

enfocada hacia el aprendizaje significativo, es el de un mediador de intereses, un

negociador, que busca la concordancia entre lo que el estudiante quiere, lo que la

ciencia plantea, lo que el currículo busca y lo que el interpreta desde su posición

como partícipe del proceso, en palabras de Cesar Coll (1988) “…el profesor guía

el proceso de construcción de conocimiento del alumno haciéndole participar en

tareas y actividades que le permitan construir significados cada vez más

próximos a los que poseen los contenidos del curriculum escolar. El profesor es,

pues, al mismo tiempo un guía y un mediador.” (Coll 1988)

Desde la metodología tradicional el aprendizaje es una acción individual y no se

tiene en cuenta que las construcciones mentales de los estudiantes son de

carácter social porque les permiten insertarse, adaptarse y comprender un orden

preestablecido, por lo tanto para que el aprendizaje sea significativo, se debe

construir desde el colectivo, lo que le da un valor agregado al aprendizaje por

investigación escolar como una metodología de aprendizaje colaborativo; en

palabras de Edward y Mercer (1987), “abandonar una perspectiva individualista

sobre el desarrollo del conocimiento y de la comprensión y adoptar en su lugar un

punto de vista psicológico que otorga la prioridad a la cultura y la comunicación”

Desde esta coyuntura, el aprendizaje significativo tiene un condicionamiento doble: Por

un lado, el estudiante que construye significados relativos a los contenidos curriculares y

la dinámica misma de este proceso constructivo que no permite transmitírselos de una

forma directa y acabada. Pero, por otra parte, la naturaleza socio-cultural de los

contenidos determina la dirección en la que la enseñanza debe orientar la construcción


de significados. Los significados que finalmente construye el estudiante son el resultado

de una serie de interacciones en las que hay tres elementos: el estudiante, los

contenidos de aprendizaje y el profesor. El estudiante es el responsable último del

aprendizaje en la medida en que construye su conocimiento atribuyendo sentido y

significado a los contenidos de la enseñanza, pero es el profesor el que determina con su

acción, con su enseñanza, que aquellas actividades en las que participa el estudiante

permitan darle un sentido a lo aprendido.

2.5 El enlace químico

Para muchos investigadores, el concepto “el enlace químico es una de las seis grandes

ideas de la química” Ronald Gillespie (1997) citado por Garritz, A Y Ortega-Villar, N.

(2012), ya que de su correcto aprendizaje depende que el estudiante pueda comprender

exitosamente otros aspectos de la química y otras áreas de la ciencia. Linus Pauling

(1992), citado en García y Garritz, (2006: p113) que “el concepto de enlace químico es el

concepto más valioso en química. Su desarrollo en los pasados 150 años ha sido uno de

los más grandes triunfos del intelecto humano”. Charles Coulson (1952 citado por Ball, P.

2011, 01 de septiembre), en la conferencia titulada the spirit of applied mathematics en

1952, dice: “Un enlace químico no es ninguna cosa real; no existe, nadie lo ha visto

nunca, ni nadie podrá. Es un producto de nuestra propia imaginación”. Desde este marco

de referencia basta con afirmar que estudiar el enlace químico es vital para la

comprensión de la química aunque es un tema abstracto y complejo. Podría decirse que

el enlace químico es, prácticamente, quien le da coherencia a toda la química; Asumirlo

como una realidad es necesario para cualquier discurso sobre esta.

Los químicos han buscado una descripción adecuada para el enlace desde que el

concepto mismo surgió, hasta la actualidad, cuando hay nuevas técnicas teóricas y

experimentales que abren caminos para investigar y cuantificar los enlaces.

Una revisión de la epistemología del concepto enlace químico remite su estudio a la

antigua Grecia específicamente la escuela atomista, el filósofo griego Empédocles

propone el principio del odio y del amor (la afinidad) como causante de la combinación

y/o separación de las partículas que conforman las cosas de la naturaleza (Leicester,

1967) . Los átomos de Demócrito tenían ganchos lo que les permitía unirse y estructurar


lo que junto el vacío conformaba el universo. Epicuro planteaba que los átomos eran

partículas sólidas en constante movimiento, los cuales caen hacia abajo como

consecuencia del empuje de su peso, pero tienen la capacidad de desviarse

espontáneamente de la dirección vertical (clinamen) y de ese modo hacer combinaciones

y formar de enlaces entre átomos que se enganchan unos con otros (Ayllon, Díaz, e

Izquierdo, 2007); todas estas afirmaciones quedaron desconocidas forzosamente, por la

preponderancia de las teorías aristotélicas, quien defendió la continuidad de la materia, y

no se retomaron sino hasta el resurgimiento del átomo con la teoría atómica moderna.

A pesar del abandono del atomismo, las primeras especulaciones respecto al enlace

químico surgen aproximadamente en siglo XII, se suponía que ciertos tipos de especies

químicas estaban unidas por alguna forma de afinidad química. También Isaac Newton

explica el enlace como un enganche entre los átomos en reposo o en movimiento gracias

a movimientos, que llamo, conspirantes (Partington, 1945).

El verdadero impulso a las teorías del enlace químico surge con Dalton y su teoría

atómica en 1808, que aunque no asume la naturaleza eléctrica de la materia, posibilitó el

desarrollo de nuevas teorías hacia la compresión del átomo, de los fenómenos eléctricos

y la naturaleza eléctrica de la materia. Es así como se encuentra la teoría del dualismo

propuesta por Berzelius en 1819 según la cual las moléculas se mantenían unidas

gracias a la presencia de fuerzas eléctricas, una positiva y otra negativa (Christen 1986).

En 1852, Kolbe discípulo Edward Frankland plantea la unión entre los átomos desde lo

que él llamaba “poder de combinación”, concepto que también usaba Friedrich Kekulé,

cuando se refería al enlace químico (Portela 1996).

Wichelhause (1868) fue el primer investigador introduce el termino valencia química.

Albrecht Kossel (1916) introduce el concepto de la electrovalencia por transferencia de

electrones de un átomo a otro para formar iones con estructura de gas noble. También

en 1916, el norteamericano Gilbert Newton Lewis estableció la teoría del enlace químico

basada en compartir de pares de electrones. El concepto de enlace covalente, que fue

descrito en 1919 por Irving Lagmuir al introducir dicho término para describir el enlace o

unión por los electrones compartidos (Chamizo 1992), que en palabras de Lewis era lo

esencial del enlace para obtener la estructura de gas noble, por tanto se puede decir que

la teoría del enlace covalente se debe a Lewis y Langmuir; se aplicó en la química


orgánica, reemplazando las líneas de las fórmulas de Kekulé por un par de electrones

compartidos. Posteriormente el inglés Nevil Vincent Sidgwick (1873-1952) introduce la

noción de enlace covalente coordinado (Antón, Andrés, Barrio 2011).

El concepto enlace metálico nació como un elemento aparte, al no poderse aplicar a los

metales el enlace covalente ni el iónico. La teoría del enlace metálico fue introducida por

Lorentz y Drude a principios de siglo y recibió el nombre de teoría del electrón libre o del

mar de electrones. Posteriormente con la aplicación de la mecánica estadística, el

modelo fue tomando complejidad matemática, aplicándose la estadística de distribución

de Fermi-Dirac a los electrones por primera vez en 1928 por Sommerfeld. Luego surgió

la teoría de bandas, una teoría más amplia que la anterior al permitir realizar un

estudio del estado sólido y explicar las propiedades particulares de los metales y no

metales sólidos. El gran éxito de esta teoría fue el dar una explicación satisfactoria de las

propiedades conductoras de las sustancias sólidas, clasificándolas en conductoras,

semiconductoras y aislantes.

Con el advenimiento de la mecánica cuántica y la famosa ecuación de Schrödinger en

1926. un año después de la publicación de la ecuación de Schrödinger, ésta fue

aplicada a los electrones implicados en la formación de enlaces covalentes para

buscar las estructuras electrónicas de energía mínima. Como la ecuación de Schrödinger

no puede resolverse exactamente para sistemas de más de un electrón, surgieron dos

métodos aproximados generales para tratar el enlace químico; Linus Pauling y J. C.

Slater plantearon la teoría general del enlace químico conocida como teoría del enlace de

valencia o teoría HLSP entre 1930 y 1940, en honor de Heitler, London, Slater y Pauling

y en 1932 aparece la teoría de orbitales moleculares de Robert Sanderson Mulliken, F.

Hund y J. F. Lenard-Jones; las dos teorías son complementarias.

3. Materiales y Métodos

3.1 Investigación Cualitativa

Los aspectos relacionados con la educación, forman parte de la realidad social de una

comunidad; el aprendizaje debe verse como un proceso de adaptación y organización de

la sociedad, la cual está en una continua construcción y reinvención. Estos elementos

hacen que la investigación en educación, la búsqueda y la experimentación de nuevas

formas de planear la enseñanza y el aprendizaje, estén dirigidas hacia metodologías de

corte cualitativo, las cuales se centran en las relaciones entre lo interpretativo y el

contexto.

Desde este marco de acción, este proyecto aborda el proceso de aprendizaje de dos

grupos de estudiantes de grado decimo de forma comparativa, tratando de demostrar

que una alternativa válida frente a la enseñanza con un método tradicional

transmisionista de las ciencias, se la encuentra en la metodologías activas,

específicamente en este caso, la metodología Aprendizaje por Investigación Escolar

(APIE). Este proyecto busca comparar y demostrar que con la implementación del APIE

es posible potencializar el aprendizaje individual desde un enfoque de búsqueda y

aprendizaje colectivo, validado en un contexto específico y en intereses compartidos; Por

lo tanto resulta muy conveniente enfocar este trabajo desde un paradigma cualitativo de

investigación.

3.2 Fases De La Investigación

Este proyecto de investigación se realiza en tres fases fundamentales que se estructuran

así:

Fase I. Diagnóstico


Encuesta de inicial a estudiantes de grado decimo, grupos control y experimental.

Prueba diagnóstica para los grupos control y experimental (prueba inicial).

Fase II. Implementación de la propuesta metodológica

Implementación de la propuesta Aprendizaje por Investigación Escolar (APIE)

para el tema enlace químico en el grado decimo dos (10-2) de la I.E. ALBERTO

CARVAJAL BORRERO.

Fase III. Evaluación del impacto de la propuesta APIE

Encuesta de final a estudiantes de grado decimo, grupos control o referente y

experimental.

Prueba de opción múltiple, como prueba final.

3.2.1 Fase I. Diagnóstico

3.2.1.1 Encuesta inicial.

El desarrollo de esta encuesta diagnostica (Ver Anexo 1) permite reconocer algunos

elementos que guían los intereses de los estudiantes en su proceso de aprendizaje y las

preconcepciones de estos frente al tema estudiar.

A continuación se describen los tópicos que se tienen en cuenta en esta encuesta:

1. Preconcepciones sobre enlace químico.

Con las preguntas de la 1 a la 5 de la encuesta para estudiantes, se tiene como

intención averiguar las preconcepciones que tienen los grupos control y

experimental acerca del enlace químico, tema sobre el que se estudia la

implementación de la metodología aprendizaje por investigación escolar (APIE)

en este trabajo

2. Descripción de preguntas sobre imagen de la química como ciencia

Capítulo 3: Materiales y Métodos 27

Las preguntas 1, 2, 3 y 4 de la segunda parte de la entrevista pretenden

reconocer como se concibe la ciencia a través de la química, desde la

perspectiva de los estudiantes.

Las preguntas 5, 7 y 8 pretenden identificar la validez que tiene para los

estudiantes algunos aspectos del método científico dentro de la construcción

del conocimiento, de donde es posible hacer una inferencia de una imagen de

ciencia validada en el conocimiento desde el punto de vista empírico.

3. Descripción de preguntas sobre aprendizaje científico

Las preguntas 9, 10 y 6 pretenden reconocer la concepción de ciencia de los

estudiantes desde la metodología de aprendizaje de los conocimientos

nuevos.

