Antecedentes

Algunos estudios han indagado en cuanto a los aportes de la investigación pos-gradual en educación, como lo identificado por Ariza y Ruíz (2012), al realizar una caracterización de los trabajos de grado de la Maestría en Educación con énfasis en Gestión Educativa y Docencia Universitaria de los años 2009 y 2010. Los resultados sugieren la necesidad de una autoevaluación sobre los contenidos y estructuras del programa de posgrado de Gestión Educativa y su aplicación posible a la Educación física, puesto que en la caracterización de trabajos de grado no se encontraron investigaciones relacionadas con dicha área.

Por otro lado, Pacheco et al. (2018) llevan a cabo un estudio bibliométrico de los trabajos de grado de la Maestría en educación matemática, programa de posgrado ofertado por la Universidad de Carabobo, donde encuentran que existe una tendencia investigativa hacia contenidos propios de la Geometría, Algebra y Aritmética. El estudio evidenció, además, que estas investigaciones toman como referentes teóricos diferentes teorías pedagógicas como lo son las cognitivistas, constructivistas y conductistas propias de la psicología educativa.

Otra indagación, realizada por Delgado (2021), dilucida los resultados del análisis y caracterización de las investigaciones en didáctica de la química publicadas en revistas indexadas especializadas en educación científica divulgadas en el periodo de tiempo 2009-2019 por investigadores de nacionalidad colombiana. Algunas investigaciones que han analizado el CDC en licenciados y en profesionales no licenciados, como es el caso de Moreno y Parga (2014), al analizar a Licenciados en Química y Químicos reconocen que en ambos "predomina el conocimiento disciplinar, su enseñanza depende de la transposición didáctica del conocimiento y no una integración" (p. 669) aunque relacionan su enseñanza con el contexto no muestran el equilibrio del CDC.

Los trabajos de Ariza y Ruíz (2012), Pacheco et al.(2018) y Delgado (2021) son solo algunos ejemplos de investigaciones que han pretendido identificar las tendencias investigativas en los programas de formación posgradual y este último en las investigaciones orientadas hacia la didáctica de la química. De igual forma, en la línea de investigación CDC, como lo manifiestan Montoya y Arroyave (2021), Colombia es uno de los países que más publica en este tema y específicamente en ciencias experimentales, y los instrumentos que más utilizan las investigaciones en este tema son las Representaciones del Contenido o ReCo.

Ante los desafíos que enfrenta la educación superior tanto en Colombia como fuera, es necesario evaluar lo que se realiza en este contexto educativo a la luz de la coherencia con sus intencionalidades y las estrategias de sus programas de formación ya que dicha evaluación es un indicador de la gestión de calidad y referente de las necesidades que se deben profundizar y atender a propósito de las realidades del país.

Algunos de los resultados presentados en este texto hacen parte de la investigación desarrollada por Delgado (2021). Dicha obra dilucida los resultados del análisis y caracterización de las investigaciones en didáctica de la química publicadas en el periodo 2009-2019, y su relación con el conocimiento didáctico del contenido (CDC). También se retoma la investigación realizada por Parga Lozano (2024), quien determina la tendencia en la producción investigativa del CDC químico a nivel internacional y destaca a tres países con mayor producción en el tema, Colombia, Brasil y Argentina; de acuerdo con estos resultados, se relaciona el posgrado analizado con los intereses investigativos tanto locales como internacionales.

Marco referencial

Shulman (1986) introdujo el concepto de Conocimiento Didáctico del Contenido (CDC) como un elemento crítico en la práctica educativa efectiva. Según este autor, el CDC es una amalgama de contenido y pedagogía, donde los educadores no solo deben comprender profundamente el material que enseñan, sino también saber cómo enseñarlo de manera que sea comprensible y accesible para los estudiantes. Esta integración de conocimiento del contenido y las estrategias pedagógicas facilita que los docentes puedan anticipar las dificultades de aprendizaje y desarrollar métodos didácticos que promuevan una comprensión más profunda del material (Shulman, 1986).

El CDC trasciende al profesor individual y forma un cuerpo colectivo de conocimientos, habilidades y disposiciones que definen la enseñanza como una profesión, reflejándose en textos y revistas especializadas (Wilson et al., 1987). Además, el CDC se entiende como un proceso cíclico que incluye cinco fases: conocimiento comprensivo, transformación, instrucción, evaluación, reflexión y generación de nuevo conocimiento comprensivo. Este modelo recoge las propuestas de Schön (1992) sobre la importancia de la reflexión en la acción dentro de la formación de profesores, y destaca la fase de transformación como crucial, aunque a menudo subestimada en la investigación educativa (Marcelo, 1994). La integración de estos elementos en la práctica educativa permite a los docentes anticipar dificultades de aprendizaje y desarrollar métodos pedagógicos efectivos que promuevan una comprensión profunda y duradera del contenido (Marks, 1990; Reynolds, 1995).

