Caracterización de cambios didácticos en la práctica docente universitaria de química organometálica

Antecedentes

En el marco de la investigación desarrollada, se llevó a cabo un proceso de revisión de antecedentes previo a la intervención realizada. Dicha revisión demostró dos cosas. Por un lado, existen algunos trabajos con profesores en formación a nivel universitario (Candela-Rodríguez, 2016; Mora-Penagos y Parga-Lozano, 2008; Reyes-Roncancio, 2016; Salica et al., 2020). Sin embargo, las investigaciones en educación superior relacionadas con profesores que no son formadores de formadores (Mosquera-Suárez, 2008), es decir, profesores cuya misión es formar profesionales en diversas disciplinas no enfocadas hacia la educación, no son comunes. Esto hace relevante el trabajo realizado, en la medida en que se enfoca en el estudio de un grupo poblacional poco estudiado. Por otro lado, son únicamente siete (figura 1) los autores que abordan la enseñanza de la química organometálica en sus investigaciones, y, en su mayoría, están enfocados en la metodología y el currículo de la enseñanza dentro del aula.

Figura 1: Resumen de los trabajos investigativos relacionados con la enseñanza de la química organometálica

Fuente: elaborado a partir de Duncan y Johnson (2007), Ellis (1976), Hathaway (1979), Miessler y Spessard (1991), Reisner et al. (2012), Sanabria y Yepes (2019), Schaller et al. (2015).

Lo que es aún más importante es que no se encontró información alguna relacionada con la identificación del CDC de profesores de esta área. Esto subraya la relevancia de un trabajo investigativo como el que se presenta, en la medida en que genera la construcción de conocimiento a nivel universitario en una rama en la que poco se ha reflexionado. Más aún si se habla de la integración de la NdC en la práctica docente y el currículo de la asignatura (Green et al., 2021), ya que no existen trabajos en torno a dicha articulación dentro de la materia a abordar.

Epistemología docente

Recientemente, la investigación educativa ha centrado su atención en la Didáctica de las Ciencias como un cuerpo de conocimiento que abarca desde teorías del aprendizaje de las ciencias hasta estrategias para su enseñanza (Álvarez-Herrero y Valls-Bautista, 2019; Kelly y Licona, 2018). En este sentido, esta disciplina ha conseguido un lugar de reconocimiento en terrenos académicos, donde surge la necesidad de pensar y actuar a partir de la posibilidad de lograr un constructo de alfabetización científico-tecnológica (Neira-Morales, 2021). Una de las líneas de investigación más populares en este campo es la del diseño de propuestas de formación del profesorado (Lorenzo et al., 2018; Parga-Lozano, 2016), especialmente porque existe una preocupación latente por generar procesos de innovación didáctica y reflexión educativa que partan de la generación de cambios significativos dentro de la práctica docente.

Se hace esencial, entonces, abordar formas de modificar la epistemología espontánea (Vargas y Acuña, 2020) o de sentido común (Ademar-Ferreyra y Rúa, 2017; Furió y Furió, 2000) que caracteriza a los docentes, con el fin de generar mejores comprensiones sobre la forma de abordar el conocimiento científico en favor de su enseñanza. Lo que se busca es consolidar una epistemología docente robusta, innovadora y reflexiva, caracterizada por aspectos conceptuales, actitudinales y procedimentales (Mosquera-Suárez, 2008), que superen las posturas tradicionales sobre la enseñanza de la ciencia (figura 2).

Figura 2: Algunas posturas epistemológicas tradicionales y contemporáneas del docente

Fuente: elaboración propia.

Cambios didácticos

Una vez identificadas esas visiones educativas espontáneas de los profesores, es posible conocer el punto de partida para la generación de cambios didácticos que permitan la consolidación de "transformaciones significativas en las concepciones y prácticas de los profesores de ciencias [que] contribuyen a vivenciar y fundamentar en los estudiantes formas alternativas de pensar, sentir y actuar" (Mosquera-Suárez, 2016, p. 32). Cabe decir que un cambio didáctico es considerado como un proceso complejo, en el que intervienen diversos factores y que es obstaculizado por ciertas visiones epistemológicas (Piza-Hernández y Reyes-Roncancio, 2016), como se mencionó anteriormente. Desde esta postura, el cambio didáctico transciende los aspectos puramente metodológicos y se instala en el campo de los saberes, concepciones, conocimientos, actitudes y conductas en el aula de los profesores. Esto concuerda con los postulados de Mosquera-Suárez et al. (2021), quien propone que estos cambios deben afectar tanto aspectos conceptuales como metodológicos y actitudinales.