Prueba diagnóstica para los grupos experimental y control

Con esta prueba escrita cerrada se busca hacer un diagnóstico del nivel de

conocimiento sobre el tema que tiene los estudiantes de los dos grupos, con

el fin de tener elementos de comparación con los resultados obtenidos en la

evaluación final.

La prueba consta de 15 preguntas las que se pueden describir así:

Las preguntas 1 y 9 pretenden averiguar la relación entre enlace químico y

estabilidad energética.

Con las preguntas 2, 3, 4, 5 y 8 se busca establecer si los estudiantes son

capaces de clasificar el enlace químico en tres tipos fundamentales, iónico

covalente y metálico.

Las preguntas 6 y 7 tienen como intención reconocer si los estudiantes

relacionan las estructuras moleculares con los enlaces.


La pregunta 10 tiene como objetivo reconocer si existe un una relación entre

enlace químico y su naturaleza electrónica y electrostática.

La pregunta 11 pretende averiguar una clasificación básica entre enlace iónico

y covalente a partir de la naturaleza de los elementos enlazantes.

En las preguntas 12 y 14 se busca averiguar si los estudiantes son capaces

de predecir formulas moleculares a partir de la configuración electrónica de los

elementos enlazantes.

La pregunta 13 busca predecir polaridad en un enlace covalente a partir del

concepto electronegatividad.

En la pregunta 15 se busca averiguar si es posible establecer si los enlaces

son iónico o covalente a partir del número atómico de los elementos a

enlazar.

3.2.2 Fase II implementación de la propuesta metodológica

En esta fase se implementa y evalúa la propuesta metodológica APIE, para el tema

enlace químico en el grupo experimental (grado 10-2) mientras el grupo control (grado

10-1) estudia el mismo tema con una metodología tradicional expositiva y transmisionista

de información.

3.2.2.1 Inserción de la propuesta metodológica: Aprendizaje

por investigación escolar (APIE) con el grado décimo dos

(10-2)

Insertar la propuesta metodológica hace necesaria la planificación de la intervención en

clase teniendo en cuenta los aspectos de tipo exploratorio y experimental.

Se parte de la posibilidad de anticipar el desarrollo de una estrategia de investigación en

el contexto del problema o la situación a resolver, por lo tanto para poder planificar los

aspectos exploratorio y experimental es necesario:


Enunciar el problema a investigar en términos operacionales: Cualquier pregunta

no es un problema, por tanto una pregunta se convierte en problema cuando en

su formulación se implica el modo de ponerla a prueba.

Las preguntas problema que dinamizaron el proyecto fueron:

¿Cuándo y porque surge la idea de enlace químico?

¿Qué es y cómo se forma un enlace químico?

Se hace necesario, además, discriminar las variables, es decir, determinar

aquellas que se van a considerar durante la investigación, que es lo que ha de

explicarse, medirse o compararse. Para este aspecto los estudiantes determinan

reconocer el concepto general de enlace químico como elemento dinamizador del

proceso y en esta medida clasificar enlace químico en su tipología básica,

además de reconocer elementos relevantes de su historia.

Figura 2: Lluvia de ideas para definir preguntas problema

Fuente: El autor


3.2.2.2 Operacionalización de la propuesta APIE desde el

tema enlace químico el grado decimo dos de al I.E. Alberto

Carvajal Borrero

Como generalidad se puede aseverar que para operacionalizar la propuesta

metodológica se tiene en cuenta el planteamiento de un problema temático educativo,

en este caso, se definió el enlace químico; planteado desde los estándares de

competencia, para desde que de allí, surjan los interrogantes que los estudiantes

busquen resolver y definan el problema de investigación mencionado. Este último

aspecto es el que marca la particularidad del proyecto en el aula, la participación

constructiva de los sujetos del conocimiento en el aula: estudiantes, profesor y otros

miembros de la comunidad educativa. Así es posible enmarcar los estándares y toda la

temática que los incluye, para que los estudiantes logren establecer interrogantes de

acuerdo a sus intereses, el planteamiento del problema tiene como propósito conocer

sus gustos y lo que desean aprender, para de esta manera lograr una motivación real

para aprender haciendo. Es importante tener cuenta la organización de las diferentes

temáticas presentadas en la malla curricular, es así como se busca entonces una

metodología para buscarle respuesta al problema identificado.

Como propuesta para el diseño e implementación del proyecto de aula se plantean las

siguientes etapas:

3.2.2.3 Etapa I: Relación con los estándares básicos de

competencia, intereses científicos de los estudiantes, e

identificación del problema

La intención general de esta etapa es recoger los intereses científicos de los estudiantes

y clasificarlos para identificar un problema que esta contenido dentro del estándar de

competencia en ciencias naturales.

Se deben establecer los estándares básicos de competencia y las acciones de

pensamiento y producción concreta que se desea desarrollar en los estudiantes a través

del proyecto de aula.


Los estudiantes del grado 10-2 (grupo experimental) muestran interés por conocer cómo

es posible y bajo qué parámetros los elementos de la tabla periódica se combinan para

formar compuestos, además hay interés por saber si existen reglas para esas

combinaciones, de que se trata ese tema enlace químico y cómo surgió el concepto y su

historia.

Por otro lado el Ministerio de Educación Nacional (MEN 2006) propone un estándar

básico de competencias en ciencias naturales para química específicamente en enlace

químico:

Explica la relación entre la estructura de los átomos y los enlaces que

realiza.

Teniendo como punto de partida el anterior estándar es posible incluir algunas

competencias tales como:

Comprender el concepto de enlace, sus clasificaciones básicas.

A partir de los conocimientos sobre el tema entender porque existen algunos

compuestos químicos y otros no.

Adquirir un lenguaje específico, restringido y relacionado con el tema y con la

química en general.

Categorizar, comparar y valorar los medios de conseguir información sobre el

tema.

Adoptar actitudes críticas frente al conocimiento, para analizar individualmente y

en grupo cuestiones científicas y tecnológicas relacionadas con enlace químico.

Estructurar una imagen de ciencia epistemológicamente válida para Comprender

que la ciencia es asequible y es posible desarrollar proyectos enfocados a adquirir

conocimientos.

Valorar los conocimientos científicos dentro de la comprensión de la cotidianidad.

Desarrollar de actitudes, aptitudes y destrezas para hacer investigación a nivel de

aula de clase.


3.2.2.4 Etapa II: Planteamiento de hipótesis

En esta fase el estudiante se ve enfrentado al problema a resolver, por lo tanto se deben

buscar posibles soluciones al mismo, esto requiere el planteamiento de hipótesis.

El procedimiento investigativo orientado por la hipótesis recibe el nombre de metodología

y lo importante, teórica y prácticamente, es que la hipótesis se plantee desde el

pensamiento de los actores del proceso educativo: maestros y estudiantes. La hipótesis

orienta y determina los propósitos que se quieren alcanzar con la resolución del

problema, los datos se recogen de la muestra real que representa el problema y el

análisis de los mismos se hace para contrastar lo que se esperaba con la hipótesis como

resolución tentativa del problema y lo que se encuentra en la realidad con la muestra

tomada como representativa de los hechos que se busca solucionar (Tonucci, 2002).

La consideración del problema a luz de los datos obtenidos permite derivar las

conclusiones del proyecto de aula. La hipótesis se considera como una conjetura

elaborada para resolver el problema, objeto de investigación a partir de un doble

referente, el marco teórico y la realidad que se estudia. Desde un contexto constructivista

se asume que los estudiantes, tienen sus respuestas, que se pueden considerar como

suposiciones, pues no se han verificado; estas teorías o suposiciones son las hipótesis.

Asumen el enlace químico desde las siguientes hipótesis:

“Un algo que permite que los átomos se unan”.

“El enlace químico forma sustancias o compuestos químicos”.

“El enlace químico se ha estudiado desde la antigüedad y da una explicación a la unión

de los átomos”.

Es importante resaltar, que en esta fase, se analizan las concepciones de los estudiantes

y se conocen las tendencias que se presentan en el grupo. En síntesis el propósito es

conocer lo que piensa el colectivo a través de su individualidad.

Figura 3: Planeación cronograma de trabajo Figura 4: Planteamiento de hipótesis


Fuente: El autor

Al respecto los estudiantes asumen el estudio del enlace químico como un reto colectivo

y expresan “El problema está ubicado en ir descubriendo lo que es un enlace,

comprender cada una de sus clases y por tanto desarrollarlas. Todos los estudiantes nos

dimos a la tarea de desarrollar en las casas, las preguntas propuestas en clase para así

compartirlas el desarrollo de la semana. Cada rama de investigación de los chicos fue en

la mayoría acertada, porque nos aportaba cada vez más en las conversaciones del

proyecto.”

3.2.2.5 Etapa III: Plan de trabajo

El propósito de esta fase consiste en que los estudiantes con asesoría del profesor

proponen diversas estrategias o actividades educativas para comprobar las hipótesis

anteriormente explicitadas. Estas dependerán de las hipótesis planteadas y se

organizaran en un plan de trabajo con su correspondiente cronograma.

El plan de trabajo se compone de las actividades educativas propuestas organizadas

mediante un cuadro que incluya actividades con sus respectivas explicaciones sobre

cómo, cuándo y dónde se van a realizar. Una vez elaborado el plan de trabajo con sus

propósitos, la actividad educativa específica, les responsables, fechas, recursos y

presupuesto, se pasa a la etapa de ejecución del mismo.

Figura 5: Puesta en común (plan de trabajo)


Fuente: El autor

En esta fase diseñan un cronograma de trabajo, inicialmente toman la decisión de hacer

grupos de trabajo, los cuales asumirán la responsabilidad de documentarse, exponer y

proponer actividades tendientes a resolver las hipótesis planteadas tras las preguntas

problema sobre el tema:

Grupo A. encargado de una revisión histórica del concepto enlace.

Grupo B. encargado de definir el concepto enlace teniendo en cuenta conceptos ya

estudiados en el curso de química como teoría atómica y algunos conceptos subyacentes

a este tema.

Grupo C. encargado de estudiar la clasificación de los enlaces químicos principales.

Grupo D. encargado de buscar prácticas de laboratorio posibles de realizar para aclarar

los conceptos que se adelanten sobre el tema.

Grupo E. encargado de recolectar la información para realizar síntesis sobre los

adelantos en el trabajo planeado.


Figura 6: Contrastación de hipótesis

Fuente: El autor

3.2.2.6 Etapa IV: Ejecución de las actividades educativas,

recolección de información, análisis y conclusiones

El propósito de esta fase se ejecutan las actividades educativas científicas propuestas en

el plan de trabajo, entre ellas recoger por escrito datos, información, que posteriormente

serán analizados. Los resultados obtenidos serán comparados con las hipótesis

formuladas, orientando para el diseño de actividades experimentales verbalizando al

máximo, fundamentando lo que se hace a medida que se avanza, para evitar una

actividad mecánica y sin sentido.

A estas alturas los estudiantes realizan plenarias donde se exponen los trabajos que

cada grupo adelanta, se evalúa su validez y pertinencia, por parte del grupo en general y

se integra como parte de una estructura coherente para una contrastación con las

hipótesis planteadas y buscar una solución a las preguntas problema que dinamizan su

proyecto.

Figura 7: Exposición de resultados en grupo Figura 8: Conclusiones generales


Fuente: El autor

Todo el proceso anteriormente planteado acerca del proyecto de aula requiere ser

evaluado para verificar el cumplimiento de sus propósitos, teniendo en cuenta los

siguientes criterios: el primero se refiere al proceso investigativo propiamente dicho que

se ha llevado a cabo para verificar las hipótesis propuestas por los estudiantes; el

segundo hace mención al análisis de los resultados obtenidos al final del proceso

investigativo realizado de tipo cognoscitivo y actitudinal como interés, participación,

trabajo en equipo, la transferencia que puedan hacer los estudiantes de las teorías,

conceptos científicos aprendidos en la interpretación de situaciones cotidianas que

tengan relación con estas.