Los componentes del CDC se manifiestan de diferentes maneras en la práctica docente. Esta manifestación puede ser completa o parcial y a menudo ocurre de manera inconsciente. La interacción dinámica de estos elementos en el aula no siempre permite que todos los componentes del CDC sean evidentes al mismo tiempo. Algunos docentes priorizan ciertos componentes sobre otros, lo que puede deberse a la dificultad para identificarlos o a la falta de familiaridad con el lenguaje adecuado para expresarlos. La integración de estos componentes depende en gran medida de las preferencias contextuales, culturales, sociales y personales del docente, así como de su sistema de creencias y su modelo didáctico personal (Parga y Mora, 2017).

Además, otros estudiosos han expandido este concepto, destacando su relevancia en la práctica educativa contemporánea. Por ejemplo, Mishra y Koehler (2006) ampliaron la idea de CDC con su modelo de Conocimiento Tecnológico Pedagógico del Contenido (TPACK), que incorpora la tecnología como un componente esencial en la enseñanza moderna. Este enfoque subraya que los educadores deben estar equipados no solo con el conocimiento del contenido y la pedagogía, sino también con la capacidad de integrar tecnologías digitales en su enseñanza para mejorar el aprendizaje de los estudiantes. Según Mishra y Koehler (2006), el TPACK es fundamental para enfrentar los desafíos educativos del siglo XXI, ya que permite a los docentes adaptar sus estrategias pedagógicas a contextos de aprendizaje diversificados y tecnológicamente avanzados.

Unidad de análisis i. Productividad

La revisión documental comprendió el análisis de un total de 120 investigaciones las cuales se distribuyen en un periodo de diez (10) años, la figura 3 revela el porcentaje de trabajos de investigación publicados por año atendiendo al intervalo determinado para este trabajo.

Figura 3: Productividad 2013-2022

Fuente: elaboración propia

Como se aprecia en la figura 3, durante el periodo 2013-2022, la mayor producción se dio en los años 2016 y 2020 con un 26,6 % del total de las investigaciones, lo que corresponde a dieciséis (16) trabajos de investigación publicados cada año; para el año 2022 se reportan alrededor de quince (15) investigaciones; en lo que respecta a los años 2013-2014 la cantidad de investigaciones es baja y permanecen constantes; para los años posteriores 2015, 2017, 2018 y 2021 hay un incremento considerable; sin embargo, para el año 2019 se registra la menor producción con un total de ocho trabajos que corresponde al 6,7 % respecto al intervalo de tiempo analizado; no se tiene información para conocer las razones académicas o administrativas de esta disminución.

Unidad de análisis II. Contextos investigados

El sistema educativo colombiano lo conforman: la educación inicial, preescolar, la educación básica (que contempla la primaria, desde el grado primero hasta el quinto, y la secundaria, desde el grado sexto hasta noveno), la educación media que abarca los dos últimos grados, décimo y undécimo, y finalmente la educación superior. Esta unidad de análisis surge de la categoría del CDC denominada: Conocimiento del contexto escolar, que se relaciona con el conocimiento del entorno escolar, el contexto donde el profesor reflexiona e investiga (Delgado, 2022).

Esta unidad de análisis permitió identificar en qué nivel del sistema educativo de Colombia se sitúan las investigaciones que se desarrollan en los trabajos del programa. La figura 4 deja en evidencia que el 41 % de las investigaciones se sitúan en la educación media, 17 % en la educación superior y un 16 % se realizaron con poblaciones correspondientes a la educación secundaria.

Figura 4: Contextos o fuentes de análisis que enmarcan las investigaciones

Fuente: elaboración propia

Estos resultados son apenas predecibles, si se considera que dentro de los objetivos del programa se contempla el desarrollo de la investigación en términos de la pedagogía y la enseñanza y aprendizaje de la química; a esto se le suma que los estudiantes de este programa, en su mayoría, son docentes en ejercicio que a través de la academia buscan mejorar sus prácticas educativas utilizando situaciones que suceden en el aula (planteamiento o dificultades en la enseñanza de un contenido) como problemáticas de investigación.

Ahora bien, estos números demuestran que existe una cercanía desde lo que se investiga en la didáctica de la química con los asuntos de la escuela, podríamos afirmar entonces, que la maestría está respondiendo a las necesidades de la población estudiantil, especialmente en el contexto de la enseñanza de la química en la educación media.

Los contextos Profesores en formación y Profesores de ciencias presentan una frecuencia del 9 % y 8 % respectivamente, mientras que el contexto documental (análisis de textos, estudios hermenéuticos, análisis bibliométrico) es menos frecuente y presenta un porcentaje del 5%.