Este proceso de transformación personal que el docente vive en diversas dimensiones de su ser no implica necesariamente el abandono de modelos tradicionales en los que ha inscrito su práctica por tanto tiempo (Martín-Ortega, 2000), sino que representa más bien adquisiciones o retenciones parciales (Navas, 2020). En otras palabras, los cambios pueden ser considerados como una articulación de las nuevas reflexiones o la integración de nuevos aprendizajes en su práctica (Berríos-Molina, 2019), con el fin de generar transformaciones importantes, aunque no necesariamente gigantes, en diversas áreas de su quehacer educativo. De allí que el proceso de cambio sea complejo, pues

los profesores no cambian fácilmente sus concepciones, y menos aún sus prácticas docentes. Unas veces porque se muestran satisfechos con unos planteamientos didácticos consolidados por la experiencia profesional, otras porque en el sistema educativo y en el propio profesorado existen condicionantes que refuerzan los modelos tradicionales y suponen obstáculos para el cambio didáctico. (Mellado-Jiménez, 2001, p. 21)

Conocimiento didáctico del contenido (CDC)

A la hora de consolidar la generación de cambios didácticos en la práctica pedagógica de profesores universitarios de química, es fundamental considerar las formas a través de las cuales el docente aborda el acto educativo (Ibáñez y Villasana, 2020; Shulman, 2015). Esta postura reafirma la idea de que hoy en día no es suficiente con conocer la materia para saber enseñarla (Touriñán-López, 2020), lo que implica que el docente requiere no solo un conocimiento disciplinar, sino también habilidades pedagógicas para desempeñar su labor social (Vázquez-Bernal et al., 2019). Esto permite comprender que existe un conocimiento propio de los profesores, epistemológicamente ubicado en una perspectiva praxeológica y reflexiva (Reyes-Roncancio, 2016), que es fuente de construcción y reconstrucción permanente, capaz de resignificar la propia práctica cuando se consideran perspectivas de cambio.

Enmarcado en esta línea, el conocimiento didáctico del contenido (CDC) centra su atención en la necesidad de estudiar la cognición del profesor (Vázquez-Bernal et al., 2019): cómo conoce y enseña lo que sabe. En otras palabras, el CDC del profesor incluye los temas más comúnmente enseñados, las formas más efectivas de representar estas ideas, las mejores analogías, ilustraciones, ejemplos, explicaciones y demostraciones que facilitan una mejor comprensión del conocimiento propio de una disciplina (Salica et al., 2020). Respecto a sus componentes, existen diversas posturas (Escudero-Ávila y Yáñez, 2020; Melo et al., 2018). Sin embargo, la propuesta investigativa plantea un modelo que articula tres componentes característicos del CDC con la naturaleza de las ciencias (NdC), mostrando sus interacciones para la generación de cambios didácticos en la práctica del profesor de química organometálica (figura 3).

Figura 3: Componentes del CDC y su relación con la NdC en la propuesta presentada

Fuente: elaboración propia.

Naturaleza de las ciencias (NdC)

Uno de los enfoques más destacados en el campo de la didáctica de la ciencia es la implementación de la naturaleza de las ciencias (NdC) en el aula, entendida como un conjunto de conocimientos sobre la historia, la filosofía y la epistemología de la ciencia, que permiten articular el conocimiento didáctico del contenido (CDC) del docente dentro de la práctica cotidiana (Dagher y Erduran, 2016). En términos formales, autores como Cabrera (2021) la definen como un metaco-nocimiento sobre la ciencia que surge de reflexiones interdisciplinares sobre las características de la indagación científica. Desde esta perspectiva, los diversos contenidos de la NdC contribuyen a la construcción de teorías científicas para la enseñanza de las ciencias (Calagua-Mendoza, 2018), integrando preguntas sobre el conocimiento, convenciones lingüísticas y validación de saberes que desempeñan un papel fundamental en la práctica docente.

Fase de alistamiento: una revisión de la realidad del profesor

El análisis de diversas categorías y dimensiones (figura 5) permitió mostrar, desde un panorama inicial, el CDC del profesor asociado. Se encontró que este centraba sus clases en la transmisión de conceptos teóricos y experimentales de la asignatura. Era un docente preocupado por el aprendizaje de sus estudiantes y se esforzaba por transformar su metodología dentro del aula. Sin embargo, mantenía una concepción tradicional de la evaluación, considerándola mayormente sumativa, lo cual contrastaba con lo expresado en sus clases y sesiones de trabajo. En cuanto a su actitud, mostraba cierto pesimismo hacia el aprendizaje de los estudiantes y cierta frustración con el proceso de enseñanza. A pesar de ello, demostraba un fuerte deseo por implementar cambios y transformaciones en su enseñanza.