Figura 9: Práctica de laboratorio


Fuente: El autor

3.2.3 Fase III Evaluación Del Impacto De La Propuesta APIE

Es en esta fase donde se evalúa el desarrollo, los resultados y el impacto de la

propuesta metodológica teniendo en cuenta:

Encuesta de final a estudiantes de grado decimo, grupos control y experimental.

Prueba inicial de opción múltiple, como prueba se final.

Los resultados y la evaluación del proyecto de aula se desarrollan en tres etapas bien

diferenciadas pero complementarias:

La aplicación y el análisis de la encuesta de una forma comparativa así:

Grupo control, resultados de la encuesta en la fase inicial y resultados de la encuesta en

la fase final del tema.

Grupo experimental resultados de la encuesta fase pre-aplicación de APIE y resultados

de la encuesta fase post- aplicación de APIE.

Grupos control y experimental resultados de la encuesta obtenidos en la fase inicial.

Grupos control y experimental resultados de la encuesta obtenidos en la fase final.


La aplicación de una prueba escrita cerrada también comparativa:

Grupo control resultados de la prueba escrita en las fases inicial y final del tema.

Grupo experimental resultados de la prueba escrita en las fases fase pre-aplicación de

APIE y post- aplicación de APIE.

Grupos control y experimental resultados de la prueba escrita en la fase inicial.

Grupos control y experimental resultados de la prueba escrita en la fase final.

Cabe señalar que la prueba escrita (anexo B) es la misma que se aplica en la fase I del

proyecto y en la fase III está enfocada en averiguar el grado de conceptualización y

competencia que tengan los estudiantes frente al tema enlace químico ya estudiado.

La presentación de un informe escrito:

Este documento final del proyecto de aula presentado por el grupo experimental; como

un elemento que recoge las experiencias de los estudiantes, en esta metodología de

aprendizaje, además permite observar la evolución de los estudiantes en cuanto al

estudio del enlace químico y corroborar los resultados obtenidos en los otros

instrumentos de recolección de datos.

4. Análisis de Resultados

4.1 Análisis de prueba escrita inicial

SAS (Statistical Analysis System) es un sistema de programas para el análisis de datos,

que consiste de un conjunto de módulos capaces de entregar resultados de diferentes

procesos como regresión, análisis de varianza, estadística básica, distribución de

frecuencias, procedimientos multivariados, etc. Aceptado por las revistas internacionales

por ser uno de los paquetes más utilizado en investigaciones científicas.

Los datos recogidos en la prueba inicial tanto para el grupo control como para el grupo

experimental, fueron analizados con el programa estadístico SAS mediante el

procesamiento GML (General Lineal Model), que se usa para hacer análisis de varianza

con datos desbalanceados.

Las fuentes de variación que se tuvieron en cuenta: grupos (control y experimental),

preguntas (fueron 15 preguntas en la prueba inicial y las mismas 15 preguntas en la

prueba final, dentro de las cuales se tuvo en cuenta el porcentaje de aciertos).

Se obtuvo una media de aciertos del 29,85% en la prueba inicial y una media del 47,87%

para la prueba final. Un mínimo de aciertos para la prueba inicial del 7%, para la prueba

final un 14,3%; Unos máximos de acierto para la prueba inicial del 71,4% y 90,7% para la

prueba final. Con estos datos es posible notar que se presentan cambios en los grupos

después de estudiar enlace químico independientemente de la metodología utilizada.

Los datos del GML indican un coeficiente de correlación muy cercano a -0,02, lo que

indica que no hay correlación significativa entre las repuestas de la prueba de inicial y

final. Se puede establecer que no hubo temas que consistentemente presentaran bajos

porcentajes de aciertos en la prueba inicial y final y altos porcentajes de aciertos en la


prueba inicial y final. Por lo tanto, se puede establecer que no hay relación entre los

resultados de las dos pruebas.

Tabla 1: Análisis de varianza porcentajes de aciertos prueba inicial

Los datos obtenidos permiten establecer que respecto al efecto del grupo, se acepta que

los grupos experimental y control son significativamente diferentes y las respuestas

acertadas en la etapa inicial, también son significativamente diferentes; Dando validez a

los datos obtenidos en la prueba realizada, como elemento comparativo, antes de

estudiar el tema con ambos grupos.

Tabla 2: Media de aciertos grupos control y experimental prueba inicial

GRUPO PREGUNTAS MEDIA

GC 15 35.46%

GE 15 24.24%

Se puede manifestar que en la prueba de inicial el grupo control tiene mejores resultados

que el grupo experimental, con una media de aciertos del 35,46% versus una media de

aciertos del 24,24% para el segundo grupo.

Estos resultados se pueden ver desde dos perspectivas, la número uno, se puede

señalar que el grupo control tiene un cierto manejo en cuanto a algunos conceptos del

tema enlace químico antes de su estudio; desde otra óptica, es factible que los aciertos

obtenidos por ambos grupos tengan un efecto de la probabilidad, porque es una prueba

cerrada en la cual se escoge una opción de respuesta de cuatro posibles.

Respecto a estos resultados no se puede señalar concluyentemente que el grupo control

haya estudiado el tema con anticipación, pero los resultados de la encuesta inicial

F V G L C M C V

Grupo 1 944,16 p (α ≤ 0,01) 29,85%

33,14% Pregunta 14 367,83 p (α ≤ 0,01)

Error 14 97,85

Capítulo 4: Análisis de Resultados 41

muestran que un 28,6% de los estudiantes de este grupo señalaron conocer del tema

mientras que ningún estudiante del grupo experimental (0%) afirmo conocer sobre enlace

químico, desde esta perspectiva es válido admitir que el grupo experimental está en

desventaja al inicio del estudio.

Figura 10: Comparación entre porcentajes de aciertos por pregunta, para la prueba inicial entre los grupos control y experimental

Teniendo en cuenta la gráfica, la relación porcentajes de acierto para grupo control (GC)

versus grupo experimental (GE), permite evidenciar que hubo preguntas de alto

desempeño, pero el grupo control tuvo mejores resultados en algunas preguntas

relacionadas con los temas definición de enlace, clasificación de enlaces. Se puede

concluir que antes de la intervención hay una tendencia favorable al grupo control en

algunos temas.


Tabla 3: Porcentaje de aciertos por pregunta, prueba inicial.

Duncan Agrupamiento Media N PREGUNTA A 67.100 2 3 B 42.800 2 9 B C B 41.600 2 7 C B C B D 37.900 2 5 C B D C E B D 32.900 2 4 C E B D C E B D 30.750 2 6 C E B D C E B D 28.750 2 11 C E B D C E B D 27.100 2 13 C E B D C E B D 23.750 2 15 C E B D C E B D 23.600 2 14 C E D C E D 22.950 2 2 E D E D 20.750 2 12 E D E D 18.500 2 8 E E 14.950 2 10 E E 14.350 2 1

Al relacionar el porcentaje de aciertos en la prueba inicial, por parte de ambos grupos se

puede establecer la correlación entre preguntas, grado de dificultad y tema así:


Tabla 4: Análisis de resultados por preguntas y temas, prueba inicial

Preg. Tema Observaciones

1 Concepto de enlace: energía en los enlaces

Presento un bajo nivel de aciertos, significando que la gran mayoría de los estudiantes de los dos grupos no comprenden el enlace químico con energía.

10 Concepto de enlace: energía en los enlaces

Esta pregunta corrobora las observaciones hechas en la pregunta 1, su promedio de aciertos fue bajo.

8 Clasificación de enlaces Con una media de aciertos de 18,5 se demuestra que muy pocos estudiantes tienen la capacidad de clasificar enlaces teniendo en cuenta algunas propiedades de los compuestos.

12 Representación de fórmulas a partir de la distribución electrónica

Es una pregunta con un bajo promedio, partiendo del hecho que se requieren conceptos previos como distribución electrónica, ley del octeto, ubicación de la posición de elementos en la tabla periódica, y estos conceptos aún no se habían estudiado.

2 Clasificación de enlace Con una media del 22,95 se puede afirmar que una gran mayoría de los estudiantes no poseen las competencias interpretativas que les permita clasificar un enlace teniendo en cuenta la compartición o la transferencia de electrones entre átomos.

14 Representación de fórmulas a partir de la distribución electrónica

Con estos resultados se corrobora lo indicado en las observaciones hechas para la pregunta 12

15 Clasificación de enlace Con una media de 23,75 esta pregunta ratifica los datos que arrojo la pregunta 2.

13 Polaridad en un enlace covalente

El nivel de aciertos de esta pregunta es bajo demostrando que el concepto polaridad no se comprende o se desconoce por parte de la mayoría de los estudiantes de ambos grupos.

11 Clasificación de enlace a partir del tipo (metal-no metal) elementos a enlazar

Una media de aciertos del 28,75 expresa que los estudiantes en su conjunto no tienen las competencias necesarias para clasificar enlaces en: iónicos, covalente y metálico

6 Concepto de enlace El nivel de aciertos para esta pregunta muestra que los estudiantes en general no tienen un concepto claro de enlace químico.

4 Clasificación de enlace metálico

Los aciertos para esta pregunta arrojaron una media de 32.9 % que corrobora las preguntas relacionadas con este tópico.

5 Clasificación de enlace a partir del tipo (metal-no metal) elementos a enlazar.

La media para esta pregunta no arroja resultados muy diferentes a las otras preguntas relacionadas con este tema por lo tanto es una ratificación de los análisis realizados en la preguntas 2,3,4,5,7,8,11 y 15.

7 Clasificación de enlace a partir del tipo (metal-no metal) elementos a enlazar.

Aunque tiene una media del 41,6 % se puede decir que en la prueba inicial el nivel de conceptualización frente a los elementos que permiten clasificar un enlace químico es bajo

9 Concepto energía de enlace

El nivel de aciertos para esta pregunta esta alrededor del 42,8 %, indica que hay un cierto nivel de comprensión sobre el tema pero entra en contradicción con las respuestas de tópico similar donde los resultados fueron bajos como la pregunta 1 y 2. No se descarta el azar en los resultados de esta pregunta.

3 Clasificación de enlace a partir diferencias de carga electrostática.

Con una media del 67,1 es la pregunta de mayor nivel de aciertos, es posible hacer esta afirmación porque la pregunta tiene un corte memorístico y se puede esperar que algunos estudiantes hayan escuchado hablar sobre el enlace iónico. Además en la redacción de la pregunta se hace alusión a iones y el nivel de acierto puede también deberse a la similitud de las palabras iones y enlace iónico.

Fuente: El autor


En términos generales el nivel conceptual y de competencias que se expresan desde los

resultados de la prueba inicial en los dos grupos de estudio es bajo, lo cual se ve

reflejado en sus medias que no superan el 67,1%. Estos resultados están dentro de lo

esperado teniendo en cuenta que en la institución se comienza a estudiar química a

partir de grado decimo, en grados inferiores se estudia ciencias naturales integradas, otro

factor es que al iniciar este trabajo de investigación muy pocos estudiantes tenían

algunas ideas aisladas sobre el tema, además el tipo de aprendizaje memorístico que

habitualmente se usa para estos temas no favorece una comprensión clara de los temas

y mucho menos el desarrollo de competencias interpretativas y propositivas en los

educandos.

4.2 Análisis de prueba escrita final

Los datos recogidos en la prueba escrita final tanto para el grupo control como para el

grupo experimental, fueron analizados con los mismos criterios y estándares que los

datos de la prueba inicial. Las fuentes de variación que se tuvieron en cuenta: grupo

(control y experimental), preguntas (fueron 15 preguntas en la prueba inicial y las mismas

15 preguntas en la prueba final, dentro de las cuales se tuvo en cuenta el porcentaje de

aciertos).

Tabla 5: Análisis de varianza porcentajes de aciertos prueba final

Fuente: El autor

Según los datos respecto al efecto de grupo y los porcentajes de aciertos en la prueba

final, se acepta que los grupos de estudio son significativamente diferentes y los

porcentajes de aciertos también lo son, por lo tanto los resultados obtenidos en la prueba

final son válidos para ambos grupos.