En este proceso se identificaron los intereses de investigación mediante las pesquisas de los profesores en formación continua, que de acuerdo con Melo et al. (2022) "es un elemento fundamental para su desarrollo es el reconocimiento de las dificultades de aprendizaje de las estudiantes y los perfiles epistemológicos utilizados en la construcción de sus explicaciones" (p. 266). Esto revela el afán por mejorar sus prácticas en la enseñanza de la química, la cual, por políticas educativas en el país, está en profundización en la educación media, por esto, la gran frecuencia de investigaciones en este contexto.

Categorías a priori y emergentes

Categorías a priori encontradas: Para identificar las categorías a priori se realizó una lectura detallada de todos los componentes del documento anexo al trabajo de grado, esto es el documento RAE. La figura 5 especifica el porcentaje encontrado de cada categoría en las investigaciones.

Figura 5: Frecuencias de categorías a priori

Fuente: adaptado de Delgado (2021)

Se observa que la categoría Enseñanza de la química presenta una frecuencia superior en comparación con las otras categorías propuestas. Este comportamiento no es extraño y se podría afirmar que era lo esperado, ya que las investigaciones que se analizan se llevan a cabo todas bajo la didáctica de la química, lo cual corresponde con la naturaleza del programa académico y las líneas de investigación vinculadas a él.

Cabe anotar, que esta categoría surge de la integración de los componentes del CDC Conocimientos y creencias del contexto escolar y Conocimiento/Creencias psicopedagógicas, propuestos por Mora y Parga (2014). Por lo anterior, en esta categoría se vincula todo aquello relacionado con usos de teorías educativas, los conocimientos, estudios y propuestas de currículos en ciencias, implementación, estudios de modelos de desarrollo y aprendizaje de los estudiantes, estrategias de enseñanza y evaluación.

En las investigaciones se encontraron aspectos importantes como: desarrollo de competencias científicas, fortalecimiento de habilidades argumentativas en las ciencias naturales-química, uso de programas y software educativo, alfabetización científica, estimulación y desarrollo del pensamiento crítico, concepciones alternativas, integración y reformulación de los contenidos químicos.

Es importante mencionar que la categoría Enseñanza de la química se encuentra vinculada a las demás categorías a priori e incluso las categorías emergentes que surgieron a partir de la creación de los meta-textos.

Otra categoría a priori que presentó un número considerable de frecuencias, ha sido la denominada Energía. Las investigaciones donde se identificó esta categoría se caracterizan por el estudio de temáticas y/o conceptos pertenecientes a los campos de conocimiento como la fisicoquímica y la electroquímica.

En estos trabajos se remarcan los saberes de tipo sintáctico/procedimental y los conocimientos sustantivo-declarativo; en este último se consideran las interrelaciones de teorías, leyes, postulados, paradigmas de la química, lo cual se corresponde con el componente Conocimiento disciplinar. En esta categoría se destacan las palabras clave: hidrocarburos, combustión, reacciones químicas, energías renovables, equilibrio químico, óxido-reducción, y teorías de ácido-base.

Se detectó además, una relación bastante interesante con la categoría a priori Ambiental, de estas se encontró un 18 %, ya que desde el estudio de temáticas pertenecientes a los campos de conocimiento ya mencionados hay un interés hacia las propuestas de alternativas en cuanto a energías sostenibles (biocombustibles y energías renovables) y las problemáticas ambientales que se presentan en la actualidad, como la contaminación de fuentes hídricas, consumo desmedido de elementos y recursos naturales producción de energías limpias; tales elementos se orientan hacia los temas abordados en la agenda ODS-2030.

Estos elementos identificados en las investigaciones dejan en evidencia el interés por parte de los didactas de la química, de construir una perspectiva social de la ciencia-química, fundamentos que son propios del paradigma propuesto por Kuhn, pues estas cuestiones han movilizado a los investigadores a orientar sus currículos e investigaciones en didáctica de la química hacia los problemas energéticos y ambientales que son evidentes en el país y el continente.

La categoría Formación de profesores también está presente en los documentos que se analizaron, sin embargo, no es recurrente como se esperaría, esto podría obedecer a que las investigaciones están orientadas hacia los procesos formativos en la escuela, es decir, enseñanza de contenido, beneficios y desafíos en la inclusión de tecnologías, efectividad de las prácticas experimentales en la enseñanza, entre otras.

Sin embargo, se encuentran investigaciones que están orientadas hacia procesos formativos en la universidad, donde las poblaciones de estudio corresponden a profesores en formación y/o profesores en ejercicio (Educadores en Química). Esto comprende reflexiones en cuanto al desarrollo profesional y la evolución de las prácticas de enseñanza, estudios sobre conocimiento base para la enseñanza y la formación profesional docente en el contexto de las didácticas específicas-Química, reflexiones orientadas hacia las creencias de los profesores en formación, así como las implicaciones de la formación continua en la enseñanza de los contenidos.