En relación con la NdC, mostraba un marcado interés por la historia de la química organometálica. Anteriormente, tenía una comprensión limitada de cómo la historia o la filosofía de su disciplina podrían contribuir a su enseñanza. Aunque abordaba algunos temas en el aula, se enfocaba más en aspectos anecdóticos o relacionados con la experimentación. Para él, la historia servía principalmente como estrategia de contextualización más que como conocimiento que pudiera integrar el proceso educativo en sí mismo. Además, no había explorado ideas sobre la filosofía de la ciencia ni reflexionado filosóficamente sobre su disciplina, posiblemente debido a la falta de formación o interés en estos temas.

Para completar la caracterización del CDC del profesor durante esta fase, pueden mencionarse otros aspectos que complementan el análisis presentado. En sus clases sobre química organometálica, destacaba su enfoque en la experimentación, reflejando así su comprensión de la relación entre teoría y práctica. Demostraba un amplio conocimiento en estos temas y mostraba un claro entusiasmo por ellos, lo cual revelaba su propia epistemología científica y cómo intentaba integrarla con su epistemología docente. Cabe indicar que, a partir de lo analizado, para el profesor la teoría sustenta la experimentación, pero es la comprensión de esta última la que adquiere mayor relevancia dentro de una disciplina como la química organometálica.

Figura 6: Representación gráfica de los hallazgos durante la fase de alistamiento

Fuente: elaboración propia.

Además, es importante destacar que posee una idea de la investigación desde el enfoque cuantitativo y científico en el que se desempeña constantemente. En este sentido, considera el acto pedagógico como un proceso que no cambia día a día, sino que debe compararse con procesos anteriores para evidenciar los cambios pertinentes. En otras palabras, concibe la investigación desde un enfoque positivista donde la comparación entre grupos refleja la posibilidad de progreso. Esto se observa claramente en una de sus afirmaciones durante la entrevista inicial:

Pero, por ejemplo, bueno entonces yo no tendría... no tendría efecto que las vaya implementando, o sea eso se va a hacer, se va a ir implementando lo que yo considere pertinente, se va a ir implementando, y. o sea, la pregunta es tiene algún efecto. hay alguna consecuencia que, se va implementando de una vez, si, y ¿va a haber alguna diferencia desde que veas el curso con todo lo nuevo aprendido implementado desde la primera clase? (54:5)¹

Con esto parece que para el profesor es difícil evidenciar los cambios a medida que trabaja. Primero debe aprender o estudiar algo de manera teórica para luego aplicarlo en su práctica. Por eso, el docente plantea que durante la intervención no habrá cambios porque está inmerso en el proceso de trabajo. Sin embargo, dentro de la práctica del profesor pueden reconocerse algunas transformaciones a medida que se desarrolla el programa de formación, ya que las lecturas y los diálogos abren la posibilidad a cambios continuos y procesuales en los planteamientos educativos del profesor que trabaja en un aula universitaria.

Para concluir el análisis de esta primera fase, se encontró que el profesor percibe una distancia significativa entre ser docente e investigador. Afirmaciones como "Una cosa es ser investigador o científico y otra cosa es ser docente. Son dos aspectos muy diferentes" (55:35) así lo demuestran. Es evidente cómo al inicio del proceso existe una ruptura entre estas dos epistemologías que caracterizan al ser del profesor con el que se está trabajando, la cual poco a poco se va superando. Esto es necesario porque según la propuesta realizada, tanto la epistemología científica como la docente deben interactuar dentro del CDC propio del profesor para generar diálogos que faciliten cambios y transformaciones significativas en el aula.

Fase de intervención: el diálogo como mediación

Durante la implementación del programa de formación, se observó que el profesor universitario abandonó la mera racionalidad técnica, lo cual no se limitó a una transformación conceptual del conocimiento, sino que fue un proceso gradual en el que el docente se dio cuenta de que sus concepciones, representaciones, actitudes, historia personal y contexto social afectan directamente su enfoque educativo. En este sentido, los cambios observados muestran procesos de transformación a nivel conceptual, actitudinal y procedimental (Mosquera-Suárez, 2008), lo cual coincide con los planteamientos expuestos durante la fundamentación teórica de la investigación. Por lo tanto, los cambios observados pueden interpretarse a la luz de las posturas contemporáneas en este campo del conocimiento.