FV GL CM CV

Grupo 1 2358,53 p (α ≤ 0,01) 47,87%

33% Pregunta 14 685,51 p (α ≤ 0,01)

Error 14


Tabla 6: Media de aciertos grupos control y experimental prueba final

GRUPO PREGUNTAS MEDIA

GC 15 39%

GE 15 56.73%

Este análisis de datos indica que los resultados (porcentaje de aciertos) de la prueba final

favorecen notablemente al grupo experimental con una media del 56,73% comparada

con una media del grupo control de un 39%, cabe afirmar que la metodología APIE, del

grupo experimental, frente a la metodología tradicional del grupo control favorece el

aprendizaje de nuevos conceptos y permite desarrollar en los estudiantes competencias

interpretativas que lo capacitan para resolver pruebas de opción múltiple con una sola

respuesta, similares a la aplicadas por el ICFES en las pruebas saber 11.

Teniendo en cuenta la Gráfica porcentaje de aciertos en la prueba final para cada

pregunta por grupos tenemos: En esta grafica con las medias de aciertos por grupo en

la prueba final se traza dos rectas que dividen el plano en cuatro cuadrantes, permitiendo

analizar los resultados de la prueba final y relacionarlos con el desempeño de los

grupos control y experimental.

El primer cuadrante está constituido por las preguntas 2, 3, 4, 9 y 11, donde se

obtuvieron porcentajes de acierto por encima de las medias de acierto total en los dos

grupos y se puede afirmar los estudiantes de ambos grupos comprenden algunos

conceptos relacionados con el tema enlace químico. Desde la perspectiva de las

metodologías de aprendizaje que se aplican (clase tradicional y APIE) se puede señalar

que tienen una influencia positiva, lo que les permitió alcanzar estos resultados.


Figura 11: Comparación entre porcentajes de aciertos por pregunta, para la prueba final entre los grupos control y experimental

Fuente: El autor

El segundo cuadrante está conformado por la preguntas 1, 5, 10 y 12; los resultados

indican que el grupo control obtuvo porcentajes de aciertos por debajo de su media y por

el contrario el grupo experimental obtuvo porcentajes de aciertos por arriba de su media.

Si se comparan estos resultados se demuestra que la metodología tradicional es poco

positiva frente a la metodología por investigación (APIE), la cual es efectiva en la medida

que posibilita que los estudiantes resuelvan más eficientemente las preguntas.

Para el tercer cuadrante, las preguntas 6, 7, 8, 13, 14, y 15 presentan bajos porcentajes

de aciertos en los dos grupos ya que estos resultados están por debajo de la media de

cada grupo, implicando que las metodologías de aprendizaje tuvieron poca efectividad en

algunos conceptos relacionados en especial los tratados en estas preguntas.


Para el cuarto cuadrante no hay resultados que discutir, esto indica que el grupo control

no supera al grupo experimental en los aciertos por pregunta en la prueba final,

demostrando que el grupo experimental tiene conceptos más sólidos que le permitieron

tener mayores porcentajes de aciertos.

Los resultados obtenidos en este análisis demuestran una clara ventaja del grupo

experimental, implicando que la metodología aplicada permite mejores resultados que la

metodología tradicional en la resolución de este tipo de pruebas. Se puede afirmar que el

grupo experimental tiene mejores oportunidades para el aprendizaje y desarrollan

competencias más eficaces en cuanto a la comprensión, interpretación y argumentación

del tema en lace químico.

Tabla 7: Porcentaje de aciertos por pregunta, prueba final

Duncan Agrupamiento Media N PREGUNTA A 77.85 2 4 A B A 76.70 2 2 B A B A C 66.55 2 3 B A C B D A C 57.60 2 9 B D A C B D A C 56.35 2 12 B D A C B D A C 56.20 2 11 B D A C B D A C 53.90 2 1 B D A C E B D A C 48.65 2 5 E B D C E B D C 45.95 2 13 E D C E D C 45.15 2 10 E D C E D C 36.10 2 6 E D E D 29.40 2 14 E D E D 26.55 2 15 E E 22.25 2 8 E E 18.80 2 7


En términos generales los promedios de aciertos en general para la prueba final en

ambos grupos subieron, un análisis por pregunta se presenta a continuación:

Tabla 8: Análisis de resultados por preguntas y temas, prueba final

Preg Tema Observaciones

7

Clasificación de enlace a partir del tipo (metal-no metal) elementos a enlazar.

Esta pregunta presenta un porcentaje de acierto del 18% es una señala que existen dificultades para clasificar enlaces a partir de la unión entre metales y no metales o no metales entre sí, se puede hacer la siguiente inferencia: hay una debilidad en los preconceptos que permiten clasificar los elementos en la tabla periódica o posiblemente una confusión por que la pregunta como se observa en el anexo B intenta que los estudiantes predigan el enlace mas no la proporción de un elemento respecto a otro y esto haya generado una confusión entre las dos opciones correctas.

8

Clasificación de enlaces

Es dificultoso para los estudiantes, clasificar los enlaces, iónico y covalente a partir de algunas propiedades de las sustancias, demuestra que el aspecto teórico está débil y se debe complementar con trabajo experimental, donde las observaciones permitan correlacionar enlace químico y propiedades físicas y químicas de las sustancias.

15

Clasificación de enlace

Una media de aciertos del 26,55% expresa dificultades para predecir enlaces a partir del número atómico, para llegar a este nivel de comprensión conceptual se hace necesario tener preconceptos sobre número atómico y distribución electrónica y relacionarlos con enlace químico y la ley del octeto, por lo tanto se puede decir que hay fallas en estos aspectos y a partir de estos resultados no se puede identificar claramente en cuales aspectos, los estudiantes, están fallando.

14

Representación de fórmulas a partir de la distribución electrónica.

La pregunta está muy relacionada con la número 15 y las fallas presentadas en esta, persisten, una media de aciertos del 29,4 % lo confirman, lo que posibilita ratificar el análisis anterior.

6

Concepto de enlace. En esta pregunta se interrelacionan varios conceptos previos como, los conceptos de molécula, masa molecular, moléculas diatómicas homonucleares, con conceptos propios del tema enlace iónico, covalente, monoatómico, diatómico o poliatómico. El bajo porcentaje de aciertos (media de 36.1%) puede estar muy relacionado con la debilidad conceptual que los estudiantes traían antes de estudiar el tema, y estos vacíos no permitieron un notable mejoramiento.


10

Concepto de enlace: energía en los enlaces

Una media del 45,15% de aciertos muestra que hay un nivel de comprensión básico en este aspecto, aunque aún persisten dificultades, que son posibles de mejorar.

13

Polaridad en un enlace covalente.

En esta pregunta, su media de aciertos es 45,95% mostrando que los grupos en general presentan un nivel básico de manejo de este tema, cabe más adelante analizar cuál de los dos grupos ha tenido un mejor manejo, para poder ser concluyentes frente a la eficacia o no de determinada metodología.

5


Esta pregunta tiene un nivel de aciertos aceptable con una media que sobrepasa al 50 %, a diferencia de la pregunta 7 no hay opciones de respuesta que admitan interpretaciones erróneas. Se puede decir que los grupos comprenden básicamente este aspecto del tema.

1

Concepto de enlace: energía en los enlaces

En este aspecto la media es 53,9% lo que indica que los grupos tiene un nivel de conceptualización aceptable de aspectos relacionados con el enlace y lo relacionado con la energía del mismo.

11


La media de aciertos para esta pregunta, al igual que para la 12 que se relacionan estrechamente en aspectos relacionados con la clasificación de enlaces a partir de la distribución electrónica permite corroborar los resultados y las afirmaciones realizadas en las observaciones de la pregunta 5.

12

Representación de fórmulas a partir de la distribución electrónica

9

Concepto energía de enlace

El nivel de aciertos en esta pregunta confirma las observaciones de los resultados obtenidos en la pregunta 1, permitiendo afirmar que existe un nivel de conceptualización aceptable del tema en este aspecto.

3

Clasificación de enlace a partir diferencias de carga electrostática.

Indiferentemente de la metodología es posible considerar que estas preguntas tuvieron un buen nivel de aciertos en los dos grupos vale la pena analizar los resultados independientes para poder hacer aserciones más concluyentes sobre el efecto de las metodologías 2 Clasificación de

enlace

4 Clasificación de enlace metálico

Fuente: El autor

Los resultados de la prueba final revelan un mejoramiento notable en los resultados de la

prueba independientemente de la metodología utilizada, eso significa que cualquier tipo

de intervención de tipo metodológico con el objetivo de enseñar el tema conduce a

resultados positivos de cara a los resultados obtenidos en una fase inicial antes de haber

aplicado cualquier metodología de enseñanza.


Figura 12: Porcentajes de acierto inicial y final por pregunta para el grupo control

Se hace necesario analizar los resultados de cada prueba desde cada grupo lo que

permite visualizar de una forma independiente los cambios en la conceptualización del

tema al interior de los grupos control y experimental, esto otorga la oportunidad de

reconocer el efecto de cada metodología.

Grupo Control: Grafica comparativa entre porcentaje de aciertos por pregunta de las

pruebas inicial y final.

En esta grafica se encuentra que el porcentaje de aciertos para las preguntas 8, 1, 10,

12, 14, y 15 estuvieron por debajo del promedio de aciertos tanto para la prueba inicial

como para la prueba final, lo que significa que la metodología de enseñanza tradicional

no permitió favorecer el desarrollo de competencias interpretativas, argumentativas y

propositivas, además de un bajo nivel de conceptualización en aspectos tales como:

clasificación de enlaces con base en algunas propiedades físicas de los compuestos

(pregunta 8); establecer relaciones claras entre estabilidad energética y enlace

(preguntas 1 y 10); predicción de posibles estructuras moleculares a partir del número


atómico o la distribución electrónica de los elementos a enlazarse. Así mismo la pregunta

13, con la predicción de la polaridad de un enlace covalente teniendo en cuenta los

datos de la electronegatividad de Pauling, presenta cierto nivel de dificultad en ambas

pruebas.

Se puede considerar que la metodología de enseñanza tradicional favorece la

memorización y repetición de conceptos, mientras el conjunto de preguntas analizado

requiere la interpretación de datos a la luz de los conceptos químicos para poder deducir

una posible respuesta. Desde este contexto, la forma en que los estudiantes aprenden

con esta metodología premia el procesamiento y almacenamientos de información pero

es muy limitada en la construcción de significados.

El comportamiento del grupo con las preguntas 5, 6, y 7 se puede considerar anómalo

porque no es posible analizar su variación en cuanto a un efecto de la metodología de

enseñanza, ya que tienen mejores resultados en la prueba inicial que en la prueba final;

además es posible pensar que estos resultados sean un efecto del azar, una variable

que no se puede controlar por el diseño mismo de este tipo de pruebas.

Para las preguntas 2, 3, 4, 9 y 11 los resultados están por encima del promedio en

ambas pruebas y se catalogan con altos porcentajes de aciertos en las dos pruebas,

indicando que los niveles de conceptualización para los aspectos del tema estudiados

son altos, en términos generales, su cambio no fue significativo.

Un análisis más detallado para este conjunto de preguntas permite afirmar:

En las preguntas 2 y 4 se presenta cierto grado de evolución, posiblemente porque para

resolverlas es necesario la memorización.

En cuanto a la pregunta 11 el cambio entre pruebas inicial y final no es determinante,

además entra en contradicción con los resultados de las preguntas 12, 14 y 15, por tanto

no es posible hacer una discusión concluyente.

Las preguntas 3 y 9 no presentan cambios notables por lo tanto se puede decir y el

efecto de la metodología para estos resultados no es apreciable.


Figura 12. Porcentajes de acierto inicial y final por pregunta para el grupo experimental.

Una discusión de los resultados de la gráfica conduce a analizar los cambios en la

conceptualización y la construcción de significados a partir de la metodología APIE.