En cuanto a la categoría Historia y epistemología de la química, esta se ubica en la cuarta posición con menor referencia, pues se identificó que hay relaciones entre esta y las categorías enseñanza y formación de profesores, al abarcar cuestiones como: las maneras de enseñar y qué enseñar, enseñabilidad y aprehensibilidad de los contenidos, indagaciones acerca de los mecanismos de producción del conocimiento, análisis y estudios de textos.

Se encontró que algunas investigaciones estaban orientadas al fortalecimiento de esta línea de investigación, ya que sus temáticas principales giran en torno a la construcción de conceptos, estudios históricos alrededor de teorías y/o leyes, conceptos particulares propios de la química, análisis y estudios de obstáculos epistemológicos. Las investigaciones desarrolladas bajo esta categoría tienden a estar direccionadas hacia la escuela y los procesos de enseñanza de la disciplina.

Categorías Emergentes encontradas: Esta nueva unidad de análisis comprende las categorías que surgieron en el trascurso del análisis de los documentos y que permitieron la ampliación del estudio al lograr capturar elementos relevantes que no eran contemplados en las categorías a priori. La figura 6 presenta los porcentajes de frecuencia revelados en los documentos.

Figura 6: Frecuencias de categorías emergentes

Fuente: adaptado de Delgado (2021)

En la figura 6 se puede apreciar que la categoría emergente Salud en los últimos años es la más trabajada, ya que se encontró que un buen número de investigaciones vinculan dentro de sus temáticas aspectos que se relacionan con la dieta alimenticia, la bioquímica, nutrición e incluso medicina.

Sin embargo, aunque los trabajos analizados tienen una fuerte presencia de esta categoría, su eje central no es precisamente el ámbito disciplinar; si bien es tenido en cuenta, todas las investigaciones se estructuran en la enseñabilidad, los aspectos ya mencionados han sido empleados como medio para el desarrollo de los contenidos en química que se abordan en el aula de clases.

Como era de esperarse, las categorías emergentes identificadas, al igual que las categorías a priori presentan relaciones e interacciones entre ellas, de esta manera, la categoría emergente Alimento, la cual se posesiona como la segunda categoría emergente más frecuente, se relaciona de manera directa con la categoría emergente Salud y a su vez con las categorías a priori Energía y Enseñanza.

Lo anterior debido a que varias de las temáticas abordadas en las investigaciones se relacionan con la dieta, patologías asociadas a desórdenes alimenticios, carbohidratos, y análisis y clasificación de sustancias químicas presentes en los alimentos, todo ello como conducto para el estudio y enseñanza de los contenidos propuestos en la asignatura.

Otra de las categorías emergentes más frecuente corresponde a la denominada Cuestiones socio-científicas (CSC) al encontrarse investigaciones direccionadas hacia contenidos tecnocientíficos controvertidos de alto impacto social, que buscan la apertura a discusiones relacionadas con el medio ambiente, uso responsable de recursos ambientales y energéticos, responsabilidad y bienestar alimenticio.

Las cuestiones socio-científicas no solo permiten enseñar los contenidos propios de las ciencias, en este caso de la química, sino que, además, vinculan aspectos que habitualmente no son tenidos en cuenta, como la tecnología, el ambiente, la sociedad, la educación en valores, la cultura, entre otros (Acevedo, 1995). Esta categoría presenta una clara interacción con las categorías a priori Enseñanza, Energía y Ambiental y con las categorías emergentes Tecnología y Alimento.

En cuanto a la categoría Tecnología es clara una interacción con la categoría Enseñanza ya que se vinculan con la utilización de herramientas digitales para abordar contenidos o situaciones propuestas en el aula de clases. Se destaca el manejo de las TIC específicamente con el uso y diseño de simuladores y laboratorios virtuales con el propósito de abordar contenidos que van desde la química general, fisicoquímica, electroquímica, bioquímica hasta la química computacional.

Un hilo conductor entre las intencionalidades identificadas por los profesores ha sido lo ambiental, porque consideran que el contexto y la realidad de los problemas ambientales acercan al estudiante al conocimiento científico que se debe enseñar y aprender. Por este motivo, enseñar ciencia articulada con la educación ambiental es consolidar sujetos políticos, reflexivos, críticos y sistémicos, nada fácil para las realidades educativas de nuestro país; por lo tanto, el profesor cuando tiene un pensamiento diferencial puede consolidar relaciones cognitivas y sistémicas establecidas por tendencias pedagógicas, políticas, económicas, conservadoras y socioambientales (Ariza, 2022).