Los resultados obtenidos de la intervención mostraron que el profesor fomentó en su práctica el desarrollo de flexibilidad en términos de creatividad e imaginación, especialmente en relación con la experimentación elucidativa de procesos específicos dentro de su disciplina. Aunque el método científico sigue siendo fundamental en sus explicaciones y se evidencia un componente teórico fuerte en sus clases, se observa un marcado interés en desarrollar habilidades complementarias a la formación química, como el pensamiento crítico, capacidad analítica y habilidades para la vida. Además, el hecho de proponer posibles reformas en torno a la experimentación en el aula refleja esos cambios actitudinales hacia la flexibilidad mencionada. Un ejemplo de este cambio es la insistencia en la capacidad de correlacionar contextos y ver la química como un conocimiento integral y no como conocimientos aislados:

[Se busca una] capacidad de correlación, o sea hacerles ver que la química no es por islas diferentes, por áreas, sino que la química es una sola, y que toda ella está interconectada de una u otra forma. Con un tema uno puede ver conceptos de varias asignaturas, y eso es lo que yo trato de hacer en mi asignatura, que ellos vean cómo el conocimiento de otros lados se puede aplicar. (57:8)

Figura 7: Representación gráfica de los hallazgos durante la fase de intervención

Fuente: elaboración propia.

De acuerdo con lo anterior, el desarrollo de estas habilidades fomenta una educación divergente y discontinua, donde se busca que la ciencia sea crítica y esté abierta a diversas posibilidades. Por lo tanto, pensar en nuevas formas de explicar el contenido en el aula contribuye a fortalecer la enseñanza de la disciplina desde perspectivas alternativas a las tradicionales. Esto coincide con los avances logrados mediante el uso de comparaciones y analogías en el aula (por ejemplo, relacionar la inserción 1,1 con una relación de pareja, o las etapas de un ciclo catalítico con una carrera de Nascar, y los dendrímeros con las pizzas de la química), lo cual está directamente relacionado con los esfuerzos de concienciación realizados por el docente, quien reconoce la importancia de reconsiderar continuamente su práctica para mejorar el aprendizaje de sus estudiantes. En definitiva, esto evidencia procesos transformadores en la identidad docente del profesor, vinculados con la innovación didáctica y la adopción de una perspectiva divergente en la educación de la química organometálica para futuros químicos profesionales en la actualidad.

Por otro lado, al desarrollar nuevas estrategias y metodologías alternativas de aprendizaje (como el uso de herramientas virtuales o juegos en el aula), se subraya la necesidad de contextualizar constantemente el conocimiento y responder a las demandas de la sociedad. En este sentido, el hecho de que el profesor reconozca la importancia de la problematización en el aula y pueda vincular explicaciones desde diversas situaciones reales que un químico debe enfrentar, indica una transformación significativa:

[Es importante] ponerlos en situaciones reales, en que los químicos se enfrentan a cierta reacción para decir cómo era el mecanismo, un problema de la vida real. ¿Cómo usan la química o cuáles estrategias usan para decir que el mecanismo es así? (41:8)

Es importante mencionar que el profesor se ve influenciado por toda su experiencia previa al comprender el hecho educativo en sí mismo, lo que refleja una postura desde una epistemología espontánea y el sentido común (Vargas y Acuña, 2020; Melo-Niño et al., 2016). Sin embargo, la intervención le permitió comprender el papel que su propia historia ha tenido en la consolidación de una forma particular de enseñar, al punto de promover el uso de historias personales en forma de anécdotas de manera reflexiva dentro de su clase. Además, haber enriquecido su discurso pedagógico, histórico y filosófico le proporcionó herramientas para ser consciente de lo que debe mejorar y generó un fuerte deseo de profundizar en muchas de las temáticas abordadas durante la fase de intervención.

Por otro lado, en cuanto a la nueva didáctica de la química (NdC), se observó que el profesor desarrolla y aplica formas alternativas de incluir la historia de la química organometálica en el desarrollo de temas, no como un simple contenido adicional, sino como un conocimiento integrador que le permite ejemplificar, explicar y motivar a los estudiantes en el aula hacia el aprendizaje de la asignatura. Además, a partir de las lecturas y los diálogos establecidos, el docente reconoce la importancia de contextualizar al estudiante y utiliza ese conjunto de conocimientos para articular la enseñanza de la química organometálica, incluyendo referencias a aspectos experimentales, biográficos, teóricos y anecdóticos que enriquecen su práctica pedagógica y el proceso de enseñanza-aprendizaje.