Para el conjunto de preguntas 6, 7, 8, 13, 14 y 15 hay bajos promedios de acierto en las

pruebas inicial y final, aunque se puede pensar que la metodología de enseñanza que se

pone a prueba no posibilita un cambio significativo en cuanto a la conceptualización de

algunos elementos relacionados con el estudio del enlace químico, se pueden analizar

estas limitaciones así:

La pregunta 6 denota que el concepto de molécula no es totalmente claro para el grupo

en general lo que significa que se hace necesario introducir elementos en un futuro

proyecto de investigación en el aula para que se favorezca la construcción y

estructuración de este concepto.

En la pregunta 7, aparentemente un alto porcentaje de los estudiantes demuestran

confusión al intentar sacar conclusiones sobre aspectos relacionados con enlace químico


a partir de una formula molecular sencilla. Estos resultados pueden entenderse desde

dos aspectos, el primero corrobora los resultados de la pregunta 6 permitiendo demostrar

que no hay claridad en el concepto molécula y algunas de sus implicaciones; en un

segundo aspecto esta pregunta tiene un cierto nivel de ambigüedad en sus opciones lo

que puede ocasionar confusión.

Con la pregunta 8 se observa que el grupo tiene dificultad para clasificar enlaces a partir

de algunas propiedades físicas de los compuestos, puede decirse que este tipo de

dificultad surge porque los estudiantes no hacen la asociación enlace iónico y covalente

con propiedades físicas de los compuestos, es importante re-direccionar que las

actividades que surgen en el proyecto de aula, como prácticas de laboratorio para

enfocarlas hacia el mejoramiento en la compresión de este aspecto.

En el caso de la pregunta 13 hay un leve mejoramiento respecto a los resultados de

aciertos en la prueba inicial aunque los resultados de la prueba final siguen por debajo

de la media, sin embargo el efecto de la metodología es positivo y puede decirse que se

comprende cómo identificar un enlace covalente polar.

Para las preguntas 14 y 15 hay mejoramiento respecto a la prueba inicial, aunque no tan

evidente, puede decirse que el efecto de la metodología no es notorio para este caso, por

lo tanto es un aspecto susceptible de mejorar; aunque la base para contestar

correctamente estas preguntas está en un tema anterior (distribución electrónica), por lo

tanto, el desarrollo de las competencias necesarias para clasificar enlaces no solamente

está en el estudio del tema enlace químico, también radica en el adecuado aprendizaje

de los temas base relacionados con teoría atómica. Entonces existen condicionantes

aparte de la aplicación de la metodología de aprendizaje que determinan los aciertos en

estas preguntas.

Observando el mejoramiento en el porcentaje de aciertos en la prueba final para las

preguntas 1, 2, 4, 5, 9, 10, 11 y 12 se puede afirmar que la metodología APIE influye

positivamente para mejorar la conceptualización del tema y por ende genera un proceso

de metacognición, permitiendo que los estudiantes sean conscientes de su aprendizaje y

autónomos frente al mismo; por lo tanto a este respecto cabe decir que es el comienzo


en la construcción de nuevos significados para el tema enlace químico en la estructura

conceptual de los estudiantes.

En cuanto a la pregunta 3 los resultados están por encima de las medias de las pruebas

inicial y final por tanto no es posible considerar que la metodología APIE tiene algún

efecto positivo sobre el resultado final.

En términos generales el grupo experimental tiene resultados favorables y hay una

notable variación al comparar los porcentajes de acierto inicial y final para las respectivas

pruebas, indicando una clara evolución conceptual gracias a la metodología de

aprendizaje aplicada.

4.3 Resultados y análisis de encuestas

Se realiza un análisis cualitativo y comparativo de los grupos control y experimental para

reconocer la variación entre las opiniones desde una la fase inicial del proyecto y la fase

final donde ya se estudió el tema, la encuesta se divide en dos fases a saber:

Resultados grupo control Subconjunto 1: Enlace químico

Figura 13: Porcentaje de respuestas afirmativas en las encuestas inicial y final


4.3.1 Subconjunto I. Grupo control

Pregunta 1. Grupo Control. Frente a esta pregunta se identifica que los estudiantes del

grupo control en un 71.4 % expresaron desconocer el tema enlace químico, en la

encuesta inicial, mientras por otro lado un 28.6 % afirman manejar algunos conceptos

relacionados con este tema en la misma encuesta. Estos datos son aproximadamente

similares a los de encuesta final.

Pregunta 2. Grupo Control. Esta pregunta mientras un 17,1% afirma comprender de

qué se trata el enlace químico antes de trabajar el tema en clase y posteriormente en la

encuesta final se puede observar que el 74,3% aseveran comprender el tema.

Pregunta 3. Grupo Control. Es notable la diferencia entre la encuesta inicial y la

encuesta final, ya que este grupo pasa de un 0% a un 68,6% y los estudiante consideran

que la metodología tradicional de clase tuvo un buen nivel de efectividad y

comprendieron una clasificación básica para enlace, aunque con los resultados de la

encuesta final se pueden corroborar los resultados.


Pregunta 4. Grupo Control. Los resultados muestran que los estudiantes expresan

reconocen los conceptos básicos del tema, aunque respecto al desarrollo de

competencias interpretativas, en la pregunta 4, el cambio entre encuestas inicial y final,

los estudiantes son conscientes que tienen limitaciones a este respecto lo que se puede

observar en los porcentajes al variar desde un 2,9 % a un 25,7 % lo que muestra que los

estudiantes consideran tener falencias en los niveles de desempeño para este tipo de

competencias.

Pregunta 5. Grupo Control. La pregunta numero 5 es de opinión donde se busca

reconocer la importancia del tema enlace químico para los estudiantes dentro de su

proceso de aprendizaje de la química, tiene una muy alta valoración (97,1%) en la

encuesta inicial para el grupo, aunque cuando el grupo control ya estudio enlace químico

de una manera tradicional la valoración en importancia para este tema disminuyo a un

68,6%, podría decirse que el manejo del tema con la metodología tradicional genero una

pérdida de interés en su aprendizaje.

4.3.2 Subconjunto II: el enlace en la química

Figura 14: Porcentaje de respuestas afirmativas en las encuestas inicial y final. Subconjunto II. Grupo control


Pregunta 1 y 2. Grupo Control.

Las preguntas 1 y 2 tienen como pretensión averiguar la concepción que tienen los

estudiantes sobre la existencia de átomos, moléculas, enlaces y asumirlas como

tangibles de su contexto en relación con los conceptos estudiados al interior del aula de

clase. El grupo control (grado 10-1) demuestra asumir el concepto átomo como una

representación de la realidad y esa concepción aumenta levemente desde un 97,1% a un

100%, después de trabajar el tema en clase, en este aspecto cabe reconocer que se

asume el átomo no como un objeto real si no como una representación de la realidad;

aunque para la respuesta para la pregunta 2 donde se asume que los científicos vieron el

enlace químico la encuesta de inicial arroja un 94,3% para la respuesta afirmativa antes

de trabajar el tema en clase y un 74,3% después de estudiarlo. Existe una clara

confusión epistémica, los estudiantes asumen posiciones contradictorias respectos a

conceptos científicos como átomo y enlace, se cree que los altos porcentajes afirmativos

en la pregunta 2 son causados por la enseñanza tradicional de tipo repetitivo donde el

estudiante asume todos los conceptos científicos como verdades absolutas.

Pregunta 3 y 4. Grupo Control.


Desde las preguntas 3 y 4 se busca contrastar las respuestas de las preguntas 1 y 2 en

cuanto a comprender el valor que tienen para los estudiantes los conceptos científicos

como verdades extraídas de la naturaleza. Teniendo en cuenta el grupo control los

resultados de las encuestas inicial y final sobre las concepciones de enlace químico

pasan de 54,3% de respuesta afirmativa a un 57,1%, para la pregunta 3. Los resultados

de la pregunta 4 indican que la presunción sobre el conocimiento de la ciencia como

verdades absolutas e inamovibles pasa de un 40% en la encuesta inicial a un 25,7% en

la encuesta final. Las divergencias presentadas en los resultados de estas preguntas

denotan una confusión epistémica porque aunque se asume que el enlace químico es

una forma de explicación contradictoriamente un grupo de estudiantes la asume como

una realidad.

Pregunta 5. Grupo Control.

Los porcentajes para la respuesta afirmativa en la pregunta 5 son notablemente altos en

las encuestas inicial y final, queriendo significar que los conocimientos científicos están

en un constante cambio; aunque entra una contradicción epistemológica con los

resultados de la pregunta 4; por lo tanto se puede afirmar que la metodología de

enseñanza tradicional contribuye con el aprendizaje repetitivo y es poco crítica.


La pregunta 6, busca relacionar la metodología del didáctica versus el nivel de

conciencia tienen los estudiantes frente a su propio aprendizaje; los resultados obtenidos

respecto a esta pregunta, por el grupo control no permiten hacer una análisis significativo

porque al comparar las encuestas inicial y final, al parecer hay una confusión entre el

deseo de aprender el tema y el nivel de conceptualización que tienen de este ya que en

la encuesta inicial un alto porcentaje afirma que ya han integrado el concepto de enlace

en su estructura mental.


Las afirmaciones de la pregunta 7 presentan resultados afirmativos en un 100% antes y

después trabajar el tema en clase, se puede afirmar que el grupo asume que los


conocimientos cambian, pero, hay una contradicción con la presunción que los

conocimientos son verdades absolutas, expresada en los resultados de la pregunta 4.

Por lo tanto es posible admitir que la enseñanza tradicional puede generar concepciones

confusas.


Cabe rescatar que el grupo da un valor crucial prácticas de laboratorio como un

elemento de la metodología relevante para la comprensión y el aprendizaje de conceptos

científicos que posibilita un mejoramiento en el aprendizaje.


Respecto a esta pregunta el grupo control cambia de un 85,7% para la respuesta

afirmativa en la encuesta inicial a un 65,7% de respuestas afirmativas para la encuesta

final, permite reconocer que el tema enlace químico se asume de forma inconexa dentro

de la estructura del estudio de la química y se evidencia que los estudiantes asumen los

conceptos aprendidos de forma inconexa como un conocimiento parcelado, y los

contenidos se reconocen como verdades enseñadas por el docente, esta condición

subyace a una metodología de enseñanza transmisionista donde priman los contenidos

de los libros de texto.


Con la pregunta se 10 intenta determinar la validez de una metodología donde prime la

investigación escolar, además reconocer si los estudiantes visionan la posibilidad de

realizar pequeñas investigaciones, como analogía de la ciencia para poder construir su

propio conocimiento. Respecto al grupo control cambian de una respuesta afirmativa de

100% en la encuesta inicial a un 86,5% afirmativo para la encuesta final, se cree que la

metodología tradicional transmisionista utilizada tuvo influencia en la respuesta negativa

de un 17,1% donde los estudiantes asumen una posición pasiva receptiva únicamente y

por lo tanto se cree que cambiaron de opinión.


Figura 15: Porcentaje de respuestas afirmativas en las encuestas inicial y final. Subconjunto I. Grupo experimental

4.3.3 Resultados grupo experimental

Pregunta 1. Grupo Experimental. En esta pregunta de opinión se identifica que los

estudiantes del grupo experimental inicialmente expresan desconocer el tema enlace

químico, mientras que un 14 % afirman manejar algunos conceptos relacionados con

este tema en la encuesta final, es posible considerar una posible confusión, al no

comprender claramente la intención de la pregunta en la encuesta final, por parte de este

grupo de estudiantes.

Pregunta 2. Grupo Experimental. Esta pregunta un 27,9% afirma comprender de qué

se trata el enlace químico antes de la intervención con la propuesta metodológica APIE y

al finalizar la intervención en la encuesta final, el nivel de compresión del tema se

incrementó hasta 100 %.

Pregunta 3. Grupo Experimental. Se puede observar una gran diferencia entre los

resultados de la encuesta inicial y la encuesta final, ya que este grupo presenta un 14%

el cual varía hasta un 90,7% denotando que la metodología APIE puede presentar un

buen nivel de efectividad en el aprendizaje del tema.


