Tesis y argumentos

Los antecedentes y su definición conceptual

Shulman (1986) fue uno de los pioneros en desarrollar las nociones de lo que denominó inicialmente como el conocimiento profesional del profesor. Dentro de este concepto, clasificó 7 categorías o tipos de conocimiento. Fue la tercera categoría, el conocimiento pedagógico del contenido (PCK por sus siglas en inglés), la que fue adquiriendo una relevancia mayor a través del tiempo (Evens et al., 2016; Pinto y González, 2008; Talanquer, 2014). Para Shulman (1987), "El CDC representa la mezcla de contenidos y pedagogía, para entender cómo conceptos, temas o problemas se organizan, representan y adaptan para enseñar a los estudiantes" (p. 8). El concepto se fue enriqueciendo con aportaciones de investigaciones posteriores en el contexto anglosajón, y también en los países de habla hispana, donde se tradujo con el nombre de conocimiento didáctico del contenido (CDC).

Para autores como Grossman (1990) o Magnusson et al. (1999), el CDC representa el conocimiento necesario para transformar el contenido de la materia por enseñar en formas más comprensibles para los aprendices (Verdugo et al., 2017). Para Park y Oliver (2008), "es la comprensión y representación de cómo ayudar a los estudiantes a entender cuestiones específicas de la materia, usando múltiples estrategias instruccionales, representaciones y evaluaciones (...)" (p. 264). Las subsiguientes investigaciones que continuaron el trabajo de Shulman fueron aportando mayores elementos, de modo que el concepto del CDC se fue ampliando, asimismo fueron definiéndose sus diferentes componentes o dimensiones. La definición conceptual de un constructo se hace necesaria cuando la información que se ha ido acumulando a su alrededor es demasiada, entonces se requiere un desglose amplio en dimensiones y/o subdimensiones (Conesa y Egea, 2000). Para el caso del CDC, han sido los cinco componentes desglosados y clasificados por Magnusson et al. (1999), los que más se han aceptado para describir con mayor amplitud el constructo. En la tabla 1 se muestran las descripciones de sus 5 dimensiones.

No soslayamos que existen otras clasificaciones, pero esta ha sido como decíamos, la más aceptada. En todo caso, con sus diferencias, pero muchas de las demás tienen elementos que convergen o se pueden equiparar con algunas de las 5 dimensiones referidas. En la tabla 2 se resumen algunas de tales clasificaciones, propuestas por diversas investigaciones que han ayudado a definir los distintos componentes y/o subdimensiones en los que se ha clasificado el CDC. No es la intención incluirlas todas, dado que el número de trabajos que han realizado propuestas para definir dichas subdimensiones del CDC es muy numeroso; más bien la intención es dar cuenta de la diversidad de trabajos que han abordado como objeto de estudio al CDC, y han contribuido a su robustecimiento como constructo conceptual.

Puede apreciarse también en la tabla 2, que el CDC ha sido identificado como un dispositivo útil en la enseñanza de las matemáticas, pero también para el caso de la física, la química e incluso la biología. Aunque las investigaciones referidas en la tabla 2 no siguen un orden cronológico preciso, su inclusión pretende hacer notar que en los años noventa se realizaron propuestas diversas; sin embargo, conforme se revisan trabajos más recientes, la tendencia en la clasificación de los componentes o subdimensiones se asemeja más con la presentada en la tabla 1, que se basa en los trabajos de Magnusson et al. (1999).

Como puede entenderse de la tabla 2, el constructo conceptual del CDC, en la mayoría de las investigaciones realizadas, se ha identificado como un concepto clave para comprender la enseñanza de las matemáticas, sin embargo también se ha identificado su importancia en relación con la enseñanza de las ciencias experimentales (Leal, 2014).

Para la enseñanza de la química, referiremos dos ejemplos dentro del contexto latinoamericano, que dan cuenta del interés creciente que ha existido sobre el estudio del CDC. El primero, realizado por Parga y Mora (2017), da cuenta de la creciente relevancia del CDC en el contexto latinoamericano en los últimos 15 o 20 años, donde a través de este constructo conceptual se han estudiado distintas problemáticas en la enseñanza de temas propios de la disciplina, tales como: mol y cantidad de sustancia, naturaleza de la materia, tabla periódica, teoría ácido-base, teoría de partículas, naturaleza de las reacciones químicas, entre muchos otros temas.