En contraste, el aspecto filosófico, uno de los componentes principales de la NdC, presenta una resistencia notable por parte del profesor. A pesar de su fuerte interés por la inclusión y reflexión sobre la historia en su experiencia docente, muestra una notable reticencia hacia la filosofía de la ciencia. Esto se refleja en los comentarios realizados durante las sesiones de trabajo y la ausencia de este tipo de conocimiento en las observaciones de clase. También confirma ideas planteadas previamente por Villaveces-Cardoso (2000) acerca de la resistencia de los químicos a abordar temas relacionados con esta área del saber y sugiere que, dentro del diálogo entre su epistemología docente y científica, el conocimiento de la filosofía de la ciencia no se considera esencial para él.

Fase de cierre: evidencias de la generación de cambios didácticos

Al concluir el proceso, es innegable la diversidad de cambios didácticos generados a partir de la identificación del CDC (conocimientos, destrezas y creencias) del profesor y la integración de la NdC en la práctica docente asociada a la investigación. Desde la comprensión de la evaluación como una herramienta para asegurar el aprendizaje y no solo como una estrategia de verificación, hasta la preocupación por la educación desde una visión integral y compleja. En este sentido, el profesor no solo se concentra en lo académico-conceptual, sino que también considera el panorama completo del proceso educativo, incluyendo la planificación de clases, la selección de contenido y una reflexión docente posterior que le permite evaluar y mejorar constantemente su práctica.

Figura 8: Representación gráfica de los hallazgos durante la fase de cierre

Fuente: elaboración propia.

De acuerdo con lo anterior, se observa que el profesor ha asimilado e internalizado algunos elementos de la NdC, relacionándolos con su propio CDC, de modo que tanto su discurso como una variedad de prácticas dentro del aula dan cuenta de ello. Esto coincide con el hecho de que el profesor ha incorporado un conocimiento fundamentado teóricamente sobre estas nuevas áreas del conocimiento abordadas, lo cual se refleja en la cita de expertos en el tema y el uso de definiciones robustas. Un claro ejemplo de esto es la siguiente afirmación del profesor:

La mejor definición fue la de Garritz, [que] es poder entender e interiorizar esa relación que existe entre el aprender sobre ciencia, el aprendizaje acerca de la ciencia y el hacer ciencia. (66:12)

Además, el profesor es capaz de entablar un diálogo entre la epistemología docente y científica que caracteriza su ser, de manera que logra la interacción de los conocimientos que posee en beneficio de su enseñanza. Esto lo realiza mediante nuevas formas de explicación y metodologías alternativas tanto dentro como fuera del aula.

Lo dicho hasta el momento concuerda con la actitud del profesor, quien muestra un marcado interés por profundizar continuamente en aspectos relacionados con la educación. Sin embargo, algo muy diferente ocurre con la NdC. A pesar de que el profesor reconoce la importancia de la historia de la química organometálica en el proceso de enseñanza y aprendizaje de la disciplina, y considera su inclusión como una estrategia aplicable dentro de su asignatura, no comprende el papel de la reflexión filosófica y reafirma esa falta de interés evidenciada en la fase anterior. Al finalizar el proceso, afirmaciones como las siguientes reflejan esta resistencia del profesor hacia la filosofía:

No, no, esto [de la filosofía de la ciencia] como que todavía no estoy preparado para eso (risas) (66:8).

Lo de la filosofía, eso si no, eso todavía no, digamos que lo dejamos para una versión 2.0 [del programa de formación] (risa). (66:10)

En definitiva, después de la intervención, el profesor demostró cambios a nivel actitudinal, procedimental y conceptual frente a diversas temáticas. Un ejemplo de ello es la siguiente afirmación, que refleja estas nuevas visiones relacionadas con la posibilidad de seguir reflexionando sobre la educación para generar mejores procesos de aprendizaje en los futuros profesionales de la química:

Como nos tenemos que adaptar o moldear para esa enseñanza de las ciencias, [se trata de] encontrar maneras más originales, más creativas de transmitir el conocimiento, y... porque es necesario, como más divertidas y más creativas, porque eso logra captar la atención del estudiante. (66:29)