Pregunta 4. Grupo Experimental. Los resultados muestran que los estudiantes afirman

reconocer los conceptos básicos del tema, respecto al desarrollo de competencias

interpretativas, como son la representación y clasificación de un enlace se reconoce que

los estudiantes consideran una evolución en su aprendizaje expresando en una variación

del 39,5 entre las encuestas inicial y final, para este tipo de competencias.

Pregunta 5. Grupo Experimental. La pregunta numero 5 es de opinión se pretende

reconocer la importancia del tema enlace químico para los estudiantes dentro de su

proceso de aprendizaje de la química, y en la encuesta inicial tiene nivel de importancia

máximo para este grupo. Posterior a la aplicación de la metodología APIE el interés

disminuye en un 18,6% respecto a la encuesta final. Es posible afirmar que este cambio

radica en condiciones individuales y de disposición de cada estudiante.

Figura 16: Porcentaje de respuestas afirmativas en las encuestas inicial y final. Subconjunto II. Grupo experimental

Preguntas 1 y 2. Grupo Experimental.

Las preguntas 1 y 2 tienen como pretensión averiguar la concepción que tienen los

estudiantes sobre la existencia de átomos, moléculas, enlaces y asumirlas como


tangibles de su contexto en relación con los conceptos estudiados. Para el grupo

experimental (grado 10-2) un 65,1 % afirmativamente asume inicialmente que el enlace

químico ha sido visto por los científicos, pero en contraposición con este resultado

después de la intervención un 74,4% niega que se haya visto el enlace químico, se

puede afirmar que la estrategia de aprendizaje utilizada permite que los estudiantes

asuman el concepto de enlace con unos valores epistemológicamente diferentes a los

asumidos inicialmente. En cuanto a la pregunta 1 se asume en altos porcentajes tanto en

la encuesta inicial como final que el átomo no es más que una representación de la

realidad, asumiendo la posibilidad de un conocimiento relativo en la ciencia.

Preguntas 3 y 4. Grupo Experimental.

Las respuestas de las preguntas 1 y 2, se contrastan con las preguntas 3 y 4 para

comprender el valor que tienen para los estudiantes los conocimientos científicos como

verdades.

Para el grupo experimental los resultados de las encuestas inicial y final sobre las

concepciones de enlace químico pasan de 34,9% con respuesta afirmativa a un 62,8%,

en las respuestas a la pregunta 3. Respecto a la pregunta 4 los resultados indican que

las creencias de los estudiantes sobre el conocimiento científico como verdades

absolutas e inamovibles pasa de un 34,9% en la encuesta inicial a un 20,9% en la

encuesta final.

La metodología de aprendizaje que se aplica influye en el cambio de opinión de los

estudiantes, mientras algunos asumen los conocimientos de la ciencia y el enlace

químico como una forma de explicación, un remanente de estudiantes no cambian sus

creencias sobre los conceptos de la ciencia y los juzgan reales; denotando que algunos

estudiantes están estructurando el concepto de enlace químico con mayor peso

epistemológico que en la metodología tradicional de enseñanza.

Pregunta 5. Grupo Experimental.


Los porcentajes de respuesta afirmativa para esta pregunta son altos en las encuestas

inicial y final, esta opinión implica que los estudiantes asumen la dinamicidad del

conocimiento científico; esta creencia es epistemológicamente válida aunque se

desconoce cómo asume el grupo experimental, ese cambio.


Después de la aplicación de la metodología de aprendizaje (APIE) el grupo experimental

afirma en un 58,1% que hubo un aprendizaje del tema de estudio. Puede decirse que

estos estudiantes son participes conscientes de su aprendizaje.


Los resultados de esta pregunta se corroboran con las afirmaciones de la pregunta 5. El

grupo experimental presenta resultados afirmativos en un 100% antes y después de

aplicada la metodología de aprendizaje. Se puede decir que no hay una incidencia

positiva de la metodología de aprendizaje aplicada con este grupo.


El grupo experimental piensa que las prácticas de laboratorio son un elemento relevante

para la comprensión y el aprendizaje de conceptos científicos. Esta opinión es muy

válida; el rescate del valor de la experimentación en la ciencia, por parte de los

estudiantes, desde una visión empirista, puede conducir a considerar que esta se hace

exclusivamente en los laboratorios, y por lo tanto su aprendizaje debe imitar el trabajo de

los científicos; esta creencia es epistémicamente incorrecta y puede generar una visión

deformada de la ciencia.


Para el grupo 10-2 donde se aplicó el APIE, los resultados para la pregunta 9 varían muy

poco desde un 74,4% si para la encuesta inicial, a un 76,7% de afirmación para la

encuesta final, aunque el cambio no es evidente, se reafirma la discusión de los


resultados de la pregunta 7. El tema estudiado se ve como un cuerpo dinámico, en un

constante cambio.


Respecto a la pregunta 10, los resultandos de la encuesta antes de la intervención van

de un 81,4% de afirmaciones a un 93% luego de aplicar la metodología. En términos

generales para este grupo el APIE influye positivamente, consideran que es posible

aprender de una forma autónoma pero guiada, lo que genera una visión asequible del

conocimiento, la ciencia y sus métodos.

4.4 Discusión General

Esta investigación se valida en el marco de la coyuntura educativa actual. El sistema

educativo colombiano es poco operante frente a las demandas y las condiciones del

mundo actual, por lo tanto, explorar opciones coherentes en los niveles teórico,

conceptual y metodológico, es válido para sortear una educación rezagada y limitada a la

repetición. La ley general de educación (ley 115) fue promulgada hace 20 años, con la

pretensión de mejorar la calidad de la educación de frente con una globalización

inminente, hoy esas pretensiones se quedaron cortas, puesto que la inversión en

educación y el compromiso del estado frente a este crucial aspecto se limita

A hacer cambios de forma más no de fondo, lo que ha causado un estancamiento en la

enseñanza, una ortodoxia inoperante frente al mundo de hoy. La educación debe salir del

clasicismo tradicional e insertarse en las nuevas condiciones que la sociedad plantea,

para ello se hace necesario romper con los esquemas tradicionales y explorar

situaciones que permitan formar ciudadanos capaces de contribuir con el mejoramiento

de su comunidad, de su país, de la aldea global. Con esta propuesta se busca integrar

los propósitos de la maestría enfocados hacia el mejoramiento de la educación en el

país.


4.4.1 El enlace químico como elemento coyuntural para el aprendizaje de la química en el bachillerato

Este trabajo de investigación tiene como propósito implementar la estrategia de

aprendizaje por proyectos, aquí llamada aprendizaje por investigación escolar (APIE),

para el tema enlace químico, como una metodología alterna a la enseñanza tradicional;

en este ámbito se intenta comparar resultados de aprendizaje al aplicar la metodología

alterna en un grupo y en contraste trabajar el tema con una metodología tradicional en el

otro.

El tema enlace químico es la columna vertebral que permite estructurar el aprendizaje de

la química y es un importante reto para los profesores que tienen que enseñarlo a sus

estudiantes en el bachillerato. Para ilustrar su relevancia se podría citar a Ronald

Gillespie (1997) (citado por Garritz, A Y Ortega-Villar, N. 2012) quien afirma que el enlace

es una de las seis grandes ideas de la química, Linus Pauling (1992, citado en García y

Garritz, 2006: p113), reconoce el concepto de enlace como el más valioso de la química,

estas apreciaciones y muchas otras enmarcan la importancia y el valor que posee el

enlace en la química y en su estudio.

En este trabajo de investigación los estudiantes de ambos grupos son conscientes de la

importancia del aprendizaje de enlace químico un eje que a futuro permitiría comprender

otros aspectos de la química, además, desde el análisis de la encuesta inicial se nota

que existe un alto nivel de motivación para el aprendizaje del tema.

Aunque el aprendizaje del tema es tan importante, los estudios sobre su enseñanza no

son muy numerosos, Peterson y Treagust (1989) hicieron investigaciones en

estudiantes de 16 a 17 años sobre sus conocimientos de enlace covalente y su

estructura; Caamaño y Casassas (1987) investigan en estudiantes de 16 años los

conceptos de molécula, estructura molecular y valencia; De Posada (1999), estudia

concepciones de estudiantes de 15 a 18 años conceptos como sustancias moleculares,

naturaleza del enlace, enlace covalente, concepto de ion.

Al aprendizaje del tema enlace químico se incluyen conceptos inherentes por su relación

causal inmediata como valencia, numero de oxidación, formulas (molecular, estructural y


de Lewis), entre otros además de conceptos que poseen correlación directa e indirecta

con el tema desde donde se articula prácticamente todo a la química estudiada en el

bachillerato.

4.4.2 El aprendizaje del tema enlace químico desde la enseñanza tradicional

En esta investigación, con el grupo control, se desarrolló una estrategia de enseñanza

tradicional para el tema enlace químico, donde los estudiantes asumen un papel pasivo-

receptivo en su aprendizaje y están sujetos a normas preestablecidas; el papel del

docente es protagónico, se lo asume como el poseedor de la verdad y el que la

transmite, y la enseña, porque el conocimiento científico es una verdad absoluta. Desde

este contexto es muy valedero lo que plantea Lomelí (1990) al considerar “la ciencia

como un producto terminado de saberes cuya validez no se discute, solo se toma como

punto de partida” bajo este ámbito se desarrollan clases magistrales con el grupo control

y al final el docente asume que los estudiantes comprenden el tema y en esa medida son

capaces de dar cuenta de los conceptos aprendidos, además se da por sentado que se

han desarrollado competencias (interpretativas, argumentativas y propositivas) y la

capacidad de resolver cualquier tipo de prueba con lo aprendido.

Con la metodología de enseñanza tradicional se premia la memorización y la repetición

de conceptos, se piensa que el conocimiento científico está conformado por ecuaciones

y definiciones que tienen que ser estrictamente memorizadas más que comprendidas,

este aspecto influye notoriamente en el desarrollo de la prueba final, en especial en

algunos tópicos donde se requiere memorizar conceptos como la clasificación de

enlaces, donde tuvieron un notable número de aciertos. Vale la pena mencionar como

referente el modelo de Schaff (1974) en la relación Sujeto-Objeto, donde el primero debe

captar de una forma mecánica y pasiva la información.

Teniendo en cuenta la información de los resultados y la figura 24, se puede admitir que

el grupo control tuvo un bajo porcentaje de aciertos (rendimiento) en la prueba final,

Tirado y López (1994) a este respecto dicen que el bajo rendimiento académico “se debe

a la manera en que se presenta el conocimiento al estudiantes. Se enseña información

de manera enciclopédica aislada, desarticulada de un contexto general de integración


que le dé congruencia, que permite desarrollar un significado (y significación global)

holístico. A esto debemos agregar que se ofrecen conceptos para ser aprendidos sin

antes ser comprendidos… pero además las proporciones de información que se pretende

sean aprendidas por los estudiantes, son desmedidas van más allá de las capacidades

de asimilación provocando la saturación, la indigestión del estudiante, lo que genera el

aprendizaje memorístico y la desmotivación”. (Tirado y López, 1994)

Para finalizar, cabe decir que la metodología transmisionista de corte tradicional produce

ciertos niveles de aprendizaje, pero en este estudio no fue posible analizar la prevalencia

de los conceptos aprendidos en el tiempo, por las limitaciones generadas en la

aplicación del cronograma y lo restrictivo que esto resultó.

La implementación del APIE desde el currículo de la I.E. Alberto Carvajal Borrero

La implementación de la propuesta metodológica aprendizaje por investigación escolar a

nivel del grupo 10-2 (grupo experimental), tiene ciertas implicaciones curriculares que

vale la pena concretar; a este respecto González E (2002), plantea la necesidad de una

coherencia entre la teoría y la práctica a frente la acción en el aula, cuando afirma

“mientras la pedagogía estudia todo tipo de proceso educativo, en sus distintas

manifestaciones, lo más general, la didáctica atiende solo al proceso docente-educativo,

un proceso en particular, más sistemático, organizado y eficiente, que se ejecuta sobre

fundamentos teóricos, por personal especializado, los docentes y en un espacio

determinado, la institución”. González E (2002)

Es importante reconocer que el modelo pedagógico de la I.E. Alberto Carvajal Borrero es

de corte ecléctico circunscrito en la pedagogía crítica, desde este marco de acción el

currículo de ciencias naturales debe estar permeado por esta teoría acorde con lo

planteado por Julián de Zubiría (2006), “ El modelo exige tomar postura ante el

currículo, delimitando en sus aspectos más esenciales los propósitos, los contenidos y

sus secuencias, y brindando las herramientas necesarias para que estos puedan ser

llevados a la práctica educativa.....En un modelo pedagógico se establecen los

lineamientos sobre cuya base se derivan posteriormente los propósitos y los objetivos.