Por su parte, Garritz y colaboradores (2014) documentaron el CDC en algunos temas de química, como estructura microscópica de la materia, reacciones químicas y cantidad de sustancia, con profesores de bachillerato. Para ello, emplearon cuestionarios basados en representaciones del contenido y experiencias pedagógicas, que aplicaron en profesores de bachillerato de México y Argentina.

Para el caso de la enseñanza de la física, presentamos también dos ejemplos de investigaciones que dan cuenta de la relevancia que ha cobrado el CDC como objeto de estudio en años recientes, en ellos se realizaron mediciones cuantitativas del constructo, a través del empleo de cuestionarios, o se analizaron propuestas con la finalidad de obtener información útil en los procesos de formación docente, otra vertiente de las investigaciones alrededor del constructo del CDC.

El trabajo de Campos et al. (2021) caracterizó el CDC de un grupo de profesores en formación, en referencia a la enseñanza de un tema específico de física, el caso de las gráficas cinemáticas. En el estudio de Flores et al. (2024), se emplearon datos sobre el CDC de profesores de física en ejercicio, obtenidos previamente mediante cuestionarios, para diseñar tareas de aprendizaje que se incorporaron a un curso de capacitación de profesores de física de bachillerato. En este curso también se fomentaron las reflexiones de los participantes, y luego se trabajó con herramientas digitales para el análisis de situaciones que requerían la interpretación de gráficas cinemáticas.

En el campo de la enseñanza de las matemáticas, referiremos a continuación tres trabajos que ejemplifican algunos aspectos que se están estudiando en relación con el CDC, y que ponen en evidencia lo que se está realizando y proponiendo desde esta área en la actualidad.

En el estudio de Sakaria et al. (2023), se ha indagado acerca de los diferentes factores que pueden afectar el desarrollo del CDC de los profesores de matemáticas. Se clasificaron tres tipos de factores: personales, profesionales y organizacionales. Dentro de los primeros se han identificado factores como la experiencia docente, el nivel educativo en el que se imparte clase, la percepción de auto-eficacia y la motivación. Por su parte, el factor profesional más fuertemente asociado es el del desarrollo profesional del docente a lo largo de su trayectoria laboral. Por último, algunos factores organizacionales identificados son la gestión escolar, el ambiente laboral y los soportes (apoyos) institucionales.

Otro trabajo que representa un ejemplo de investigaciones actuales en el CDC, es el estudio de Zubaidah et al. (2023) que analiza el CDC de profesores, en el contexto de la implementación del modelo de la educación matemática realista (RME) dentro del aula, el cual propone el aprendizaje a través de problemas reales del contexto.

En la investigación de Mansour et al. (2024), se tuvo como propósito estudiar los factores que impactan las competencias y autoeficacia de docentes de matemáticas, en el marco del desarrollo del conocimiento tecnológico, pedagógico del contenido (TPACK) por sus siglas en inglés), en el contexto del aprendizaje basado en proyectos y el modelo Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM).

Un aspecto que ha diferenciado la forma de abordar el CDC desde la perspectiva de la enseñanza de las matemáticas, en contraste con la enseñanza de las ciencias en general, se ha dado desde su propia concepción. En este caso, dentro del contexto de un concepto más amplio, el del conocimiento matemático para la enseñanza: MKT (Ball et al., 2008). Dentro de este se agrupan el CDC y el MSK (subject matter knowledge), que es el conocimiento del contenido. Esta clasificación obedece a la pregunta de ¿qué necesita un profesor de matemáticas para poder hacer una enseñanza efectiva? (Miller et al., 2022), y ha orientado la mayoría de las investigaciones que se realizan desde ese campo de la ciencia.

Determinando o "midiendo" el CDC

Posterior a este esfuerzo inicial de contar con una definición conceptual, surgieron otras investigaciones que coadyuvaron a operacionalizar el constructo del CDC, lo que significa transformarlo en una variable que pueda "medirse", esto es, poder determinarlo en forma cuantitativa. Y se ha hecho a pesar de las dificultades inherentes, pues se trata de un constructo complejo, tácito, es decir, que se puede inferir, pero no percibir de manera formal (Verdugo et al, 2017).