Los modelos fundamentarán una particular relación entre el Maestro, el Saber y el

Alumno”. La realidad es otra, el modelo pedagógico de la I.E Alberto Carvajal Borrero es


únicamente teoría y el currículo es de corte tradicional y el tipo de metodologías que

subyacen a él tienen un corte eminentemente transmisioncita.

Bajo las condiciones expuestas con antelación, la implementación de una metodología

alterna conlleva algunos tropiezos no solamente por las razones expuestas

anteriormente, también por la divergencia que hay con las metodologías de las demás

asignaturas de clase y con los paradigmas de los propios estudiantes que vienen regidos

por un esquema de control y autoritarismo donde la autonomía frente a su aprendizaje es

nula y está en manos del profesor. En este orden de ideas los resultados obtenidos como

efecto de la metodología APIE se ven afectados, algunos estudiantes se desorientan y

siempre están esperando las órdenes del docente y romper con esa forma de ver el

aprendizaje es muy difícil en un lapso de nueve horas clase de trabajo. Vale la pena

resaltar que también hay estudiantes líderes capaces de ponerse al frente de los grupos

de trabajo para orientar la toma de decisiones y su aprendizaje.

4.4.3 El APIE como dinamizador del aprendizaje del tema enlace químico

Para los estudiantes del grupo experimental (grado 10-2), se aplica la metodología APIE

mostrando buenos resultados en la evaluación final del tema enlace químico, se puede

afirmar que frente a los resultados obtenidos en la prueba inicial, el APIE tiene efectos

eficientes; Según Albanese y Mitchell (1993) “…el ABP parece producir efectos

beneficiosos sobre el aprendizaje, la gran cantidad de dudas que todavía existen al

respecto deberían hacernos ir con cautela en su aplicación”, aunque la afirmación de

estos autores no es concluyente la contrastación de los resultados de la prueba inicial

con la prueba final demuestran evolución en el grupo y niveles de eficiencia mayores en

la resolución de la prueba final; vale la pena cuestionarse a este respecto y valorar el

efecto de la metodología utilizada y el aprendizaje del tema enlace.

El aprendizaje basado en proyectos (Aprendizaje Por Investigación Escolar, APIE)

consiste en desarrollar investigaciones a nivel escolar sobre temas que atraigan la

atención de los estudiantes y que posibiliten su articulación con los estándares de

competencias (currículo); en palabras de (Perales, 1990) “una situación incierta que

provoca en quien la padece una conducta (resolución del problema) tendiente a hallar la


solución (resultado) y reducir de esta forma la tensión inherente a dicha incertidumbre”.

La elección del tema que articula la pregunta problema del proyecto de aula salió de una

negociación entre la necesidad de abordar el tema como un condicionante curricular, el

plan de área de ciencias naturales y los planes de aula en la asignatura química para el

grado 10-2, implicando por lo tanto los estándares de competencias determinados por el

ministerio de educación nacional (MEN). Los intereses de los estudiantes de alguna

manera se restringieron a las necesidades curriculares y al tiempo que se disponía para

el desarrollo de este trabajo. Es importante tener en cuenta esta variable como un

elemento que puede haber afectado los resultados obtenidos en la prueba final.

Un elemento que en esta investigación no se consideró medir fue el cooperativismo y

otras implicaciones que el desarrollo del proyecto de investigación escolar generó al

interior de los grupos de trabajo y del grupo experimental en general; el proyecto tuvo un

efecto positivo en este aspecto y se notó en las interacciones de los estudiantes durante

la planeación de actividades, las discusiones, puestas en común, las exposiciones etc.

Como lo plantea Amparo Fernández March (2005) “Además este tipo de dinámicas

grupales proporciona una ocasión inmejorable para fomentar el desarrollo de habilidades

de pensamiento como la conducción creativa de las ideas, la comunicación y expresión

oral, la argumentación lógica, la defensa de un punto de vista, la construcción de ideas a

partir de las ideas de los otros, la resolución de problemas, la anticipación de los efectos,

la formulación de juicios, habilidades que en la bibliografía reciente se agrupan dentro del

que se llama “pensamiento crítico” Fernández March (2005). A este respecto esta

metodología se valida como apropiada para la enseñanza de las ciencias naturales,

(Birch, 1986) dice que la metodología de aprendizaje basada en la resolución de

problemas es más conveniente por que la dinámica de las ciencias se basa en la

solución de problemas. Algunos autores han expresado las ventajas que tiene para el

aprendizaje el desarrollo de proyectos, como metodología, entre ellos se tiene a Tonucci

(2002); Pozuelos (2007); como metodología alterna el aprendizaje por investigación

escolar en una herramienta valiosa que vale la pena probar, sin esperar que sea la

panacea que resuelva el aprendizaje de las ciencias.


4.4.4 Metodología tradicional frente la metodología APIE

Los resultados de las pruebas inicial y final para los grupos control y experimental,

permite comparar de cierta manera los efectos de las metodologías, clase tradicional y

aprendizaje por investigación escolar.

En una primera fase los grupos de estudio se vieron enfrentados a una prueba inicial o

prueba diagnóstica, los resultados de esta determinaron, que términos generales, el

grupo control obtuvo mejores porcentajes de aciertos que el grupo experimental

denotando una ventaja a nivel conceptual, cabe aclarar como los resultados lo

demuestran, que a pesar de esta ventaja los aciertos en términos generales son bajos

para este grupo.

Después de estudiar el tema enlace químico, en cada grupo con su respectiva

metodología, los resultados frente a la misma prueba indican que el grupo experimental

obtuvo un mayor porcentaje de aciertos que el grupo control demuestra de alguna forma

la influencia del APIE como más efectiva frente a la metodología tradicional para resolver

la misma prueba de inicial en la evaluación final; a este respecto Dochy, Segers, Van den

Bossche y Gijbels (2003) tras realizar un análisis respecto a la calidad metodológica

concluyen que “…los resultados indicaron un efecto significativo a favor del Aprendizaje

Basado en Problemas frente a los métodos tradicionales sobre las habilidades de los

alumnos…” acorde la posición de estos autores, se validan los resultados de este

trabajo; por otra parte no es posible hablar sobre una mayor eficiencia de la metodología

experimental sobre la metodología tradicional en cuanto al proceso de aprendizaje, ya

que este trabajo por la premura del tiempo no tuvo la suficiente rigurosidad para hacer

afirmaciones de este calibre; Hmelo-Silver (2004), (Citado por Escribano, A y Del Valle,

A. 2008) concluye, que la metodología del Aprendizaje Basado en Problemas no produce

mejores resultados de aprendizaje comparativamente con la metodología tradicional

aunque si se toman como referencia los resultados obtenidos en pruebas y exámenes de

conocimientos, no se aprecia una clara diferencia entre uno y otro métodos, pero cuando

la hay, es favorable a los estudiantes de aprendizaje basado en proyectos, además se

genera un conocimiento eficaz y aplicable a la solución de problemas, también afirma

que este tipo de aprendizaje produce mayores resultados en cuanto a la motivación y la

satisfacción de los estudiantes con su aprendizaje.


Pozuelos (2007), afirma que el aprendizaje basado en la investigación escolar puede

permitir la superación de los enfoques transmisionistas tradicionales, es decir, “esta

metodología de trabajo recoge de manera efectiva los principios educativos

constructivistas” (Coll, 2000). A este respecto, cada proyecto es particular e inherente a

la idiosincrasia del grupo.

Otros elementos que tienen influencia en los resultados finales del APIE frente a la

metodología tradicional como el interés de los estudiantes, las expectativas a futuro de

cada uno, las interrelaciones personales, sociales y familiares ya tocadas en la

caracterización, la familia, la calidad de vida y las características personales de cada

estudiante.

4.4.5 Falencias: aspectos por mejorar de la metodología APIE

Aunque los resultados indican un nivel de aciertos para el grupo experimental en la

prueba final, también se observan debilidades conceptuales que llevan a pensar que el

efecto de la metodología APIE no es tan eficiente en el proceso de aprendizaje como se

espera, es cierto que no hay estudios concluyentes que la ubiquen por encima del

modelo transmisionista de la educación tradicional, pero vale la pena reflexionar sobre lo

que el proceso educativo implica, a este respecto Dolmans (2005), tiene razón cuando

dice que la educación es un proceso muy complejo y que no debe verse solamente

desde la frialdad de los resultados y el “objetivismo científico”; la educación como un acto

social, colectivo e individual a la vez implica una visión holística a la luz de

investigaciones de tipo cualitativo que le pueden aportar mejores elementos de discusión

a los efectos de esta metodología.

El desarrollo de los proyectos de investigación requiere una flexibilización del currículo a

nivel de contenidos por cubrir y tiempo destinado a cada tema, los planes de área y aula

implican el cumplimiento de un cierto porcentaje de temas por periodo académico, por lo

tanto el tiempo se vuelve un serio limitante ya que la aplicación del APIE depende de la

dinámica particular de cada grupo para poder llegar a la resolución del problema o de la

pregunta problema, en ese sentido Romero Medina; Gandía Herrero y Fernández García

(2008) ponen de manifiesto que el alto requerimiento de tiempo y esfuerzo son algunos

aspectos negativos en la aplicación de esta metodología. Por lo tanto, si se utiliza mucho


tiempo en un aspecto, es posible que otros elementos del proyecto no logren alcanzarse

y por lo tanto el proyecto, como un todo, puede terminar siendo tedioso y se puede

perder el interés por él. Este tipo de limitaciones se tuvieron en el desarrollo del proyecto

de aula, aunadas con las limitaciones temporales del calendario escolar, el cronograma

de esta investigación y los tiempos definidos por el cronograma de la universidad

nacional de Colombia.

Aunque la metodología APIE se asume como un aprendizaje autónomo, pueden quedar

vacíos conceptuales, este caso no fue la excepción; se presentó la necesidad de

contextualizar algunos elementos en cuanto a la representación esquemática de los

enlaces iónico y covalente, a este respecto Gil, (1994) dice que “no resultará extraño que

el profesor deba reforzar, matizar o poner en cuestión los resultados obtenidos por los

alumnos mediante los resultados «correctos» obtenidos por los científicos”.

Para concluir en lugar de centrar este aparte en la efectividad de la metodología

experimental vale la pena verla como una alternativa metodológica que aunque los

expertos aun no emiten conclusiones definitivas en cuanto a su eficiencia, vale la pena

resaltar sus aspectos positivos y las posibilidades de variabilidad dentro de la misma

para potencializar sus debilidades. Frente a esta metodología los investigadores siguen

con su trabajo y están enfocando sus esfuerzos hacia el estudio de las condiciones bajo

las cuales se aplican los proyectos a diferentes niveles desde la educación primaria hasta

la universitaria, analizando las diferentes variables y publicando sus resultados.

5. Conclusiones y recomendaciones

5.1 Conclusiones

En cuanto a la meta de aprendizaje, que fue la apropiación de los conceptos más

relevantes relacionados con el tema enlace químico, la metodología aprendizaje por

investigación facilitó que los estudiantes del grado diez dos, diferencien los tres tipos de

enlaces estudiados y sus características más importantes; por lo tanto es posible que la

propuesta metodológica APIE, frente a la enseñanza tradicional, en términos de

resolución de pruebas cerradas y manejo conceptual del tema sea más efectiva como lo

expresan los resultados de este trabajo.