Lo anterior significa que el CDC, como elemento de la cognición del profesor, no puede ser medido directamente como una variable objetiva observable (Pinto y González, 2008), sin embargo es posible medirlo en forma indirecta a través de lo que los profesores conocen, hacen y las razones por las que actúan de determinada manera; incluso a través de sus propias concepciones, creencias, perspectivas y valores (Garritz, 2014; Padilla y Garritz, 2014; Talanquer, 2014).

En este sentido, se han desarrollado diversas metodologías para poder aproximarse al CDC de forma cuantitativa. Durante los primeros estudios para determinar o medir el CDC, se encontró que este se asociaba de forma significativa a variables tales como las concepciones, las creencias y las experiencias docentes (Llinares, 2000; Pinto y González, 2008). En cuanto a las metodologías, la literatura reporta que se han empleado una gran variedad de medios para medirlo (Morrison y Luttenegger, 2015): cuestionarios, entrevistas, observación de clase y cuestionarios a estudiantes. En todo caso, es recomendable realizar la medición del CDC a través de la triangulación de diferentes fuentes de información.

Al revisar las características de varias de las investigaciones que se han realizado para medir o caracterizar el CDC de profesores, encontramos tres tendencias. Una de ellas es que la mayoría de los estudios se realizaron con profesores de matemáticas o ciencias, de los niveles de educación básica (Carpenter et al., 1988; Krauss et al., 2008). Una segunda característica es que en la mayoría de casos se estudió solo alguna dimensión o factor constitutivo del CDC, por ejemplo medir conocimientos disciplinares o pedagógicos por separado (Hill et al., 2004; Jüttner y Neuhaus, 2013). La tercera tendencia es la realización de estudios sobre el CDC de algún tema específico (Campos-Nava y Ramírez-Díaz, 2019; Llinares, 2000).

Otras investigaciones sobre el CDC, se han direccionado hacia aspectos distintos, como es el caso de trabajos que han determinado una fuerte relación entre el CDC y la calidad de la enseñanza (Baumert et al., 2010; Evens et al., 2016; Krauss et al., 2008).

La tabla 3 resume algunos de los trabajos que tuvieron como propósito describir y/o cuantificar dicho constructo. Se incluyen el tipo de estudio, así como las dimensiones y subdimensiones del CDC estudiadas. Como en el caso de la tabla 2, en este caso tampoco se tuvo la intención de mostrar mayor número de estudios, porque son muy numerosos, la idea fue solamente tomar algunos ejemplos que muestran ese interés por cuantificar o medir el constructo, utilizando para ello diversas herramientas metodológicas.

Algunas bases teóricas del CDC

En esta sección se describen algunas de las bases teóricas sobre las cuales se ha ido sustentando paulatinamente el constructo del CDC, para entender su naturaleza y propósito. Tres de los ejes de análisis que han sido identificados por diversas investigaciones son los siguientes: la formación y profesionalización del docente, los conocimientos del profesor que enseña ciencias y el paradigma del docente como profesional reflexivo (Agüero-Servín et al., 2022; Schön, 1982, citado en Camejo, 2017).

Existen diversas conceptualizaciones de la formación docente, en nuestra época predomina la visión de la formación docente como un proceso profundo, ligada a la cultura, a las capacidades y las disposiciones del profesor (Díaz-Barriga, 2014), que se diferencia de posiciones más eficientistas o instrumentalistas. En este sentido, la autora concibe la formación como "una vuelta, un retorno que hacemos al reflexionar nuestra vida, también es lo aprendido, lo sabido, la transformación es un estar siempre dispuesto a cambiar, es disposición y no técnica" (p. 93).

En torno a la profesionalización de la docencia, significa que independientemente de la profesión de origen, el docente necesita asumir la enseñanza como su actividad profesional, y comprender que su desarrollo profesional es un proceso de crecimiento para mejorar su acción y entender mejor su profesión (Roux y Mendoza, 2014).