Respecto al grupo donde se aplicó la metodología APIE, se puede afirmar que integraron

más fácilmente los conceptos estudiados, al posibilitar que los estudiantes sean los

protagonistas de su proceso de aprendizaje. La etapa de construcción además,

promueve el interés y la motivación en los estudiantes frente a su propio proceso de

aprendizaje y por ende a su afán por conocer e interpretar su entorno.

En cuanto a la dimensión epistemológica, la metodología APIE, permite a los estudiantes

asumir la ciencia como un conjunto de conocimientos; pero por la dinámica propia de la

metodología, hace que se vean más asequibles y además tienen la posibilidad de

correlacionarlos con su cotidianidad, con su ambiente y por tanto se facilita que nuevos

conceptos entren a formar parte de sus estructuras mentales.

En la cotidianidad del aprendizaje en el aula de clase, los estudiantes pueden verse

beneficiados por el APIE, porque posibilita un proceso de aprendizaje más enriquecedor,

en cuanto a la construcción de significados y el desarrollo de competencias, ya que tiene

en cuenta sus intereses, surge de su curiosidad y de la interacción con el entorno.


Es posible considerar el APIE como una muy buena herramienta didáctica para mejorar

el aprendizaje de las ciencias y por ende aportar con el mejoramiento de la calidad

educativa de la institución educativa Alberto Carvajal Borrero y de otras instituciones

educativas porque esta propuesta metodológica es un recurso útil.

La metodología aprendizaje por investigación escolar ofrece oportunidades de

colaboración para construir conocimiento y permite a los estudiantes compartir ideas

entre ellos, expresar sus opiniones y negociar soluciones.

El aprendizaje por investigación escolar permite introducir en el aula de clase una

amplia gama de elementos que posibilitan el aprendizaje y en este ámbito cuando los

estudiantes se comprometen con proyectos, aprenden con mayor facilidad, desarrollan

habilidades y adquieren un rol protagónico en su aprendizaje.

En esta metodología (APIE) se requiere que el docente alto dominio disciplinar y un

buen manejo pedagógico, que le permita contextualizar los conceptos para que los

estudiantes le encuentren sentido al aprendizaje.

En cuanto al aprendizaje del tema enlace químico, ya que es un concepto abstracto, esta

metodología se fundamentó en la revisión bibliográfica, más que en la observación

directa, por lo tanto se requiere varias puestas en común de los estudiantes y

contextualización de los conceptos estudiados por el profesor.

Conclusiones y Recomendaciones 75

5.2 Recomendaciones

En cuanto al tiempo de aplicación de la metodología aprendizaje por investigación, debe

ser más extenso para permitir el desarrollo de procesos, respetando los ritmos de

aprendizaje y permitiendo la recolección de un mayor número de datos para evaluar la

metodología.

No hay que limitarse a una sola prueba final, para poder analizar el nivel de aprendizaje

tanto en el grupo experimental como en el grupo control.

Tener en cuenta la permanencia en el tiempo de los conceptos aprendidos por ambos

grupos para poder comparar las metodologías desde otros contextos.

El nivel de las ideas previas de cada estudiante antes de implementar la metodología

alterna es diferente, por lo tanto es una variable a considerar en los resultados finales.

Es importante contar con recursos suficientes para las prácticas de laboratorio, de no ser

así se limita este aspecto, hay que tener en cuenta que parten de las necesidades que

los estudiantes encuentren durante el desarrollo de su metodología de investigación.

El docente debe desarrollar estrategias frente a las limitaciones que los horarios de clase

y la intensidad horaria, con el fin de evitar tropiezos o espacios de tiempo muy extensos

que pueden cortar el hilo conductor del trabajo y pueden causar perdida de interés.

A. Anexo: Encuesta inicial y final

LA INVESTIGACION ESCOLAR COMO ELEMENTO PARA LA ENSEÑANZA DE LA QUIMICA

Profesor: IVAN BRAVO B Grupo: 10- Fecha:

Esta encuesta no tiene carácter evaluativo y pedimos contestarla sin ningún tipo de

prejuicio de la forma más seria posible.

Anticipo agradecimientos.

Seleccione con una X SI o NO según su opinión.

Subconjunto I: ENLACE QUÍMICO 1) ¿Conocía sobre el tema enlace químico antes de trabajar el tema en clase? SI ___ NO ___ 2) ¿Comprendes de que se trata el enlace químico? SI __ NO ___ 3) ¿Reconoces Y diferencias las clases de enlaces químicos? SI ___ NO ___ 4) ¿Representarías y clasificarías un enlace químico a partir de una formula molecular? SI ___ NO __5) Es importante conocer sobre enlace químico SI ___ NO ___

78 La investigación escolar como elemento metodológico para el aprendizaje del

tema enlace químico en grado 10-2 de la I.E Alberto Carvajal Borrero

Subconjunto II: LA QUIMICA COMO CIENCIA 1) ¿El átomo y las moléculas son representaciones de la realidad? SI ___ NO ___ 2) ¿El enlace químico fue visto por los científicos? SI ___ NO ___ 3) ¿El enlace químico es una invención de la mente de los científicos? SI ___ NO ___ 4) ¿Todas las explicaciones de la naturaleza que da la química son verdades absolutas? SI ___ NO ___ 5) ¿Para construir nuevos conocimientos, son importantes los anteriores SI ___ NO ___ 6) ¿Consideras que construiste el concepto de enlace químico dentro de tus conocimientos? SI ___ NO ___ 7) ¿Los conocimientos cambian y evolucionan? SI ____ NO ___ 8) ¿Las prácticas de laboratorio ayudan a comprender los conceptos científicos? SI ___ NO ___ 9) ¿Las explicaciones sobre enlace químico han cambiado con el tiempo? SI ___ NO ___ 10) ¿Es posible aplicar una metodología de investigación escolar para tu aprendizaje de las ciencias? SI ___ NO ___

B. Anexo: Prueba escrita inicial y final

Tema: Enlace químico Nombre: Grado: Sólo una de las opciones es la correcta

1. ¿Por qué se unen los átomos?

a. la sustancia que se obtiene con la unión consigue tener menos energía b. es la tendencia natural c. la sustancia que se obtiene consigue tener más energía d. ninguna es cierta.

2. Dos átomos que quedan unidos compartiendo electrones, este tipo de enlace se

denomina a. metálico b. semimetálico c. covalente d. iónico

3. Dos iones quedan unidos por la atracción eléctrica, esta forma de unión se

denomina

a. enlace metálico b. enlace semimetálico c. enlace covalente d. enlace iónico

4. Los átomos de cobre y estaño forman una aleación. Los átomos del compuesto

que forman están unidos por un enlace tipo:

a. metálico b. semimetálico c. covalente d. iónico



5. Cuando se unen dos átomos de elementos químicos que son dos no-metales; por

ejemplo, cloro y oxígeno, lo más probable es que el tipo de enlace empleado en esa unión sea:

a. metálico b. semimetálico c. covalente d. iónico

6. Es cierto que una molécula

a. es una combinación de dos o más átomos unidos que se comporta como una unidad

b. puede estar formada por átomos de un mismo elemento c. la masa de la molécula se obtiene sumando la masa de los átomos que la forman d. todas son ciertas

7 .A la vista de la siguiente fórmula, CH4, podemos decir que

a. el enlace es covalente b. es probable que esa sustancia esté formada por moléculas c. la proporción entre átomos es de 4 de hidrógeno por 1 de carbono d. todas son ciertas

7. Una sustancia es un sólido a temperatura ambiente, conduce la electricidad

cuando se disuelve en agua y no se puede formar láminas con ellas. Seguro que se trata de una sustancia:

a. con enlace iónico b. con enlace metálico c. con enlace covalente d. ninguna es cierta

8. Una sustancia es un sólido a temperatura ambiente, conduce la electricidad

cuando se disuelve en agua y no se puede formar láminas con ellas. Seguro que se trata de una sustancia: a. con enlace iónico b. con enlace metálico c. con enlace covalente d. ninguna es cierta

Anexo B. Prueba escrita inicial y final 81

9. ¿Qué es necesario para separar los átomos que forman un compuesto?

a. suministrar una energía igual o superior a la desprendida en la formación del enlace

b. suministrar una energía igual o inferior a la desprendida en la formación del enlace

c. suministrar una energía menor a la energía de enlace d. Ninguna es cierta

10. Identifica la afirmación incorrecta:

a. la naturaleza del enlace es de tipo electrostático b. los átomos se enlazan para formar compuestos con el fin de adquirir

conjuntamente configuraciones electrónicas estables c. cuando los átomos se unen absorben energía d. los enlaces se forman cuando las fuerzas de atracción contrarrestan a las de

repulsión 11. ¿Qué tipo de enlace se forma cuando se unen los átomos A y B? La configuración electrónica externa de A es s2p5 y de B es s2.

a. iónico (A es metal y B es no-metal) b. iónico (A es no-metal y B es metal) c. covalente (A y B son dos no-metales) d. metálico (A y B son dos metales)

12. ¿Qué fórmula se obtendrá cuando A y B se unan? La configuración electrónica externa de A es s2p5 y de B es s2.

a. BA2 b. A2B c. AB2 d. B2A

13. Teniendo en cuenta que los valores de la electronegatividad según la escala de Pauling de los elementos siguientes son: H: 2,1; O: 3,5; Na: 0,9; S: 2,5 y Cl: 3,0 ¿Cuál de los siguientes enlaces es más polar?

a. H-O b. H-Na c. H-S d. H-Cl



14. Cuatro elementos distintos tienen las siguientes configuraciones: Q: 1s 2 2s 2 2p 2 X: 1s 2 2s 2 2p 5 Y: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 Z: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 15. Cuáles son las fórmulas de los compuestos que X puede formar con todos los demás:

a. QX4, YX3, ZX b. QX4, YX, ZX5 c. Q 2X, Y3X, Z2X d. Q 2 X, YX, XZ 3

16. El FLUOR (Z =19) y el SODIO (Z = 11) se unen dando un compuesto del cual podemos decir que se forma:

a. Por transferencia de un electrón de cada átomo de sodio a cada átomo de flúor. b. Por transferencia de dos electrones de cada átomo de sodio a cada átomo de

flúor c. Por compartición de un par de electrones procedentes uno del átomo de sodio y

otro del átomo de flúor. d. Por compartición de dos electrones procedentes ambos del átomo de sodio.

Anexo B. Prueba escrita inicial y final 83

C. Anexo: Datos obtenidos en el análisis estadístico del programa SAS

Tabla: Relación de respuestas a las preguntas sobre: Enlace Químico en encuestas

inicial y final del grupo control

Tabla: Relación de respuestas a las preguntas sobre: La Química como ciencia en

encuestas inicial y final en el grupo control.

PREGUNTA SI (%)

INICIAL FINAL

1 97,1 100,0

2 94,3 74,3

3 54,3 57,1

4 40,0 25,7

5 97,1 100,0

6 77,1 74,3

7 100,0 100,0

8 100,0 88,6

9 85,7 65,7

10 100,0 82,9

PREGUNTA

SI (%)

E. INICIAL E. FINAL

1 28,6 31,4

2 17,1 74,3

3 0 68,6

4 2,9 25,7

5 97,1 68,6

D. Anexos: Tabla de aciertos encuestas inicial y final GE y GC

Tabla: Relación de respuestas a las preguntas sobre: Enlace Químico en encuestas inicial y final del grupo experimental.

PREGUNTA

SI (%)

INICIAL FINAL

1 0 14,0

2 27,9 100,0

3 14,0 90,7

4 0 39,5

5 100,0 81,4

Tabla: Relación de respuestas a las preguntas sobre: La Química como ciencia en encuestas inicial y final en el grupo experimental.

PREGUNTA

SI (%)

E. INICIAL E. FINAL

1 93,0 76,7

2 65,1 25,6

3 34,9 62,8

4 34,9 20,9

5 79,1 88,4

6 20,9 58,1

7 100,0 100,0

8 79,1 100,0

9 74,4 76,7

10 81,4 93,0

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La investigación escolar como elemento metodológico para ... · tradicional para el estudio del...

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