En el eje referente a los conocimientos del profesor, se identifica que estos deben poseer o desarrollar un conjunto de conocimientos, destrezas y habilidades, que le son necesarios para poder seleccionar, diseñar y/o adaptar situaciones de aprendizaje que promuevan la contextualización de contenidos, también deben contar con una estructura epistémica, cognitiva e instruccional (Barrera y Reyes, 2013). Es justo en este marco de referencia de los conocimientos del profesor, donde se identifica la importancia del constructo conceptual del CDC (Leal, 2014; Mkhwanazi, 2013).

El tercer eje central en la formación se refiere a los procesos de reflexión. Según Alfonso et al.(2014), esta reflexión puede darse en tres ámbitos: conocimientos, experiencias y afectos. Los modelos formativos actuales le han dado mayor relevancia a los procesos reflexivos, pues el paradigma dominante es el de reflexión en la práctica (Torres et al., 2017). El concepto del profesional reflexivo fue acuñado en principio por Schön, en 1982 (Camejo, 2017), según este hay tres momentos del pensamiento práctico de un profesor: 1) conocimiento en la acción, corresponde al saber hacer; 2) reflexión en y durante la acción, que lo identifica como el meta-conocimiento; 3) sobre la reflexión en la acción, asociado con el análisis final o evaluación del proceder.

De este modo, los enfoques actuales en torno a la formación docente consideran la intervención crítica del profesor y la innovación de su propia práctica (Aramburuzabala et al., 2013). Desde esta perspectiva, han surgido en los últimos años propuestas formativas basadas en el constructivismo, la cognición situada, la investigación-acción, entre otras, pero siempre impulsadas en el paradigma crítico-reflexivo (Roux y Mendoza, 2014).

Varias investigaciones han señalado que para lograr el desarrollo profesional del profesorado pueden seguirse ciertos criterios del paradigma crítico-reflexivo, como por ejemplo, el involucramiento activo de los docentes en sus procesos de formación, la cooperación entre pares, el trabajo y la discusión colegiados (Díaz-Barriga, 2014; Mkhwanazi, 2013).

Además se ha identificado un paso clave en estos procesos: el cambio o modificación de las creencias del profesor, para lo que es necesario la reflexión sobre su práctica (Mkhwanazi, 2013).

Su relevancia en la Didáctica de las ciencias

¿De qué manera estos tres ejes de análisis que profundizan en posicionamientos teóricos se relacionan con el constructo conceptual del CDC? Como pudimos describir en las secciones previas, el constructo del CDC fue adquiriendo de forma gradual una mayor relevancia, evolucionando e incorporando distintos elementos que originalmente se ubicaban en algunas de las otras categorías de Shulman, de modo que hoy en día se ha transformado en un concepto de referencia, y en un constructo conceptual que retoma o asume diferentes elementos de diversas teorías (Morrison y Luttenegger, 2015). Como ejemplos de algunos de los elementos que pueden estar incluidos en este constructo, tenemos los siguientes: conocimientos disciplinares del profesor, conocimientos de tipo pedagógico -como la selección, preparación y/o adaptación de contenidos disciplinares diversos, o el diseño o readaptación de materiales didácticos, e inclusive conocimientos sobre la organización de las actividades en el aula de clase, sobre cómo aprenden los estudiantes, o la misma selección de libros de texto (Garritz, 2014; Padilla y Garritz, 2014; Talanquer, 2014)-. Como tercer elemento, el CDC incluye también un conjunto de conocimientos de tipo práctico, constitutivos de la praxis pedagógica (Leal, 2014).

El CDC integra un conjunto muy amplio de elementos, pues va más allá del conocimiento de hechos, conceptos o teorías, y amalgama conocimientos de contenido, pedagógicos, incluso psicológicos, así como las experiencias personales de los profesores, para crear así una comprensión de cómo ciertos asuntos o problemas pueden ser presentados y adaptados a las diferentes características y habilidades de los estudiantes (Lange et al. 2012). Puede apreciarse, que el CDC constituye un término que aglutina todo un conjunto de conocimientos, pero asociados a dichos conocimientos se tienen también concepciones, creencias, experiencias, actitudes y valores (Garritz, 2014; Padilla y Garritz, 2014; Pinto y González, 2008).